13理论课程教学大纲(机械工程控制基础)

《13理论课程教学大纲(机械工程控制基础)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、《机械工程控制基础》课程教学大纲英文名称：CyberneticsFoundationforEngineering课程编码：学时：课程总学时48学时学分：3课程性质：选修课课程类别：工程专业教育课程先修课程：高等数学、复变函数与积分变换、动力学、模拟电子技术后续课程：开课学期：第5学期适用专业：机械工程卓越计划试点建设专业教材：机械工程控制基础（第五版），杨叔子主编，武汉：华中科技大学出版社，2005参考书：机械控制工程，阳含和编著，北京：机械工业出版社，1986一、课程的性质与任务本课程侧重原理，其内容密切结合工程实际，是一门专业基础课。它以控制论为理论基础，研究机

2、械工程中广义系统的动力学问题；同时，它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生能以动态（即动力学）的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体的而不是分离的角度，从整个系统中的信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为；能结合工程实际，应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题。这包括两个方面：①对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，以找出问题的本质和有效的解决方法；②如何控制一个机电系统，使之按预定的规律运动，以达到预定的技术经济指标，为实现最佳控制打下基础。二、课程学习目标与要求1.对于建立机电系统的

3、数学模型，有关数学工具（如Laplace变换等）的应用，传递函数与方框图的求取、简化与演算等，应有清晰的基本概念并能熟练掌握。2.对于典型系统的时域和频域特性，应有清晰的基本概念并能熟练掌握。3.掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据。4.对于线性系统的性能指标有较全面的认识，了解并掌握系统的综合与校正的常用方法。5.对系统辩识问题应建立基本概念。三、课程的基本内容与教学要求第一章绪论[教学内容]：机械工程控制的基本概念研究对象和任务学习本课程的目的和意义；关于“系统”、“信息传递”和“反馈”及“反馈控制”的基本概念；系统及其模型控制系统的分类反馈控制系统的基本

4、组成对控制系统的基本要求。[本章基本要求]：(1)了解机械工程控制论的基本含义和研究对象,学习本课程的目的和任务；掌握广义系统动力学方程的含义。(2)了解系统、广义系统的概念，了解系统的基本特性；了解系统动态模型和静态模型之间的关系。(3)掌握反馈的含义，学会分析动态系统内信息流动的过程，掌握系统或过程中存在的反馈。(4)了解广义系统的几种分类方法；掌握闭环控制系统的工作原理、组成；学会绘制控制系统的方框图。(5)了解控制系统中基本名词和基本变量。(6)了解正反馈、负反馈、内反馈、外反馈的概念。(7)了解对控制系统的基本要求。　[本章重点]：（1）学会用系统论、信息

5、论的观点分析广义系统的动态特性、信息流，理解信息反馈的含义及其作用。（2）掌握控制系统的基本概念、基本变量、基本组成和工作原理；绘制控制系统方框图。[本章难点]：广义系统的信息反馈及控制系统方框图的绘制。第二章系统的数学模型[教学内容]：系统数学模型的基本概念应用机械动力学、电工学等基础知识建立系统数学模型的基本方法典型例子；传递函数的基本概念其数学物理意义求取方法输入输出信号与传递函数的关系；系统方框图闭环控制系统及其传递函数方框图的等效简化工程中典型的机、电系统的传递函数。[本章基本要求]：（1）了解数学模型的基本概念。能够运用动力学、电学及专业知识，列写机械系

6、统、电子网络的微分方程。　　（2）掌握传递函数的概念、特点，会求传递函数的零点、极点及放大系数。　　（3）能够用分析法求系统的传递函数。　　（4）掌握各个典型环节的特点，传递函数的基本形式及相关参数的物理意义。　　（5）了解传递函数方框图的组成及意义；能够根据系统微分方程，绘制系统传递函数方框图，并实现简化，从而求出系统传递函数。　　（6）掌握闭环系统中前向通道传递函数、开环传递函数、闭环传递函数的定义及求法。掌握干扰作用下，系统的输出及传递函数的求法和特点。　　（7）了解相似原理的概念。　　（8）了解系统的状态空间表示法，了解MATLAB中，数学模型的几种表示法。

7、[本章重点]：（1）系统微分方程的列写。　　（2）传递函数的概念、特点及求法；典型环节的传递函数。　　（3）传递函数方框图的绘制及简化。[本章难点]：（1）系统微分方程的列写。（2）传递函数方框图的绘制及简化。第三章时间响应与误差分析[教学内容]：时间响应的基本概念典型输入信号与一阶、二阶系统的时间响应二阶系统响应的性能指标高阶系统的时间响应δ函数在时间响应中的作用；系统的误差分析：系统的类型及各型系统的位置、速度、加速度误差。[本章基本要求]：（1）了解系统时间响应的组成；初步掌握系统特征根的实部和虚部对系统自由响应项的影响情况，掌握系统稳定性与特征根实部之间