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《自动控制原理》教学大纲
课程名称：自动控制原理
Principle of Automatic Control
学 时：72
学 分：4
先修课程：基本电路理论，拉普拉斯变换
适用专业：自动化
开课院系：电气工程系电力电子与电力传动教研室
教 材：《自动控制理论与设计》 徐薇莉等编 上海交通大学出版社
参考书目：《自动控制原理》 吴麒编著 清华大学出版社
《Automatic Control Systems》 B.C.Kuo Prentice-Hall
一、课程的性质、地位和任务
在现代工程和科学的发展过程中，自动控制起着越来越重要的作用，它是现代工业生产及技术中重要而不可缺少的组成部分。本课程比较全面地向学生介绍自动控制的基本理论及其工程分析和设计方法，使学生清晰地建立起线性反馈控制系统的基本原理和基本概念，初步学会利用经典控制理论的方法，即利用时域法、频率特性法、根轨迹法等来分析、设计自动控制系统。本课程是信息工程专业的基础课程。
二、课程内容和基本要求
1、绪论
建立自动控制系统的一般性概念，了解反馈控制系统的基本组成，自动控制系统的分类，对控制系统的基本要求以及自动控制理论的内容、发展及现状。
2、控制系统的数学模型
了解控制系统的几类主要模型：系统微分方程、传递函数、方块图、信号流图以及这些模型的计算方法。
3、物理系统的数学模型
了解物理系统，如电学系统、机械系统及其他混合系统的物理规律和数学模型的关系，初步掌握建立物理系统数学模型的基本原理和方法。
4、控制系统的时域分析
根据对控制系统的基本要求，掌握控制系统的稳定性分析、稳态响应分析、动态特性分析的内容和基本方法。
5、根轨迹法
了解根轨迹的定义和幅值、相角条件，掌握根轨迹的绘制方法以及控制系统的根轨迹分析方法。
6、频率响应法
了解控制系统频率特性的定义以及极坐标图、对数频率坐标图、对数幅相图的基本概念和绘制方法，掌握频域的稳定性分析方法?Nyquist稳定性判据，频率响应的系统稳态和动态性能的分析。
7、控制系统的校正
了解经典控制理论系统校正的一般方法以及串联校正、反馈校正、前馈校正的基本概念，重点掌握相位超前校正、相位滞后校正、相位超前?滞后校正的概念和方法，以及掌握反馈校正、前馈校正的方法。了解PID校正的概念。
三、实验（上机）内容和基本要求
实验内容：
1、典型线性环节的模拟
在KJ82?3型自动控制系统学习机上完成各典型线性环节的模拟，研究系统参数对典型环节阶跃响应的影响。
2、二阶系统的阶跃响应
在KJ82?3型自动控制系统学习机上，通过对二阶系统阶跃响应的测定，掌握二阶系统的动态特性以及系统参数对系统性能的影响。
3、控制系统的校正
在KJ82?3型自动控制系统学习机上研究校正装置对系统性能的影响，学习校正装置的设计和实现方法，掌握校正参数的调试方法。
4、上机实习：控制系统CAD
内容：
熟悉控制系统的计算机辅助设计软件包MATLAB，学会用计算机辅助设计的方法对控制系统进行分析和设计。
要求：
实验是自动控制理论教学中重要的一环，通过实验可加深学生对控制对象的感性认识，增强对书本理论知识的理解。实验要求学生独立完成控制系统的参数设计，按所提供的实验器材构成控制系统，完成实验内容并分析实验中所出现的现象。
四、对学生能力培养的要求
本课程是信息工程专业的基础课程。通过本课程的学习，使学生建立起有关自动控制的基本概念，掌握经典控制理论的一些基本方法，为今后进一步的学习奠定基础。
课程