自动控制理论I大纲(中英文)

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1、附件3:开设全英文/双语教学课程信息表开课教师基本信息：姓名许向阳所在学院自动化学院开课时间大三上性别男学历博士Emailxxy1970@126.com年龄45职务/职称高工手机13501265829海外学习/工作经历（包括时间、地点、事由）无课程信息：课程中英文名称自动控制理论ITheTheoryofAutomaticControlI课程性质□全英文　√双语√必修课　□选修课√专业课　□公共课学分5学时数64课程大纲（中文）：《自动控制理论I》课程编号：AUT06014课程名称：自动控制理论ITheTheoryofAutomat

2、icControlI学分：5学时：64先修课程：高等数学，线性代数，复变函数与积分变换，大学物理一、目的与任务《自动控制理论》是自动化和电气工程及其自动化专业本科生的主干专业基础课，由《自动控制理论I》和《自动控制理论II》两部分组成。《自动控制理论I》的任务是使学生掌握线性定常连续时间系统的基本概念和知识，具有系统分析和设计的能力。为本学科进一步的深入学习和发展打下坚实的基础。二、教学内容及学时分配第一章绪论(2学时)§1-1自动控制发展简史§1-2自动控制系统的构成§1-3反馈控制原理§1-4控制系统举例第二章动态系统建模(8

3、学时)§2-1动态系统的数学模型及其用途7§2-2系统的分类§2-3动态系统的微分方程模型和状态空间模型2.3.1描述系统行为的两个变量2.3.2电气系统的建模2.3.3机械位移系统的建模2.3.4机械转动系统的建模§2-4非线性系统的线性化§2-5线性系统的传递函数模型2.5.1Laplace变换2.5.2由微分方程模型求传递函数2.5.3由状态空间模型求传递函数§2-6由传递函数求状态空间模型2.6.1Jordan标准形2.6.2可控规范形2.6.3可观测规范形§2-7控制系统的方框图模型2.7.1方框图的基本单元2.7.2方

4、框图化简2.7.3闭环系统的传递函数§2-8控制系统的信号流图模型2.8.1方框图与信号流图的互换2.8.2Mason增益公式第三章线性定常连续时间系统的运动(8学时)§3-1线性定常微分方程的解§3-2状态方程的解3.2.1齐次状态方程的解3.2.2非齐次状态方程的解§3-3状态转移矩阵的求解3.3.1状态转移矩阵的性质3.3.2基于相似化简的求解法3.3.3基于最小多项式理论的求解法3.3.4基于Laplace变换的求解法第四章控制系统的特性分析(6学时)§4-1暂态响应分析4.1.1一阶系统的暂态响应4.1.2二阶系统的暂态

5、响应4.1.3动态性能指标4.1.4高阶系统的暂态响应§4-2线性定常连续时间系统的稳定性4.2.1稳定性的基本概念4.2.2Routh-Hurwitz判据4.2.3参数的稳定域7§4-3稳态响应分析4.3.1稳态误差的定义4.3.2稳态误差系数4.3.3关于扰动输入的稳态误差第五章根轨迹法(6学时)§5-1根轨迹法的基本概念§5-2根轨迹的基本特性及绘制规则§5-3一些特殊情况的讨论5.3.1参数根轨迹5.3.2根廓5.3.3正反馈系统的根轨迹5.3.4条件稳定系统的根轨迹§5-4带传输延迟的系统的根轨迹§5-5闭环零极点的分布

6、与系统性能指标间的关系第六章基于根轨迹法的控制系统的校正(2学时)§6.1超前校正§6.2滞后校正§6.3超前-滞后校正第七章频率响应分析(12学时)§7.1控制系统频率响应的基本概念7.1.1频率响应函数7.1.2频率响应函数的图示法§7.2Nyquist稳定性判据7.2.1映射定理7.2.2Nyquist稳定性判据7.2.3Nyquist图7.2.4Nyquist稳定性判据应用举例7.2.5开环增益的稳定域§7.3控制系统的稳定裕量7.3.1具有加性摄动的控制系统的鲁棒稳定性7.3.2增益裕量与相位裕量§7.4Bode图7.4

7、.1基本单元的Bode图7.4.20,1,2型系统的Bode图7.4.3最小相位与非最小相位系统7.4.4由Bode图确定控制系统的稳定性和稳定裕量§7.5闭环频率响应7.5.1单位反馈系统的闭环频率响应7.5.2闭环频率响应与时域暂态响应间的关系7.5.3等增益和等相位轨迹§7.6Nichols图7第八章基于频率响应的控制系统的校正(2学时)§8.1串联超前校正§8.2串联滞后校正§8.3串联超前-滞后校正§8.4PID控制器的Ziegler-Nichols参数整定规则第九章控制系统的状态空间分析(10学时)§9.1状态可控性9

8、.1.1状态可控性定义9.1.2状态可控性的代数判据和PBH判据9.1.3规范形系统的可控性§9.2状态可观测性9.2.1状态可观测性定义9.2.2状态可观测性的代数判据和PBH判据9.2.3规范形系统的可观测性9.2.4对偶原理和对偶系统§9.3