1、控制工程基础教学大纲（理论课程及实验课程适用）1、 课程信息课程名称（中文）：控制工程基础课程名称（英文）：Fundamental of Control Engineering课程类别：专业主干课课程性质：必修计划学时：40计划学分：2.5先修课程：高等数学、复变函数、理论力学、电工电子学、机械制造技术基础等选用教材：机械工程控制基础（第六版），杨叔子等编著，武汉：华中科技大学出 版社，2011年；非自编；教育部规划教材开课院部：机电工程学院适用专业：机械设计制造及其自动化、机械电子工程、过程装备与控制工程、材料成型及控制工程课程负责人：徐建民课程网站：http:/ of control en
2、gineeringis animportantbasic coursefor mechanical engineering，andis alsoakind of methodology. Thecourse, including a strongfoundationof theoretical knowledge and abundant practical application,is focused principallyonthe analysis and correctionof close-loopcontrolsystems, The objective of the course
3、 is mainly to developthe ability of systematicthought, enablethe studentsto master the basic knowledge and the performanceanalysiscorrection methodofmechanical engineeringcontrol theory, and enablethemto resolve somespecific problemsbyapplyingthe basicconcepts and methods when encounteringtheenginee
4、ringproblems. Meanwhile, the course provides afavorable theory base for learning other subsequentrelated courses.3、 课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识能结合工程实际问题，利用经典控制理论的基本概念和方法，包括时域法、频率特性法等来解决复杂工程中的自动控制问题。H2问题分析对机械系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维方法进行科学分析，并找出问题的本质和有效解决方法。H3设计/开发解决方案能够采用系统方法针对具体问题给出解决方案，按照特定的性能指标需求设计合
5、理控制系统，使之按预定的规律运动，为实现最佳控制打下基础。M4研究5使用现代工具能应用MATLAB软件的控制系统工具箱解决系统建模、系统分析与设计等问题。M6工程与社会7环境和可持续发展8职业规范9个人和团队10沟通11项目管理12终身学习控制论的方法论和思维方式贯穿所有学习、工作与生活过程，学会用动态的观点系统看待问题。M注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相
6、关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型一绪论1.1机械工程控制论的研究对象与任务1.2系统及其模型1.3反馈1.4系统分类及基本要求1.学科背景2.学习方法3.反馈控制3理论讲授二系统的数学模型2.1系统的微分方程2.2系统的传递函数（补充：拉氏变换）2.3系统的传递函数方框图及其简化2.4反馈控制系统的传递函数2.5相似原理1. 传递函数零极 点模型2.传递函数方框 图等效变换3. 线性系统的叠 加原理4.相似原理7理论讲授三系统的时间响应分析3.1时间响应及其组成3.2典型输入信号3.3一阶系统3.4二阶系统3.5高阶系统3.6系统误差分析与计算1. 瞬态响应与稳 态响应
7、2. 性能指标3. 主导极点4. 误差分析与计 算7理论讲授四系统的频率特性分析4.1频率特性概述4.2频率特性的图示方法4.3频率特性的特征量4.4最小相位系统与非最小相位系统1.频率特性2.绘制Nyquist 图与Bode图3. 频率特性的特 征量4.最小相位系统6理论讲授五系统的稳定性5.1系统稳定性的初步概念5.2 Routh（劳斯）稳定判据5.3 Nyquist（乃奎斯特）稳定判据5.4 Bode（伯德）稳定判据5.5 系统的相对稳定性1. 稳定系统2. Routh判据3. Nyquist判据4. Bode判据5. 相位裕度与幅 值裕度6理论讲授六 系统的性能指标与校正6.1系统的性
8、能指标6.2 系统的校正6.3 串联校正6.4 PID校正6.5 反馈校正1.性能指标2.系统校正5理论讲授九系统辨识初步9.1系统辨识的基本概念9.2系统辨识的频率特性法1. 系统辨识的频 率特性法2理论讲授十一实验内容1. 控制系统的典型环节及其阶跃响应（2学时）2. 二阶系统的频率响应（2学时）3. 线性系统稳定性的研究（2学时）4. 控制系统的校正（2学时）1.时间响应2.频率响应3.稳定性分析4.系统校正4实验（任选2个）五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试闭卷70百分制，60分为及格2平时成绩实验独立完成153平时表现出勤情况15注：此
9、表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议（1） 学习方法建议1. 抓住课程主线，避免知识零散； 2. 基本概念清晰，弱化数学推理； 3. 课外自学复变函数中的拉普拉斯变换知识点； 4. 在网上观看相关国家级或省级精品资源共享课或视频公开课。（2） 学生课外阅读参考资料控制工程基础，董景新等编著. 第四版. 北京：清华大学出版社. 2015年. 非自编，教育部规划教材七、课程改革与建设（选填）该课程于2010年批准为武汉工程大学校级重点建设课程，并于2016年申请校级教学研究项目：大类招生背景下控制工程基础课程分层教学的改革初探。目前，针对本课程的分层教学已在机电工程学院大类招生的这一背景下初步展开，学生的学习积极性有所提高。制订人签字：教研室主任签字：院部负责人签字：修订时间：年月日
