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自动控制理论
主讲教师 张倩/安徽大学
学习人数 27
开课周期 2021年09月07日 ~ 2022年01月31日
教学进度
预报名
进行中
已结课
课程期次 进行至第 8 周 , 共 21 周
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自动控制理论课程,是研究自动控制系统的共同规律。为自动控制系统的分析和综合提供基本理论和基本方法的一门专业基础课。该课程是一门重要的控制类专业的基础课,具有较强的理论性,对于工程实践具有重要的指导作用,因而受到人们的广泛重视。自动控制理论课程的特点是,理论性和工程实践性均较强、涉及知识面广、实验习题较多。由于该课程运用的数学公式多分析方法多,内容丰富,学生在学习时往往抓不住要领,普遍感到较为抽象和难学。

近两年来,MOOC 在全国范围内崛起,给知识传播以及高等教育带来了巨大的变革。随着互联网和移动互联网的普及,我国高等学校也越来越多的采用网络来进行学术交流和知识传播。本课程将MOOC 教学模式引入到“自动控制原理”课程的教学过程中来,建立更为科学,更为合理的教学体系优化教学内容,培养学生学习该课程的积极性。通过教学,让学生掌握自动控制理论的基本概念、基本理论和基本方法,并能够把所学知识运用到自动控制系统的分析和设计中去,使自动控制理论课程的内容不再抽象易于掌握。通过10-20 分钟的教学模块进行讲授,从而做到重点突出,有的放矢。在MOOC 教学模式下,学生可以根据自身情况有选择地进行学习,更有利于学习者掌握知识内容;也可以作为课堂教学的有力补充,作为预习、复习的有效指导。

通过本课程的教学,使学生获得扎实的专业理论知识,包括控制方法的基本理论、基本知识,比较系统地掌握控制系统的专有名词、工作原理及分析设计方法,为后续专业课程学习、实验环节和将来识别、表达、分析自动化工程中的实际复杂工程问题并提出有效控制方案奠定基础。教学目标如下:

教学目标1:使学生掌握自动控制的基本概念、自动控制系统的基本组成以及控制系统性能等基本知识;

教学目标2:使学生掌握反馈控制系统的结构图、信号流程图,掌握系统的组成、传递函数的基本概念和求取方法;

教学目标3:使学生掌握时域响应分析的基本概念和方法、劳斯判据和稳态误差、时域性能指标的相关计算;

教学目标4:使学生掌握根轨迹的基本原理,能够绘制各类根轨迹,并利用根轨迹分析系统性能;

教学目标5:使学生掌握频域分析方法、乃氏判据,能够绘制系统的乃氏曲线和对数幅频渐近线,掌握频域性能指标、稳定裕度计算方法;   

教学目标6:使学生掌握系统频域校正和复合校正的原理和设计方法;

教学目标7 使学生掌握离散系统基本理论、稳定性分析方法。

 


课程概述
课程大纲
  • 第一章 绪论
    • 1 自动控制理论概述
  • 第二章 控制系统的数学模型
    • 2 自动控制系统分类和组成
    • 3 自动控制系统数学模型与传递函数
    • 4 自动控制系统典型环节的传递函数
    • 5 控制系统的结构图化简方法
    • 6 信号流图及梅森增益公式
    • 7 闭环系统的传递函数
  • 第三章 线性系统的时域分析法
    • 8 一阶系统的时域分析
    • 9 二阶系统的时域分析(上)
    • 10 二阶系统的时域分析(下)
    • 11 高阶系统阶跃响应
    • 12 稳定性判据
    • 13 劳斯表特例的处理
    • 14 控制系统稳态误差的求取
  • 第四章 线性控制系统的根轨迹
    • 15 根轨迹法的基本概念和根轨迹绘制的基本法则
    • 16 根轨迹绘制的基本法则
    • 17 广义根轨迹
  • 第五章 线性控制系统的频域分析法
    • 18 频域特性的基本概念和表示方法
    • 19 典型环节的频率特性
    • 20 系统开环幅相曲线绘制
    • 21 系统开环对数频率特性曲线绘制
    • 22 频率域稳定判据
    • 23 对数频域稳定判据
    • 24 稳定裕度
  • 第六章 线性控制系统的校正
    • 25校正的概念和方式-樊渊
    • 26 常用校正装置及特性
    • 27 串联超前校正
    • 28 串联滞后校正
    • 29 复合校正
  • 第七章 离散控制系统
    • 30 信号的采样与保持
    • 31 脉冲传递函数
    • 32 离散系统稳定性判据
授课目标
预备知识
配套教材
参考教材
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