《自动控制理论Ⅱ》中英文课程简介 英文名称: Automat ic Principle课程编号: 适用专业:安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化 学时:72学分:4实验学时:8课内上机学时:0 -、预修课程 高等数学Ⅰ、复变函数与积分变换Ⅰ、线性代数Ⅰ、电路分析基础 、中文内容提要 《自动控制理论ⅠI》主要介绍了自动控制理论的基本概念、分析方法和设计方法。通 过本课程的学习,使学生能够建立起控制系统的数学模型,利用经典控制理论和现代控制理 论的分析方法进行系统的性能分析,并能够根据系统性能指标的要求进行系统的设计 三、英文内容提要 Automatic Control Principle mainly introduces: basic conceptions of automatic control principle, analytical methods, and design methods. The purpose is that students can found a mathematic model and systematically analyze capability of system and design system according to demand of capability index by studying this course 四、教材:《自动控制原理》.胡寿松.科学出版社,2004年 五、教材类别:校外编 制订者(签字): 校对者(签字) i定者(签章) 批准者(签章):
《自动控制理论 II》中英文课程简介 英文名称：Automatic Control Principle 课程编号： 适用专业：安全工程 测控技术与仪器 电气工程及其自动化 学时：72 学分：4 实验学时：8 课内上机学时：0 一、预修课程 高等数学Ⅰ、复变函数与积分变换Ⅰ、线性代数Ⅰ、电路分析基础 二、中文内容提要 《自动控制理论 II》主要介绍了自动控制理论的基本概念、分析方法和设计方法。通 过本课程的学习，使学生能够建立起控制系统的数学模型，利用经典控制理论和现代控制理 论的分析方法进行系统的性能分析，并能够根据系统性能指标的要求进行系统的设计。 三、英文内容提要 Automatic Control Principle mainly introduces: basic conceptions of automatic control principle, analytical methods, and design methods. The purpose is that students can found a mathematic model and systematically analyze capability of system and design system according to demand of capability index by studying this course. 四、教 材：《自动控制原理》.胡寿松.科学出版社，2004 年 五、教材类别： 校外编 制订者（签字）： 校对者（签字）： 审定者（签章）： 批准者（签章）：
《自动控制理论川》课程教学大纲 英文名称: Automatic Control Principle课程编号: 适用专业:安全工程测控技术与仪器电气工程及其自动化 学分:4 课程类别:学科大类基础课 课程性质:必修课 、课程的性质和目的 本课程是一门必修课。通过本课程的学习,使学生建立经典控制理论部分的基本概念, 学习现代控制理论的基本内容,掌握反馈控制原理的应用以及系统分析和设计的一般规律, 同时,通过本课程的学习,使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念,掌握线性离散系 统分析和设计的一般规律。本门课程的学习,将使学生具有分析和设计自动控制系统的初步 能力,为后续课程的学习打好基础,也为以后从事实际工作和科硏奠定一定的理论基础。 二、课程教学內容 第一章:自动控制的一般概念 基本内容和要求: 要求建立控制系统的基本概念:反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象:要求 学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图 教学重点:反馈控制的基本原理 教学难点:根据控制系统工作原理图绘制方块图。 第二章:控制系统的数学模型 基本内容和要求 能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型一一微分方程,会求取典型 元部件的传递函数,会绘制系统的结构图,会对系统的结构图进行等效变换求取传递函数, 会由梅森增益公式求取系统的传递函数。 教学重点:常用元部件传递函数的求取;系统传递函数的求取 教学难点:结构图等效变换;梅森公式的应用。 第三章:线性系统的时域分析法 基本内容和要求: 时域性能指标的定义,一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法,用 Matlab求高阶系统动态性能指标,劳斯稳定判据及其应用,稳态误差的分析与计算,减小 或消除稳态误差的方法 教学重点:二阶系统动态性能计算及劳斯判据 教学难点:扰动作用下稳态误差的求取以及减小或消除稳态误差的措施。 第四章:线性系统的根轨迹法 基本内容和要求: 根轨迹的概念,根轨迹方程,绘制根轨迹的基本法则,用根轨迹法分析系统;主导极点。 教学重点:由根轨迹分析系统性能 教学难点:广义根轨迹的分析与应用
《自动控制理论Ⅱ》课程教学大纲 英文名称：Automatic Control Principle 课程编号： 适用专业：安全工程 测控技术与仪器 电气工程及其自动化 学时：72 学分：4 课程类别：学科大类基础课 课程性质：必修课 一、课程的性质和目的 本课程是一门必修课。通过本课程的学习，使学生建立经典控制理论部分的基本概念， 学习现代控制理论的基本内容，掌握反馈控制原理的应用以及系统分析和设计的一般规律， 同时，通过本课程的学习，使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念，掌握线性离散系 统分析和设计的一般规律。本门课程的学习，将使学生具有分析和设计自动控制系统的初步 能力，为后续课程的学习打好基础，也为以后从事实际工作和科研奠定一定的理论基础。 二、课程教学内容 第一章：自动控制的一般概念 基本内容和要求： 要求建立控制系统的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；要求 学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。 教学重点：反馈控制的基本原理； 教学难点：根据控制系统工作原理图绘制方块图。 第二章：控制系统的数学模型 基本内容和要求： 能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型――微分方程，会求取典型 元部件的传递函数，会绘制系统的结构图，会对系统的结构图进行等效变换求取传递函数， 会由梅森增益公式求取系统的传递函数。 教学重点：常用元部件传递函数的求取；系统传递函数的求取； 教学难点：结构图等效变换；梅森公式的应用。 第三章：线性系统的时域分析法 基本内容和要求： 时域性能指标的定义，一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法，用 Matlab 求高阶系统动态性能指标，劳斯稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算，减小 或消除稳态误差的方法。 教学重点：二阶系统动态性能计算及劳斯判据； 教学难点：扰动作用下稳态误差的求取以及减小或消除稳态误差的措施。 第四章：线性系统的根轨迹法 基本内容和要求： 根轨迹的概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则，用根轨迹法分析系统；主导极点。 教学重点：由根轨迹分析系统性能； 教学难点：广义根轨迹的分析与应用
第五章:线性系统的频域分析法 基本内容和要求: 频域特性的物理意义及图形表示方法,奈氏判据,稳定裕度,用频率特性建立系统的数 学模型。 教学重点:用频域法进行系统性能的分析,复杂系统稳定裕度的确定: 教学难点:系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定 第六章:线性系统的校正方法 基本内容和要求 串联超前校正,串联滞后校正,串联滞后一超前校正基本概念及应用。 教学重点:串联滞后一超前校正网络的设计及复合校正方法 教学难点:反馈校正方法及应用。 第七章:线性离散系统的分析与校正 基本内容和要求: 信号的离散化与信号保持器,Z变换定理,闭环脉冲传递函数,离散系统的稳定性与稳 态误差,动态性能分析,离散系统的设计(串联模拟校正,最少拍系统的设计)及数字PID 校正。 教学重点:闭环脉冲传递函数的求取,稳定性分析及PID校正方法 教学难点:闭环脉冲传递函数的求法及PID参数的设定 第八章:线性系统的状态空间分析与综合 基本内容和要求: 1、正确理解线性系统的数学描述,状态空间的基本概念,熟练掌握状态空间的表达式 线性定常系统状态方程的求解方法。 2、正确理解定常连续可控性与可观性的基本概念与判据,熟练掌握可控标准型与可观 标准型。 3、理解传递函数的实现问题,熟练掌握状态反馈与输出反馈,极点配置。 4、正确理解稳定性基本概念和李雅普诺夫稳定性意义概念 教学重点: 1、状态空间表达式的建立,状态转移矩阵和状态方程的求解,线性变换的基本性质, 传递函数矩阵的定义。要求熟练掌握通过传递函数、微分方程和结构图建立电路、机电系统 的状态空间表达式,并画出状态变量图,以及可控、可观、对角标准型 2、可控、可观的含义和定义,定常系统可控、可观的判据 3、实现与最小实现的特点和性质,状态反馈与输出反馈的基本结构、性质和有关定理。 4、稳定性基本概念和李雅普洛夫意义稳定性概念。 教学难点 1、状态变量选取的非唯一性,多输入多输出状态空间表达式的建立, 2、最小实现的定义和求解方法,状态反馈与输出反馈实现的充要条件。 李雅普诺夫函数的构造与选取 课程教学的基本要求 1、本课课程的教学环节包括:课堂讲授、习题课、课外作业、实验、考试、课程设计。 2、通过本课程各个教学环节的学习,重点培养学生对经典控制论、现代控制理论、离 散控制系统及非线性控制系统的基本理论
第五章：线性系统的频域分析法 基本内容和要求： 频域特性的物理意义及图形表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频率特性建立系统的数 学模型。 教学重点：用频域法进行系统性能的分析，复杂系统稳定裕度的确定； 教学难点：系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定。 第六章：线性系统的校正方法 基本内容和要求 串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正基本概念及应用。 教学重点：串联滞后－超前校正网络的设计及复合校正方法； 教学难点：反馈校正方法及应用。 第七章：线性离散系统的分析与校正 基本内容和要求： 信号的离散化与信号保持器，Z 变换定理，闭环脉冲传递函数，离散系统的稳定性与稳 态误差，动态性能分析，离散系统的设计（串联模拟校正，最少拍系统的设计）及数字 PID 校正。 教学重点：闭环脉冲传递函数的求取，稳定性分析及 PID 校正方法； 教学难点：闭环脉冲传递函数的求法及 PID 参数的设定。 第八章：线性系统的状态空间分析与综合 基本内容和要求： 1、正确理解线性系统的数学描述，状态空间的基本概念，熟练掌握状态空间的表达式， 线性定常系统状态方程的求解方法。 2、正确理解定常连续可控性与可观性的基本概念与判据，熟练掌握可控标准型与可观 标准型。 3、理解传递函数的实现问题，熟练掌握状态反馈与输出反馈，极点配置。 4、正确理解稳定性基本概念和李雅普诺夫稳定性意义概念。 教学重点： 1、状态空间表达式的建立，状态转移矩阵和状态方程的求解，线性变换的基本性质， 传递函数矩阵的定义。要求熟练掌握通过传递函数、微分方程和结构图建立电路、机电系统 的状态空间表达式，并画出状态变量图，以及可控、可观、对角标准型。 2、可控、可观的含义和定义，定常系统可控、可观的判据。 3、实现与最小实现的特点和性质，状态反馈与输出反馈的基本结构、性质和有关定理。 4、稳定性基本概念和李雅普洛夫意义稳定性概念。 教学难点： 1、状态变量选取的非唯一性，多输入多输出状态空间表达式的建立。 2、最小实现的定义和求解方法，状态反馈与输出反馈实现的充要条件。 3、李雅普诺夫函数的构造与选取。 三、课程教学的基本要求 １、本课课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业、实验、考试、课程设计。 2、通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生对经典控制论、现代控制理论、离 散控制系统及非线性控制系统的基本理论
3、采取多种教学方法和教学手段,提高课堂教学效果,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问题的能 力 4、培养学生的计算机应用能力,要求学生会用 MATLAB语言进行控制系统的分析和设计。 5、给出各章节主要专业名词的英语单词以方便学生阅读英文同等程度的参考资料。 6、实验环节由四个实验项目组成,实验内容 (1)线性控制系统的典型环节 (2)二阶系统的时域响应; (3)系统的频率持性 (4)系统的串联校正。 7、作业方面:通过作业练习达到以下目的:①巩固讲授过的基本理论知识:②培养解 题能力和技巧;③学会对系统的分析:明了结构参数和系统的稳定性,动、静态性能之间的 关系:④培养学生的创新思维能力。 8、考试环节:平时成绩占10%,实验占20%,期末考试占70%。考试形式采用闭卷 笔试 9、课程设计:(另记学分 课程设计一周,要求学生熟悉 Matlab在自动控制中的应用,采用所学系统设计校正方 法(频域法、根轨迹法、状态空间设计法),利用 MATLAB完成至少一种校正设计, 四、课程学时分配 讲课内 自动控制的一般概念 2学时 2、控制系统的数学模型 8学时 3、线性系统的时域分析 12学时 4、线性系统的根轨迹 6学时 5、线性系统的频域分析法 10学时 6、线性系统的校正方法 4学时 性离散系统的分析与校正 10学时 8、线性系统的状态空间分析与综合 12学时 实验 8学时 72学时 五、建议教材与教学参考书 建议教材:胡寿松主编.自动控制原理第四版,科学出版社,2004年 主要参考书 1、胡寿松主编.自动控制原理第四版,科学出版社,2004年 2、戴忠达主编.自动控制理论基础.清华大学出版社,2001年 3、李友善主编.自动控制原理.国防工业出版社,2000年 4、胡寿松主编.自动控制原理习题集.国防工业出版社,2004年 5、张子旭主编.自动控制系统分析与设计.陕西科技出版社,1999年 6 D K ANAND. INTRODUCTION TO CONTROL SYSTEMS 7、自编教材.自动控制理论实验指导书
3、采取多种教学方法和教学手段，提高课堂教学效果，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问题的能 力。 4、培养学生的计算机应用能力，要求学生会用 MATLAB 语言进行控制系统的分析和设计。 5、给出各章节主要专业名词的英语单词以方便学生阅读英文同等程度的参考资料。 6、实验环节由四个实验项目组成，实验内容： （1）线性控制系统的典型环节； （2）二阶系统的时域响应； （3）系统的频率持性； （4）系统的串联校正。 7、作业方面：通过作业练习达到以下目的：①巩固讲授过的基本理论知识；②培养解 题能力和技巧；③学会对系统的分析；明了结构参数和系统的稳定性，动、静态性能之间的 关系；④培养学生的创新思维能力。 8、考试环节：平时成绩占 10％，实验占 20％，期末考试占 70％。考试形式采用闭卷 笔试。 9、课程设计：（另记学分） 课程设计一周，要求学生熟悉 Matlab 在自动控制中的应用，采用所学系统设计校正方 法（频域法、根轨迹法、状态空间设计法），利用 MATLAB 完成至少一种校正设计。 四、课程学时分配 讲 课 内 容 学 时 1、自动控制的一般概念 2 学时 2、控制系统的数学模型 8 学时 3、线性系统的时域分析 12 学时 4、线性系统的根轨迹 6 学时 5、线性系统的频域分析法 10 学时 6、线性系统的校正方法 4 学时 7、线性离散系统的分析与校正 10 学时 8、线性系统的状态空间分析与综合 12 学时 实验 8 学时 合 计 72 学时 五、建议教材与教学参考书 建议教材：胡寿松主编.自动控制原理第四版，科学出版社，2004 年 主要参考书: 1、胡寿松主编.自动控制原理第四版，科学出版社，2004 年 2、戴忠达主编.自动控制理论基础.清华大学出版社，2001 年 3、李友善主编.自动控制原理.国防工业出版社，2000 年 4、胡寿松主编.自动控制原理习题集.国防工业出版社，2004 年 5、张子旭主编.自动控制系统分析与设计.陕西科技出版社，1999 年 6、D.K.ANAND. INTRODUCTION TO CONTROL SYSTEMS 7、自编教材.自动控制理论实验指导书
8、自编教材.自动控制理论学习指导书 9、自编教材.自动控制理论课程设计指导书 制订者(签字) 校对者(签字) 审定者(签章) 批准者(签章)
8、自编教材.自动控制理论学习指导书 9、自编教材.自动控制理论课程设计指导书 制订者（签字）： 校对者（签字）： 审定者（签章）： 批准者（签章）：