《自動控制原理》教學大綱一、課程基本信息課程名稱（中文）自動控制原理課程名稱（英文）AutomaticControlTheory課程代碼05120311課程性質選修課課程類別專業選修課程考核形式考查總學分（學時/周）2(32)理論學分（學時）2(32)實踐或實驗學分（學時/周）先修課程信號與系統、數字信號處理后續課程智能機器人技術、計算機控制技術適應范圍全日制本科面向專業電子信息工程開課學期5開課學院電子與信息工程學院二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到以下課程目標：課程目標1：能夠建立常見控制系統的數學模型，掌握時域分析法和頻域分析法進行系統的穩定性判別、關鍵性能指標計算，能夠對系統的控制效果進行評估并提供合理的校正方法。課程目標2：能夠通過Matlab及Simulink軟件進行自動控制系統的計算機輔助分析與設計，根據模型計算結果或繪圖，快速估算系統的性能。課程目標3：通過課堂理論教學、課程設計實踐操作和課外作業等環節，培養學生學習自動控制原理的興趣、實事求是的科學態度、團隊協作能力，以及培養學生的創新意愿。三、課程目標與畢業要求對應關系畢業要求、指標點與本課程的課程目標的之間對應關系如下表所示：支撐的畢業要求涉及的畢業要求指標點本課程的課程目標支撐強度1.工程知識1.4掌握電子信息工程及相關領域的專業知識，并能將其應用于分析和解決電子信息領域復雜工程問題。課程目標1課程目標2課程目標3H2.問題分析2.3能運用工程科學基本原理分析復雜工程問題，以獲得有效結論。課程目標1課程目標2M3.設計/開發解決方案3.1掌握設計/開發電子信息工程領域復雜工程問題解決方案所需要的專業知識和開發工具。課程目標1課程目標2課程目標3M本課程的各個課程目標對應畢業要求指標點的權值矩陣如下表所示：畢業要求指標點課程目標畢業要求指標1.2畢業要求指標2.3畢業要求指標3.1課程目標課程目標課程目標四、課程目標與教學內容及資源對應關系序號教學內容學時教學要求1緒論（支撐課程目標1，3）2=1\*GB3①了解自動控制系統的基本概念、發展歷史；②掌握自動控制系統的分類與性能要求③能夠結合實例判斷該系統或者某一控制過程的控制方式并解釋系統的負反饋調節工作原理。2二、線性系統的數學模型（支撐課程目標1，2，3）6=1\*GB3①了解拉普拉斯變換的定義和基本性質；②理解傳遞函數的定義及作用；③掌握微分方程與傳遞函數之間的轉換；④掌握系統的結構圖表示方法；⑤系統結構圖的三種基本連接方式以及化簡方法；eq\o\ac(○,6)Matlatb對系統數學模型進行仿真3三、時域響應分析法（支撐課程目標1，2，3）8=1\*GB3①理解系統穩定性與系統特征方程的關系；②掌握勞斯判據判斷系統穩定性，以及兩種特殊情況下的處理方法；③掌握使用終值定理計算系統穩態誤差及影響穩態誤差的重要因素；④掌握一階、二階系統的階躍響應的基本形狀；⑤掌握二階系統暫態性能指標計算，如調節時間、超調量等eq\o\ac(○,6)Matlatb對系統時域進行仿真4四、頻率響應分析法（支撐課程目標1，2，3）10=1\*GB3①理解頻率特性的定義；②掌握伯德圖與奈奎斯特奈圖的繪制；③掌握由伯德圖確定傳遞函數的計算；④掌握使用奈奎斯特穩定判據判斷系統的穩定性；⑤理解相位裕度與幅值裕度的定義與作用。eq\o\ac(○,6)Matlatb對系統頻域進行仿真5五、線性系統的校正方法（支撐課程目標1，2，3）6=1\*GB3①理解超前、滯后校正的基本原理；②掌握超前校正的參數計算；③掌握PID控制器的基本組成部分與數學表達式。五、課程思政在課堂教學中注重將理論知識與人文教育、思政素質教育相融合，培養學生的家國情懷、職業道德規范和創新精神等，具體情況如下：序號教學環節思政要素切入點育人目標1緒論講授錢學森\t"/item/%E9%92%B1%E5%AD%A6%E6%A3%AE/_blank"院士、\t"/item/%E9%92%B1%E5%AD%A6%E6%A3%AE/_blank"兩彈一星功勛獎章獲得者的主要生平事跡，及工程控制論著作的提出。錢老在青年時赴美勵志求學、涉險回國、建功立業等一系列曲折的人生經歷很容易帶給學生強烈的激勵和啟迪。科學無國界，科學家有祖國。因為祖國的支持以及無數科學家的科技攻關精神，在建國初期的五十年代創下了奇跡般的航天成績，激發學生的愛國情懷和刻苦鉆研精神。=1\*GB3①通過介紹錢學森\t"/item/%E9%92%B1%E5%AD%A6%E6%A3%AE/_blank"院士的生平事跡引入控制論的提出，啟迪學生以開闊的角度認識控制學科在社會科學、系統工程等多個領域中的重要作用；②“科學無國界，科學家有祖國”，激發學生的愛國情懷；③通過“兩彈一星”的介紹，激勵學生努力學習，不怕苦不喊累，激發學生“路漫漫其修遠兮吾將上下而求索”追求真理的精神。2緒論一個控制系統的控制特性好壞主要從“穩”、“快”、“準”三個方面來評價。這三個方面相互影響，相互制約，符合唯物辯證法中提到的矛盾的對立與統一，激發學生分析與設計控制系統和嵌入式產品需要考慮周全，以全局眼光看待問題。通過介紹評價系統好快的“穩”、“快”、“準”三個指標之間的矛盾與統一關系，啟示學生考慮周全，以全局眼光看待問題。3三、時域響應分析法通過時域分析法中影響穩定誤差的系統型別關系，即系統型別越高，穩態誤差越小，但是會降低系統的穩定性，啟發學生設計產品和做事情時全局統籌安排，權衡利弊抓主要矛盾。通過介紹時域分析法中穩定誤差和系統型別之間的關系啟發學生，設計產品和做事情時全局統籌安排，權衡利弊，精益求精的工匠精神。4四、頻率響應分析法以傅里葉變換思想的提出引入信號處理中頻域的概念及課程涉及到的頻域分析法。針對一個線性定常系統，時域和頻域是在兩個角度和方法論下進行分析研究，啟迪學生認識到同一個事物的多面性，遇到學習和生活難題，學會換個思路解決問題，激發學生積極思考的創新意識。通過頻域分析法的基本特點介紹，啟發學生認識事物的多面性，遇到學習和生活難題，學會換個思路解決問題，激發學生積極思考、勇于創新的意識。課程主要教學資源及參考資源、教學平臺網站：類別教材名稱主編出版社出版時間參考教材自動控制原理張明君科學出版社2015參考書目自動控制原理王萬良高教出版社2020自動控制原理（第七版）胡壽松科學出版社2022課程網站=1\*GB3①自動控制理論_浙大城市學院_浙江省在線開放課程共享平臺/course/30007842_20072=2\*GB3②自動控制原理_西安交通大學_中國大學MOOC（慕課）/course/XJTU-46018六、課程目標與考核依據及評價標準對應關系總評計分制：百分制（√）；五級分制（）；兩級分制（）考核方式：考試（）；考查（√）本課程考核環節由課堂表現、作業、課內仿真、期末考試成績組成。課程總成績=課堂表現×10%+作業×20%+課內仿真×20%+期末考試×50%。考核環節評價方式比重課程目標課堂表現主要包括出勤情況和課堂參與度10%課程目標1課程目標2課程目標3作業成績主要是學生完成課后作業的情況20%課程目標1課程目標2課程目標3課內仿真根據仿真操作以及仿真報告的情況20%課程目標1課程目標2課程目標3期末考試根據期末考核結果給出相應的成績50%課程目標1課程目標2課程目標3課程總成績課堂表現×10%+作業×20%+期中考試×20%+期末考試×50%100%課程目標1課程目標2課程目標3七、評分標準和目標達成評價權值：課程目標考核環節考核環節支撐課程目標權值權值合計評價標準100~9089~8079~7069~60<59優良中及格不及格課程目標1課堂表現25%100%按時到課，從不缺課；課堂能積極并正確回答問題；課堂交流討論積極主動；課堂表現總體很好。不無故缺課、遲到早退；課堂能積極并正確回答問題；課堂交流表現良好；課堂表現總體較好。不無故缺課、偶爾會有遲到早退；課堂下能正確回答問題；課堂交流表現這中等；課堂表現總體一般。偶爾遲到早退；課堂回答問題和相互交流積極性尚可，態度基本端正；課堂總體表現尚可。偶爾缺課或經常遲到早退；課堂回答問題和相互交流積極性較差，態度不端正；課堂總體表現較差。作業25%作業嚴格按要求并及時完成，正確率90%以上作業按要求并及時完成，正確率80%至90%作業按要求并及時完成，正確率70%至80%作業按要求并及時完成，正確率60%至70%作業未按要求完成，正確率小于60%課內仿真25%仿真嚴格按實驗要求，正確率90%以上，報告書寫規范，數據完整且分析到位。仿真嚴格按實驗要求，正確率80%以上，報告書寫比較規范，數據完整且分析比較到位。仿真嚴格按實驗要求，正確率70%以上，報告書寫基本規范，數據大部分完整且分析較為簡單。仿真缺少部分內容，正確率60%以上，報告書寫基本規范，數據記錄有所缺失且分析比較簡單。仿真沒有按實驗要求全部完成，正確率60%以下，報告書寫不規范，數據缺失較多且沒有分析。期末考試25%見期末試卷評分標準課程目標2課堂表現20%100%同上同上同上同上同上作業20%同上同上同上同上同上課內仿真30%同上同上同上同上同上期末考試30%見期末試卷評分標準課程目標3課堂表現20%100%同上同上同上同上同上作業30%同上同上同上同上同上課內仿真30%同上同上同上同上同上期末考試20%見期末試卷評分標準課程目標達成度評價方法如下表所示：教學目標考核環節評價方法課