自动控制理论
自动控制理论
少于1000 人选课
更新日期:2026/04/03
开课平台学银在线
开课高校-
开课教师杜鹏英李艳君张明君柯海森梅彦平周秀英金佳鑫
学科专业工学自动化类
开课时间2026/03/03 - 2026/07/31
课程周期22 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

本课程是一门学科专业核心课程,是自动控制理论体系的重要奠基,以金课为建设标准的课程。本课程从工程实际出发,内容包括自动控制理论的基本概念、线性系统的数学模型、系统不同的分析方法、控制系统设计与校正等。对实际系统进行建模分析,再通过校正设计优化实际系统的性能,达到系统较好的控制效果。课程以基本知识、基本概念和方法的工程应用为重点,内容深入浅出。

案例导入和问题式教学引导学生由浅入深地引导学生开展知识学习。各部分内容均给出知识点和任务要求,通过任务体系进行知识导航,体系构建课程内容关系和目标要求,同时基于OBE理念目标任务导向,进行各知识点的学习导航,构建知识体系关系,旨在培养学生的控制思维、系统思维及理论知识在实际中应用的思维、方法以及系统观。

你将收获什么?

课程学习完毕可掌握:

(1)广阔的视野与跨学科思考的能力:自动控制的来龙去脉:控制系统的应用领域、重要概念、发展历程、系统类型、交叉前沿技术。

(2)形成分析问题的系统观:系统整体的思维、模块化组成、统等效化简、系统的建模、系统的分析和校正设计。

(3)建立系统的控制思维:系统中的控制策略选择和设计、不同方法的控制效果分析、控制在系统运行中的重要作用。

(4)从实际中来,回到实际中去:从实际系统出发,建立系统的建模,理论分析设计后再进行实际系统的应用。

(5)良好的思辨和创新精神:应用不同的方法进行系统的设计及创新,应对科学技术的发展,应对未来复杂系统分析和设计的综合能力和素养。

适合什么人学习?

 有志于从事自动化、智能化等应用的各行业研究和研发工作的学习者;

 有志于从事自动化、测控、机电、仪表仪器等相关专业的学习者;

 有志于智能制造、智慧行业等控制系统设计及应用的相关社会学习者;

 有志于扩展控制知识的其他交叉复合领域的专业人士和社会学习者。


课程大纲

课程章节

  • 第一章 课程导论
  • 第二章 线性系统的数学模型
  • 第三章 线性系统时域分析
  • 第四章 线性系统的根轨迹分析
  • 第五章 线性系统的频域分析
  • 第六章 线性系统的校正

第一章 课程导论

1.1 导论

1.2 第一节 从实际应用说起

1.3 第二节 初始“自动控制系统”

1.4 第三节 自动控制理论前世今生和未来

1.5 第四节 自动控制系统的家族

1.6 第五节 自动控制研究内容

1.7 第六节 线性系统常用的几种输入信号

1.8 小结

第二章 线性系统的数学模型

2.1 导论

2.2 第一节 线性系统的微分方程

2.3 第二节 拉普拉斯变换

2.4 第三节 传递函数

2.5 第四节 典型环节传递函数

2.6 第五节 系统结构图

2.7 第六节 信号流图

第三章 线性系统时域分析

3.1 导论

3.2 第一节 典型输入信号与性能指标

3.3 第二节 一阶系统时域分析

3.4 第三节 二阶系统时域分析

3.5 第四节 线性系统稳定性分析

3.6 第五节 线性系统稳态误差

3.7 第六节 高阶系统的时域分析

第四章 线性系统的根轨迹分析

4.1 第一节 基本概念

4.2 第二节 绘制根轨迹的规则

4.3 第三节 利用根轨迹分析系统的性能(工程应用)

4.4 小结与思考讨论

第五章 线性系统的频域分析

5.1 导论

5.2 第一节 频率特性的概念

5.3 第二节 典型环节的频率特性

5.4 第三节 开环对数频率特性

5.5 第四节 系统开环Nyquist图(极坐标图、幅相曲线)

5.6 第五节 Nyquist稳定判据

5.7 第六节 相对稳定性

5.8 第七节 用频率特性分析系统品质

5.9 小结与思考讨论

第六章 线性系统的校正

6.1 知识导航

6.2 导 论

6.3 第一节 串联超前校正

6.4 第二节 串联滞后校正

6.5 第三节 串联滞后-超前校正

6.6 第四节 按期望特性对系统进行校正

6.7 第五节 PID控制规律

6.8 小 结

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