《自动控制原理A》教学大纲.docx
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1、自动控制原理A教学大纲适用楚困:202X版本科人才培养方案课程代码:05136031课程性质:学科基础必修课学分:4学分学时:N学晡(理论56学时,实验8学时)先修课程:大学物理、高等数学、狂变函数与积分变换、电路分析基础、模拟电子技术等后续课程:机渊人隔程与系统集成、智能机零人、机器人控制系统仿真等适用专业:机器人工程开课单位:电气工程与自动化学院一、课程说明4自动控制原理Ag是机器人工程专业必修的一门学科菸础课,本课程主要讲授经典控制理论的基本理论与方法,包括自动控制系统的基本原理、控制系统的数学建模、线性系统的基本分析方法、线件系统的设计校正方法、线件寓散系统的分析以及非线性捽制系统分析
2、等.为学习其他有关课程及以后从小技术工作臾定扎实的基研:本课程注至基本理论知识的深入学习,药重培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力,并通过后续相关课程的学习,Ife钙从卡国民经济、国防和科研各部门的运动控制、过程控制、机器人智能拄制、导航制导与控制、现代集成制造系统、模式识别与智能系统、生物信息学、人工智能及神经网络、系统工程理论与实践、等领域的科学研究、技术开发及管理工作.二、课程目标通过本课程的学习,使学生达到如下目标:课程目标1:掌握经典控制理论的培本知识,包括自动控制系统的基本原理、控制系统的数学建模、战性系统的整本分析方法、践性系统的设计校正方法、践性以敌系统的分析以及非规性
3、控制系统分析等.课程目标2:能正确运用数学建模方法、然性系统时域分析方法、根轨迹分析方法、疑域分析方法.系统校正设计方法等知识分析、解决线性定常系统中遇到的何超.能正确运用线性离散控制系统的方法分析离散系统的柩定性和准确性,会利用描述函数法分析非线性控制系统性能.课程目标3:跟踪自动控制理论发展的科学前沿,使学生了解我国在自动控制领域的现状和优势、与世界相关行业的差距,增强学生的民挨白费感和时代紧迫感,同时增强学生的法治观念、社会责任感和创新遨识.了解H动控制系蜕开发设计的漉程,能岖就臼动控制领域实际工程问题提出设计方案和撰写研究报告.三课程目标与毕业要求学力动控制晚理Z课程教学目标时机器人工
4、程专业毕业要求的支控见表屋表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑91.ISJaiR1.2掌握机港人工程领域所需的电路分析、电子技术、计算机、机械等原理和思想,能将其知识方法用于复杂机器人工程网的分析和表述.课程目标1:常獭经典控制理论的基本知识,包括自动控制系统的葩本原理、控制系统的数学建模、战性系统的基本分析方法、战性系统的设计校正方法、线性圈敢系统的分析以及非线性控制系统分析等.M2.问Je分析2.2应用数学、物理等方法和专业知识.能够对机渊人工程额域交杂工程问SS进行建模.课程目标2:能正确运用数学建模方法、税性系统时域分析方法、根轨迹分析方法、领域分析方法、系统校正设
5、计方法等知识分析.解决线性定常系统中遇到的问应.能正确运用筏性离散控制系统的方法分析用敌系统的稳定性和准确性,会利用描述南数法分析非线性控制系统性能.M4研究4.3能修采用计算机仿真、实物或半实物仿直等方法,设计实验方案,搭包实脸系统,进行实验.课程目标3:跟踪自动控制理论发展的科学前沿,使学生了解我国在自动控制领域的现状和优势、与世界相关行业的差距,增强学生的民族自豪感和时代紧迫照,同时增强学生的法治观念、社会责任感和创新意识.了解自动捽制系统开发设计的流程,能略就自动控制领域实际工程向Sfi提出设计方案和撰写研究报告。H注,表中-H(M).M中)-表示课程与相关毕业要求的关然度四、教学内容
6、,基本要求与学时分配I.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、苓本要求与学时分配教学内容教学要求,敕学工点球点理论学时实验学时对应的课程目标1.控制系线导论1.1自动控制的基本原理教学聂求:理解自动控制的熊本原理与方式:掌握自动控制系统方框图的绘制方法:了解自动捽制系统的分类:2O31.2 自动控制系统示例1.3 自动控制系统的分类1.4 自动控制系统的基本要求1.5 自动控制系统的分析与设计工具理解对自动控制系统的基本要求,点,自动控制的基本原理与方式;自动控制系统的分类:自动控制系统的基本要求.戏点:分析系统并绘制方框图的方法,2.控IM景观的数学模型2. 1
7、拉普拉斯变换2.2 控制系统的时域数学模型2.3 控制系统的受数域数学模型2.4 控制系统的结构图与信号流图教学要求,r解拧制系统的时域数学模型和复数域数学模里:隼握控制系统的结构图的等效变换与伯号流图的画法:鸵握梅森公式的使用方法;了解控制系统数学建模方法.点,控制系统的更数域数学模型:控制系统的结构图的等效变换与伯号流图的画法.魔点I控制系统的1构图的等效变换与信号波图的ei法.8O1、23.线性不铳的时域分析法3.1 系统的时域性能指标3.2 一阶系统的时域分析3.3 二阶系统的时域分折3.4 高阶系统的时域分析3.5 战性系统的稔定性分析3.6 线性系统的稳态误差计算教学要求:理解系统
8、时间响应的各项性能指标:掌握一阶系统、:阶系统的时域分析方法:了解高阶系统的时城分析方法:掌握线性系统的枪定性分析方法:掌握税性系统的稳态误差计算方法。重点I欠阻尼二阶系统的时域分析:线性系统的稳定性分析:线性系统的稳态误差计算.戏点;闭环极点与系统性能间的关系:高阶系统的H1.环主导极点.1221、2.31.线性系观的根轨迹法1.1极轨迹法的基本概念1.2常规根轨迹的绘制法则-1.4系统性能的分析教学要求,解根轨迹法的基本概念:掌握常规根轨迹绘制的基本法则:熟悉利用根轨迹法分析系统性能,点:常观根轨迹绘剑的基本法则;利用根轨迹法分析系统性能。难点,利用根轨迹法分析系统性能.4O1、25.线性
9、系线的IN分析法5. 1频率特性5.2典型环节与开环系统的频率特性5.3频域稳定判据5.1稳定裕度改学要求,理解频率件件的概念:掌握典型环节与开环系统的领率特性:掌握领域稳定判据和枪定裕度的计算方法:了解环系统的算域性能指标,值点,典型环节与开环系统的颇率特性:频域稳定判据:稳定裕度的计算方法。1241、2、35.5闭环系统的领域性能指标戏点:领域稳定判据:稔定裕度的计算方法。6.线性系统的校正方法6.1 系统的设计与校正向题6.2 常用校正装置及其特性6.3中联校正教学襄求:J解系统的设计与校正所面临的问题:掌握常用校正装置及其特性:掌握串联校正的设计方法:理解控制系统校正设计作用.点1常用
10、校正装置及其特性:串联校正的设计方法.Mi串联校正的设计方法:各小联校正的作用”621、2、37.线性育微系统的分析与校正7.1 离散系统的战本概念7.2 信号的采样与保持1.1 32变换理论7.4 离散系统的数学模里7.5 禽散系统的稳定性与稳态误差教学要求:了解离散系统的基本概念:了解信号采样与保持;掌握Z变换理论:掌握离散系统的数学模型建立方法:掌握离散系统的柳定性和准确性分析方法点:离敌系统的数学模型;离散系统的稳定性与稔态误差.难点,闭环脉冲传递函数的计算:离放系统的桧定性与稔态误差.8O1、28.非线性控制系统分析8.1 非线性控制系统概述8.2 常见非线性特性及其对系统运动的影响
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