[8030108]四年制本科自动化专业课程标准---现代控制理论

中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍1.课程描述：“现代控制理论基础”是自动化专业本科生的一门重要核心必修课程。

该课程的数学基础建立在先修课程“高等数学”与“线性代数”之上，编程基础建立在先修课程“控制系统仿真”之上，专业理论基础建立在先修课程“自动控制原理”之上。

对同期开设的课程“自动化仪表与过程控制”、“电力拖动控制系统”以及后续课程“计算机控制基础”、“智能控制”、“系统辨识”都有较强的支持作用。

“现代控制理论基础”将为自动化、电子信息、计算机科学与技术、机械设汁制造及自动化等专业的学生提供较系统的现代控制理论知识与控制系统分析设计方法，也将为各相关专业的后续课程以及设计实践环节打下良好基础。

课程主要内容包括线性控制系统的状态空间描述、系统状态方程求解、线性系统的离散化、线性系统的李亚普诺夫稳定性分析、线性控制系统的能控性与能观测性及判定、状态观测器设计及状态反馈初步设计等内容。

Fundamentals of Modern Control Theory is an important course in the curriculum of undergraduates majored in Automation. The prerequisite courses mainly include Advanced Mathematics, Linear Algebra, Automatic Control Theory as well as Control SystemSimulations・ This course provides a systematic introduction to the analysis, synthesis and design of modern control systems, which will lay a firm theoretical foundation for the students to learn more advanced courses in control engineering・The topics in this course include but are not limited to: state-space representation, solutions to linear state-space equations, discrete state-space equations, Lyapunov stability criterion, controllability & observability, state observers, and state feedback controllers・2.设计思路：依照教育部高等学校电子信息与电气学科教学指导委员会与自动化专业教学指导分委员会在2010年12月颁布的《普通高校自动化专业规范》，现代控制理论是自动化专业基础知识的核心部分，是最重要的课程之一。

《现代控制理论》课程简介课程内容：《现代控制理论》是自动化专业的限选专业课程。

课程的内容包括系统状态空间表达式的建立；状态方程的求解；系统的能控性和能观性；李雅普诺夫判别稳定性方法的原理及用其分析线性系统的稳定性；控制系统的综合，包括极点配置及状态观测器等。

课程的任务是比较全面系统地讲述现代控制系统的基本原理和基本分析设计方法。

通过学习，掌握控制系统的能控性和能观性，以及设计状态观测器、状态反馈控制器的方法，并把重点放在状态观测器、状态反馈控制器设计上，为今后从事控制领域的工作和研究打下必要的基础；能够列写状态空间表达式；能够根据用户要求的性能指标设计状态观测器和状态反馈控制器；培养学生的辨证思维能力，对今后进一步学习更为专业的控制理论技术起到辐射的作用。

Brief IntroductionCourse Description:This course is the limited subject course for the college students.The contents of this course include: system state space expressions, state equation, controllability and observability, Lyapunov stability method, the pole placement , observer and controller.The mission of this course is:1st, to introduce the basic principle and basic method of modern control system ，through the study, master control system controllability and observability;2nd, to design state observer, state feedback controller, state space expression;3rd, to design state observer and state feedback controller according to the user request performance index .《现代控制理论》课程教学大纲一、教学内容第一章控制系统的状态空间表达式1.1 状态变量及状态空间表达式1.2 状态空间表达式的模拟结构图1.3 由微分方程列写状态空间表达式1.4 由传递函数列写状态空间表达式1.5 状态向量的线性变换1.6 传递函数矩阵教学难点：传递函数矩阵。

自动化专业课程介绍自动化专业是一门涵盖电子技术、计算机科学、控制工程等多个学科的综合性学科，旨在培养具备自动控制理论和技术应用能力的专业人材。

本文将详细介绍自动化专业的课程设置和内容。

一、基础课程1. 数学基础：包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等，为学生打下坚实的数学基础，为后续专业课程做铺垫。

2. 物理学：涵盖力学、电磁学等基础物理知识，为学生理解自动化系统中的物理原理奠定基础。

3. 电路基础：介绍电路分析方法、电路元件和电路定理，培养学生的电路分析和设计能力。

二、专业核心课程1. 自动控制原理：介绍自动控制的基本概念、控制系统的建模和分析方法，包括传递函数、状态空间等，培养学生的自动控制理论基础。

2. 信号与系统：介绍信号与系统的基本概念、信号的时域和频域分析方法，为学生理解自动化系统中的信号处理提供基础。

3. 电子技术基础：包括摹拟电子技术和数字电子技术，学习电子元器件的基本原理、电路的分析与设计，培养学生的电子技术应用能力。

4. 控制系统工程：介绍控制系统的设计与实现方法，包括系统建模、控制器设计、系统性能评估等，培养学生的控制系统工程能力。

5. 机器人技术：涵盖机器人系统的建模、运动学与动力学、传感器与执行器等内容，培养学生的机器人技术应用能力。

三、拓展课程1. 自动化仪表与检测技术：介绍各种自动化仪表的原理和应用，包括传感器、测量技术、仪表校准等，培养学生的仪器仪表使用和维护能力。

2. 工业自动化系统：涵盖工业自动化系统的组成、通信协议、PLC编程等内容，培养学生的工业自动化系统集成与应用能力。

3. 先进控制技术：介绍现代控制理论与方法，包括含糊控制、神经网络控制、自适应控制等，培养学生的先进控制技术应用能力。

4. 人工智能与机器学习：介绍人工智能和机器学习的基本概念和算法，包括神经网络、决策树、支持向量机等，培养学生的人工智能应用能力。

四、实践环节1. 实验课程：开展与专业课程内容相关的实验，培养学生的实验操作和数据处理能力。

自动化本科专业课自动化本科专业课旨在培养学生的自动控制理论与技术、智能控制与机器人技术、工业过程自动化与信息化技术等方面的知识与能力。

本文将从课程设置、培养目标、就业前景等方面介绍自动化本科专业课的内容。

一、课程设置自动化本科专业课的课程设置主要包括自动控制原理、电力电子技术、数字逻辑与数字系统设计、信号与系统、模拟电子技术、传感器原理与应用、工业自动化系统、机器人技术基础等。

这些课程涵盖了自动控制的基本原理、电子技术的基础知识以及自动化系统和机器人技术的应用等方面。

二、培养目标自动化本科专业课的培养目标是培养掌握自动控制理论与技术、智能控制与机器人技术、工业过程自动化与信息化技术等方面的知识与能力的工程技术人才。

培养目标主要包括以下几个方面：1.具备扎实的数理基础和自动化专业知识，能够分析和解决自动控制系统中的实际问题；2.具备电子技术和计算机技术的知识，能够应用现代信息技术进行自动化系统的设计与开发；3.具备创新意识和团队合作精神，能够在自动化领域进行科学研究和技术创新；4.具备较强的实践能力和工程实施能力，能够进行自动化设备的调试和维护；5.具备良好的职业道德和社会责任感，能够适应社会发展的需求。

三、就业前景自动化本科专业课的毕业生具备广泛的就业领域和良好的就业前景。

毕业生可以在各类制造业企业、科研院所、高等院校、金融机构等单位从事自动化控制系统的设计、开发和应用工作。

同时，随着智能制造、工业互联网的快速发展，自动化专业的需求也在不断增加。

因此，自动化本科专业课的毕业生就业形势较好。

四、课程特色自动化本科专业课的特色在于注重理论与实践相结合。

课程设置中既有基础理论课程，又有实践应用课程。

学生在学习自动化本科专业课的过程中，不仅可以学到自动控制的基本理论知识，还可以通过实验、实习等方式进行实际操作，提高自己的实践能力。

此外，自动化本科专业课还注重培养学生的创新能力和团队合作精神，通过课程设计、科研项目等方式，激发学生的创新潜力。

自动化本科专业课自动化本科专业课是现代工程技术领域中的一门重要课程，它主要涵盖了自动控制理论与方法、自动化设备与系统、数字信号处理、机器人技术、人工智能等多个方面的知识。

通过学习这门课程，学生将掌握自动化技术的基本原理和应用技能，为未来从事自动化相关工作打下坚实的基础。

自动化本科专业课将介绍自动控制理论与方法。

自动控制理论是自动化技术的核心内容之一，它研究如何利用数学模型、控制算法和传感器等手段，实现对工业过程、机器设备和系统的自动控制。

学生将学习到传统控制理论中的PID控制、根轨迹法、频域方法等，以及现代控制理论中的状态空间法、最优控制、自适应控制等。

自动化本科专业课还将涉及到自动化设备与系统的学习。

自动化设备是实现自动化控制的重要工具，它包括传感器、执行器、控制器等。

学生将学习到各种传感器的工作原理和应用，如温度传感器、压力传感器、光电传感器等。

同时，还将学习到各种执行器的工作原理和应用，如伺服电机、步进电机、液压执行器等。

此外，还将学习到各种控制器的工作原理和应用，如PLC控制器、单片机控制器、工业控制计算机等。

自动化本科专业课还将介绍数字信号处理的基本原理和方法。

数字信号处理是自动化技术中的重要分支，它研究如何对模拟信号进行采样、量化和离散化，以及如何利用数字信号处理算法进行信号分析和处理。

学生将学习到模拟信号与数字信号的转换方法，如采样定理和量化技术。

同时，还将学习到常用的数字信号处理算法，如傅里叶变换、滤波器设计、时频分析等。

自动化本科专业课也将介绍机器人技术的基本原理和应用。

机器人技术是自动化技术的重要应用领域，它研究如何设计、制造和控制机器人，实现自主、智能的工作。

学生将学习到机器人的基本结构和工作原理，如机械臂、传感器、控制系统等。

同时，还将学习到机器人的路径规划、运动控制、感知与识别等关键技术。

自动化本科专业课还将介绍人工智能在自动化领域中的应用。

人工智能是自动化技术的前沿领域，它研究如何使机器具有人类的智能和学习能力。

《现代控制理论》课程教学大纲《现代控制理论》课程教学大纲学分：3 总学时：54理论学时：48 面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：赵法起大纲审定人：李有安课程编号：BF024033一、说明1.课程的性质、地位和任务《现代控制理论》是电气工程及自动化专业选修的技术基础课。

现代控制理论是在经典控制理论基础上，伴随着计算机技术的发展和普及逐步发展起来的，它以时域法特别是状态空间方法为主，研究系统状态的运动规律，并按所要求的各种指标最优为目标来改变系统的运动规律。

本课程的主要任务：⑴通过本课程的学习使学生了解现代控制理论的体系结构，熟练地掌握线性控制系统的状态空间描述、时域分析与离散化；⑵掌握利用状态空间模型分析系统特性和校正系统的方法；⑶了解最优控制的基本概念和最优控制问题的基本方法。

2.课程教学的基本要求先修课程：《高等数学》、《线性代数》、《普通物理》、《电路原理》、《电子技术》、《电机原理及拖动基础》、《自动控制原理》等。

在教学过程中应力求使学生掌握现代控制理论的基本概念、基本分析与设计方法，重在提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和创新意识。

要求授课教师在深刻理解教材内容的基础上，注意前后课程的衔接及本学科的发展，及时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要进展及发展动向。

本课程的教学环节包括：课堂讲授、课外作业等。

通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生应用现代控制理论分析和设计控制系统方法的掌握。

注重培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析实际问题的能力。

3.课程教学改革总体设想：为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好的完成授课任务，必须做到重点突出、精讲多练，尽量使用现代教学手段如多媒体教学等，在增加信息量的前提下也能保证教学质量。

采用启发式教学，对重点内容讲深、讲透，鼓励学生自学和课上讨论，调动学生的学习主动性，通过讲解应用实例，提高学生的学习兴趣，扩大学生在本学科领域的知识面。

《自动控制原理》课程标准一、课程说明二、课程定位自动控制原理是电气自动化专业的一门专业核心课程，专业必修课程。

本课程与前修课程《电工基础》、《模拟电子技术》、《传感器》课程相衔接，共同树立学生自动控制的理念；与后续课程《现代控制》、《交直流调速》、《电机调速综合实训》相衔接，共同培养自动控制系统综合应用分析能力。

通过理论学习的方式，了解自动控制系统的一些工程实例、熟悉典型自动控制系统的时域分析方法和频域分析方法，培养学生逻辑思维能力、综合分析能力、再学习能力。

三、设计思路根据对应的工作岗位、工作任务、必备的能力和素质需求进行调查，根据行业、企业发展需要和完成职业岗位实际工作任务所需要的知识、能力、素质要求，选取教学内容，采用现代化教学手段，注意培养学生面向工程的思维习惯，采用多元化的考核方法，使学生掌握控制原理的精髓，并为学生可持续发展奠定良好的基础。

四、课程培养目标通过对《自动控制原理》的学习，使学生能运用现代自动控制原理的基本理论、基本知识和基本技能，了解自动控制原理的发展现状。

完成控制系统组成原理、系统调试方法，具体应从下述3个方面展开表述：1．专业能力目标：（1）掌握对常用简单系统进行性能分析、并能够提出性能改良方案。

（2）掌握自动控制的基本概念及相关知识、自动控制系统的组成和工作原理。

（3）掌握自动控制系统常用数学模型的建立方法。

（4）熟悉自动控制系统性能及根轨迹分析方法，掌握稳定性分析、时域分析和频域分析的分析方法。

2．方法能力目标：（1）学生具有资料学习和吸收能力；（2）具有独立进行分析、设计、实施、评估的能力；具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力；（3）具有将知识与技术综合运用与转换的能力。

3．社会能力目标：（1）培养学生严谨、规范的工作态度；吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质；（2）良好的职业道德和精益求精的敬业精神。

具有良好的科学文化素质和技术业务素质，能很快适应岗位要求，有发展潜力。

自动化专业本科课程设置1. 课程简介自动化是一门应用科学，旨在实现工业和生产过程的自动化。

随着科技的发展和工业进程的改进，自动化专业的需求日益增加。

本文将介绍自动化专业本科课程的设置，为学生提供系统、全面的自动化知识和技能。

2. 基础课程2.1 数学基础数学基础是自动化专业的重要基础，包括数学分析、高等代数、概率与统计等内容。

学生需要掌握基础的数学理论和方法，为后续的自动化专业课程打下坚实的数学基础。

2.2 电子电路电子电路是自动化专业中的关键课程之一。

学生将学习电路的基本理论和分析方法，了解各种电子元件的特性和使用方法。

通过实验课程，学生将能够设计和搭建简单的电子电路。

2.3 信号与系统信号与系统是自动化领域中的核心概念。

学生将学习信号的采集、处理和传输，以及系统的建模和分析方法。

通过该课程的学习，学生能够理解自动化系统的基本原理和工作方式。

2.4 计算机编程计算机编程是自动化技术中不可或缺的一部分。

学生将学习编程语言和算法的基本知识，掌握常用的编程工具和技巧。

通过编程实践，学生可以开发自动化控制、数据处理和系统集成等应用程序。

3. 专业课程3.1 自动控制原理自动控制原理是自动化专业的核心课程。

学生将学习控制系统的基本原理和设计方法，掌握各种控制算法和调节技术。

通过实验与项目，学生能够设计、分析和调试各种自动控制系统。

3.2 传感器与测量技术传感器与测量技术是自动化领域中重要的课程。

学生将学习各种传感器的工作原理和应用场景，了解不同测量技术的原理和方法。

通过实验实践，学生可以熟练运用传感器和测量技术解决实际问题。

3.3 自动化系统与设备自动化系统与设备课程将介绍各种自动化系统和设备的特点和应用。

学生将学习各种控制器、执行器和通信设备的工作原理和使用方法。

通过实验和实际项目，学生可以掌握自动化系统的设计和调试技能。

3.4 工业自动化技术工业自动化技术课程将介绍工业自动化系统和生产线的设计与管理。

自动化专业课程体系图自动化专业课程体系图是为了帮助学生更好地了解和学习自动化专业相关课程而设计的一种图表。

它通过将各个课程按照一定的逻辑关系和层次进行分类和组织，以便学生能够清晰地了解课程之间的关联性和学习的先后顺序。

以下是一个典型的自动化专业课程体系图：1. 基础课程1.1 数学基础- 微积分- 线性代数- 概率论与数理统计1.2 物理基础- 大学物理- 电磁学1.3 计算机基础- 计算机原理- 数据结构与算法- 编程语言2. 核心课程2.1 控制理论- 系统建模与仿真- 控制系统设计- 现代控制理论2.2 电气与电子技术- 电路分析与设计- 电子技术基础- 电力电子技术2.3 自动化仪表与传感器技术 - 传感器原理与应用- 仪表与测量技术- 自动化检测与控制技术3. 专业选修课程3.1 机器人技术- 机器人学基础- 机器人控制技术- 机器人应用与开发3.2 工业自动化- 工业自动化系统- 工业网络与通信- 工业自动化控制3.3 智能控制- 模糊控制- 神经网络控制- 遗传算法与进化计算4. 实践教学环节4.1 实验课程- 自动控制原理实验- 电子技术实验- 传感器与检测技术实验4.2 实习课程- 自动化工程实习- 机器人技术实习- 工业自动化实习通过这样的课程体系图，学生可以清楚地了解到自动化专业的课程设置和学习路径。

他们可以根据自己的兴趣和发展方向选择相应的选修课程，并在实践教学环节中获得实际操作和应用的机会。

这样的课程体系图有助于学生规划自己的学习计划，提高学习效果，为未来的就业和职业发展打下坚实的基础。

请注意，以上课程体系图仅为示例，实际的自动化专业课程体系图可能会因学校和地区的不同而有所差异。

建议学生在选择课程时参考学校提供的具体课程安排和要求，以确保自己的学习计划与学校的教学要求相符合。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。