《控制理论基础》课程教学大纲
Foundation to Control Theory
一、课程教学目标
1、任务和地位：自动控制技术已经广泛应用于国民经济的各个领域，《控制理论基础》也已经作为测试与控制专业的技术基础课程。控制学科是将传统的控制理论与现代电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，它已渗透到许多科学领域，并得到迅猛的发展。 鉴于其广阔的应用范围，要求学测控专业的人才必须掌握这门课程。 2、知识要求：《复变函数》
3、能力要求：本课程的主要内容以经典控制理论为主，详细介绍了对于现下定常系统的时域分析方法等，并适量介绍了PID控制和鲁棒控制。本课程的主要通过课堂讲述，使学生掌握基于传递函数数学模型的基本概念和基本方法，主要包括对控制系统的传递函数建立、时域性能分析、稳定性分析、频域性能分析以及控制系统的校正。
二、教学内容的基本要求和学时分配
1. 本课程总学时为，具体分配如下：
本课程学分： 教 学 内 容 章 目 讲课 第一章 绪论 第二章 控制系统的数学模型 第三章 控制系统的时域分析 第四章 根轨迹法 第五章 频率响应法 第六章 控制系统的校正 第七章 PID控制与鲁棒控制 合 计 2 8 8 8 12 6 8 52 2 2 2 2 2 2 12 学 时 分 配 习题 小计 2 10 10 10 14 8 10 2、具体要求：
第一章 绪论
[目的要求] 掌握控制系统的一般概念以及控制系统的分类。
[教学内容] 自动控制系统的一般概念、开环控制与闭环控制、自动控制系统的分类、对控制系统性能的要求和本课程的任务 [重点难点] 开环控制与闭环控制 [教学方法] 课堂讲授 [作 业] [课 时] 2
第二章 控制系统的数学模型
[目的要求] 掌握线性定常控制系统的传递函数数学模型的建立。
[教学内容] 列写系统微分方程的一般方法、非线性数学模型的线性化、传递函数、框图和系统的传递函数、信号流图和梅逊公式的应用
[重点难点] 列写系统微分方程的一般方法、传递函数、框图和系统的传递函数、信号流图和梅逊公式的应用 [教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题2 [课 时] 10
第三章 控制系统的时域分析
[目的要求] 对线性控制系统进行分析时域分析
[教学内容] 典型的试验信号、一阶系统的时域响应、二阶系统的时域响应、高阶系统的时域响应、线性定常系统的稳定性、Routh稳定判据、控制系统的稳态误差、控制系统对参数变化的灵敏度
[重点难点] 一阶系统的时域响应、二阶系统的时域响应、线性定常系统的稳定性、Routh稳定判据、控制系统的稳态误差
[教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题3 [课 时] 10
第四章 根轨迹法
[目的要求] 用根轨迹法对线性控制系统进行分析
[教学内容] 根轨迹的基本概念、绘制根轨迹的基本规则、参量根轨迹的绘制、非最小相位系统的根轨迹、特征方程根的灵敏度、用根轨迹分析控制系统 [重点难点] 绘制根轨迹的基本规则、参量根轨迹的绘制 [教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题4 [课 时] 10
第五章 频率响应法
[目的要求] 用频率响应法对线性控制系统进行分析
[教学内容] 频率特性、对数坐标图、极坐标图、乃氏稳定判据、相对稳定性分析、频域性能指标与时域性能指标间的关系、传递函数的实验确定 [重点难点] 对数坐标图、极坐标图、乃氏稳定判据 [教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题5 [课 时] 14
第六章 控制系统的校正
[目的要求] 线性控制系统的校正
[教学内容] 超前校正、滞后校正、滞后－超前校正 [重点难点] 超前校正、滞后校正、滞后－超前校正
[教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题6 [课 时] 8
第七章 PID控制与鲁棒控制
[目的要求] PID控制与鲁棒控制
[教学内容] PID控制器及其参数的调整、控制系统的鲁棒性和灵敏度、控制系统的鲁棒性分析、鲁棒控制系统的设计
[重点难点] PID控制器及其参数的调整、控制系统的鲁棒性和灵敏度、控制系统的鲁棒性分析
[教学方法] 课堂讲授、课堂练习 [作 业] 习题7 [课 时] 10
三、大纲说明
主要围绕执行本大纲优化教学过程中相关问题作必要说明，一般有： 1、考试要求与考试方法：闭卷考试。 2、其他：
使用教材：《自动控制理论》 机械工业出版社 浙江大学 邹伯敏主编
参考书： 《控制理论基础》 清华大学出版社 吴麒编
西南交通大学峨眉校区课程简介
中文 英文 控制理论基础 The theory of auto-control 计算机系 江桦 测试控制及仪器 《线形代数》、《复辨函数》 控制理论已经广泛应用于国民经济的各个领域，《控制理论基础》则是控制理论的基础，也已经作为测试与控制专业的技术基础课程。控制学科是将传统的自动化、控制理论与现代电子技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，它已渗透到许多科学领域，并得到迅猛的发展。 鉴于其广阔的应用范围，要求学测控专业的人才必须掌握这门课程。本课程的主要讲述传递函数的基本概念和基于传递函数数学模型的常用分析方法，主要包括对控制系统的时域响应，根轨迹，频率响应等。 课程简介 主要教学参考书 邹伯敏 《自动控制理论》 机械工业出版社 课程名称 开课单位 授课教师 适用专业 先修课程 总学时 学分 4 授课方式 撰搞人 江桦 课程属性 注：“授课教师”栏可填1-3名教师
