1

概述

概述

1.自动控制与自动控制系统；

2.自动控制系统的分类；

3.对控制系统性能的要求。

知识目标

掌握自动控制的基本概念；了解自动控制的系统的基本构成及控制方式；了解自动控制系统的分类；掌握控制系统的稳定性、准确性、快速性的描述。

2

能力目标

能绘制开环控制系统、闭环控制系统的结构图。

2

自动控制系统的数学模型

1.控制系统的微分方程

1.建立系统微分方程的一般步骤；

2.常见环节和系统的微分方程的建立。

知识目标

掌握常见环节和系统的微分方程的建立。

2

能力目标

能快速建立给定系统的微分方程。

2.传递函数

1.传递函数的定义及求取；

2.典型环节的传递函数及其动态响应。

知识目标

掌握传递函数的定义及求取；掌握典型环节的传递函数及其动态响应。

2

能力目标

能快速写出典型环节的传递函数；能分析处给定典型环节的动态响应。

3.动态结构图

1.建立动态结构图的一般方法；

2.动态结构图的等效变换与化简。

知识目标

掌握建立动态结构图的一般方法；掌握动态结构图的等效变换与化简。

4

能力目标

能绘制给定系统的动态结构图；能根据动态结构图求取传递函数。

4.反馈控制系统的传递函数

1.系统的开环传递函数；

2.系统的闭环传递函数；

3．系统的误差传递函数。

知识目标

掌握反馈控制系统的传递函数。

2

能力目标

能快速求取反馈控制系统的传递函数。

3

时域分析法

1.控制系统的性能指标

1.典型输入信号；

2.系统的性能指标。

知识目标

掌握典型输入信号；了解系统的性能指标的定义。

2

能力目标

能灵活应用典型输入信号；会描述系统的性能指标。

2.控制系统的性能分析

1.一阶系统的时域分析；

2.二阶系统的时域分析。

知识目标

掌握用时域分析法分析系统的性能指标。

4

能力目标

能快速分析系统的性能指标。

3.控制系统的稳定性分析

1.系统稳定的充分与必要条件；

2.劳斯稳定判据；

3.结构不稳定系统的改进措施。

知识目标

掌握劳斯稳定判据；理解结构不稳定系统的改进措施。

2

能力目标

能利用劳斯稳定判据判断系统的稳定性；会改进结构不稳定系统。

4.控制系统的稳态误差分析

1.给定信号作用下的稳态误差；

2. 扰动信号作用下的稳态误差。

知识目标

掌握系统的稳态误差的求取。

2

能力目标

能求取给定系统的稳态误差。

5. MATLAB操作及用MATLAB对系统进行时域分析

1.MATLAB简介；

2.用MATLAB处理系统的简单数学模型及对系统进行时域分析。

知识目标

熟练MATLAB的操作；掌握用MATLAB处理系统的简单数学模型及对系统进行时域分析。

2

能力目标

能用MATLAB对系统进行时域分析。

复习测试一

1.  复习所学知识；

2.  测试（45分钟）。

知识目标

复习回顾之前所学知识。

2

能力目标

查缺补漏。

4

频率特性法

1.频率特性的基本概念

1.频率特性的定义；

2.频率特性的几何表示法。

知识目标

掌握频率特性的定义；理解

频率特性的几何表示法。

2

能力目标

理解频率特性的定义及频率特性的几何表示法。

2.典型环节与系统的频率特性

1.典型环节的频率特性；

2.控制系统开环频率特性。

3.根据伯德图确定传递函数。

知识目标

掌握控制系统开环频率特性；掌握根据伯德图确定传递函数的方法。

4

能力目标

能绘制出控制系统的开环频率特性曲线；能根据伯德图求出系统的传递函数。

3.用频率特性法分析系统稳定性

1.开环频率特性和闭环特征式的关系；

2.相角变化量和系统稳定性的关系；

3.奈奎斯特稳定判据。

知识目标

掌握奈奎斯特稳定判据。

2

能力目标

能利用奈奎斯特稳定判据判断系统的稳定性。

4. MATLAB用于频域分析

1.用MATLAB绘制伯德图；

2.用MATLAB绘制奈奎斯特图。

知识目标

掌握用MATLAB绘制系统的频率特性曲线。

2

能力目标

能用MATLAB绘制系统的频率特性曲线。

5

离散控制系统分析

1.离散控制系统的基本概念

1.离散控制系统的基本结构；

2.采样过程与采样定理；

3.采样信号的复现。

知识目标

了解离散控制系统的基本结构；掌握采样过程与采样定理；理解采样信号的复现。

2

能力目标

能绘制离散控制系统的结构图；能描述采样过程与采样信号的复现。

2.离散控制系统的数学基础

1.z变换的定义；

2.求z变换的方法；

3.z变换的基本定理；

4.逆z变换。

知识目标

掌握z变换的定义及求z变换的方法；掌握z变换的基本定理及逆z变换的方法。

2

能力目标

能描述z变换的定义；能求取给定函数的z变换的结果；能对给定函数进行逆z变换。

3.离散控制系统的脉冲传递函数

1.脉冲传递函数的定义；

2.开环系统的脉冲传递函数；

3.闭环系统的脉冲传递函数。

知识目标

理解脉冲传递函数的定义；

掌握开环系统及闭环系统的脉冲传递函数。

2

能力目标

理解脉冲传递函数的定义；

能求取给定系统的脉冲传递函数。

4.离散控制系统的动态性能分析

1.离散系统的动态响应；

2.闭环极点的位置与动态响应的关系。

知识目标

了解离散系统的动态响应的求取；掌握闭环极点的位置与动态响应的关系。

2

能力目标

理解闭环极点的位置与动态响应的关系。

5.离散控制系统的稳定性分析

1.z平面内的稳定条件；

2. z平面和s平面的关系；

3.劳斯稳定判据。

知识目标

了解z平面内的稳定条件；

理解z平面和s平面的关系；掌握劳斯稳定判据。

2

能力目标

能描述z平面内的稳定条件；掌握劳斯稳定判据。

复习测试二

1.复习所学知识；

2.测试（45分钟）。

知识目标

回顾复习之前所学知识。

2

能力目标

查缺补漏。

合    计

48

1

形成性考核

作业/课堂表现/单元测验/实验/线上资源的学习、利用

60%

2

终结性考核

期末考试

40%

总  计

100%

1

单元测验

单元测验成绩

10%

2

课堂表现（含考勤）

考勤、听课情况、回答问题情况、是否玩手机、是否打瞌睡

20%

3

课堂作业完成

平时作业次数、每次作业完成情况

20%

4

实验完成情况

实验课考勤、实验内容完成情况、实验室6S管理情况

10%

5

线上资源学习、利用情况

线上资源学习、线上专业、测验完成、线上讨论参与情况

40%

合计

100%

1

概述

自动控制系统的基本概念

3%

2

自动控制系统数学模型

相关概念、系统微分方程的建立、根据动态结构图求传递函数

35%

3

时域分析法

相关概念、控制系统的性能分析、劳斯稳定判据

28%

4

频率特性法

相关概念、系统频率特性曲线的绘制、奈奎斯特稳定判据的应用

20%

5

离散控制系统分析

相关概念、求给定离散函数的z变换、求离散系统的脉冲传递函数

14%

合                计

100%