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自动控制原理
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课程详情
课程评价
spContent=自动控制原理是基于大类人才培养目标、新技术发展与应用的需求而开设，是自动化大类培养中的重要专业核心课程。通过该课程的学习，学生可以掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法。
—— 课程团队
课程概述

该课程讨论了如何从时域、复域和频域分析自动控制系统的性能，以及如何根据系统性能指标要求校正控制系统。通过该课程的学习，培养学生对控制系统分析问题和解决问题的初步能力，进而为后续课程和今后工作，提供所必须的控制系统分析、设计的基本理论、方法和技能。

授课目标

通过该课程的学习使学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析、设计(校正)的基本方法。通过系统的实践教学锻炼，使学生初步掌握系统实验技能，具备利用计算机进行控制系统辅助分析设计的基本能力。


课程大纲
预备知识

微积分I、微积分II、线性代数与空间解析几何I、信号与系统、复变函数

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

（一）教材：

 《自动控制原理》，邹见效等，机械工业出版社

（二）参考资料：

1.自动控制原理（第六版），胡寿松，科学出版社

2.自动控制原理，李友善，国防工业出版社，第三版

3.《现代控制系统》,R.C. 多尔夫, Richard C. Dorf 著, 电子工业出版社，第十一版

4.《现代控制工程》(第五版), Katsuhiko Ogata著, 电子工业出版社

周章知识点单元测验
第1周第一章 自动控制概述1.0导论第一章测验
1.1自动控制基本原理
1.2自动控制系统的组成
1.3控制系统分类（一）
1.3控制系统分类（二）
1.3自动控制理论发展简史
1.4控制系统基本要求及本课程任务
第2周第二章 线性系统的数学模型12.0导论第二章测验
2.1控制系统的时域数学模型
2.1 控制系统的时域数学模型（二）
2.2.1传递函数
2.2.2典型环节
2.3.1方框图的组成及等效变换（一）
2.3.1方框图的等效变换（二）
2.3.1方框图的等效变换（三）
2.3.1方框图的等效变换（四）
第3周第二章 线性系统的数学模型22.3.2方框图简化求传递函数（一）
2.3.2方框图简化求传递函数（二）  
2.3.3几个基本概念及传递函数（一）
2.3.3几个基本概念及传递函数（二）        
2.3.4方框图的绘制
2.4.1梅森公式（一）
2.4.1梅森公式（二）
2.4.1梅森公式（三）
2.4.2信号流图及其等效变换（一）
2.4.2信号流图及其等效变换（二）        
第4周第三章 线性系统时域分析法13.1 导论及系统时间响应性能指标（一）  第三章测验
3.1 系统时间响应性能指标（二）
3.2 一阶系统时域分析
3.3 二阶系统时域分析（一）
3.3 二阶系统时域分析（二）
3.3 二阶系统时域分析（三）
3.3 二阶系统时域分析典型例题及单位脉冲响应
3.4高阶系统时域分析
3.5.1线性定常系统的稳定性  
第5周第三章 线性系统时域分析法23.5.1劳斯判据（一）
3.5.1劳斯判据（二）
3.5.1劳斯判据（三）
3.5.1劳斯判据的应用  
3.5.2赫尔维茨（Hurwitz)稳定判据  
3.6.1稳态误差 （一）
3.6.1稳态误差 （二）  
第6周第三章 线性系统时域分析法33.6.2终值定理求解稳态误差
3.6.3静态误差系数求解稳态误差（一）
3.6.3静态误差系数求解稳态误差（二）        
3.6.4动态误差系数和长除法求解稳态误差        
3.6.5通用公式法求解稳态误差
3.6.6减小或消除稳态误差的措施（一）
3.6.6减小或消除稳态误差的措施（二）
第7周第四章 线性系统根轨迹法14.0导论第四章测验
4.1 根轨迹的基本概念
4.1绘制根轨迹的基本方法  
4.2.1绘制180°根轨迹的基本规则（二）
4.2.1绘制180°根轨迹的基本规则（三）
4.2.1绘制180°根轨迹的基本规则（四）
第8周第四章 线性系统根轨迹法24. 2.1绘制180°根轨迹的基本规则（五）  
4. 2.1绘制180°根轨迹的基本规则（六）
4.2.2根轨迹绘制例题（一）
4.2.2根轨迹绘制例题（二）
第9周第四章 线性系统根轨迹法34.3 0°根轨迹绘制方法（一）
4.3 0°根轨迹绘制方法（二）
4.3 非最小相位系统的根轨迹
4.4 参量根轨迹绘制方法（一）
4.4 参量根轨迹绘制方法（二）
第10周第五章 线性系统频域分析15.1 线性系统频域分析导论第五章测验
5.2 nyquist图（一）
5.2 nyquist图（二）
5.2 nyquist图（三）  
5.2 nyquist图（四）
5.3 bode图典型环节（一）
5.3 bode图典型环节（二）
5.3 bode图典型环节（三）
5.3 bode图典型环节（四）
第11周第五章 线性系统频域分析25.3 bode图求传递函数  
5.3 系统bode图的绘制
5.3 最小相位系统
5.4.1 nyquist图稳定判据及其相对稳定性（一）
5.4.2 nyquist图稳定判据及其相对稳定性（二）
5.4.3 nyquist图稳定判据及其相对稳定性（三）
5.4.4 nyquist图稳定判据及其相对稳定性（四）  
5.4.5 bode图稳定判据
5.4.6 系统的相对稳定性及稳定裕度
5.5 闭环系统频率特性图
5.6 开环频率特性与控制系统性能的关系
第12周第六章 系统的校正与设计16.1 系统的设计与校正1第六章测验
6.1 系统的设计与校正2
6.2 串联超前校正1        
6.2 串联超前校正2        
6.2 串联滞后校正3
6.2 串联滞后校正频域法的步骤        
第13周第六章 系统的校正与设计26.2 串联校正方法的比较  
6.2 串联期望频域特性法校正
6.3 PID控制器1  
6.3 PID控制器2
6.3 PI及PID控制规律
6.4 反馈校正
6.5 复合控制  
第14周第七章 离散系统7.1 线性离散系统基本概念第七章测验
7.2 信号采样与保持1
7.2 信号采样与保持2        
7.3 Z变换定义
7.3 Z变换的方法
7.4 离散系统的数学模型  
7.4 离散系统传递函数  
7.5 离散系统稳定性分析1  
7.5 离散系统稳定性分析2  
7.6 离散系统稳态误差
第15周第八章 非线性系统8.1 非线性系统导论第八章测验
8.2 典型非线性系统特性1
8.2 典型非线性系统特性2
8.3 非线性系统描述函数法1        
8.3 非线性系统描述函数法2  
8.3 非线性系统的等效变换及描述  
8.3 非线性系统结构图的简化
8.4 自持振荡
注：期末考试将于6月17号进行（考试通道开放时间持续1周左右）



常见问题

学习该课程的同时，建议自学MATLAB等数学工具在控制系统分析和设计中的应用，以此达到更好的学习效果。