机械工程控制基础教学大纲

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1、《机械工程控制基础》课程教学大纲课程名称：机械工程控制基础适用专业：机电一体化学分：4总学时：76理论学时：72主撰人：邵瑞影一v本课程性质地位和任务性质：《机械工程控制基础》是机电一体化专业木科段计划规定必考的一门专业基础课。其目的在于使考生能以动态的观点而不是静态的观点去看待一个机械工程系统。地位和任务：其从信息的传递、转换和反馈角度来分析系统的动态行为；为采用控制的观点和思想方法解决生产过程中存在的问题以及为丫使系统按预定的规律运动，达到预定的技术指标，实现最佳控制打下基础；也为后续课程以及从事机电一体化系统设计打下理论基础。课程教学的

2、基本要求:1、深刻理解并熟练掌握采用集中参数法建立机、电系统的数学模型：拉普拉斯变换在工程中的应用；传递函数与方块图的求得、简化和演算等。2、深刻理解闻熟练掌握典型系统（特别是一阶系统）的时域和频域特性。3、掌握判别线性系统稳定性的基本概念和常用判据的基本方法，并能判别系统的稳定性。4、了解系统识别的基本原理及相应的方法。5、掌握线性系统性能指标以及相应的系统综合校正的方法。三、本课程与其他课程的关系学习本课程之前考生应具有一定的数学、力学和电工学基础，同时应具有一定的机械工程基础知识，以便使考生顺利掌握机械工程教学模型的建立以信相应的运算。U

3、!、教学实数分配表适用专业节号章序称名节章它)/IV计小机1论绪2O2电二法方的换变斯拉#■拉O221三型模学的统224U体四析分差误与应向瞬的统系224化五性特率频的统系O212专六性稳的统系O22业七1计设与正校的统制控程H82O64276五、大纲内容第1章绪论一、教学目的：通过本章学习了解机械控制工程的基木概念，它的研究对象及任务。了解系统的信息传递、反馈和反馈控制的概念及控制系统的分类。本章屮介绍的一些技术上的名词术语、定义等以后章节会经常用到需要熟记。二、教学内容：1、机械工程控制的基本含义2、机械工程系统中信息传递、反馈以信反馈控制

4、的概念3、木课程特点及内容简介三、教学重点：1、机械工程控制的基本含义。2、信息的传递、反馈及反馈控制的概念。第2章拉普拉斯变换的数学方法一、教学目的：通过本章的学习明确拉普拉斯（简称拉氏）变换是分析研究线性动态系统的有力工具，通过拉氏变换将吋域的微分方程变换为复数域的代数方程，掌握拉氏变换的定义，并用定义求常用函数的拉氏变换，会查拉氏变换表，掌握拉氏变换的重要性质及其应用，掌握川部分分式法求拉氏变换的方法以及了解用拉氏变换求解线性微分方程的方法。二、教学内容：1、SZ数和复变函数2、拉氏变换及拉氏反变换的定义3、典型时间函数的拉氏变换4、拉氏

5、变换的性质5、拉氏反变换的数学方法6、用拉氏变挽解常微分方程三、教学重点：拉氏变换的定义，用拉氏变换的定义求常川函数的拉氏变换，拉氏变换的性质及其应川部分分式法求拉氏反变换的方法，用拉氏变换法解常微分方程。第3章系统的数学模型一、教学目的：通过本章学习明确为了分析、研宄机械工程系统（特别是机、电综合系统）的动态特性，或者对它们进行控制，最重要的一步首先是建立系统的数学模型，明确数学模型的含义，掌握采川解析方法建立一些简单机、电系统的数学模型，传递函数定义、特点及推导方法，方块图及其简化法则。了解信号流阁及梅逊公式的应用，以及数学模型传递函数、方

6、块阁和信号流程阁之间的关系。二、教学内容：1、概述2、系统微分方程的建立3、传递函数4、方块阁及动态系统的构成5、机、电系统的传递函数6、系统的状态空间描述三、教学重点：建立简单机电系统的微分方程，运用综合基础知识，对系统正确地取分离体并分析受力，注意力和方14,列写系统微分方程。建立系统传递函数概念，系统构成及其传递函数，方块图简化及其绘制。第4章系统的瞬态响应与误差分析一、教学目的：通过本章学习明确一个系统，在建立了系统的数学模型（包括微分方程和传递函数）之后就可以采用不同的方法来分析和研宄系统的动态性能，时域分析是重要的方法之一，明确系统

7、在外加作用激励下，根据所描述系统的数学模型，求出系统的输出呈随时间变化的规律，并由此确定系统的性能，明确系统的时间响应及其组成，脉冲响应函数的概念，掌握一阶、二阶系统的典型时间响应和高阶系统的吋间响应以及主导极点的概念，系统的误差与稳态误差的计算以及与系统型次的关系。二、教学内蒋：1、时间响应2、一阶系统的时间响应3、二阶系统的吋间响应4、高阶系统动态分析5、瞬态响应的性能指标6、系统误差分析三、教学重点：本章吋间响应的基本概念，一阶系统的时间呼应，二阶系统阶跃响应及性能指标，误差分析,误差及稳态误差的定义，位置误差，速度误差的计算，干扰作用下

8、的系统误差计算。第5章系统的频率特性一、教学目的：通过本章学习明确频率特性的基本概念，频率特性与传递函数的关系，系统的动刚度与动柔度的概念，掌握频率特