自动控制原理是自动化及其相关专业的核心课程,它所覆盖的知识面较宽,既有较深入的理论基础知识,也有较广泛的专业背景知识。
国防科技大学自动控制原理课程以经典控制理论作为主要内容,还包括现代控制理论和数字控制系统的部分内容。经典控制理论主要介绍控制系统的数学模型、控制系统性能、控制系统的稳定性、根轨迹法、频率响应法、频域稳定性、频率响应设计法等;现代控制理论主要介绍状态空间模型、能控性和能观性、状态变量反馈控制系统设计、状态观测器设计等;数字控制系统主要介绍采样与保持、Z变换、数字控制系统的数学模型、数字控制系统的性能分析、数字控制系统设计等。
本课程的主要目的是使学习者系统地了解和掌握自动控制原理的基本概念、理论与方法,能够根据工程实际问题需要分析和设计控制器,能够运用反馈控制的思维方法解决工程中的实际问题,为从事相关技术领域的科学研究与工程实践打下坚实的理论基础。
Overview
Syllabus
- 一、自动控制原理导论
- 第1讲 自动控制原理导论
- 二、系统数学模型
- 第2讲 微分方程模型
- 第3讲 线性常微分方程的求解
- 第4讲 传递函数模型
- 第5讲 框图模型
- 第6讲 信号流图模型
- 三、控制系统性能
- 第7讲 性能指标与一阶系统性能
- 第8讲 二阶系统响应
- 第9讲 二阶系统性能的参数调节
- 第10讲 控制系统性能扩展
- 四、控制系统的稳定性
- 第11讲 稳定性概念和充分必要条件
- 第12讲 稳定性判据
- 五、根轨迹法
- 第13讲 根轨迹的基本概念
- 第14讲 绘制根轨迹的基本方法
- 第15讲 基于根轨迹的控制系统分析
- 第16讲 基于根轨迹的控制系统设计
- 第17讲 基于根轨迹的控制系统设计(续1)
- 第18讲 基于根轨迹的控制系统设计(续2)
- 六、频率响应法
- 第19讲 频率特性的概念
- 第20讲 典型环节的Bode图
- 第21讲 系统Bode图及频率特性的测量
- 第22讲 极坐标图
- 七、频域稳定性
- 第23讲 频域稳定性
- 第24讲 频域相对稳定性
- 八、频率响应设计法
- 第25讲 超前滞后校正装置
- 第26讲 伯特图设计超前滞后校正
- 九、状态空间模型
- 第27讲 引言,状态空间描述方程的建立
- 第28讲 状态空间方程与传递函数的变换关系,状态方程的解
- 十、状态变量反馈控制系统设计
- 第29讲 能控性和能观性,全状态反馈控制器设计
- 第30讲 线性系统的状态观测器设计
- 十一、 数字控制系统简介
- 第31讲 数字控制系统的基本概念,采样与保持
- 第32讲 Z变换,数字控制系统的数学模型
- 第33讲 数字控制系统的性能分析,数字控制系统设计
- 课程实验教学视频
- MATLAB教学视频
- 期末考试
Taught by
Xie Hongwei, Shengjian Bai, Gong Erling, 国防科技大学, Lu Huimin, Xu Wanying, Zhang Hui, Li Peng, Zheng Yongbin, and Xiao Junhao