1、自动控制原理教学大纲课程编码：T1041010课程名称：自动控制原理 II课程英文名称： Automatic Control Theory (II)总学时：70 讲课学时： 60 习题课学时：0 实验学时：10 上机学时：10 （课外）学分：3开课对象：非控制类专业本科生预修课程：电路原理、电子技术和电机方面的有关课程；复变函数和线性代数教材：国家级“十一五”规划教材自动控制原理 （第二版）梅晓榕、王彤、柏桂珍、王述一、麻亮编，科学出版社，2007 年自动控制原理 （修订第三版） 鄢景华主编 哈工大出版社，2006 年参考书：自动控制原理 （第三版） 李友善 主编，国防工业出版社，2005年L
2、inear Control System Analysis and Design （第四版）清华大学出版社，2000 年一、课程教学目的 自动控制原理是工科专业的一门技术基础课。这门课主要讲解自动控制的基本理论、自动控制系统的分析方法与设计方法。通过本课程的学习使学生了解自动控制系统的组成和基本理论，主要掌握应用时域法和频域法分析和综合线性系统的基本原理和方法，对现代控制理论有一定的掌握，了解用状态空间法分析和设计线性系统的基本方法。二、教学内容及基本要求第一章 自动控制概论（2 学时）本课程的目的及讲授内容，自动控制的基本概念和自动控制系统，开环控制与闭环控制，控制系统的组成，控制系统的基本
3、要求。第二章 控制系统的数学模型（8 学时）控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，典型系统的方框图与传递函数，方框图化简，梅森增益公式第三章 控制系统的时域分析（12 学时）典型输入信号，一阶系统的瞬态响应，二阶系统的标准型及其特点，二阶系统的单位阶跃响应，二阶系统的性能指标，二阶系统的脉冲响应，二阶系统的单位速度响应，闭环主导极点的概念。稳定的基本概念和定义，线性系统稳定的充要条件，劳斯稳定判据，控制系统的稳态误差，稳态误差的计算，减小稳态误差的方法。第四章 根轨迹法（8 学时）控制系统的根轨迹，绘制根轨迹的基本规则，控
4、制系统的根轨迹分析。第五章 频率特性法（18 学时）频率特性的概念，典型环节频率特性的极坐标图表示，典型环节频率特性的对数坐标图表示，开环系统的对数频率特性，最小相位系统。Nyquist 稳定判据，用开环系统的 Bode 图判定闭环系统的稳定性，控制系统的相对稳定性，控制系统的性能指标，系统性能指标间的关系，开环对数频率特性和性能指标的关系。控制系统校正的基本方法，基本控制规律，相位超前校正网络， 按频率特性法确定相位超前校正参数，相位滞后网络，按频率特性法确定相位滞后校正参数，相位滞后-超前校正网络，控制系统的期望频率特性，根据期望频率特性确定串联校正参数。第六章 控制系统状态空间分析法(12 学时)状态空间的基本概念，控制系统状态空间表达式，状态变量的唯一性与特征值不变性，根据传递函数求状态方程，根据方框图建立状态方程。齐次状态方程的解，状态转移矩阵的求法，非齐次方程的解，能控性和能观性基本概念，线性定常系统的能控性和能观性。用状态反馈配置系统的极点，状态观测器的设计。实验项目明细表序号 实验项目名称 学时 实验要求 实验类型 每组人数1 二阶线性系统的模拟机仿真2 必修 综合 22 调速系统分析与校正4 必修 综合 23 小功率随动系统的分析与校正4 必修 综合 24 控制系统计算机辅助设计10 选修 综合 1
