机械控制工程理论基础课程教学大纲

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1、精诚所至“机械控制工程理论基础”课程教学大纲英文名称：ElementsofMechanicalControlTheory课程编号：MACH3435学时：56（理论学时：40实验学时：16课外学时：20）学分：3适用对象：机械类、动力类本科生先修课程：高等数学，理论力学，电工电子技术使用教材及参考书：[1]董霞、陈康宁、李天石.机械控制理论基础.西安交通大学出版社,2005.ISBN7-5605-2041-3.[2]董景新等.控制工程基础（第二版）.清华大学出版社，2003.ISBN:9787302

2、063872[3][美]KatsuhikoOgata著，卢伯英、于海勋译．现代控制工程（第三版）．电子工业出版社，2000.ISBN7-5053-5395-0/TN.1247.一、课程性质和目的性质：专业基础目的：1．培养学生从动态和系统的角度建立机械系统数学模型的能力；2．培养学生对机械控制系统进行动态分析的能力；3．培养学生对机械控制系统的设计能力和综合能力；4．培养学生使用计算机仿真能力；5．培养学生系统分析能力和综合能力。金石为开精诚所至二、课程内容简介机械控制理论是研究“控制论”在“机械

3、工程”中应用的科学，本课程主要介绍机械控制工程的基本概念、机电系统数学模型的建立、机电控制系统的时域分析和频域分析、机电控制系统的稳定性分析和机电控制系统的设计和校正。通过课程教学和实验，培养学生对机电控制系统进行动态分析的能力和综合能力。三、教学基本要求1．了解机电系统的数学模型并掌握基本的建模方法；2．掌握机电控制系统时域分析方法；3.掌握机电控制系统的频域分析方法；4.掌握机电控制系统稳定性分析方法；5.初步掌握机械控制系统设计和校正方法。四、教学内容及安排第一章：绪论1．理解“机械工程控制

4、”的基本含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任务；2．初步建立系统、反馈、控制、闭环系统等的基本概念。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他1.1-1.42√金石为开精诚所至第二章：拉普拉斯变换的数学方法1．熟练掌握拉普拉斯变换的基本性质和拉氏反变换的基本方法；2．掌握典型时间函数的拉氏变换以及它们的特点和相互关系；3.不强调拉氏变换在数学理论上的严密推导。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机

5、讨论作业自学综合大作业其他2.1-2.651√√第三章：系统的数学模型1.理解线性与非线性、定常与时变等不同系统之主要区别;2.掌握运用力学、电学基础知识对系统建模的方法;3.理解并掌握传递函数、方块图、信号流图、状态方程等重要概念;4.掌握传递函数的处理方法、方块图的简化方法以及方块图与传递函数的相互关系;5.理解信号流图与方块图、传递函数的关系。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他3.1-3.671√√金石为开精诚所至第四章：控制

6、系统的时域分析1.理解时间响应、脉冲响应函数的概念以及时间响应的组成;2.重点掌握一阶、二阶系统的瞬态响应特性，以及瞬态响应的性能指标;3.对二阶系统的不同阻尼特性（欠阻尼、过阻尼等）要有明确的概念;4.理解误差与稳态误差的概念，重点掌握各型系统的位置、速度和加速度误差系数以及系统类型、开环增益与系统稳态误差的关系。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他4.1-4.6731√√第五章：系统的频率特性1.掌握频率特性的基本概念以及频率特性

7、与系统传递函数、脉冲响应函数之间的关系;2.掌握对数坐标图(伯德图)的概念以及各个典型环节的对数坐标图，绘制系统伯德图的一般步骤及其特点，以及由伯德图估计最小相位系统传递函数的方法;3.掌握极坐标图(乃奎斯特图)的概念以及各典型环节的极坐标图；绘制系统极坐标图的一般步骤及其特点;4.掌握频域中的性能指标及其与时域性能指标的关系;金石为开精诚所至5.理解最小相位系统与非最小相位系统的概念;6.理解频域法系统辨识的基本原理以及实验方法、实验曲线拟和的基本原理;7.了解闭环频率响应的意义。教学安排及教学

8、方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他5.1-5.7832√√第六章：系统的稳定性1.掌握系统稳定性的基本概念及稳定性判断的基本准则;2.熟练掌握用劳斯－胡尔维茨判据判别稳定性的基本方法以及某些特殊情况的处理方法;3.掌握奈奎斯特判据的基本原理，并熟练掌握乃奎斯特图的作法以及如何由它来判别稳定性;4.掌握相位裕量和幅值裕量、系统的相对稳定性等概念，了解“条件稳定系统”的概念；5.了解根轨迹法。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节