《自动控制工程基础》课程教学大纲
计划学时７２，授课学时６２（电视４５，面授１７），实验学时１０
大纲正文
第一章 自动控制的一般概念
１、机电控制系统示例
２、自动控制的基本原理
开环控制 闭环控制
３、计算机控制系统（包括控制系统中的信号关系）
４、自动控制系统的分类及基本术语
５、自动控制工程解决的基本问题
６、自动控制的发展
第二章 自动控制系统的数学描述
１、自动控制系统的数学描述
连续系统的微分方程描述
拉氏变换及其性质（它的性质不作证明）
连续系统的传递函数
２、机电控制系统中各组成部件的数学描述
机械负载的数学描述
直流及交流侍服电机的数学描述
液压侍服马达的数学描述
电子网络的数学描述
传感器的数学描述
３、控制系统的数学描述
系统方框图描述及闭环传递函数推导
第三章 控制系统的时域分析法
１、系统时域特性的描述
２、一阶系统的时域分析
３、二阶系统的时域分析
４、系统零、极点与系统瞬态响应的关系
５、系统稳定性分析
６、系统的稳态误差
误差的意义
误差系数（只讲静态误差系数）
系统时域特性的计算机辅助分析及绘图
第四章 控制系统的频率特性分析法
１、频率特性的基本定义
２、系统频率特性的表示及计算方法
３、典型环节的频率特性
４、典型系统的开环频率特性
５、奈魁斯特稳定判据与对数频率稳定判据
６、频率特性的计算机辅助分析及绘图
第五章 控制系统的校正
１、控制系统的指标要求
２、控制系统的校正方法
PID校正（P,I,D及串联校正）
反馈校正
复合校正
３、频率法校正举例
主要介绍二阶最佳模型
校正网络的实现（以所举示例为准）
※４、控制系统内的非线性效应
非线性系统运动过程的特点
系统典型非线性对非线性特性的影响
第六章 计算机控制系统的基本知识
１、自动控制系统中的信号特性
２、ｚ变换及其与ｓ变换的关系
３、离散系统的数学描述
４、离散域的根轨迹分析
５、离散域的频率特性分析
６、离散系统的校正举例
第七章 控制系统设计举例
１、模拟式自动控制系统
２、计算机控制系统
实验内容：
１、典型环节的电模拟及时域响应测试
２、系统频率特性的测试
３、时域响应，根轨迹与频率特性的计算机辅助分析
※４、小功率随动系统校正及特性测试
５、计算机辅助设计校正环节
必做实验３个，可在上面所列题目总任选，有条件的地方可适当增加一些实践环节。
※不作考试要求。
大纲说明
（一）课程的目的及任务
本课程是为机电专业开设的一门必修的技术基础课。主要的教学任务是：
１、主要讲述机电系统自动控制的一般原理，使学生掌握对机电控制系统控制的基本原理及基本构成方法。
２、通过本课程的学习应使学生初步掌握控制系统的基本分析方法。
３、通过学习应使学生了解控制系统的工程计算及主要的设计方法。
（二）课程的基本要求
１、本课程讲授机电系统连续模拟控制与计算机的基本知识，但以连续系统理论为主。
２、本课程应重点讲清楚自动控制系统中反馈控制的基本概念，并说明系统中各种信号的特性。
３、从具体物理系统中抽象出它的数学模型是控制系统分析设计的基础。描述方法以传递函数为主。
４、对本专业学生应强调控制理论中的基本概念、基本规律和物理本质的理解，
不要求理论的推导和证明。
５、讲授内容应结合典型机电控制系统来论述。
６、介绍计算机辅助分析与设计软件包的使用方法，但不作算法分析。
７、学员学完本课程后，在掌握本课程的基本要求的基础上，能对系统进行分析，但不要求对系统进行综合设计。
（三）本课程与其它课程的关系
本课程由于涉及到控制原理与系统，并引入计算机控制系统，故要求学生应具备与其关系密切的相关课程内容，如：电工技术、微机技术、传感器原理与应用。
（四）课程的深广度
本课程是为机电专业而设置的一门技术基础课，故教学内容一般以机电专业所需内容为限，特别是以典型系统为主线，不再做更多地扩展和引深。具体考虑如下：
１、连续模拟系统以传递函数为核心，以时域分析为基础，以频率法为主干，以系统校正为辅助。重点掌握传递函数的概念及系统性能分析。
２、离散系统强调离散化的方法及与连续系统的区别。重点掌握信号的特点，脉冲传递函数及性能分析。
３、计算机辅助分析与设计主要掌握软件包的使用方法。具体算法不作要求。
（五）媒体的使用及学时分配
本课程课内总学时为７２，其中电视学时为４５，面授学时１７，实践环节
１０学时。