2021版（第5至第8学期）-东莞城市学院智能制造学院

教学大纲

2021版（第5至第8学期）

首页 - 教学大纲 - 电子信息工程 - 2021版（第5至第8学期）

《自动控制原理》教学大纲

作者:智能制造学院发布日期:2023-04-06 13:07:19浏览次数:22377

《自动控制原理》教学大纲

一、课程基本信息

课程类别	专业拓展选修		课程性质	选修	课程属性	理论
课程名称	自动控制原理			课程英文名称	Automatic Control Principle
课程编码	F10ZX75C			适用专业	电子信息工程
考核方式	考试			先修课程	高等数学、线性代数、电路分析基础
总学时	32	学分		2	理论学时		32
实验学时/实训学时/ 实践学时/上机学时				0
开课单位				智能制造学院

二、课程简介

《自动控制原理》是电子信息工程专业的拓展选修课程。本课程的主要内容包括：控制系统的工作原理、基本类型、数学模型、时域分析法、频域分析法等内容。该课程着重从基础性、系统性和实用性出发，培养学生的基本控制思维能力、控制工程问题分析能力、以及解决控制工程问题的创新能力。通过该课程的学习，使学生具备有自动控制系统建模、分析、设计等能力，为进一步学习专业课程以及工作岗位需求打下扎实的基础。

三、课程教学目标

课程教学目标		支撑人才培养规格指标点	支撑人才培养规格
知识目标	目标1：使学生掌握经典控制理论的基本概念，掌握在时域和频域中，对线性定常系统进行性能分析的方法。	3-1：能够利用自然科学原理和专业基础知识，实现电子信息领域相关的应用系统的分析与设计。	3.工程知识
能力目标	目标2：使学生掌握系统调节控制的方法和评价指标；掌握系统稳定运行的判断标准等能力。	4-1：具备应用数学、自然科学、工程科学基本原理及专业知识，对电子信息领域相关应用系统的设计、开发中出现的问题，进行有效的描述、分析、推理及解决。	4.问题分析
素质目标	目标3：使学生掌握自动控制系统的建模和分析，以及基本控制系统设计方法。	11-1：具有自主学习和终身学习的意识，掌握跟踪电子信息学科前沿、发展趋势的基本方法和途径。	11.自主学习和终身学习

四、课程主要教学内容、学时安排及教学策略

教学模块	学时	主要教学内容与策略	学习任务安排	支撑课程目标
自动控制系统的基本概念	2	重点：自动控制系统的发展历史、工作原理及分类。难点：自动控制系统的基本要求。思政元素：自动控制的发展，需要无数科学研究者的努力，鼓励学生在时代洪流中发挥自己的作用，贡献自己的力量。教学方法与策略：（1）问题启发法，启发学生思考，为什么会产生自动控制，实现自动控制，需要哪些条件。（2）循序渐进，逐步讲解自动控制系统的发展历程，让学生直观感受时代发展、科技进步的力量，激发学生的学习积极性。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：查找资料。	目标1 目标2
自动控制系统的数学模型（1）	6	重点：控制系统的数学模型，控制系统的传递函数。难点：传递函数。教学方法与策略：（1）重点讲解。（2）练习法，让学生深度参与课堂，进行方框图的绘制，从而加深理解并培养学解决问题的能力。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：复习。	目标1 目标2 目标3
自动控制系统的数学模型（2）	4	重点：控制系统的方框图，信号流图。难点：方框图和信号流图的等效变换。教学方法与策略：（1）重点讲解。（2）练习法，让学生深度参与课堂，进行方框图的绘制，从而加深理解并培养学解决问题的能力。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：复习。	目标1 目标2 目标3
自动控制系统的时域分析（1）	4	重点：线性系统时间响应的性能指标、一阶系统的时域分析、线性系统的稳定性。难点：线性系统的稳定性。教学方法与策略：（1）创设问题情境，实施启发式教学，引导学生回答，线性系统时间响应，应该具有怎样的指标，与标准答案靠拢，培养学生独立思考的能力。（2）讨论法，引导学生探讨线性系统的稳定性的概念。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：复习。	目标1目标2
自动控制系统的时域分析（2）	4	重点：系统的稳定性判据、稳态误差的求取。难点：稳态误差的减小与消除。思政元素：由稳态误差的减小与消除，引导学生注重培养精益求精、科学严谨的求学态度。教学方法与策略：（1）讨论法，引导学生探讨应该如何减小误差（2）任务驱动，让学生应用系统的稳定性判据分析、解决实际问题，判断系统的稳定性，加深学生对知识的理解，提高学生对知识的运用能力。（3）归纳总结，引导学生自己总结减小稳态误差的方法，并探讨哪种方法更好。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：作业。	目标1 目标2
根轨迹	6	重点：根轨迹的基本概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则。难点：根轨迹的绘制。思政元素：要求学生绘制出美观、严谨的根轨迹，培养学生的责任感和工匠精神。教学方法与策略：（1）练习法，绘制根轨迹（2）归纳总结，和学生一起总结绘制根轨迹的法则。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：作业。	目标1 目标2
自动控制系统的频域分析	6	重点：频率特性的基本概念、控制系统频率特性、稳定判据、频域指标。难点：稳定判据的应用。教学方法与策略：（1）对比法，从时域判据，引出频域判据，引导学生对比不同判据直接的差异，从时域分析引入频域分析。（2）师生互动，和学生一起探讨时域频域指标，鼓励学生深度参与课堂活动，活跃课堂气氛，提高学生学习兴趣。	课前：预习。课堂：讲解及回答问题。课后：作业。	目标1 目标2

五、学生学习成效评估方式及标准

考核与评价是对课程教学目标中的知识目标、能力目标和素质目标等进行综合评价。在本课程中，学生的最终成绩由平时成绩、期末考试两部分组成。

1.平时成绩（占总成绩的50%）：采用百分制。平时成绩分考勤（占10%）、课堂表现（20%）、作业（占20%）三个部分。评分标准如下表：

等级

评分标准

1.考勤；2.课堂表现；3. 作业

优秀

（90～100分）

1.考勤无迟到、缺勤。

2.认真听课、非常积极的参与课堂互动或提出有质量的问题交流。

3.作业书写工整、书面整洁，90％以上的习题解答正确。

良好

（80～89分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的10%。

2.认真听课、较积极的参与课堂互动或课后交流。

3.作业书写工整、书面整洁，80％以上的习题解答正确。

中等

（70～79分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的20%。

2.较认真听课、参与课堂互动或课后交流的主动性一般。

3.作业书写较工整、书面较整洁，70％以上的习题解答正确。

及格

（60～69分）

1.迟到、缺勤占考勤记录的30%。

2.听课认真程度一般，参与课堂互动主动性不够。

3.作业书写一般、书面整洁度一般，70％以上的习题解答正确。

不及格

（60以下）

1.迟到、缺勤占考勤记录的40%。

2.听课不够认真，参与课堂互动主动性不够，很被动。

3.字迹模糊、卷面书写零乱，超过40％的习题解答错误。

2.期末考试（占总成绩的50%）：采用百分制。期末考试的考核内容、题型和分值分配情况请见下表：

考核模块	考核内容	主要题型	支撑目标	分值
自动控制系统的基本概念	自动控制系统的发展历史、工作原理及分类。	填空选择	目标1 目标2	10
自动控制系统的数学模型	控制系统的数学模型，控制系统的传递函数，方框图，信号流图。	填空选择简答分析	目标1 目标2 目标3	30
自动控制系统的时域分析	线性系统时间响应的性能指标、一阶系统的时域分析、线性系统的稳定性。系统的稳定性判据、稳态误差的求取。	填空选择简答分析	目标1 目标2	20
根轨迹	根轨迹的基本概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则。	填空选择简答分析	目标1 目标2	20
自动控制系统的频域分析	频率特性的基本概念、控制系统频率特性、稳定判据、频域指标。	填空选择简答分析	目标1 目标2	20

六、教学安排及要求

序号	教学安排事项	要求
1	授课教师	职称：讲师及以上学历（位）：硕士及以上其他：具有硕士及以上学位的工程师及以上职称的专业人员
2	授课地点	R教室 □实验室 □室外场地 □其他：
3	学生辅导	线上方式及时间安排：建立企业微信群，随时与学生沟通线下地点及时间安排：经与学生沟通另行安排

七、选用教材

[1] 邹见效.自动控制原理[M].北京:机械工业出版社,2017年2月.

[2] 胡寿松.自动控制原理（第7版）[M].北京:科学出版社,2019年2月.

八、参考资料

[1] 王敏.自动控制原理试题精选题解[M]. 武汉:华中科技大学出版社,2002年1月.

[2] 王艳秋,德湘轶,金亚玲自动控制理论题库与详解[M]. 北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2013年9月.

执笔人：陈彦芳

参与人：张惠敏、黄环

系（教研室）主任：曹丽娟

学院（部）审核人：连元宏