《自动控制原理》教学大纲
一、课程名称：自动控制原理
二、课程性质：专业基础课
三、学时：51学时
四、学分：3学分
五、适用专业：
自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等六、先修课程：
高等数学、线性代数、电路分析、信号与系统
七、教学目标：
1. 掌握自动控制系统的基本原理和基本概念，了解自动控制系统的历史发展和现状。
2. 熟练掌握控制系统的数学模型建立方法，包括微分方程、传递函数、状态空间等。
3. 熟练掌握控制系统的性能分析方法，包括频率响应法、根轨迹法、Nyquist法等。
4. 熟练掌握控制系统的设计方法，包括PID控制器设计、根轨迹法设计、状态反馈法设计等。
5. 熟练掌握控制系统的仿真和实验方法，包括MATLAB/Simulink仿真、实验室设备操作等。
6. 培养学生的创新能力和实际工程应用能力，为学生进一步
学习相关专业课程和从事工程技术工作打下坚实的基础。
八、教学内容：
1. 自动控制系统的基本概念和基本原理
2. 控制系统的数学模型建立方法
- 微分方程建模
- 传递函数建模
- 状态空间建模
3. 控制系统的性能分析方法
- 频率响应法
- 根轨迹法
- Nyquist法
4. 控制系统的设计方法
- PID控制器设计
- 根轨迹法设计
- 状态反馈法设计
5. 控制系统的仿真和实验方法
- MATLAB/Simulink仿真
- 实验室设备操作
6. 自动控制系统的应用实例
九、教学方法：
1. 采用讲授、讨论、案例分析等多种教学方法，注重理论与
实际相结合。
2. 利用MATLAB/Simulink软件进行控制系统的仿真实验，提高学生的实践能力。
3. 通过课堂讨论、小组合作等方式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
十、考核方式：
1. 平时成绩（30%）：包括课堂表现、作业、实验报告等。
2. 期中考试（20%）：测试学生对本学期所学内容的掌握程度。
3. 期末考试（50%）：测试学生对本课程全部内容的掌握程度。
《自动控制原理》教学大纲 一、课程概述 《自动控制原理》是自动化专业的核心课程之一，旨在让学生掌握自动控制的基本理论和方法，培养学生的自动控制思维和分析问题的能力。通过本课程的学习，学生将能够理解自动控制系统的基本概念、建模和分析方法，掌握常见的控制器设计方法，了解自动控制的应用领域和未来发展方向。 二、教学目标 1.理论知识与概念：掌握自动控制的基本概念和理论知识，包括控制系统的建模和分析、控制器的设计与调整等内容。 2.实践能力培养：掌握自动控制实验的基本原理和方法，能独立设计和实施自动控制实验，并对实验结果进行分析和评估。 3.思维能力培养：培养学生的自动控制思维和分析问题的能力，能够通过理论知识解决实际自动控制问题。 4.综合素质提高：通过自主学习、团队合作和报告撰写等方式，提高学生的综合素质和实践能力。 三、教学内容 1.控制系统的基本概念和分类 1.1控制系统的定义和基本概念 1.2控制系统的分类和组成 2.控制系统的建模和分析
2.1控制系统的数学建模 2.2控制系统的传递函数表示 2.3控制系统的稳定性分析 3.控制器的设计和调整 3.1PID控制器的设计原理和方法 3.2控制器调整的经典方法 4.线性控制系统分析与设计 4.1样差环节系统分析 4.2器件与设备系统分析 4.3各级系统趋势与扩展 5.非线性控制系统分析与设计 5.1状态空间方法 5.2反馈线性化方法 5.3非线性控制器设计方法 6.高级控制方法与应用 6.1模糊控制理论与应用 6.2自适应控制理论与应用 6.3鲁棒控制理论与应用 四、教学方法
1.理论讲授：通过课堂讲解、示意图和实例分析等方式，向学生讲解 自动控制的基本理论和方法。 2.实验演示：开展自动控制相关的实验演示，让学生亲自操作和实践，加深对理论知识的理解和应用。 3.课堂讨论：组织学生进行课堂讨论，解答学生对理论知识和实践问 题的疑惑，增强学生的自主学习和思维能力。 4.基于项目的学习：组织学生选择一个自动控制相关的项目，进行分 析和设计，并撰写报告进行展示，培养学生的实践能力和综合素质。 五、考核方式 1.平时成绩：包括课堂表现、实验报告和作业完成情况等，占总成绩 的30%。 2.期中考试：对学生对于课程内容的理解和掌握情况进行考核，占总 成绩的30%。 3.期末考试：对学生对于课程的整体理解和能力的综合考核，占总成 绩的40%。 六、教材选用
《自动控制原理》课程教学大纲 1.教学目的及任务： 《自动控制原理》课程是自动化、测控技术及仪器、电子信息工程及通信工程等相关专业的平台课。通过本课程的教学（讲课、实验和习题课），使学生了解自动控制系统的组成、特点及专业术语，学习并掌握古典控制理论的基本分析、设计方法，为后续的理论课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础。培养学生的独立思考能力和实践能力，使学生成为有思想、会学习、能创新的新一代高素质创新型的人才。 通过课堂教学环节与实践教学环节相结合，强化学生对基本概念、基本理论、基本方法的理解和掌握：要求学生掌握控制系统的数学模型的建立方法，了解控制系统的基本校正方案，并掌握对各种控制系统的性能进行分析的基本方法。同时结合本课程特点，培养学生的学习和创造能力。 2.教学内容的结构： 1.基本知识模块（4学时） 2.数学模型的建立与求解模块 (10学时) 3.线性连续系统的时域分析模块（24学时，其中包含4学时的实验） 4.线性连续系统的频域分析与设计模块（24学时，其中包含4学时的实验） 5.非线性系统分析模块（10学时，其中包含2学时的实验） 6.线性离散系统综述模块（8学时，其中包含2学时的实验） 注:上述6个知识模块是按照自动化专业的计划（80学时，其中包含12学时的实验）设计的，其中1、2、3模块是必须按先后顺序选择的，后面几个模块则可以针对不同专业不同学时的需求，任意选用。 3.模块或单元教学目标与任务： 1)自动控制系统的基本概念(对应教材的第1章) ⑴了解自动控制系统的基本结构和特点及其工作原理； ⑵了解闭环控制系统的组成和基本环节； ⑶掌握反馈控制系统的基本要求——稳定性、暂态和稳态性能指标——的基本定义； ⑷学会分析自动控制系统的类型及本质特征。 2)自动控制系统的数学模型(对应教材的第2章) ⑴简单物理系统的微分方程和传递函数的列写及计算； ⑵非线性模型的线性化方法； ⑶方块图和信号流图的变换与化简； ⑷开环传递函数与闭环传递函数的推导和计算。
《自动控制原理》 课程教学大纲 一、编写说明： 自动控制原理是自动化类，机电类的一门重要的专业课程，它包括自动控制与自动控制系统的一般概念；控制系统的数学模型；控制系统的时域分析法、根轨迹法和频率特性法；系统的校正方法；线性采样系统的基本原理和性能分析等。 通过本课程的教学，使学生初步了解经典控制理论的基本概念、基本原理和基本方法，使学生宏观理论水平上一个台阶，为学生综合专业所学并应用提供宏观理论依据。二、教学内容： 一）概述 自动控制与自动控制系统、自动控制系统的分类、对控制系统的性能要求、自动控制理论发展简述 要求： 通过本章的学习，使学生了解自动控制的一般概念、自控制系统的组成和分类、对控制系统的基 本要求以及有关自动控制原理的基本情况。 二）控制系统的数学模型 控制系统的微分方程、传递函数、典型环节的传函
数及其动态响应、控制系统的动态结构图、反馈控制系统的传递函数 要求： 了解系统数学模型和线性定常系统的概念；掌握建立控制系统数学模型的方法；分析法和实验 法；掌握描述数学模型的集中形式：微分方程、传 递函数、动态结构图和频率特性。 三）控制系统的时域分析法 控制系统的典型输入信号的时域性能指标、一阶系统工程分析、二阶系统分析、高阶系统分析、控制系统的稳定性分析、控制系统的稳态误差计算、控制系统的综合分析实例 要求： 掌握控制系统的时间响应求解方法：掌握系统的稳定性、快速性和准确性的概念。 四）控制系统的根轨迹法 根轨迹的基本概念、绘制根轨迹的基本规则、控制系统性能的要轨迹法分析 要求： 熟悉掌握直接由系统开环节零、极点的分布确定系统闭环节的图解方法——根轨迹法，研究某些参数的变化对系统闭环节点分布的影响。
自动控制原理》教学大纲 大纲说明 课程代码：3325072 总学时：48学时（讲课48 学时，实验0学时）总学分：3 学分课程类别：学科基础课程，必修适用专业：建筑环境与设备工程预修要求：高等数学、工程数学、电工技术一、课程的性质、目的、任务： （一）课程性质：学科基础课程，必修。 （二）目的与任务：通过本课程的学习，培养学生具有分析、综合电气自动化、仪表自动化及工业自动化控制设备中自控系统的能力。 二、课程教学的基本要求：通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理和基本分析方法，并能应用基本原理对典型的控制系统进行分析与综合。 三、教学方法和教学手段的建议：采用以教师讲授为主，并结合现代教学手段如多媒体教室等。 四、课程习题要求：习题的基本要求是：巩固和深入理解所学过的基本概念、基本理论，提高计算技能和作图能力。运用所学得的知识分析和计算典型及实际的控制系统问题，培养学生分析问题、解决问题的能力和严肃认真的科学作风。 习题可包括思考题和计算题，课外习题和课内习题。 五、大纲的使用说明：本大纲适用于本科学校建筑环境与设备工程专业，因本课程涉及《高等数学》、《工程数学》、《电工原理》、《电子技术》、《电机学》、《半导体变流技术》等多门基础课的知识，故适宜在二年级下开设，在讲授时，要注意联系和复习。讲授內容可按学时作适当增删。 大纲正文 第一章控制系统的基本概念学时） 学时：2 学时（讲课2 学时，实验0 本章讲授要点：控制系统的工作原理、组成、基本要求、基本类型。 重点：控制系统的工作原理、基本要求。 难点：控制系统的工作原理。 第一节控制系统的工作原理及其组成
自动控制原理 (principle of automation control ) 自动控制原理是工科院校自动化相近专业重要的专业基础课，通过本课程的学习，使学生掌握分析控制系统的基本理论和设计控制系统的基本方法，是其后续课程自动控制系统、计算机控制系统、自适应控制、智能控制等的理论基础。因此，学好本课程具有十分重要的意义。 一、教学目的与要求： 1、了解一般自动控制系统的控制原理，建立控制系统的数学模型； 2、掌握线性定常控制系统的时域分析方法，频率响应分析法及复域分析法，能够分 析系统的稳态性能及动态性能； 3、熟悉低阶系统的校正及初步设计，为深入进行理论研究和从事控制系统的设计与 改造打下坚实的基础。 二、教学重点与难点 1、教学重点：控制系统的数学模型的建立和结构图的变换；欠阻尼二阶线性定常系 统动态性能估算；稳定性分析方法及稳态误差计算方法。开环幅相曲线、对数曲 线的概略绘制；奈氏判据证明及稳定裕度的确定。 2、教学难点：控制系统的数学模型的建立。二阶系统性能改善的方法及扰动作用下 减小或消除稳态误差的措施。串联超前校正网络的设计与实现。 三、教学方法与手段 以多媒体教学为主，辅以实验和个别指导，联系控制实例进行教学。 四、教学内容与目标
五、考试范围与题型 1．说明： (1)考试内容应覆盖教学全部内容，其中高阶系统性能指标计算和根轨迹簇不作要 求。 (2)试题目以基本计算为主，在试题内考查包括自控原理基本概念，基本理论和实 际应用三方面内容。 (3)考试时间为2小时 2 六、教材与参考材料 教材：《自动控制原理简明教程》；胡寿松主编；科学出版社出版； 参考书:《自动控制原理习题集》；胡寿松主编；科学出版社出版； 《自动控制原理》；高国燊, 余文恷编著；华南理工大学出版社出版；
《自动控制原理》教学大纲 一、课程的性质、地位与任务 本课程是电力系统自动化技术专业的基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。 本课程系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 二、教学基本要求 了解自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 理解典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法，以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。 熟悉暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步了解高阶系统分析方法、主导极点的概念，能利用根轨迹对系统性能进行分析，熟悉偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据，了解绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。基本校正方式和反馈校正的作用，掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法。
《自动控制原理》课程教学大纲 (一)课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要 的专业基础课程。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 (二)课程的目的与任务 通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。 (三)理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基 本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传
递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。 3、熟练掌握暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念。 4、熟练掌握根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分 析，初步掌握偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。 5、熟练掌握频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画 法和奈氏判据。 6、熟练掌握校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用，初步掌握 复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法，了解以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。 (四)教学学时分配数 章次各章名称总学时学时分配 讲课实验上机课外小计 一自动控制的一般概念22 二自动控制系统的数学模型1212
《自动控制原理》课程教学大纲 英文名称：Automatic Control Theory课程编号： 适用专业：电子信息工程、电子信息科学与技术 学时：46 学分：2.5 课程类别：专业方向课 课程性质：任选课 一、课程的性质和目的 通过本课程的学习，使学生建立经典控制理论部分的基本概念，学习现代控制理论的基本内容，掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，使其具有分析和设计自动控制系统的初步能力。同时为以后从事实际工作和科研奠定一定的理论基础。 二、课程教学内容 第一章：自动控制的一般概念 主要内容：要求建立必要的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。 第二章：控制系统的数学模型 主要内容：用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型－微分方程，典型元部件的传递函数的求取，结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，由梅森公式求传递函数。重点：常用元部件传递函数的求取；系统传递函数的求取。 难点：结构图等效变换；梅森公式的应用。 第三章：线性系统的时域分析法 主要内容：时域性能指标的定义，一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法，用Matlab求高阶系统动态性能指标，劳斯稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法。 重点：二阶系统性能指标的求取 第四章：线性系统的根轨迹法 主要内容：根轨迹的概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则。 重点：绘制根轨迹。 第五章：线性系统的频域分析法 主要内容：频域特性的物理意义及图形表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频率特性建立系统的数学模型。 重点：复杂系统稳定裕度的确定。 难点：多环系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定。 第六章：线性系统的校正方法 主要内容：串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正基本概念。 第七章：线性离散系统的分析与校正 主要内容：信号的离散化与信号保持器，Z变换定理，闭环脉冲传递函数，离散系统的稳定
《自动控制原理》教学大纲 一、课程名称：自动控制原理 二、课程性质：专业基础课 三、学时：51学时 四、学分：3学分 五、适用专业： 自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等六、先修课程： 高等数学、线性代数、电路分析、信号与系统 七、教学目标： 1. 掌握自动控制系统的基本原理和基本概念，了解自动控制系统的历史发展和现状。 2. 熟练掌握控制系统的数学模型建立方法，包括微分方程、传递函数、状态空间等。 3. 熟练掌握控制系统的性能分析方法，包括频率响应法、根轨迹法、Nyquist法等。 4. 熟练掌握控制系统的设计方法，包括PID控制器设计、根轨迹法设计、状态反馈法设计等。 5. 熟练掌握控制系统的仿真和实验方法，包括MATLAB/Simulink仿真、实验室设备操作等。 6. 培养学生的创新能力和实际工程应用能力，为学生进一步
学习相关专业课程和从事工程技术工作打下坚实的基础。 八、教学内容： 1. 自动控制系统的基本概念和基本原理 2. 控制系统的数学模型建立方法 - 微分方程建模 - 传递函数建模 - 状态空间建模 3. 控制系统的性能分析方法 - 频率响应法 - 根轨迹法 - Nyquist法 4. 控制系统的设计方法 - PID控制器设计 - 根轨迹法设计 - 状态反馈法设计 5. 控制系统的仿真和实验方法 - MATLAB/Simulink仿真 - 实验室设备操作 6. 自动控制系统的应用实例 九、教学方法： 1. 采用讲授、讨论、案例分析等多种教学方法，注重理论与
实际相结合。 2. 利用MATLAB/Simulink软件进行控制系统的仿真实验，提高学生的实践能力。 3. 通过课堂讨论、小组合作等方式，培养学生的团队协作能力和沟通能力。 十、考核方式： 1. 平时成绩（30%）：包括课堂表现、作业、实验报告等。 2. 期中考试（20%）：测试学生对本学期所学内容的掌握程度。 3. 期末考试（50%）：测试学生对本课程全部内容的掌握程度。
《自动控制原理》教学大纲 课程编号：10140093 英文名称：Principles of Automatic Control 学分：3 学时：总学时56学时，其中理论40学时，实践16学时 先修课程：大学物理、高等数学、信号与系统 课程类别：专业方向课程 授课对象：电子信息工程专业学生 教学单位：数理信息学院 修读学期：第5学期 一、课程描述和目标 本课程是电子信息工程专业的专业方向课，是一门理论性较强的课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制基本概念,基本规律及其物理本质的论述,了解和掌握所讲述的控制系统的基本分析和计算方法而不着重于理论的推导和证明。同时促进大学生的信息意识、信息价值、信息道德与信息安全等信息素质观念的形成与发展，提高学生学习、研究和创新能力，以便更好地适应当今知识经济时代，满足信息社会的需要。 通过学习本课程，拟达到以下课程目标： 课程目标1：提高学生科学素养，培养学生大国工匠精神，树立科技强国，敢于创新的信念。 课程目标2：培养学生掌握自动控制原理的基本知识，包括控制系统的数学模型，线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法，线性离散系统的分析与校正等相关知识。 课程目标3：培养学生运用自动控制原理知识分析和解决复杂问题的能力，同时通过原理学习，为进一步深入学习控制理论与应用奠定基础。 二、课程目标对毕业要求的支撑关系
三、教学内容、基本要求与学时分配
实验部分 四、课程教学方法 采用集中讲授法、讨论法、练习法、案例法等教学方式。 五、学业评价和课程考核 课程考核采用过程性和结果性相结合的方式，总评成绩由平时成绩和期末考核两部分组
《自动控制原理（I）》教学大纲 一、课程的性质、任务、基本要求和条件 （一）课程的性质和特点 自动控制原理是高校电类学科各专业的一门重要专业基础课, 是从事系统分析与设计的技术人员所必须掌握的一门专业课。 本课程的主要任务是：系统地介绍自动控制系统和反馈控制的基本概念，学习建立控制系统数学模型的基本方法，以及分析控制系统稳定性、动态性能和稳态性能的时域和频域方法，介绍校正控制系统的常用方法。 （二）本课程的基本要求 1．理解自动控制系统的基本构成和基本控制原理。 2．掌握线性定常控制系统（含连续时间系统和离散时间系统）的输入输出描述（运动方程、传递函数、频率特性函数）方法，能够对简单的机电系统进行机理建模。 3．掌握线性定常系统（含连续时间系统和离散时间系统）稳定性的基本概念和常用分析方法（代数判据、根轨迹法、频率特性法）。 4．掌握线性定常连续时间控制系统的动态性能分析（二阶系统为主）和稳态性能分析。 5．了解单输入单输出系统的常用校正方法（根轨迹法和频率特性法）。 教学的重点与难点（★） 第一章概述 ★第二章控制系统的数学描述 ★第三章控制系统的稳定性分析 ★第四章控制系统的运动性能分析 第五章系统校正方法 难点：控制系统不同数学模型之间的关系以及数学模型的建立，稳定性的频域分析方法. （三）本课程与相关课程的联系 本课程的先修课程为《高等数学》、《电路分析》、《信号与系统》。 二、教学内容及学时分配 ◆各章节主要内容、重点难点 第一章概述(3学时) 1．1 引言：自动控制理论发展的历史简述 1．2自动控制系统的构成 1．3 闭环控制与开环控制 1．4 控制系统的分类 1.4.1 恒值调节系统和随动系统 1.4.2线性系统和非线性系统 1.4.3 定常系统和时变系统 1.4.4 连续时间和离散系统 做实验一: 闭环电压控制（单独3学时）
《自动控制原理》课程教学大纲 一、课程的地位、目的和任务 本课程地位: 自动控制原理是机械设计制造及其自动化专业的专业方向课。自动控制技术是现代化技术中重要的一个方面，本课程主要讲述现代自动控制技术的基本原理与结构模型，自动控制系统的分析方法与设计方法，使学生具备自动化控制的基础理论知识以及实践能力。 本课程目的： 通过本课程的学习,要求学生理解自动控制的基本概念，掌握简单系统的建模方法，掌握对线性定常系统的稳定性、快速性和准确性的基本分析方法以及设计和校正方法，能熟练使用根轨迹法和频率特性法分析与设计控制系统和控制器，对非线性系统也能进行初步的分析. 本课程任务: 1.掌握自动控制的基本概念、原理，学会对实际物理系统进行数学抽象，并用已学过的数学工具进行系统分析和综合，能灵活应用各种理论知识来解决实际问题的综合设计能力。 2.不仅为后续课程的学习奠定基础，而且直接为解决实际控制系统问题提供理论和方法，养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯. 3。培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上，独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力。 二、本课程与其它课程的联系 本课程的先修课是高等数学（上、下)、大学物理、电工电子技术（Ⅰ、Ⅱ)。这些课程的学习，为本课程学习奠定数学基础和分析系统建立数学模型提供必要的电学知识。本课程学习为后续课程的学习提供所应用的系统分析、设计的基本理论和基本方法，掌握必要的基本技能,为进一步深造打下必要的理论基础.三、教学内容及要求 第一章控制系统导论 教学要求： 通过本章教学，使学生理解自动控制的定义、组成、基本控制方式及特点,对控制系统性能的基本要求，自动控制系统的分类，自动控制系统实例有一定掌握。使学生对反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解。
自动控制原理课程教学大纲 （PRINCIPLES OF AUTOMATIC CONTROL） 学时数：32学时 其中：实验学时： 课外学时： 学分数：2 适用专业：电子信息工程 一、课程的性质、目的和任务 《自动控制原理》课程是研究自动控制的基本理论和共同规律的技术学科，是电子信息工程专业的一门专业必修课。内容包括系统建模、系统分析、系统综合三大部分。其任务是通过本课程的学习，掌握反馈控制系统的基本理论及基本方法，初步具备分析与解决电气技术中常见自动控制问题的能力，培养学生定性分析能力，定量估算能力和综合运用能力。 二、课程教学的基本要求 （一）了解自动控制系统的基本原理和分析方法和最新技术发展； （二）掌握自动控制系统的类型、组成及所研究的主要内容； （三）掌握自动控制系统建模、系统分析、系统综合的基本原理； （四）掌握时域分析、频域分析法和根轨迹分析法。 三、课程的教学内容、重点和难点 第一章控制系统的一般概念（2学时） 一、引言 （一）自动控制的基本概念 （二）自动自动控制系统的分类、组成 二、开环控制与闭环控制 （一）基本概念 （二）开环控制 （三）闭环控制 三、控制系统举例 第二章控制系统的数学模型（6学时）
一、控制系统的时域模型 （一）基本概念 （二）时域模型 二、线性系统的复域模型 （一）基本概念 （二）复域模型 三、控制系统的方框图与信号流图 （一）系统传递函数的建立和求解 （二）动态结构图 （三）信号流程图表征控制系统 第三章线性系统的时域分析（8学时） 一、典型输入信号 二、一阶系统的时域分析 三、二阶系统的时域分析 四、高阶系统的时域分析 五、线性系统的稳定性与稳定判据 （一）判定系统稳定的条件 （二）稳定判据及其应用 六、反馈系统的稳态误差 （一）稳态误差的概念 （二）稳态误差的计算方法 第四章根轨迹法（4学时） 一、反馈系统的根轨迹 （一）根轨迹描述控制系统的方法 （二）根轨迹描述控制系统的意义 二、绘制根轨迹的基本规则 （一）基本概念 （二）根轨迹法
《自动控制原理》教学大纲 一、课程地位与课程目标 （一）课程地位 自动控制技术不仅使得生产设备或生产过程实现自动化，大大提高劳动生产率和产品质量，而且在改善居住、生活条件等方面也发挥着非常重要的作用。自动控制技术的研究对象为自动控制系统，而分析和设计自动控制系统的理论基础就是自动控制原理。《自动控制原理》是研究自动控制共同规律的技术科学，是工科高等院校中诸多专业开设的一门主干技术基础课程。 本课程为测控技术与仪器专业的一门重要的学科基础课程，要求掌握自动控制的基本原理及控制理论方面的基础知识，掌握自动控制系统的多种数学模型，熟练掌握时域分析法、根轨迹分析法和频率特性法等。通过实验和Matlab数值仿真，将理论与实践有机地结合，培养学生的动手能力和分析能力。 （二）课程目标 1.掌握控制的基本原理和方法，了解测量与控制的关系；理解控制的基本理论在测控技术、计量测试等领域的基本运用。（1.4） 2.具有运用数学知识和物理理论建立控制系统模型、并能进行工程分析和计算的能力。（2.1） 3.能够建立工程问题的数学模型。（2.2) 4.能够运用控制的基本原理分析工程问题。（2.3) 5.能够使用Matlab专业软件工具进行自动控制系统的设计和模拟，模拟的结果进行分析，并理解其局限性。（5.3) 二、课程目标达成的途径与方法 自动控制原理课程内容涉及数学、电子、机械学等多门学科知识，理论性强，与工程结合密切。课程以系统动态过程为研究对象，内容比较抽象，因此教学设计上既要注意概念和理论内涵的介绍，又要注重工程上的分析和设计方法。由于动态过程比较抽象，讲授时要充分利用现代化教学手段将抽象的动态过程形象化。 课堂教学主要讲解与控制有关的基本概念、基本理论以及基本分析方法，并将日常生活中遇到的现象以及高科技中的问题等融入基本理论的讲解，使学生更好地掌握控制的基本原理，了解测量与控制的关系，提高学生对测控技术的兴趣、熟悉控制的理论体系、思维方式和研究方法。课堂教学尽量引入互动环节，使学生能更好地融入课堂教学，提高教学效果。 教学过程中注意根据学生的实际程度，采用因材施教的方法，充分体现以人为本的教学理念。讲授中着重讲概念、讲方法，提倡学生自主学习，采用讨论的形式，开展研究性学习，以培养学
《自动控制原理》课程教学大纲 课程编号：21311104 总学时数：72（理论60，实验12） 总学分数：4.5 课程性质：专业必修课 适用专业：电气工程及其自动化 一、课程的任务和基本要求： 本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。了解非线性控制系统的分析和综合方法。建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。 通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、智能控制、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。 二、基本内容和要求： 1. 基础知识 （1）人工控制和自动控制 （2）开环控制系统 （3）闭环控制系统 （4）反馈控制系统的组成、分类和性能指标 要求：了解控制理论的发展史、开环控制系统与闭环控制系统、反馈控制系统的组成、分类和性能指标。 2. 单变量线性定常系统的数学描述 （1）系统的动态特性 （2）单变量线性定常系统的数学描述 （3）典型环节及其传递函数 （4）控制系统方块图 （5）信号流图 （6）非线性微分方程线性化 要求：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，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。 3. 单变量线性定常系统的性能指标 （1）单变量线性定常系统的输出响应 （2）单变量线性定常系统的稳定性 （3）劳斯稳定判据 （4）控制系统的瞬态特性
《自动控制原理》教学大纲 课程编号：06408218 一、课程性质、目的及开课对象 （一）课程性质：专业课 （二）教学目的：通过本课程的学习，要求学生掌握反馈控制系统的构成、控制系统数学模型的建立方法及系统时域、复域、频域分析和校正方法；熟悉非线性系统和离散控制系统的分析和设计方法；同时能初步理论联系实际，具有能应用控制理论初步解决实际问题的能力，为以后的工作打下良好的基础。 （三）开课对象：物理系电子信息工程专业本科生 二、先修课程： 高等数学、数学物理方法、信号与系统 三、教学方法与考核方式 （一）教学方法：讲授法 （二）考核方式：考试 四、学时分配： 总学时：64学时 五、教学内容与学时 第1章概论（3学时） 1-1自动控制系统的一般概念 1-2自动控制系统的分类 1-3闭环系统的组成及性能要求 【重点难点】： 1、掌握自动控制系统的类型、组成 【学生掌握要点】： 1、自动控制的基本概念； 2、自动控制系统的类型、组成及所研究的【主要内容】：； 第2章控制系统的数学模型（12学时） 2-1元件和系统运动方程的建立 2-2运动方程的线性化 2-3传递函数 2-4控制系统的传递函数 2-5控制系统的方框图及其化简
2-6信号流图 2-7脉冲响应 【重点难点】： 1、微分方程的列写， 2、结构图的等效变换 3、梅森公式求系统传递函数。 【学生掌握要点】： 1、自动控制系统数学模型的基本概念； 2、建立数学模型的方法； 3、描述控制系统的基本方法：微分方程、传递函数、动态结构图和信号流程图； 4、各种模型表达形式之间的相互转换关系。 第3章线性系统的时域分析（14学时） 3-1典型输入信号 3-2一阶系统的时域分析 3-3二阶系统的时域分析 3-4高阶系统的时域分析 3-5线性系统的稳定性 3-6反馈系统的误差 3-7反馈系统的稳态误差计算 3-8复合控制的误差分析 【重点难点】： 1、二阶系统在欠阻尼情况下的阶跃响应及时域指标， 2、劳斯判据判别系统稳定性及求系统稳态误差。 【学生掌握要点】： 1、几种典型的输入信号； 2、自动控制系统的时域指标； 3、一阶、二阶系统的单位阶跃响应，掌握一阶系统的单位斜坡响应； 4、分析判定系统稳定的条件、稳定判据及其应用； 5、稳态误差的概念和计算方法。 6、系统阶跃响应与极点位置的关系。 第4章根轨迹法（9学时） 4-1概述 4-2绘制根轨迹的基本规则 4-3参量根轨迹 4-4用根轨迹法分析控制系统举例 【重点难点】： 1、运用根轨迹法则绘制根轨迹草图的方法 2、常规根轨迹和参数根轨迹的绘制方法 【学生掌握要点】： 1、根轨迹法、零极点、主导极点、偶极子的基本概念； 2、运用根轨迹法则绘制根轨迹草图的方法； 3、常规根轨迹和参数根轨迹的绘制方法； 4、零度根轨迹的绘制方法；
自动控制原理 一、课程说明 课程编号：100104Z10 课程名称（中/英文）：自动控制原理/Principle of Automatic Control 课程类别：专业必修课 学时/学分：48/3 先修课程：高等数学、大学物理、电子技术或电路 适用专业：能源与动力工程 教材、教学参考书： [1] 胡寿松.自动控制原理(第6版)，北京：科学出版社，2013 [2] 王建辉.自动控制原理(第2版)，北京：清华大学出版社，2014 [3] 吴麒，王诗宓.自动控制原理(第2版)，北京：清华大学出版社，2006 二、课程设置的目的意义 本课程是能源与动力工程等本科专业的专业必修课，其教学任务是使学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法，初步掌握系统实验技能，学会运用Matlab进行控制系统辅助分析设计的方法，为后续课程（计算机控制系统，工业过程控制等）的学习提供所应用的系统分析、设计的基本理论和基本方法，掌握必要的基本技能，为进一步深造打下必要的理论基础。 三、课程的基本要求 知识：掌握自动控制的基本概念，自动控制系统分类、结构特点及与性质的关系，线性系统的动态微分方程、传递函数、系统方框图以及信号流图表示方法，非线性系统的线性化方法，控制系统时域指标及计算方法，线性系统根轨迹画法与应用，频域特性分析方法意义及应用，控制系统频域指标与时域指标之间的关联。学会从被控对象特征分析入手，依据控制设计控制系统，形成分析－设计—开发的基本知识结构。 能力：从应用的角度设计控制系统，将自动控制的知识用于解决实际工程问题；综合运用时域、复域、频域方法进行系统分析和设计，培养解决复杂工程问题的能力；掌握最基本的控制系统设计理念，针对具体问题提出有效的解决方案；在能源与动力工程学科与控制科学与工程学科的交叉知识的讨论中培养创新意识，提高分析、发现、研究和解决问题的能力；素质：通过课程中的分析讨论辩论培养分析沟通交流素质，建立控制系统理论分析到应用的思维模式，提升理解工程管理与经济决策的基本素质。通过课外导学的模式，提升自主学习和终身学习的意识，形成不断学习和适应发展素质。
本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 自动控制原理是自动化专业本科生必修的学科基础课，也是一门重要的专业核心课程。该课程与本科生的许多专业课（电路原理、模拟电子技术基础、信号与系统、现代控制理论基础、控制系统仿真、计算机控制技术、最优控制等）有着较强的前后衔接关系。将为自动化专业、电子信息专业、计算机科学与技术专业、机械设计制造及自动化等专业的学生，提供较系统的控制理论基本原理及控制系统分析和设计的基本方法，也将为各相关专业学生后续课程的学习及设计实践环节打下良好的理论基础。 课程主要内容包括自动控制原理的基本概念、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、线性控制系统的校正及非线性系统分析等内容。 2.设计思路： 依照教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会与自动化专业教学指导分委员会在2010年12月颁布的《普通高校自动化专业规范》，自动控制原理是自动化专业基础知识的核心部分。依照该规范，课程内容主要包括：自动控制原理的基本概念、控制系统的数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、线性控制系统的校正、非线性系统分析等。 - 1 -
轮机专业是非电类专业，自动控制原理课程的学时仅为32学时，根据专业的特点和实际需要，合理压缩了教学内容，重点讲授基本概念、基本原理和基本方法。以《自动控制原理》教材的章节顺序为基础，本课程的内容编排顺序为：（1）自动控制原理概述；（2）系统的数学描述；（3）线性控制系统的运动；（4）频率响应法；（5）校正与综合； 3. 课程与其他课程的关系 修读本课程的学生应具备理工科的数理基础，对控制系统有初步的了解和认识。 先修课程：高等数学，电工学 后置课程：轮机自动化，船舶电气设备及系统 二、课程目标 学习自动控制的基本理论和基本知识，具备自动控制理论等工程技术基础和一定的专业知识，培养应用工程分析和设计方法解决实际应用问题的能力。 了解反馈控制系统的基本概念、工作原理和分类。 掌握数学模型建立的步骤和方法，掌握微分方程、传递函数、结构图及信号流图等数学模型的表示方法。 熟练应用时域法和频域法分析线性控制系统的动态性能、静态性能和稳定性，并进行线性连续控制系统的校正与综合。 掌握基本的控制系统设计创新方法，培养学生追求创新的态度和意识。了解自动控制理论的前沿发展现状和趋势，具有适应自动化技术发展的能力和较强的自学能力。 三、学习要求 1．最低学习要求： 课前复习高等数学、电工学等先修课程中的相关知识。学生应课前预习，课中认 - 2 -
《自动控制原理》教学大纲 一、课程基本信息 1.课程中文名称：自动控制原理 2.课程英文名称：The Principle of Automatic Control 3.课程类别：限选 4.适用专业：信息工程 5.总学时：36学时（其中理论36学时） 6.总学分：2 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是四年信息工程专业的专业限选课，其教学任务是使学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(综合)的基本方法，初步掌握系统实验技能，为专业课的学习和进一步深造打下必要的理论基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1.第一章自动控制的一般概念（2学时） 教学内容：自动控制的一般概念：开环控制、闭环(反馈)控制、负反馈控制原理。自动控制系统示例、控制系统的基本组成及分类、对控制系统的基本要求。 教学基本要求：了解控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念(被控对象，被控量，给定量，干扰量等)；了解建立起系统的概念，初步掌握由系统工作原理图画出系统方块图的方法；正确理解对控制系统的稳、准、快的要求。 教学重点：开环控制、负反馈控制原理，控制系统的基本组成，对控制系统的基本要求教学难点：负反馈控制原理，对控制系统的基本要求 2.第二章控制系统的数学模型（6学时） 教学内容：动态(微分)方程的建立；复习拉普拉斯变换；线性系统的传递函数，典型元部件的传递函数；结构图的建立及等效变换；梅逊公式及控制系统的传递函数。 教学基本要求：掌握传递函数的概念、结构图的建立与等效变换、熟练掌握利用结构图等效变换和梅逊公式求复杂系统传递函数的方法。 教学重点：拉普拉斯变换，线性系统的传递函数，结构图的建立及等效变换；梅逊公式及控制系统的传递函数。 教学难点：拉普拉斯变换，线性系统的传递函数，结构图的建立及等效变换；梅逊公式及控制系统的传递函数。