“自动控制原理”课程是自动化专业及相关专业的学科基础课程,是一门理论与实践并重,工程性、综合性、方法性、实践性很强的课程。
自动控制技术已经广泛地应用于各类工程学科以及各类非工程学科。“自动控制原理”课程是自动化类专业的核心课程,是电气类、电子信息类、计算机类、仪表类专业的重要课程。根据教育部发布的《普通高等学校本科专业目录(2012年)》,“自动控制原理”课程面向的相关专业包括自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术等。
本课程主要介绍经典控制理论的基本内容,通过课程教学达到以下目标:
1)使学生掌握经典控制理论的基本概念,掌握在时域和频域中,对线性定常系统的稳定性、动态性能和稳态性能进行分析的方法。
2)使学生能理论联系实际,将抽象的数学模型与实际系统联系,根据性能指标的要求,合理地选择参数,对系统进行综合与校正。
3)使学生了解自动控制技术在社会发展中的作用及与其他学科的关系,了解自动控制学科的发展,为“自控原理(二)”和其他后续专业课程打下良好基础。
本课程2005年获湖北省精品课程,2017年被认定为国家精品在线开放课程,2020年作为支撑课程入选国家一流本科课程。
通过本课程学习,掌握自动控制系统的建模,分析和基本控制系统设计方法。
微分方程,线性代数,复变函数,电路理论
1. 王燕舞,张征,樊慧津,刘磊,自动控制原理——经典控制,高等教育出版社,2023.1
2. 王永骥, 王金城, 王敏主编,自动控制原理(第3版),普通高等教育"十一五"国家级规划教材, 化学工业出版社,2015
3. 胡寿松主编,自动控制原理(第6版),科学出版社,2013
4. 王敏主编,自动控制原理试题精选题解,华中科技大学出版社,2002
5.Richard C .Dorf, Robert. H. Bishop,现代控制系统(第十二版),电子工业出版社,2015
教学日历
周讲知识点视频时长单元测验第1周第1讲 绪论1.1 自动控制系统工作原理12'01第13周周一10:00以前提交测试结果1.2 自动控制系统分类8'28''1.3 自动控制系统基本要求8'30''1.4 自动控制发展历史9'36'' 第1章绪论测试 第2讲 自动控制系统的数学模型2.1 数学模型的引出12'第13周周一10:00以前提交测试结果2.2 微分方程模型的建立17:46第2周第2讲 自动控制系统的数学模型2.3 非线性微分方程的线性化13:402.4 控制系统的传递函数20:102.5 典型环节及其传递函数9:162.6 结构图的绘制16:39第3周第2讲 自动控制系统的数学模型2.7 结构图等效变换准则13:242.8 结构图等效变换的应用18:512.9 信号流图19:062.10 梅逊公式17:09 第2章数学模型测试 第4周第3讲 自动控制系统的时域分析3.01 线性系统时间响应的性能指标6'53''第13周周一10:00以前提交测试结果3.02 一阶系统的时域分析11'043.03 二阶系统的时域分析9'13''3.04 欠阻尼二阶系统的动态性能分析13'39''第5周第3讲 自动控制系统的时域分析3.05 二阶系统性能的改善10'57''3.06 高阶系统的时域分析14'42''3.07 线性系统的稳定性8'59''3.08 稳定性的赫尔维茨判据8'11''第6周第3讲 自动控制系统的时域分析3.09 劳斯判据18'34''3.10 稳态误差的定义域求取16'50''3.11 稳态误差的减小与消除10'24'' 第3章时域分析测试 第7周第4讲 根轨迹4.1 根轨迹的基本概念11'49第13周周一10:00以前提交测试结果4.2 普通根轨迹的绘制113'364.3 普通根轨迹的绘制213'514.4 绘制根轨迹的基本规则12'12第8周第4讲 根轨迹4.5 绘制普通根轨迹法则小结15'294.6 正反馈根轨迹的绘制10'424.7 参数根轨迹的绘制11'404.8 基于根轨迹的系统分析12'06第4章根轨迹测试 第9周第5讲 频域分析5.1 频率特性的基本概念7'59第14周周一10:00以前提交测试结果5.2 幅相频率特性曲线的绘制(一)12'035.3 幅相频率特性曲线的绘制(二)16'425.4 对数频率特性曲线的绘制18'11第10周第5讲 频域分析5.5 线性系统的开环对数频率特性曲线13'315.6 奈奎斯特稳定判据25'515.7 控制系统的相对稳定性9'365.8 闭环频域特性及时域频域指标15'02 第5章频域分析测试 第11周第6讲 线性系统的校正方法6.1 综合与校正的基本概念10'53第15周周一10:00以前提交测试结果6.2 常用校正装置及其特性17'256.3 串联校正19'43第12周第6讲 线性系统的校正方法6.4 串联校正实例分析13'566.5 期望频率特性法校正18'376.6 反馈校正11'19 第6章校正方法测试 课程总测试
课程重点:控制系统分析、校正与综合、系统设计的理论和方法。
课程难点:控制系统的各种分析方法与设计方法的综合应用。