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控制工程基础(双语)
第12次开课
开课时间: 2025年03月03日 ~ 2025年07月07日
学时安排: 2-3小时每周
进行至第6周,共19周 已有 148 人参加
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课程详情
课程评价(40)
spContent=这是一门有关经典控制理论的课程。重理论,讲方法,依托工程,是这门课的主要特点。 课程由38个理论课单元和6个实验课组成,总时长460分钟。 选择英文课件和中文讲解的双语形式,让你在学习专业课的同时,也学习了专业英语。 它是你的一门专业课、也是你线下课堂的小助手、考研复习的小帮手!
这是一门有关经典控制理论的课程。重理论,讲方法,依托工程,是这门课的主要特点。 课程由38个理论课单元和6个实验课组成,总时长460分钟。 选择英文课件和中文讲解的双语形式,让你在学习专业课的同时,也学习了专业英语。 它是你的一门专业课、也是你线下课堂的小助手、考研复习的小帮手!
—— 课程团队
课程概述

 同学们好,欢迎跟我一起学习《控制工程基础》这门课程。课程名称由两个关键词组成,一是控制工程,二是基础。两者结合又告诉你这是一门有关经典控制理论的课程。因此,重理论,讲方法,依托工程,就是我们这门课的主要特点。

 

 另外,我选择了双语的授课形式,即课件为英文,讲解为中文,同时,为了便于大家理解,我还在大部分单元的最后整理了一些中英文关键词。


对于建设这么一门课,我的初衷有四点。

 

 首先,你可以跟着它学完大三阶段的一门必修专业基础课《控制工程基础》;

 其次,如果你在线下课堂上没有弄懂某个知识点,或者是错过了某个知识点的线下学习,你可以跟着我们的对应单元进行知识点的定向学习。

 第三,在线下课程进入期末阶段、当你想复习的时候,可以选择与前期学习薄弱的知识点所对应的单元进行定向复习。

 最后,如果你想考研,本课程也会扮演考研辅导班的角色,在考研路上做你的好帮手。

授课目标

本课程属于机械类专业基础课,通过数学模型、时频域分析方法、稳定性与误差分析等内容,对学生进行有关经典控制理论的基本训练,使学生具有使用经典控制理论基本概念、基本原理、基本分析方法解决复杂工程问题的能力。

课程大纲

Unit 1

Introduction

Unit 2

Laplace Transform(part 1)

Laplace Transform(part 2)

Unit 3

Laplace Transform Properties

Quiz 3

Unit 4

Inverse Laplace Transform(part1)

Inverse Laplace Transform(part2)

Quiz 4

Unit 5

Introduction to Translational Mechanical System

Unit 6

Obtaining Translational Mechanical System Model(part 1)

Obtaining Translational Mechanical System Model(part 2)

Quiz 6

Unit 7

Obtaining Electrical System Model

Quiz 7

Unit 8

Transfer Function

Quiz 8

Unit 9

Transfer Function for Typical Links(part 1)

Transfer Function for Typical Links(part 2)

Unit 10

Introduction to Block Diagram

Unit 11

Block Diagram Simplification(part 1)

Block Diagram Simplification(part 2)

Block Diagram Simplification(part 3)

Quiz 11

Unit 12

Transfer Function for Multiple Inputs System

Quiz 12

Unit 13

Plot the Function Block Diagrams(part 1)

Plot the Function Block Diagrams(part 2)

Unit 14

Signal Flow Diagram

Unit 15

Mason’s Gain Formula(part 1)

Mason’s Gain Formula(part 2)

Quiz 15

Unit 16

Time Response Analysis of First Order System(part 1)

Time Response Analysis of First Order System(part 2)

Time Response Analysis of First Order System(part 3)

Quiz 16

Unit 17

Time Response Analysis of Second Order System(part 1)

Time Response Analysis of Second Order System(part 2)

Unit 18

Approximate Analysis of High Order System(part 1)

Approximate Analysis of High Order System(part 2)

Quiz 18

Unit 19

Performance Specifications of First Order System

Quiz 19

Unit 20

Performance Specifications of Second Order System(part 1)

Performance Specifications of Second Order System(part 2)

Quiz 20

Unit 21

Introduction to Frequency Response Analysis

Quiz 21

Unit 22

Graphical Descriptions — Nyquist Diagram

Quiz 22

Unit 23

Graphical Descriptions — Bode Diagram(part 1)

Graphical Descriptions — Bode Diagram(part 2)

Graphical Descriptions — Bode Diagram(part 3)

Graphical Descriptions — Bode Diagram(part 4)

Quiz 23

Unit 24

Open Loop Bode Diagram of Control System(part 1)

Open Loop Bode Diagram of Control System(part 2)

Quiz 24

Unit 25

Minimum Phase System

Quiz 25

Unit 26

Nyquist Stability Criterion

Unit 27

Stability Margin(part 1)

Stability Margin(part 2)

Quiz 27

Unit 28

Conditions of System Stability

Unit 29

Routh-Hurwitz Stability Criterion(part 1)

Routh-Hurwitz Stability Criterion(part 2)

Unit 30

Special Cases for Routh-Hurwitz Stability Criterion

Quiz 30

Unit 31

Terminologies for Error Analyzing and Calculating

Unit 32

Static Error Coefficients(part 1)

Static Error Coefficients(part 2)

Quiz 32

Unit 33

Calculating for Steady State Deviation for Multiple Inputs

Unit 34

Calculating for Steady State Error for Multiple Inputs

Quiz 34

Unit 35

Methods for Reducing Steady State Error

Quiz 35

Experimental Unit

PID Control of Mass-Spring-Damping Mechanical Vibration Experimental System (Part One)

PID Control of Mass-Spring-Damping Mechanical Vibration Experimental System (Part Two)

PID Control of Mass-Spring-Damping Mechanical Vibration Experimental System (Part Three)

Quanser QUBE-Servo 2 Experimental System (Hardware System)

Quanser QUBE-Servo 2 Experimental System (Software System)

Frequency Response Modeling (Part One)

Frequency Response Modeling (Part Two)

Frequency Response Modeling (Part Three)

Unit 36

Unit 36 Closed-loop Frequency Characteristics

Unit 37

Unit 37 Time-Domain and Frequency-Domain Performance Indicators

Unit 38

Unit 38 Correlation between Time-Domain and Frequency-Domain Performance Indicators

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预备知识

电工电子技术、高等数学。

参考资料
  1. 控制工程基础》,孙晶,张宏,孙伟,科学出版社,2021.
  2. 《Fundamentals of Control Engineering》, Sun Jing, Science Press, 2017.
  3. 控制工程基础》,孔祥东,姚成玉,机械工业出版社,2019.
  4. 控制工程基础》,张尚才,浙江大学出版社,2012.
  5. 《Modeling and Analysis of Dynamic System》,Charles M. Close,Dean K. Frederick,John Wiley & Sons, INC., 2002, 3rd Edition.
  6. 《Introduction to and Dynamics and Control in Mechanical Engineering Systems》, Cho, W. S. To. , John Willey & Sons, Inc. 2016.
  7. 《控制工程基础创新实验案例教程》,孙晶,韦磊,机械工业出版社,2021
大连理工大学
3 位授课老师
孙晶

孙晶

教授

韦磊

韦磊

高级实验师

王林涛

王林涛

副教授

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