自动控制原理(电子信息工程(卓越工程师)2022级,电子信息工程2022级)
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{{$t('开课时间')}}: 2024/08/26 - 2025/02/16
{{$t('开课学期')}}: 2024学年秋季
{{$t('开课学院')}}: 信息学院
{{$t('开课平台')}}: 云大学堂

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课程介绍

自动化技术是我国实现工业化与信息化两化融合,以及航空航天、武器装备等多个领域的关键学科与技术。自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。作为自动化技术的理论基础,“自动控制原理”已成为大多数高校自动化类、电子信息类专业本科生培养计划中必不可少的内容。本课程为电子信息工程专业本科生的专业核心课程,教学任务是使学生理解自动控制系统的基本概念、建模手段、分析方法及设计(校正)原理,培养学生具备较强的控制系统分析、设计和仿真实践能力,为工程设计或进一步深造打下必要的理论基础。

章节
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教学目标

目标1(知识):理解控制系统的基本概念并能够分析相关问题

能理解自动控制系统的基本概念,特别是反馈系统的性能优点及代价;能够从“系统”的角度指出、判断控制器、执行机构、被控对象、检测变送等自动控制系统重要组成环节与对应具体控制问题的关系;能够分析、判断扰动等不确定性因素与自动控制系统存在问题的关系。

目标2(能力):掌握控制系统的时域、频域分析方法并能够分析相关控制系统工程设计问题

能理解自动控制系统的时域、频域性能评价指标的概念和计算方法;能够运用上升时间、超调量、稳态误差、谐振频率、稳定裕量等评价指标,分析、判断自动控制系统存在的问题。

目标3(知识):能够建立控制系统数学模型

能理解自动控制系统建模的基本方法,能够运用机理分析、实验辨识等手段建立自动控制系统的数学模型,包括微分方程、传递函数、幅相特性、方块图、信号流图等。

目标4(能力):能基于不同的数学模型分析控制系统

能理解自动控制系统时域、根轨迹、频域等基本分析方法,能够运用传递函数、阶跃响应、根轨迹、奈奎斯特曲线、伯德图等手段分析、描述自动控制系统的性能和面临的问题。

目标5(能力):掌握控制系统校正的基本方法并根据控制要求设计控制系统

能理解自动控制系统设计和校正的基本方法,特别是PID控制器的基本原理和设计方法;能够针对具体的控制任务和问题,给出串联(包括超前、滞后)、反馈和前馈校正设计方案,并分析、获得校正后的结果。能够设计PID控制器和进行参数整定,分析、获得PID校正后的结果。

目标6(能力):能够运用仿真工具对控制系统进行建模、分析及仿真设计

能理解Matlab Simulink等仿真工具的使用方法;能够运用仿真工具模拟分析具体控制系统的性能能,包括时域和频域;能够运用仿真工具,针对具体的控制任务和问题,模拟设计控制系统,并分析校正方案的优劣性。

目标7(思政):安全、环境意识及家国情怀

了解控制系统的发展历程,深刻领悟安全和环境对控制系统设计的重要性,形成尊重与保护知识产权的意识,树立我国自动化技术的发展信心,培养学生对自动化技术的兴趣并愿意为之奋斗、报效祖国。

课程思政

思政融合点1

选取章节:第一章

思政结合点:法治观念,家国情怀,理想信念

思政融合点2

选取章节:第六章

思政结合点:职业道德,社会责任

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