机械控制工程基础(董玉红徐莉萍主编)教学大纲

《控制工程基础》课程教学大纲课程名称：控制工程基础英文名称：Control Engineering Fundamental课程编码：51510502学时/学分：42/6课程性质：必修课适用专业：机械类各专业先修课程：高等数学，理论力学，电工与电子技术，复变函数与积分变换（可选）一、课程的目的与任务《机械工程控制基础》是机械设计制造及其自动化专业的机械电子工程及相近专业方向的一门技术基础课。

本课程是在高等数学和工程数学（复变函数与积分变换）的知识基础上，结合力学、电学等相关知识，介绍机械工程类专业的重要理论基础之一——工程控制论。

这门学科既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的思想论和方法论，对启迪与发展人们的思维与智力有很大的作用。

本课程的基本任务是将自动控制理论应用于机械工程实际，基本要求是在阐明机械工程控制论的基本概念、基本知识与基本方法的基础上，使学生学会建立和变换系统的数学模型，掌握控制系统的时间响应分析和频率特性分析方法，并在此基础上具备讨论控制系统的稳定性，以及系统分析和校正、系统辨识等问题的能力。

使学生以辩证方法冲破形而上学的思想方法，推动这一领域的生产与学科向前发展。

在学习本课程之前，学生应当从先修课程中获得动力学分析、电路分析的能力，了解微分方程求解知识和复变函数的概念，初步掌握积分变换及其逆变换的基本方法。

学习本课程之后，学生还应当注意结合其它机械工程学的知识，将控制理论应用到工程实践中去。

二、教学内容及基本要求绪论教学目的和要求：本章首先阐述了机械工程控制基础这门课程的重要意义，然后介绍控制工程的基本思想、基本概念、控制系统的分类和基本要求，使学生了解机械工程控制论的研究对象与任务和系统、模型等知识，深刻理解反馈和反馈控制，接下来对控制理论的发展进行简单介绍。

教学重点和难点：1．系统的概述、工作原理和一般构成2．系统的基本控制方式和分类3．系统的基本要求和控制工程实践教学方法与手段：以课堂讲授为主，注意举例和采用启发式教学，配合适当的课堂练习和课外作业。

机械控制工程基础（董玉红徐莉萍主编）教学大纲第一篇：机械控制工程基础(董玉红徐莉萍主编)教学大纲一、课程性质和教学目的：本课程是机械设计制造及其自动化专业基础课程。

课程对象：机械设计制造及其自动化。

课程主要阐述有关自动控制技术的基础理论。

目的：使学生基本掌握自动控制系统性能分析及设计的方法和技巧，为进一步学习后续课程及今后的实际工作打下较坚实的基础。

要求：掌握自动控制理论的基本概念；自动控制系统数学模型的建模方法，包括微分方程传递函数，函数方块图，零极点分布图；自动控制系统性能的时域和频率域分析方法，重点掌握自动控制系统的稳定性，准确性及快速性的概念、指标、分析计算及校正的方法。

学会分析控制系统，并能初步设计控制系统。

二、课程教学内容：第一章绪论第一节机械工程控制论基础第二节控制系统的工作原理与组成第三节控制系统的分类与基本要求 1、4学时2、重点：控制系统的分类与基本要求。

难点：控制系统的工作原理和组成3、了解《机械控制工程基础》课程特点，初步建立控制系统概念。

4、理解控制系统的工作原理。

5、掌握相关基本要求。

第二章函数的数学模型第一节系统的微分方程第二节拉普拉斯变换和反变换第三节传递函数第四节系统框图简化第五节信号流图籍梅逊公式 1、12学时2、重点：拉普拉斯变换与反变换；传递函数的分析和建立；系统的框图表示办法。

难点：利用信号流图和梅逊公式来简化控制系统的传递函数；物理系统的传递函数推导。

3、了解复变量、复变函数、留数定理、拉氏变换等基础知识，了解简单机电微分方程方法。

4、理解模型函数的基本方法和思路。

5、掌握传递函数的推导、简化，理解传递函数的数学、物理意义。

第三章时域分析第一节概论第二节一阶系统的时间响应第三节二阶系统的时间响应第四节高阶系统的时间响应第五节稳态误差分析与计算 1、10学时。

2、重点：一阶、二阶和高阶系统的时间响应，误差分析及计算。

难点：时间响应的分析、计算方法及稳态误差的分析、判断和计算的基本方法。

机械控制工程基础（Basis of Mechanical Control Engineering）课程性质：学科大类专业基础适用专业：数控技术学时分配：课程总学时：46学时先行、后续课程情况：先行课：高等数学、电路分析、电子技术基础；后续课：计算机控制技术等教材：《机械控制工程基础》董玉红，徐莉萍主编，北京：机械工业出版社。

2008.06参考书目：《自动控制理论》刘祖润机械工业出版社 2003 年《自动控制理论》邹伯敏机械工业出版社 2002 年《自动控制理论》夏德钤机械工业出版社 2000 年《自动控制理论》孙炳达机械工业出版社 2005 年《机械工程控制基础》杨叔子，杨克冲编. 华中科技大学出版社，2005一、课程的目的与任务该课程是研究控制论在机械工程中的应用的一门学科，是数控技术专业的专业课之一。

通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用本课程的基本概念和理论，掌握自动控制的基本理论和基本技能以及一套较完整的分析，设计控制系统的方法，为其它专业基础课及专业课的学习打下必要的基础。

同时，也为以后从事机械工程的实际工作和科研奠定一定的理论基础。

二、课程的基本要求通过本课程学习，应达到以下基本要求：（1）了解控制系统数学模型的建立及相关工程数学基础知识。

（2）掌握控制系统的时域和频域特性分析方法（3）理解判别线性系统稳定性的基本概念，掌握线性系统稳定性的判据。

（4）了解系统的综合方法。

（5）能对控制系统进行校正。

三、课程教学内容理论教学内容第1章绪论1．该章的基本要求与基本知识点：基本要求: 了解各种典型机械工程控制系统的工作原理及控制理论的发展过程。

熟悉对控制性能的基本要求。

掌握自动控制系统的一般概念。

了解机械控制工程理论的由来和发展，了解其在机械制造领域中的作用。

熟悉有关“反馈与反馈控制”的基本概念。

学习分析具体控制系统的组成环节，知道系统的被控对象、被控量、扰动量、控制量等，会画工作原理方框图。

机械工程控制基础教学大纲(实用版)编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如工作总结、工作报告、工作计划、心得体会、讲话致辞、教育教学、书信文档、述职报告、作文大全、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor.I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!Moreover, our store provides various types of practical materials for everyone, such as work summaries, work reports, work plans, reflections, speeches, education and teaching, letter documents, job reports, essay summaries, and other materials. If you want to learn about different data formats and writing methods, please stay tuned!机械工程控制基础教学大纲《机械工程控制基础》课程教学大纲一、本课程性质、地位和任务性质：《机械工程控制基础》是机电一体化专业本科段计划规定必考的一门专业基础课。

机械控制工程基础课后答案董玉红徐莉萍主编精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】机械控制工程课后答案1-1机械工程控制论的研究对象与任务是什么?解机械工程控制论实质上是研究机械一r_程技术中广义系统的动力学问题。

具体地讲，机械工程控制论是研究机械工程广义系统在一定的外界条件作用下，从系统的一定初始条件出发，所经历的由内部的固有特性所决定的整个动态历程;研究这一系统及其输入、输出二者之间的动态关系。

机械工程控制论的任务可以分为以下五个方面:(1)当已知系统和输人时，求出系统的输出(响应)，即系统分析。

(2)当已知系统和系统的理想输出，设计输入，即最优控制。

(3)当已知输入和理想输出，设计系统，即最优设计。

(4)当系统的输人和输出己知，求系统的结构与参数，即系统辨识。

(5)输出已知，确定系统，以识别输入或输入中的有关信息，即滤波与预测。

1.2 什么是反馈什么是外反馈和内反馈所谓反馈是指将系统的输出全部或部分地返送回系统的输入端，并与输人信号共同作用于系统的过程，称为反馈或信息反馈。

所谓外反馈是指人们利用反馈控制原理在机械系统或过程中加上一个人为的反馈，构成一个自动控制系统。

所谓内反馈是指许多机械系统或过程中存在的相互藕合作用，形成非人为的“内在”反馈，从而构成一个闭环系统。

1.3 反馈控制的概念是什么为什么要进行反馈控制所谓反馈控制就是利用反馈信号对系统进行控制。

在实际中，控制系统可能会受到各种无法预计的干扰。

为了提高控制系统的精度，增强系统抗干扰能力，人们必须利用反馈原理对系统进行控制，以实现控制系统的任务。

1.4闭环控制系统的基本工作原理是什么?闭环控制系统的基本工作原理如下:(1)检测被控制量或输出量的实际值;(2)将实际值与给定值进行比较得出偏差值;(3)用偏差值产生控制调节作用去消除偏差。

这种基于反馈原理，通过检测偏差再纠正偏差的系统称为闭环控制系统。

机械控制工程基础教学大纲机械控制工程基础教学大纲机械控制工程是现代工程领域中的重要学科之一，它涉及到机械系统的设计、控制和优化。

为了帮助学生全面掌握机械控制工程的基础知识和技能，制定一份科学合理的教学大纲至关重要。

本文将探讨机械控制工程基础教学大纲的内容和结构。

一、课程目标机械控制工程基础课程的目标是培养学生对机械系统的控制原理和方法有基本的了解和掌握，能够应用所学知识解决实际问题。

通过该课程的学习，学生应具备以下能力：1. 理解机械系统的基本结构和工作原理；2. 掌握机械控制系统的建模和仿真方法；3. 熟悉常见的控制器设计方法；4. 能够应用所学知识进行机械系统的控制和优化。

二、课程内容1. 机械系统基础知识介绍机械系统的组成部分和基本工作原理，包括机械元件、传动系统、传感器等。

2. 信号与系统讲解信号的基本概念和特性，介绍系统的数学建模和分析方法，为后续的控制系统设计打下基础。

3. 控制系统基础主要介绍控制系统的基本概念和分类，包括开环控制和闭环控制，以及控制系统的性能指标和稳定性分析方法。

4. 传感器与执行器详细介绍常见的传感器和执行器的原理和应用，包括光电传感器、压力传感器、电机等。

5. 控制器设计介绍常见的控制器设计方法，包括比例积分控制器、PID控制器等，以及控制器参数调整和优化方法。

6. 系统建模与仿真讲解机械系统的建模方法，包括基于物理原理的建模和基于数据的建模，以及仿真工具的使用。

7. 控制系统实验进行基于实际机械系统的控制系统实验，培养学生的动手能力和实际应用能力。

三、教学方法1. 理论授课通过课堂讲解和案例分析，向学生传授机械控制工程的基础理论知识。

2. 实践操作安排实验课程，让学生亲自操作实际的机械系统，加深对所学知识的理解和应用能力。

3. 课程设计布置课程设计任务，要求学生独立完成机械控制系统的设计和优化，培养学生的综合能力。

四、评估方式1. 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况和实验报告等。

《机械控制工程基础》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号：MACH4008012．课程体系/类别：专业类/专业核心课3．学时/学分：56学时/ 3学分4．先修课程：高等数学、积分变换、理论力学、电工电子技术、机械设计基础、大学计算机基础、高级程序设计5．适用专业：机械大类专业（包括机械工程、车辆工程、测控技术与仪器、能源与动力工程和工业工程）二、课程目标及学生应达到的能力《机械控制工程基础》是西安交通大学机械类专业的一门专业核心课程，主要授课内容是运用现代数学知识、自动控制理论和信息技术来分析、设计典型机电控制系统。

旨在培养学生运用科学方法和工具来解决机械工程基本问题的系统分析设计能力、综合创新能力。

本课程的主要任务是通过课堂教学、计算机仿真实训、实验教学等教学方式，使学生掌握实现机械系统自动控制的基本理论；学会典型机电系统的数学建模、运行性能分析和系统设计、校正与补偿等基本知识和基本技能；具有基本的机电控制系统分析设计能力，以及对复杂机械系统的控制问题进行分析、求解和论证的能力，并了解机械控制领域的新理论和新技术，支撑毕业要求中的相应指标点。

课程目标及能力要求具体如下：课程目标1. 掌握机械控制系统的基本概念和组成原理，具备自动控制原理与系统的基础概念；掌握典型机电传动单元与系统的数学建模方法；掌握机电系统的时域和频域分析设计校正方法。

（毕业要求中的第1）课程目标2. 培养学生对机械控制工程中复杂问题的分析能力，能够对复杂机械控制系统进行分析、设计，并能够采用相关软件进行模拟仿真，能够构建实验控制系统进行分析研究，具有研究和解决机械控制工程问题的能力。

（毕业要求中的第2、4）课程目标3. 初步了解机械系统常用的控制方法，以及现代控制和智能控制的原理，了解机械控制理论的现状与发展趋势。

培养学生运用机械控制工程领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论三、课程教学内容与学时分配）四、课程教学方法（一）课堂讲授（40学时）1．采用启发式教学，通过结合具体如机器人控制系统、机床运动控制系统、液压伺服控制系统等实例教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。

《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教师或教学团队信息二、课程基本信息课程名称（中文）：机械工程控制基础课程名称（英文）：FUNDAMENTALS OF MECHANICAL CONTROL ENGINEERING课程类别：□通识必修课□通识选修课□专业必修课■专业方向课□专业拓展课□实践性环节课程性质*：■学术知识性□方法技能性□研究探索性□实践体验性课程代码：2130107周学时：3总学时：48学分:2先修课程：《工程数学》、《电工电子学》、《机械设计基础》、《液压与气压传动》等授课对象：机械设计制造及其自动化三、课程简介本书讲述了机械工程控制的基本原理、分析和综合方法及其在机械工程中的实际应用，主要包括以下内容：机械工程控制的基本概念、研究对象和任务；机电系统数学模型的基本概念及建立方法，拉氏变换的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等；典型机电系统的时域分析方法、性能指标以及系统误差分析方法；机电系统的频域分析方法；判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据；系统的综合与校正的常用方法等。

本课程的开设，旨在帮助学员：（1）了解机械工程控制基础相关的基本概念，研究对象和任务；（2）领会和理解机电系统数学模型的基本概念和建立方法；（3）掌握机电系统的时域和频域分析法。

（4）了解系统的综合与校正的常用方法四、课程目标本课程旨在让学生了解PLC的基本特点、功能、工作原理和工作方式，学习PLC的基本指令、步进指令、部分功能指令，PLC程序编写和调试的方法，熟悉PLC的常规操作，掌握PLC控制系统的设计方法，具有构建和维护一般PLC控制系统的基本应用能力。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）第一章概述1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、自动控制和自动控制系统2）、控制系统的构成和基本环节3、）控制系统的分类和基本要求 4）、自动控制系统的发展重点难点：开环控制与闭环控制、反馈定义等教学难点：反馈，系统方框图的绘制3. 学生学习任务：熟悉自动控制并理解组成及其工作原理4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第二章系统的数学模型1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的微分方程2）、拉普拉斯变换及应用3）、传递函数4）、系统的动态结构图及其等效变换5）、反馈控制系统的传递函数重点难点：微分方程建立，传递函数，方框图的简化等教学难点：传递函数，方框图的简化3. 学生学习任务：列写系统的微分方程，传递函数的定义，传递函数方框图的简化4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第三章系统的时间响应分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、控制系统的时域性指标2）、一阶系统的时域响应3）、二阶系统的时域响应4）、系统的稳态误差分析重点难点：二阶系统的时域分析，系统的稳态误差等教学难点：系统的稳态误差3. 学生学习任务：1）掌握一阶系统的定义和基本参数，并能够求取一阶系统的单位脉冲响应，单位阶跃响应和单位斜坡响应2）掌握二阶系统的定义和基本参数，掌握二阶系统的单位阶跃响应曲线的基本形状3）稳态误差的求取4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第四章系统的频率特性分析1. 课时数: 12学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、频率特性2）、典型环节的频率特性 3）、Nyquist图和BODE 图的绘制重点难点：教学难点：频率特性，bode图的绘制3. 学生学习任务：熟悉频率特性定义，掌握典型环节的nyquist和bode图4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无第五章系统的稳定性1. 课时数: 6学时2. 讲授内容或训练技能，重点、难点：讲授内容：1）、稳定性的定义2）、Routh稳定判据重点难点： Routh稳定判据3. 学生学习任务：熟悉系统稳定性的定义并会用routh判据判断系统的稳定性4. 教学方法：以教师讲授为主，学生进行适当练习5. 课外学习要求无六、修读要求（满足对应课程标准的第3条）1.准时上课和做实验，如有事情可以向相关辅导员和老师请假。

《机械控制工程基础》教学大纲课程名称：机械控制工程基础英文名称：Mechanical control Engineering课程编号：0811000215课程性质：必修学分/学时：2.5/40。

其中，讲授 34学时，实验 6学时，上机 0学时，实训 0学时。

课程负责人：唐宏宾先修课程：高等数学、大学物理、电工与电子技术、理论力学一、课程目标机械控制工程基础主要介绍经典控制理论的基本概念、基本原理、基本分析方法、工程设计方法及控制理论在机械工程中的应用。

本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识，也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。

通过本课程的学习，达到以下教学目标：1.工程知识1.1 掌握必要的机械控制工程理论知识。

1.2 能够应用械控制工程理论知识解决复杂工程技术问题。

2.问题分析2.1 能够理解并恰当表述机械控制工程实际问题。

2.2能够找到合适的解决机械控制工程实际问题的程序与方法。

2.3 在一定的限制条件下能够合理解决机械控制工程实际问题。

3.设计/开发解决方案能够运用机械控制工程理论知识进行产品规划与设计并体现创新意识。

4.研究能够采用机械控制工程理论知识进行研究并合理设计实验方案。

5.使用现代工具能够有效使用MATLAB软件对机械控制工程实际问题进行模拟、分析与预测。

二、课程内容及学时分配如表1所示。

三、教学方法课程教学以课堂教学、实验教学、课外作业、综合讨论、网络课程等共同实施。

本课程将以“机械控制系统建模及性能分析”为主线，主要介绍机械控制系统建模及性能分析的相关知识，重点培养学生应用机械控制工程理论知识并使用现代工具软件分析、研究、解决复杂工程问题的能力。

表1 《机械控制工程基础》课程内容及学时分配本课程采用国家“十二五”规划教材，结合学生个性特点，因材施教。

本课程的课堂教学将充分利用数字化技术、网络技术制作丰富多彩的教学课件和辅导材料，调动学习积极性，提高教学效率。