1、自动化专业课程教学大纲汇编（2016 版）电气与新能源学院二一六年九月目 录 自动控制理论（一） 课程教学大纲 .1自动控制理论（二） 课程教学大纲 .6电路原理课程教学大纲 .11电子技术基础（一） 课程教学大纲 .18电子技术基础（二） 课程教学大纲 .24控制系统与信号分析课程教学大纲 .29计算机控制技术课程教学大纲 .34自动化学科概论课程教学大纲 .39单片机原理及应用课程教学大纲 .43电器与可编程控制器课程教学大纲 .48电机与拖动课程教学大纲 .53现代测试技术与传感器课程教学大纲 .59电力电子技术课程教学大纲 .65电子系统综合作业课程教学大纲 .71控制系统综合作业课程
2、教学大纲 .77工业企业自动化综合作业课程教学大纲 .79电路实验课程教学大纲 .81电子实验课程教学大纲 .83“工程师论坛” 讲座（企业课堂） 课程教学大纲 .86单片机与嵌入式系统设计课程教学大纲 .89信号检测与处理系统设计课程教学大纲 .92PLC 控制系统设计课程教学大纲 .95计算机控制系统设计课程教学大纲 .99运动控制系统设计课程教学大纲 .102过程控制系统设计课程教学大纲 .104电机与拖动实训课程教学大纲 .106校企联合培训课程教学大纲 .109毕业设计课程教学大纲 .112运动控制课程教学大纲 .116过程控制课程教学大纲 .121模糊控制技术课程教学大纲 .125
3、智能控制课程教学大纲 .128系统工程导论课程教学大纲 .131优化理论课程教学大纲 .135模式识别导论课程教学大纲 .139楼宇自动化课程教学大纲 .144MATLAB 与控制系统仿真 课程教学大纲 .148微机原理与接口技术课程教学大纲 .153机器人控制技术课程教学大纲 .157嵌入式系统课程教学大纲 .161DSP 技术与应用课程教学大纲 .166智能仪表的原理及设计课程教学大纲 .170虚拟仪器技术课程教学大纲 .175供电技术 课程教学大纲 .179新能源控制技术课程教学大纲 .183MSP430 单片机原理与设计课程教学大纲 .189开关电源技术课程教学大纲 .193电子设计基
4、础 I课程教学大纲 .198电子设计基础 II课程教学大纲 .203监控系统组态软件课程教学大纲 .208CPLD 及电子 CAD课程教学大纲 .2121自动控制理论（一）课程教学大纲课程中文名称：自动控制理论 课程英文名称：Automatic Control Theory I课程编号：C1325 应开课学期：5学时 数：56(48+8) 学 分 数：3.5适用专业：自动化 课程类型：专业核心课/必修先修课程：电路原理、电子技术基础、控制系统与信号分析、电机与拖动一、课程性质自动控制理论是自动化专业的专业核心课与学位课。自动控制理论是研究自动控制系统普遍规律的科学。它侧重于理论的角度，系统地阐
5、述自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍对自动控制系统从建模、分析、到设计应用的各种原理、思想和方法。 自动控制理论（一） 主要讲授经典控制理论。二、课程目标1.能结合工程问题，理解自动控制的基本概念和实际自动控制系统的工作原理，掌握自动控制系统的组成及相关术语；理解自动控制理论和技术对人类社会发展的影响；2.能运用数学、物理、电路理论、电磁场和电机学的理论知识建立自动控制系统的微分方程模型、传递函数模型，并能正确求解；3.能对自动控制系统进行时域分析、根轨迹分析、频域分析及状态空间分析，并从稳定性、稳态精度、动态性能指标等几个方面对自动控制系统进行评价；4.能按所要求性能指标，应用
6、时域法、频域法和根轨迹法设计或综合控制系统；5.能基于自动控制系统建模、分析和设计的基本理论，针对一个实际的控制工程问题，使用MATLAB 软件进行模型建立、性能分析、控制器设计和系统仿真。三、支撑的毕业要求毕业要求 相应支撑毕业要求指标点 课程教学目标指标点 1.2:能针对一个控制系统复杂工程问题建立合适的数学模型，并利用恰当的边界条件求解。教学目标 1、2、3达成途径：课堂讲解；平时作业；课程实验；课外作业；研究型性教学。1.工程知识指标点 1.4: 能将工程和专业知识用于控制系统复杂工程问题的设计和改进。教学目标 4、5达成途径：课堂讲解；平时作业；课程实验；课外作业；研究型性教学。指标
7、点 2.1:能识别和判断控制系统复杂工程问题的关键环节和参数。教学目标 1、2、3达成途径：课堂讲解；平时作业；课程实验；课外作业；研究型性教学。2. 问题分析指标点 2.4: 能正确表达控制系统复杂工程问题的解决方案。教学目标 1、2、3、4、5达成途径：课堂讲解；平时作业；课程实验；课外作业；研究型性教学。2四、教学内容、学时安排和基本要求第一章 绪论（2 学时，支撑课程目标 1）重点难点：控制系统的组成、控制系统的性能要求（1）了解自动控制理论的发展及应用；理解自动控制基本概念。（2）了解水自动控制系统的分类，掌握自动控制系统的组成及相关术语。（3）理解对自动控制系统的性能要求第二章 控
8、制系统的数学模型（8 学时，支撑课程目标 2、5）重点难点：传递函数的概念与求取（1）理解动态系统数学模型的初步知识（2）掌握微分方程的建立及求解方法（3）掌握传递函数概念及性质（4）掌握电气系统的数学建模（5）掌握方框图建立与化简（6）了解信号流图与梅逊（Mason ）公式（7）使用 MATLAB 建立数学模型及模型转换方法第三章 控制系统的时域分析法（11 学时，含实验 1 学时，支撑课程目标 3、4、5）重点难点：二阶系统的时域响应及动态性能指标，稳态误差的计算，稳定性分析（1）掌握一阶系统的时域响应（2）掌握二阶系统的时域响应及动态性能指标的计算（3）了解高阶系统的时域响应（4）理解稳
9、定性的定义，掌握稳定性的充要条件，掌握劳斯稳定判据及其应用（5）理解稳态误差、系统型别的概念，掌握静态误差系数、稳态误差的计算（6）使用 MATLAB 求系统响应和计算系统性能指标第四章 根轨迹法（7 学时，含实验 1 学时，支撑课程目标 3、4、5）重点难点：根轨迹的条件及绘制，用根轨迹图分析控制系统（1）理解根轨迹的概念（2）掌握根轨迹的幅相条件和绘制根轨迹的基本规则（3）了解参数根轨迹和零度根轨迹（4）掌握利用根轨迹图分析控制系统（5）使用 MATLAB 绘制根轨迹图、分析系统性能第五章 频率特性法（12 学时，含实验 2 学时，支撑课程目标 3、4、5）重点难点：Bode 图，Nyqu
10、ist 判据及应用，稳定裕度3（1）理解频率特性的概念及其表示方法（2）掌握 Bode 图的绘制（3）掌握 Nyquist 图的绘制（4）掌握 Nyquist 判据及其应用（5）掌握相角裕度、幅值裕度的概念及计算方法（6）了解闭环频率特性及频域指标与时域指标之间的关系（7）使用 MATLAB 绘制 Bode 图，Nyquist 图，分析系统性能第六章 控制系统的校正（10 学时，含实验 4 学时，支撑课程目标 4、5）重点难点：频域法超前、滞后校正（1）理解控制系统综合与校正的基本概念及方式（2）掌握超前、滞后校正装置的特性（3）掌握频域法超前校正、滞后校正（4）掌握根轨迹法超前校正、滞后校正
11、（5）了解滞后-超前校正（6）掌握 PID 控制算法及其参数整定方法（7）使用 MATLAB 对控制系统进行校正第七章离散控制系统（6 学时，支撑课程目标 2、3、4、5）重点难点：脉冲传递函数，离散控制系统的性能分析（1）理解信号采用与保持的原理（2）掌握 z 变换与 z 反变换（3）理解脉冲传递函数的概念，掌握脉冲传递函数的求取（4）掌握差分方程及其求解（5）掌握离散控制系统的性能分析（6）掌握离散控制系统的数字校正（7）使用 MATLAB 对离散控制系统进行模型、分析、设计及仿真五、课程的其它教学环节序号 教学环节 教学内容 学时数1 实验 实验一：控制系统的时域分析 12 实验 实验二
12、：控制系统的根轨迹分析 13 实验 实验三：控制系统的频域法分析 24 实验 实验四：直流电机转速控制系统设计 45 课外作业与专题讨论 使用 matlab 软件对控制系统进行建模、分析、设计与系统仿真 06 平时作业1、控制系统组成及工作原理作业2、控制系统建模作业3、控制系统时域分析作业044、控制系统根轨迹分析作业5、控制系统频域分析作业6、控制系统设计与校正作业7、离散控制系统作业六、教学方法与手段本课程教学主要采用课堂讲授、多媒体教学、习题课与作业、小组学习、课外作业与专题讨论、实验等教学方法与手段。要求教师在授课过程中，所用 PPT 等教学材料需提供中英文对照专业词汇，在教学过程中
13、适当采用英文原版教材部分章节内容、习题等，以拓展学生的国际视野与专业英语阅读能力。七、推荐教材和教学参考资源 教材：1. 邹伯敏主编. 自动控制理论(第三版) M. 北京: 机械工业出版社，2007.参考书：1. 绪方胜彦. Modern Control Engineering( 第四版). 清华大学出版社.2. 胡寿松等. 自动控制原理(第五版) M. 北京: 国防工业出版社，2007.3. 程鹏主编. 自动控制原理(第一版) M. 北京: 高等教育出版社，2003.教学参考资源：本课程已在三峡大学“求索学堂”平台上建设成为在线开放课程，网址为：http:/210.42.35.80/G2S/
14、Template/View.aspx?action=view&courseType=0&courseId=114八、课程考核内容及方式1 成绩组成序号 成绩组成 比例1 课堂考勤及课堂表现 20%2 作业 10%3 实验 10%4 课外作业与专题讨论 10%5 期终考试 50%总计 100%2 评分标准2.1 课堂考勤及课堂表现课堂考勤及课堂表现 得分出勤率 90%以上；课堂点名回答问题基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，能提出不同的解决问题方案，积极参与课堂交流，能组织同组学生进行讨论学习，能带动与激励同组伙伴的求知欲。18-20 分出勤率 80%以上；课堂点名回答问题基本清晰，能提出解
15、决问题的正确方案，积极参与课堂交流，能组织同组学生进行讨论学习。 15-17 分出勤率 60%以上；课堂点名回答问题基本清晰，能提出解决问题的合理方案，能参与课堂交流，能参与同组学生进行讨论学习。 12-14 分出勤率 60%以下；不能够提出解决问题的基本方案,参与课堂交流少。 0-11 分52.2 作业作业 得分作业严格按要求并及时完成；书写清晰、逻辑性强，正确率 95%以上，没有抄袭情况。 9-10 分作业按要求并及时完成；书写清晰，正确率 80%至 95%，没有抄袭情况。 7-8 分不能按照作业要求，未及时完成次数少于三次，但改正及时，态度端正。 5-6 分不能按照作业要求，未及时完成，
16、未及时完成次数大于三次，老师指出后改正态度端正并补充完成。 3-4 分抄袭作业或不能按照作业要求，未及时完成，老师指出仍不改正次数达三次以上。 0-2 分2.3 实验实验 得分能积极主动完成实验任务，动手能力强，对实验过程中出现的问题能够分析处理并解决，实验结果分析正确。 9-10 分能积极主动完成实验任务，动手能力强，对实验过程中出现的问题，在指导老师的帮助下，能够分析处理并解决，实验结果分析正确。 7-8 分能完成实验任务，对实验过程中出现的问题能进行基本的分析处理，实验结果分析基本正确。 5-6 分勉强能完成实验任务，对实验结果的分析正确率较低。 0-4 分2.4 课外作业与专题讨论课外
17、作业与专题讨论 得分能够通过收集有关课题资料，根据课题目标，确定计算或仿真方案，完成仿真算法程序设计或通过仿真软件建立仿真计算模型，完成仿真计算，并能对计算结果进行分析和判断9-10 分能够通过收集有关课题资料，根据课题目标，确定计算或仿真方案，完成仿真算法程序设计或通过仿真软件建立仿真计算模型，完成仿真计算，但是无法对计算结果进行判断 7-8 分能够根据课题目标，确定计算或仿真方案，完成仿真算法程序设计或通过仿真软件建立仿真计算模型，但是无法得到计算结果 5-6 分无法完成课题目标所规定的内容 0-4 分2.5 期终考试按照教学目标合理分配试题内容，双语课程期末考试试题中应包括一定数量的英文题目，题型可以分为选择题、简答题、简单计算题、综合计算题（应用题） ，试卷按照期终考试的标准答案或要求，按百分制评分，总评后折算成 50 分。2.6 成绩汇总示例姓名 课堂考勤与课堂 表现 平时作业 实验 课外作业与专 题讨论 期终考试 总评张三 16 8 7 9 45 85李四 10 8 5 5 30 58 大纲修订人： 刘平 修订日期：2016-06大纲审定人： 审定日期：主管院长：6
