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控制工程基础
主讲教师 王玉青/合肥工业大学
学习人数 80
开课周期 2024年09月13日 ~ 2024年11月15日
教学进度
预报名
进行中
已结课
课程期次 共 9 周
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本课程为机械设计制造及其自动化专业的技术基础课,课程主要阐述控制工程的基本概念、基本原理和基本方法,着重介绍经典控制理论的基本内容,以传递函数为基础,从时域、频域两个方面,围绕对系统的稳定性、快速性和准确性的基本要求进行分析和讨论,并提出改善性能的校正方法。本课程的主要任务是使学生获得控制工程的基本概念、基本原理和基本方法;掌握系统数学模型的建立,时域、频域的分析计算方法;根据机电一体化产品的性能要求,具有初步分析设计系统的能力,为后续专业课程的学习奠定坚实的理论基础。

课程概述

本课程为机械设计制造及其自动化专业的技术基础课,课程主要阐述控制工程的基本概念、基本原理和基本方法,着重介绍经典控制理论的基本内容,以传递函数为基础,从时域、频域两个方面,围绕对系统的稳定性、快速性和准确性的基本要求进行分析和讨论,并提出改善性能的校正方法。本课程的主要任务是使学生获得控制工程的基本概念、基本原理和基本方法;掌握系统数学模型的建立,时域、频域的分析计算方法;根据机电一体化产品的性能要求,具有初步分析设计系统的能力,为后续专业课程的学习奠定坚实的理论基础。

课程大纲
  • 第1章 控制系统导论
    • 第1节 控制理论的发展简史
    • 第2节 控制系统的分类
    • 第3节 对控制系统的基本要求
  • 第2章 控制系统数学模型
    • 第1节 工程数学基础
    • 第2节 物理系统的数学模型
    • 第3节 传递函数及典型环节
    • 第4节 系统方框图及等效变换
    • 第5节 梅逊公式
  • 第3章 控制系统的时域分析
    • 第1节 时域分析概述
    • 第2节 一阶系统的时域响应分析
    • 第3节 二阶系统的时域响应分析
    • 第4节 二阶系统的时域性能指标
    • 第5节 高阶系统的时域响应分析
  • 第4章 控制系统的频率特性
    • 第1节 频率特性概述
    • 第2节 典型环节的Nyquist图及Bode图
    • 第3节 控制系统开环频率特性Nyquist图的绘制
    • 第4节 控制系统开环频率特性Bode图的绘制
    • 第5节 根据频率特性图求系统传递函数
  • 第5章 控制系统的稳定性分析
    • 第1节 稳定性的基本概念
    • 第2节 系统稳定的充要条件
    • 第3节 Routh稳定判据
    • 第4节 Nyquist稳定判据
    • 第5节 Bode稳定判据
    • 第6节 系统的相对稳定性
  • 第6章 控制系统的误差分析和计算
    • 第1节 稳态误差的基本概念
    • 第2节 输入及干扰引起的稳态误差计算与分析
    • 第3节 减少系统误差的途径
  • 第7章 实验1:典型环节的模拟研究
  • 第8章 实验2: 二阶系统瞬态响应和稳定性分析
  • 第9章 实验3: 三阶系统瞬态响应和稳定性分析
  • 第10章 实验4:线性控制系统的频率响应分析
  • 第11章 课程拓展资源合计8个-第一个
  • 第12章 课程拓展资源合计8个-第二个
  • 第13章 课程拓展资源合计8个-第三个
  • 第14章 课程拓展资源合计8个-第四个
  • 第15章 课程拓展资源合计8个-第五个
  • 第16章 课程扩展资源合计8个-第六个
  • 第17章 课程扩展资源合计8个-第七个
  • 第18章 课程扩展资源合计8个-第八个
  • 第19章 教学内容安排
  • 第20章 教学日历
  • 第21章 课程简介
  • 第22章 参考书目
  • 第23章 先修课程
  • 第24章 选课对象授课学期及选课人数
  • 第25章 课程目标
  • 第26章 专业培养目标
  • 第27章 教学方式
  • 第28章 教学方式协同线上及线下等
  • 第29章 考核方式
  • 第30章 课程模块介绍
  • 第31章 参考资料说明
  • 第32章 习题课参考答案汇总
  • 第33章 2024-9-10-第一讲自制慕课【补充视频】
  • 第34章 2024-9-10-第二讲自制慕课【补充视频】
  • 第35章 2024-9-13-自制慕课【补充视频】
  • 第36章 2024-9-20-自制慕课【补充视频】
  • 第37章 2024-9-27-自制慕课【补充视频】
  • 第38章 2024-10-8-自制慕课01【补充视频】
  • 第39章 2024-10-11-自制慕课【补充视频】
  • 第40章 2024-10-22-自制慕课【补充视频】
  • 第41章 2024-10-11-02-自制慕课【补充视频】
  • 第42章 2024-10-15-自制慕课【补充视频】
  • 第43章 2024-10-18-自制慕课【补充视频】
  • 第44章 2024-10-29-自制慕课【补充视频】
授课目标

严格执行《2023版教学计划》

预备知识

高数、复变、计算机编程、Matlab程序设计、电路分析、单片机

配套教材
  • 控制工程基础
    董景新
    清华大学出版社
参考教材
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授课教师
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