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清华大学研究生院

《自动控制原理》课程教案

一、管理信息

课程代码： 制订人： 所属系部： 批准人： 制订时间： 二、基本信息

学 分：6

学 时：96学时，其中理论教学96 学时，实践教学 学时 课程类型：专业课 适用专业： 机电一体化

先修课：高等数学、电工电子技术、计算机基础 后修课：自动生产线安装与调试、数控机床原理与编程 三、课程定位与设计思路 3．1课程定位

本课程是机电一体化专业基础课。随着科学技术的不断发展各行各业对自动化程度的要求也越来越高，这就要求从事工业自动化等专业的工程技术人员要有扎实的专业技术基础，以适应技术发展的需要。而《自动控制原理》是在学生掌握了必要的基础课程之后，向学习专业课阶段过渡的首要环节，是专业课程学习的重要特征，起到了承前启后的重要作用。 通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析、计算、实验的初步能力，从理论上为后续专业课程的学习创造必要的条件，为学生将来从事工业自动化专业的工程技术工作和科研工作打下坚实的基础。

教学方式：课堂讲授为主，结合实验和课程设计，从理性和感性上了解、熟悉本课程基本知识、基本理论及基本方法，初步具备本课程应用能力。

3．2设计思路

本课程主要介绍自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法。课程采用“一纵三横”的设计思路，具体来说，“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的

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建模、分析及设计方法这条主线；“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是设计的归宿。在课程讲授中，贯彻少而精的原则，即对重点、难点讲深讲透；注意理论联系专业实际，例子贴近生活，注重揭示抽象概念的物理意义；注意传统教法与现代教法的有机结合，充分运用各种教学手段，特别注重发挥课程教学网站的作用。在课程学习中，注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法。

四、课程目标

1.专业能力（职业能力）目标

（1）掌握自动控制系统的两种基本形式的特点 （2）掌握线性系统的传递函数描述方法 （3）掌握控制系统时域分析方法 （4）了解控制系统的根轨迹法 （5）掌握控制系统的频域分析法 （6）掌握控制系统的校正和采样控制 2.社会能力目标

（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力。 （2）具有团队精神和协作精神。

（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力。 3. 方法能力目标

（1）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。

（3）具有获取、分析、归纳、交流、使用信息和新技术的能力。 （4）具有将知识与技术综合运用与转换的能力。 五、教学内容与学时分配 （一）学习情境划分及学时分配 学习情境 学习情境名称 学习任务 时数

教学学时 课堂教学实践教学时数 2

自动化控制系统的一1.1开环控制和闭环控制 般概念 1.2自动控制系统中的术语和定义 4 4 4 8 4 6 4 析 线性系统的根轨迹法 4.1根轨迹的基本概念 4.2绘制根轨迹的基本条件和基本规则 4.3用MATLAB绘制系统的根轨迹 4 6 2 4 8 2 4 4 4 96 4 控制系统的数学模型 2.1性系统的输入一输出时间函数描述 线性系统的时域分析3.1 线性定常系统的时域响应 方法 3.2劳斯-赫尔维茨稳定判据 3.3线性系统时域响应的计算机辅助分2.2典型环节的数学模型 2.3框图及其化简方法 线性系统的频域分析 5.1典型环节的频率特性 系统的分析与校正 小计 （二）学习情境描述

学习情境1 自动化控制系统的一般概念 教学时间 5.2乃奎斯特定判据和系统相对稳定性 5.3用MATLAB进行系统的频域分析 6.1线性系统校正的概念 6.2常用校正装置及其特性 6.3串联校正的设计 8学时 使学生对古典反馈控制的基本理论和方法有一全面、整体的了解；了解自动控制理论发展简况及反馈控制理论的研究对象和方法；学习目标 掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类，及对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。

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