自动控制原理及案例分析
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课程详情
课程评价
spContent=本课程内容是分析和设计自动控制系统的核心,是后续专业课程的基础,且其包含的控制论思想和方法具有普遍适用性。同时,本课程具有很强的实践性和工程应用需求。 相较于同类课程,本课程有以下特点: (1)基于Python开发的浸入式交互探索平台。从第三期开始,我们自主建设了该平台。学习者可通过简单修改参数,实时观察系统响应变化,体会控制器设计差异。其轻便易用,有效降低学习难度,帮助大家自主探究以理解课程原理。 (2)基于信息技术的案例式、反转式教学。结合信息技术对知识点进行分解和展示,并对重点和难点,采用反转式教学架构,先提问或案例分析、后讨论学习,强化对关键知识的体验和获得感,提高知识应用的水平。 (3)竞争式互助式教学。从第二期起,本课程设置优秀讨论课自主票选环节,学生以小组形式讨论学习,并票选出优秀作品,增强竞争性和趣味性。并建立以学生为主导的“提问-回复-焦点-研讨”机制,进行线上线下混合式教学。
—— 课程团队
课程概述

自动控制原理是控制类学科有关专业的核心课程,它是讨论各类自动控制系统共性问题的一门技术科学。本课程依托我专业所编著国家级规划教材《自动控制原理》(高等教育出版社,第二版)为基础,精讲自动控制原理的基本概念、理论和方法,结合实验、竞赛及科研内容,通过案例分析进一步将控制理论进行拓展和综合。本课程适用于本科教学、竞赛科研使用,既可为学生课程学习提供进一步的帮助,加深和提高同学们对课程理论知识的理解;同时,又可帮助大家在竞赛、科研以及面试时增强对自动控制系统的整体分析和设计能力,亦是工程技术人员自学相关理论的好帮手。

本课程主讲团队包括多位经验丰富的老师,不同于传统的原理灌输-练习题的教学模式,本课程采用提问-原理-案例-讨论的反转式教学架构。为了保持学习者的注意力,知识点的讲解尽量从提出问题入手,接着融入十分精简的原理讲解,引导大家一步步解决问题,从而达到提高学习者对原理的理解和实践应用能力。我们希望通过本课程的学习,学习者能够真正理解自己在学什么?学了有什么用?能解决什么样的问题?如何解决这些问题?原理与实践间是怎样的关系?

除了让学习者掌握基本控制理论外,本课程旨在提高学习者解决实际问题的能力,课程中引入了包括速度反馈直流调速系统建模及仿真、双闭环直流调速系统设计及调试、RoboMaster机器人底盘控制以及平衡车控制等多个案例,并对各个案例进行了深入分析;还引入了我们基于Python自主开发的浸入式交互探索平台,包含系统模型转换、系统时域,频域分析、串联PID校正、非线性系统等多个功能模块,可方便学习者对课程原理进行自主探索和验证,辅助同学进行理解;此外本课程开设专题讨论课,并选择适宜的主题,让参与的同学按组讨论,并提交制作的PPT。由学习者自主票选,得票最高的几位可以留在精华区或置顶,供其他同学参考和学习。以此促进小组式和游戏式学习,并形成组间竞争,提高大家学习的挑战度和主动性。


授课目标

1. 引导学习者自主探究以掌握自动控制的理论基础;

2. 具备一定的控制系统定性分析、定量估算、系统校正和仿真的能力;

3. 为相关专业课学习和从事工程实践打下必要的基础。


课程大纲
预备知识

电路原理、线性代数、复变函数、信号与系统,电机拖动等相关知识


证书要求

为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。

 

电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

 

完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。

 

认证证书申请注意事项:

1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。


参考资料

教材: 

《自动控制原理》第二版,黄家英,高教出版社,2010年;

参考书:

《现代控制系统》第13版,()Richard C. DorfRobert H. Bishop 著,谢红卫 等译,电子工业出版社,2018年;

《自动控制原理》第二版,程鹏,中国人民大学出版社,2014年。
《自动控制原理》第二版,吴麒,清华大学出版社,2015年。
《自动控制原理》 第七版,胡寿松,科学出版社,2019年。
《电机拖动自动控制系统-运动控制系统》第四版,阮毅和陈伯时,机械工业出版社,2017年。