《自动控制原理》是自动化专业的核心课程，目前是自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器\电子信息工程等电气信息大类专业的公共基础课，自动化专业作为学校的优秀专业、湖南省重点专业、湖南省特色专业和国家级特色专业，以培养控制科学与工程应用型专业人才为主要目标，通过实施科学合理的教学计划，完善细致的培养方案，面向社会的实践能力训练，面向专业的意识教育，全面提高学生的思想素质和专业能力，在社会和学生中具有较大的影响。近年来生源情况理想，第一志愿报考率达100%，已成为学校报考的热门专业之一。培养控制工程领域高级技术人才，《自动控制原理》是必备的基础理论，通过学习可以使学生更快进入学科前沿领域。由于控制方法的适用面广，控制技术的通用性好，控制科学已经成为当前企业技术改造和技术创新的主要手段。在我国现代化建设时期，在信息化带动工业化的今天，控制技术的传承与发展已经成为时代发展的需要。为此，我们重新修改了课程内容，增加了新的教学内容，充实了实践教学。
课程内容：
第一章 自动控制的基本原理
内容提要：
1、自动控制系统的基本控制方式（基本原理）；简单地说，自控系统的工作原理就是通过测量、比较得到偏差，由偏差产生控制作用，使偏差消除或减少。
2、自动控制系统的组成及分类；按控制系统的输入作用来分恒值控制系统，随动系统；按变量的数学关系来分线性与非线性。我们本课程主要研究连续、确定、集中、参数和线性系统。
3、对控制系统的基本要求。系统的动态过程，比较充分地体现了系统控制性能的好坏。考虑到动态过程在不同阶段中的特点，工程上常常从稳、快、准三个方面来评价自控系统的总体精度。
第二章 自动控制系统的数学模型
内容提要：
1、建立系统输入输出模式数学模型：
a、微分方程
b、传递函数
c、方块图
d、信号流图
2、非线性特性线性化
本章重点:
1、典型环节传递函数、传递函数的函数
2、方块图等效变换、信号流图的化简
第三章 控制系统的时域分析
内容提要：
1、典型输入信号、时域响应及系统性能指标
2、一阶、二阶系统和时域分析，时域分析——分析系统的时间响应，即在某一给定输入作用下，其输出响应的情况；也就是分析其微分方程的解。
3、控制系统的稳定性；控制系统的响应由暂态响应和稳态响应两部分组成，由稳态响应可得到系统的稳态误差，而系统的稳态性能就由稳态误差来衡量。
第四章 根轨迹分析法
内容提要：
本章讲伊万思提出了一种利用图解法求取闭环系统特征方程根（闭环系统极点）的方法——根轨迹法。 它是由开环系统的极、零点在复平面上的位置，确定当系统开环放大系数变化时，闭环系统特征方程根的位置的变化。利用根轨迹法：(1)可分析系统的结构式参数改变对系统性能的影响；(2)根据对系统性能的要求，确定开环系统极、零点的数目和位置——从而求得系统应有的结构或参数。 所以，根轨迹法既可用于分析系统，也可用于设计系统，而且它是一种图解法，故使用方便，因此在控制工程上得到了广泛的应用。
第五章 频率特性法
内容提要：
1、频率特性的基本概念
2、绘制频率特性曲线：
（1）Nyquist
（2）Bode
3、判断系统的稳定性：
（1）在Nyquist曲线上
（2）在Bode图上
4、分析系统动、稳性能
传函是复域数学模型，频率特性是频域数学模型。基于频率特性或频率响应对系统进行分析的方法称为频域分析法，简称频域法域法或频率法，这一方法的数学基础是傅立叶变换。
第六章 控制系统的校正与设计
内容提要：
本章重点介绍“校正”，并介绍一些“设计”方法
校正——实现稳态精度和暂态响应要求的过程
镇定——实现稳定性要求的过程
设计——实现稳定性、稳态精度和暂态响应要求的全过程。
从控制原理的角度来看，设计的目的就是使系统满足静、动态特性的要求，即主要是特性设计，一般包括
①开环放大系数的调整，
②校正方式的选择，
③校正装置的参数计算
| | |
参考教材 编号 | 教材名称 | 作者 | 出版社 | 出版日期 | 1 | 《自动控制原理及应用》（第2版） | 黄坚 | 高等教育出版社 | 2006年 | 2 | 《自动控制原理》 | 孙德宝 | 化学工业出版社 | 2002年 | 3 | 《自动控制原理》（修改版） | 李友善 | 国防工业出版社 | 2002年 | 4 | 《自动控制原理》（第五版） | 胡寿松 | 国防工业出版社 | 2002年 | 5 | "Control System Design" | Graham C. Goodwin, Stefan F. Graebe and Mario E. Salgado | Prentice Hall | 1999年 | 6 | "Modern Control System," | R. C. Dorf and R. H. Bishop | Prentice Hall | 2005年 |
参考文献
1 周雪琴，张洪才．控制工程导论．西安：西北工业大学出版社，1995
2 卢京潮，刘慧英．自动控制原理典型题解析及自测试题．西安：西北工业大学出版社，2001
3 史忠科，卢京潮．自动控制原理常见题型解析及模拟题．第2版．西安：西北工业大学出版社，2000
4 胡寿松主编,《自动控制原理习题集》 国防工业出版社
5 戴忠达．自动控制理论基础．北京：清华大学出版社，1991
6 陈小琳．自动控制原理习题集．北京：国防工业出版社，1982
7 绪方胜彦 著，卢伯英等译. 现代控制工程. 北京：科学出版社，1976
8 戴冠中. 计算机控制原理. 北京：国防工业出版社，1980
9 马植衡编译. 现代控制理论入门. 北京：国防工业出版社，1982
10王积伟，吴振顺．控制工程基础．北京：国防工业出版社，2001
11 刘明俊，于明祁，杨泉林．自动控制原理．长沙：国防科技大学出版社，2000
12 曹柱中，徐薇莉．自动控制理论与设计．上海：上海交通大学出版社，1991
13 刘豹主编. 现代控制理论. 北京：机械工业出版社，1983
14 戴忠达主编,《自动控制理论基础 》 清华大学出版社
15 谢绪恺编. 现代控制理论基础. 沈阳：辽宁人民出版社，1984
16 吴麒主编. 自动控制原理. 北京：清华大学出版社，1990
17 李永祥编．控制工程导论．西安：西北工业大学出版社，1995
18 李培豪，余文休主编．自动控制原理例题与习题．北京：电子工业出版社，1989
19 张汉全，肖建，汪晓宁．自动控制理论．成都：西南交通大学出版社，2000
20 王万良．自动控制原理．北京：科学出版社，2001
21 郑大钟．线性系统理论．北京：清华大学出版社，1990
22 S.M.欣内尔斯著，李育才译. 现代控制系统理论及应用. 北京：机械工业出版社，1980
23 蔡尚峰主编，自动控制理论. 北京：机械工业出版社，1980
24 (美) R. C. 韦里克著. 赵安墉译，自动控制基础. 上海：上海科学技术出版社，1983
25 姜建国，曹建中，高玉明．信号与系统分析基础．北京：清华大学出版社，1994
26 于长宫．现代控制理论．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1997
27 袁冬莉，贾秋玲．自动控制原理题典．西安：西北工业大学出版社，2000 |
课程