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自动控制原理
第14次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 4小时每周
进行至第6周,共19周 已有 86 人参加
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课程评价(67)
spContent=掌握要点,自动控制原理并不难学。本课程特点是循序渐进,条理清晰,物理概念清楚,作为初学者入门最合适不过。课程讲授注重基本概念,某些严格的数学过程被简化,或者只是进行了直观的解释,避免复杂的推导妨害学生对于控制理论本质的理解,目标是培养学生构造和分析系统模型的能力。
掌握要点,自动控制原理并不难学。本课程特点是循序渐进,条理清晰,物理概念清楚,作为初学者入门最合适不过。课程讲授注重基本概念,某些严格的数学过程被简化,或者只是进行了直观的解释,避免复杂的推导妨害学生对于控制理论本质的理解,目标是培养学生构造和分析系统模型的能力。
—— 课程团队
课程概述

本课程为机电大类专业基础平台内的专业主干课程。课程的内容范围是以单输入单输出系统理论为主的古典控制理论,包括自动控制系统的基本概念、系统的分析和设计方法。具体内容分为三部分,即:

(1)自动控制系统的基本概念和数学模型;

(2)系统的分析和评价;

(3)系统的校正及综合。

熟悉和理解自动控制系统的基本概念是学好课程的基础,建立系统数学模型是对系统进行分析及设计的主要依据。系统分析主要围绕三项性能指标展开,即稳定性、稳态性能指标及暂态性能指标。分析方法有时域分析、根轨迹法及频率法。系统设计需要理解控制系统校正的概念,掌握串联校正、并联校正和前馈校正等补偿方法。

授课目标

授课的目标是:培养学生构造和分析系统模型的能力。具体为:1)熟悉和理解自动控制系统的基本概念;2)学会建立控制系统的数学模型;3)掌握控制系统的分析方法;4)理解控制系统校正的概念和基本方法。

课程大纲

第1章 自动控制系统的基本概念

1.1自动控制理论概述

1.2控制系统的分类

1.3闭环控制系统的组成与基本环节

1.4自动控制系统的性能指标

自动控制系统的基本概念-单元测试

第2章 自动控制系统数学模型

2.1数学模型的基本概念与举例

2.2微分方程模型的建立

2.3拉氏变换的概念与常用公式

2.4传递函数的建立方法

2.5控制系统动态结构图的绘制与等效变换

自动控制系统数学模型-单元测试

第3章 自动控制系统时域分析

3.1自动控制系统的时域指标

3.2一阶系统的阶跃响应

3.3.1二阶系统的阶跃响应

3.3.2零极点对二阶系统暂态性能的影响

3.4高阶系统的响应

3.5.1控制系统的代数稳定性判据1

3.5.2控制系统的代数稳定性判据2

3.6.1扰动稳态误差

3.6.2给定稳态误差

自动控制系统时域分析-单元测试

第4章 根轨迹法

4.1根轨迹的基本概念

4.2根轨迹方程

4.3根轨迹条件

4.4绘制根轨迹的基本法则(Ⅰ)

4.5绘制根轨迹的基本法则(Ⅱ)

4.6绘制根轨迹的基本法则(Ⅲ)

4.7二阶系统根轨迹的绘制

4.9基于根轨迹的系统分析

4.10附加开环零极点对根轨迹的影响

4.8三阶系统根轨迹的绘制

根轨迹法-单元测试

第5章 频率法

5.1频率特性的基本概念

5.2频率特性的表示方法

5.3比例环节的频率特性

5.4惯性环节的频率特性

5.5积分环节的频率特性

5.6微分环节的频率特性

5.7一阶微分环节的频率特性

5.8振荡环节的频率特性

5.9时滞环节和最小相位系统

5.10系统开环幅相频率特性

5.11系统开环对数频率特性

5.12控制系统稳定性裕量

5.13频率法稳定性分析

5.14暂态特性与频率特性关系

频率法-单元测试

第6章 控制系统的校正及综合

6.1控制系统校正的概念与过程

6.2串联超前校正

6.3串联超前校正例题

6.4串联滞后校正

6.5串联滞后校正例题

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预备知识

微积分、电路基础等。

证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料


自动控制原理(第2版),ISBN:9787302347439,王建辉,顾树生. 清华大学出版社,2014

自动控制原理(第七版),ISBN:9787030572912,胡寿松.科学出版社,2019

北京交通大学
6 位授课老师
程卫东

程卫东

教授

董立静

董立静

副教授

李建勇

李建勇

教授

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