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《控制工程基础》课程教学大纲

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控制工程基础课程教学大纲

 

课程名称控制工程基础

英文名称Control Engineering Foundation

课程类型专业平台课

总学时及学分32学时2学分

适应对象车辆工程

主要先修课程高等数学工程数学大学物理电路分析

执行日期20179

课程的性质与任务

性质本课程是车辆工程类专业的一门专业必修课本课程共32学时考试课

任务使学生掌握负反馈控制原理控系统数学模型的建立和系统性能分析设计的基本方法培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本力并能满足其它后续专业课程对自动控制理论知识的需要

课程的教学目标

知识的掌握本课程使学生掌握负反馈控制原理控系统数学模型的建立和系统性能分析设计的基本方法

能力的培养培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本力并能满足其它后续专业课程对自动控制理论知识的需要

素质的培养培养学生分析和设计自动控制系统性能的基本力并能满足其它后续专业课程对自动控制理论知识的需要

教学内容及其基本要求

第一部分 (模块一控制系统导论

目的要求

1、了解自动控制系统的基本职能元件基本术语及方框图

2、了解自动控制定义

3、了解开环闭环控制的定义基本框图

教学内容

1、自动控制在各领域的应用

2、自动控制的作用

3、自动控制定义自动控制就是在没有人直接参与的情况下利用控制器使被控对象或过程的某些物理量自动地按预先给定的规律去运行

4、自动控制系统的基本职能元件及基本框图等

5、开环控制与闭环控制

教学基本要求使学生了解开环闭环控制的定义基本框图

教学重点自动控制系统的基本职能元件及基本框图等

教学难点开环控制与闭环控制 

第二部分 (模块二控制系统的数学模型

 目的要求

1、了解建立数学模型的意义和数学模型的特点类型

2、了解建立微分方程数学模型的方法和步骤

3、了解机械平移旋转系统电学系统和复杂系统微分方程的建立

4、了解非线性模型的线性化的方法条件和步骤

5、了解线性常系数微分方程的拉氏变换法求解

6、了解线性定常系统传递函数的定义实际意义性质及微观结构

7、了解零极点分布与系统响应的关系

8、了解各典型环节的传递函数运动方程阶跃响应及特点

9、了解控制系统的动态结构图

教学内容

数学模型的基本概念特点类型系统微分方程的建立非线性模型的线性化 ,线性常系数微分方程的求解 ,传递函数的定义实际意义性质及微观结构零极点分布与系统响应的关系典型环节及传递函数控制系统的动态结构图

教学基本要求使学生了解线性定常系统传递函数的定义实际意义性质及微观结构

教学重点典型环节及传递函数控制系统的动态结构图

教学难点零极点分布与系统响应的关系

第三部分 (模块三线性系统的时域分析法

目的要求

1、了解一阶系统的脉冲响应和斜坡响应

2、了解自动控制系统的典型输入信号掌握控制系统的动态性能指标和稳态性能指标

3、了解一阶系统的数学模型阶跃响应及其性能指标 

4、了解二阶系统闭环极点的分布和参数的关系

5、了解二阶系统的不同阻尼比下的单位阶跃

6、了解欠阻尼二阶系统动态性能指标的计算和单位斜坡响应以及改善二阶系统性能的两种方法

7、了解二阶系统的单位冲击响应

8、了解常规控制在自动控制系统中的应用

9、了解闭环主导极点的意义定以及条件

10、了解高阶系统的降阶

11、了解误差的概念和定义给定作用下稳态误差的计算及各种输入下误差系数的计算

12、了解扰动作用下稳态误差的计算

13、了解提高系统控制精度的措施

教学内容

1、一阶系统的时域分析

2、二阶系统的时域分析

3、线性系统的稳定性分析

4、线性系统的稳态误差分析

教学基本要求使学生了解误差的概念和定义给定作用下稳态误差的计算及各种输入下误差系数的计算

教学重点一阶系统的时域分析

教学难点二阶系统的时域分析

第四部分 (模块四线性系统的频域分析法

目的要求

1、了解典型环节开环系统和闭环系统的频率特性

2、了解频率稳定判据

3、了解频率稳定裕度

教学内容

1、频率特性

2、典型环节开环系统和闭环系统的频率特性

3、频率稳定判据 

教学基本要求使学生了解典型环节开环系统和闭环系统的频率特性

教学重点典型环节开环系统和闭环系统的频率特性

教学难点频率稳定判据

各教学环节学时分配     

《控制工程基础》课程教学大纲

教学建议

根据学生的特点注重结合实际问题讲解

考核评价方法及要求

考核方式考试

严格考核学生出勤情况达到学籍管理规定的旷课量取消考查资格综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定平时成绩占30%,期末成绩占70%。

总评成绩=平时成绩+期末考试成绩

教材与主要教学参考资源

教材
1、胡寿松自动控制原理基础教程科学出版社

参考书目

1、胡寿松自动控制原理科学出版社,2013

制定者王密香20178

审核者田建军20178

批准者沈文涛20178 


2018-2019学年第一学期
第(教学周)

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