《自动控制原理与系统》课程说课

大学自动控制原理详细版教材课程教师：教研室：电子信息工程教研室自动控制原理是电子信息工程专业的一门基础课程。

它不仅需要扎实的电路分析和高等数学基础知识，而且作为今后学习计算机控制技术的前提起着承上启下的作用。

因此，对本专业的学生来说，学好这门课程是非常重要的。

让我从以下几个方面谈谈如何讲授自动控制原理课程。

1、教材1.教材：《自动控制原理》工科院校控制类系列教材主编：张飞、李丽从实际工程应用的角度出发，该教材注重基础性、系统性和实用性，深入介绍了自动控制系统的数学描述方法、时域分析和频域分析方法。

本书共分八章（具体内容在教学设计过程中详细介绍）。

每章后面都有相应的练习，书中还提供了一些练习参考答案，供学生参考和比较。

另外，《自动控制原理》课程是计算机控制技术课程的一门必修课。

只有学好这门课程，我们才能更好地学习计算机控制技术（这门课程将由这名学生在下学期学习）。

2.辅助教材：《自动控制原理》，科学出版社现代控制理论，清华大学出版社3.后续课程：先修课程：电路分析，复变函数跟进：现代控制理论、计算机控制技术、嵌入式技术2、教学方法与教学设计过程（1）课程简介1、自动控制原理课程本身使用了大量的拉普拉斯变换和复变函数理论，所以如果你想学好自动控制原理，首先必须看看你在大学数学中是否有坚实的基础（特别是复变函数和积分变换）。

2、除了所需的数学基础之外，你还需要具备处理相关专业知识的能力。

例如，要建立实际系统的物理模型，就需要对电路（主要是模拟电路）、大学物理和力学原理有很好的了解。

同时，还需要具备一定的数学建模能力。

说到这个，有良好基础的学生暗暗高兴，但对那些基础较差的学生来说，这可能是一个打击。

这些学生可能有一种不想学的心理，所以他们不得不收回自己的话。

有一个好的基础是好的，但不要对那些基础差的人失去信心。

在上课的过程中，我们会遇到与以前学科相关的地方，如果你忘记或不明白，你会详细解释）3.正是因为这门课程充满了数学，所以不要把自动控制原理当成数学来学习。

《自动控制原理与系统》课程教学标准目录一、前言1.课程的地位和作用1.1课程的地位1.2课程的作用二、主要教学内容描述1. 自动控制系统的基本概念2. 自动控制系统的数学模型3. 自动控制系统的分析方法4. 自动控制系统的校正方法5. 非线性控制系统的分析三、重点和难点1.重点2.难点四、内容及要求1.模块一自动控制系统的基本概念2.模块二自动控制系统的数学模型3.模块三自动控制系统的时域分析法4.模块四自动控制系统的根轨迹法5.模块五自动控制系统的频域分析法6.模块六自动控制系统的校正方法7.模块七非线性控制系统分析五、说明1.建议使用教材和参考资料2.模块学时分配3.考核方法及手段4.注意事项课程名称：自动控制原理与系统适用专业：电气自动化必备基础知识：高等数学、物理学、电路、模拟电子技术一、前言1、课程的地位和作用1.1课程的地位《自动控制原理与系统》是电气自动化专业的一门专业基础课，也是该专业的主干必修课之一。

本课程研究控制系统分析与设计的基础知识，包括线性控制系统的建模，时域分析法，根轨迹法，频域分析法三大分析方法，以及系统的校正与计算机辅助分析。

1.2课程的作用通过本课程的学习，要求学生掌握反馈控制系统的构成，控制系统数学模型的建立方法及系统时域、频域分析和校正方法，能初步具备理论联系实际，应用控制理论初步解决实际问题的能力，为以后的工作打下良好的基础。

二、主要教学内容描述1、自动控制系统的基本概念2、自动控制系统的数学模型3、自动控制系统的分析方法4、自动控制系统的校正方法5、非线性控制系统的分析三、重点和难点1、重点开环与闭环控制的基本原理和特点，传递函数的概念，闭环系统传递函数的求取，时域分析法，根轨迹法和频域分析法的概念和特点，熟练运用开环对数频率特性曲线分析系统的稳定性，稳态性和动态性指标，各环节对系统性能指标的影响以及提高系统性能指标的方法，校正环节对系统性能的影响2、难点由原理图绘制系统方块图的方法，系统框图的等效变换，根轨迹的绘制，系统开环对数频率特性曲线的绘制，由最小相位系统的开环对数频率特性曲线确定系统的开环传递函数的方法，稳定裕度概念以及与系统相对稳定性的关系，开环对数频率特性曲线的三频段法分析系统的性能指标，串联校正环节对系统性能指标的影响四、内容及要求模块一：自动控制系统的基本概念1、教学内容（1）自动控制系统及其任务、控制的基本方式、负反馈控制原理（2）自动控制系统的基本组成及分类、对自动控制系统的基本要求2、教学要求（1）掌握开环、闭环控制系统的特点及闭环系统的组成和分类。

《自动控制原理》课程教案前言一、重要性1、自动控制原理是自动化专业主干课程，是最重要的专业基础课，该课程涉及到电路、电机拖动、电子技术等方面的知识，为学好专业课打下良好的基础。

2、自动控制原理课不仅是高校控制类专业必修课程，而且越来越多的非控制专业也列入必修课，也各高校研究生入学考试的课程。

3、自动化的核心是控制技术，控制技术的的基础是控制理论，没有先进的控制理论就没有先进的控制技术。

二、本课主要内容自动控制系统的基本概念、控制系统的数学模型建立、介绍线性系统的时域分析、根轨迹分析、频域分析三大分析设计方法，并介绍校正的相关概念与系统校正的设计方法。

三、如何学好该课程要学好这门课程主要把握几个环节：1、知识的连续性，一环扣一环，及时消化理解；2、要掌握好电路、电机拖动及模拟电子技术方面的知识；3、加强作业练习，作好课堂笔记；4、利用好答疑时间，发现问题及时解决；5、加强实践环节，上好实验课。

四、参考书1、卢京潮编著，自动控制原理，西北工业大学出版社，2004年9月2、蒋大明等编著，自动控制原理，清华大学出版社，2003年3月3、谢克明等编著，自动控制原理，电子工业出版社，2004年4月4、杨自厚编著，自动控制原理，冶金工业出版社，2002年5月卢京潮编著：主要特点：（1）内容较丰富；（2）有系统仿真分析；（3）第一章有相关新知识。

蒋大明等编著：主要特点：（1）系统实例较多，具有一定的实用性。

（2）主要参考第二章和第五章内容。

杨自厚编著主要特点：（1）系统设计方面讲述全面、系统。

（3）主要参考第三章、第五章和第六章内容。

五、学时分配（80学时）六、本课程自学内容1、动态误差系数（2学时）提纲：广义误差系数：动态位置误差系数、动态速度误差系数、动态加速度误差系数等。

要求：能求系统的动态误差。

所需知识：传递函数、稳态误差2、高阶系统（2学时）提纲：（1）高阶系统的单位阶跃响应。

（2）高阶系统的动态性能估算。

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可编辑修改精选全文完整版《自动控制原理及系统》教学大纲适用专业：高职电子电气工程专业学时数：60一、课程的性质与任务《自动控制原理及系统》课程是高职电子电气工程专业的一门专业课。

在学习《数学》、《物理学》、《电路》课程的基础上进行授课。

通过讲课﹑实验完成下列任务：1.掌握自动控制的有关名词的定义，了解控制系统的数学模型，掌握传递函数和状态方程。

2.掌握时域法、根轨迹法、频率特性法分析计算线性连续系统在结构参数已定的条件下的稳定性、稳态性能和暂态性能。

3.讨论线性连续系统根据提出的性能要求，利用频率法对系统进行校正的方法。

4.了解采样控制系统的基本概念和利用时域法的分析计算。

介绍非线性系统的基本知识和分析的初步方法。

二、课题及课时分配三、课程教学内容和要求课题一控制系统的基本概念1．简述控制系统的基本概念。

2．开环、闭环控制系统的特点。

3．闭环控制系统的基本要求、组成和分类。

教学要求：掌握开环、闭环控制系统的特点及闭环系统的组成和分类。

课题二控制系统的数学模型1．控制系统的数学模型的基本概念。

2．系统的运动方程式和状态方程式。

3．线性系统及典型环节的传递函数。

4．系统的方框图变换。

教学要求：掌握系统的运动方程式和状态方程式、线性系统及典型环节的传递函数。

课题三控制系统的时域分析1．时域分析的基本概念。

2．控制系统的典型输入，线性系统稳定性的概念。

3．稳定判据，控制系统的稳态误差。

4．一阶、二阶系统的时域响应。

教学要求：理解时域分析的基本概念，了解稳定判据，控制系统的稳态误差。

课题四控制系统的根轨迹分析1．根轨迹的基本概念。

2．根轨迹的绘制法则，用根轨迹分析系统的暂态特性。

3．开环零、极点的变化对根轨迹的影响。

教学要求：掌握根轨迹的绘制法则，用根轨迹分析系统的暂态特性。

课题五控制系统的频域分析1．频率特性的基本概念。

2．典型环节的频率特性。

3．系统开环频率特性的绘制，奈魁斯特稳定判据。

4．开环频率特性与系统稳态误差。

（一）课程定位本课程是电气自动化类专业一门必修的专业主干课程。

本课程以自动控制原理为理论基础，以自动控制系统作为分析对象，在建立系统数学模型的基础上，对控制系统的性能进行分析与改进，对调速系统的组成、工作原理作了分析。

本课程的先修课为《高等数学》、《电路与磁路》、《电子电路分析与实践》、《电机与电气控制》和《电力电子变流技术》等，同时也为学习《变频器原理与应用》等后续课程奠定基础。

（二）学习目标通过本课程的学习和训练，使学生掌握分析企业典型自动控制系统功能所必须的专业理论知识，具有安装、调试和维护现代自动控制系统设备等专业能力，具有良好的职业道德素养和严谨的工作作风以及学习能力，能够适应工业自动化技术工作岗位的要求。

第一章自动控制系统概述2013-8-51.1引言自动控制是在没有人的直接干预下，利用各种控制装置对生产设备和工艺过程进行合理的控制，使之达到人们所希望的状态和性能。

自动控制学科由自动控制技术和自动控制理论两部分组成。

自动控制技术广泛地应用于机械、冶金、石油、化工、电子、电力、交通运输、航天航空航海、生物工程及管理工程等各个学科领域。

如果生产过程十分简单，需要控制的物理量较少，变化也比较缓慢，此时采用人工操作，生产也可正常进行。

但是在庞大而复杂的生产过程中，需要加以控制的物理量多，变化也快，非人工操作所能胜任，而且某些环节生产环境是高温或有毒，如石油、化工、冶金生产是在密闭的罐、炉中进行的，此时只有通过自动控制技术来完成。

由此可见，自动控制技术的广泛应用，能使生产过程实现自动化，提高劳动生产率和产品质量，改善劳动条件，更为重要的是，一些人们难以或者根本无法实现的操作，可以通过自动控制技术来完成。

自动控制技术已经在国民经济和国防建设中起着越来越重要的作用。

自动控制理论就是在解决各种自动控制技术问题的过程中逐步形成和发展起来的研究自动控制技术的一门基础理论。

实现自动控制所采用的技术手段是多种多样的，可用机械方法实现自动控制，也可以用电气方法、液压方法、气动方法以及它们的组合方法等来实现自动控制。