一-上海交通大学

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1、上海市高等教育自学考试工业自动化专业（独立本科段）B080603自动控制理论（一）（02291）自学考试大纲上海交通大学自学考试办公室编上海市高等教育自学考试委员会组编2007年6月Ⅰ、课程性质及其设置的目的和要求一．本课程的性质与设置的目的在现代工程和科学技术发展过程中，自动控制起着越来越重要的作用，它已渗透到科学技术的各个领域。本课程是工业电气自动化专业的技术基础课，是一门理论与实践紧密结合的课程。本课程的基本任务是使学生掌握自动控制的经典控制理论，应用这种理论对自动控制系统进行分析和设计，为从事各类控制系统的设计、运用和维修的科技工作者打下一个必要的理论基础；并为学习相关后续课程打

2、好基础。二．本课程的基本要求l．要求很好地掌握控制系统的数学模型及各种物理系统，特别是机电系统的数学模型。数学模型是各种分析及设计方法的工具及基础。2．掌握时域分析法，频域分析法及根轨迹法。使用这些方法对系统进行分析和设计是本课程的核心。这些方法也是学习非线性和现代控制理论的基础。3．对非线性系统具有初步的分析能力。4．要求掌握系统的时域和频域性能指标的测试方法，学会使用一般的测试和记录仪器。在条件具备的情况下，能利用模拟计算装置或数字计算机对系统进行仿真分析及设计。三．与相关课程的联系先修课:高等数学、工程数学、电工原理。后续课:本课程为《微机控制技术》和《电力拖动自动控制系统》等课程

3、提供了必要的理论基础。Ⅱ、课程内容与考核目标第一章导论一、学习目的和要求了解自动控制的基本概念；自动控制理论的内容；自动控制系统的分类方法；自动控制系统的基本组成。重点是：反馈的概念；开环与闭环控制的概念与特点；控制系统的基本组成；典型系统的工作原理。二、课程内容第一节引言第二节自动控制系统的基本原理和组成（一）自动控制系统基本原理（二）自动控制系统的组成第三节自动控制系统的分类（一）按信号的传递路径来分（二）按系统输出信号的变化规律来分（三）按系统传输信号的性质来分（四）按系统的输入输出特性不同来分第四节控制系统实例（一）内燃机的转速控制系统（二）角度随动系统三、考核知识点（一）自动控

4、制系统的基本原理（二）自动控制系统的组成（三）自动控制系统的分类（四）控制系统实例四、考核要求（一）自动控制系统的基本原理1、识记（1）自动控制系统的基本概念2、领会（1）温度控制系统的工作原理（2）火炮控制系统的工作原理（3）水位控制系统的工作原理（二）自动控制系统的组成1、识记（1）各环节的名称及作用2、简单应用（1）对给定的控制系统能画出其方框图并指出各物理部件的作用（三）自动控制系统的分类1、领会（1）开环控制系统的定义与特点（2）闭环控制系统的定义与特点（3）反馈的概念（4）恒值控制系统与随动系统的概念（四）控制系统实例1、领会（1）内燃机转速控制系统的工作原理（2）角度随动系

5、统的工作原理第二章控制系统的数学模型一、学习目的和要求了解建立系统微分方程式的一般方法；传递函数的定义、性质、求取方法；方块图的组成、基本概念及术语、方块图化简法则；信号流图的基本概念及术语、信号流图的绘制、梅逊公式及其应用；典型物理系统的数学模型建立。重点是：系统微分方程的建立；传递函数的求取方法；方块图化简；方块图化信号流图；利用梅逊公式求取系统传递函数；机械系统、电气系统的数学模型建立。二、课程内容第一节控制系统的时域数学模型－微分方程（一）系统的微分方程举例（二）非线性系统的线性化第二节控制系统的复域数学模型－传递函数（一）传递函数定义（二）传递函数性质第三节控制系统的频域数学模

6、型－频率特性第四节典型环节及其传递函数第五节控制系统的方块图（一）系统方块图（二）方块图的基本运算法则（三）系统常用的传递函数（四）方块图的简化法则第六节信号流图（一）几个定义（二）信号流图的性质及运算法则（三）信号流图与方块图之间等效关系（四）梅逊公式第七节物理元件和系统的数学模型（一）机械系统（二）电气系统（三）典型位置随动系统的数学模型三、考核知识点（一）系统微分方程式的建立（二）传递函数（三）方块图（四）信号流图（五）物理系统数学模型四、考核要求（一）系统微分方程式的建立1、识记（1）线性定常系统的微分方程标准表达式2、领会（1）系统微分方程式建立的一般过程及步骤3、简单应用（1

7、）物理系统微分方程的建立（二）传递函数1、领会（1）传递函数的定义（2）稳态增益与增益因子的概念2、简单应用（1）传递函数的性质与求取方法（2）典型环节的传递函数（三）方块图1、领会（1）方块图的基本概念及术语2、简单应用（1）方块图化简法则及应用（四）信号流图1、领会（1）信号流图的基本概念及术语2、简单应用（1）方块图化信号流图3、综合应用（1）应用梅逊公式求取系统变量之间的传递函数（五）物理系统数学模型1、简单应用（1）机械系