自动控制实践(2)-课程教学大纲

自动控制实践(2)课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：AS32107

课程名称：自动控制实践(2)

英文名称：

课程学时：96     讲课学时：64    实验学时：8   上机学时：24    习题学时：0

课程学分：6.0

开课单位：航天学院控制与仿真中心

授课对象：自动化相关专业本科生

开课学期：3春

先修课程：自动控制原理、自动控制实践I

二、课程目标

自动控制实践II是自动化类专业的一门非常重要专业核心课程，隶属于自动控制实践核心课，旨在自动控制原理与自动控制元件的学习基础上，将自动控制理论与控制系统设计实践之间架设一座桥梁，将理论与实际衔接起来。本课程是一门面向工程应用、实践性较强的课程，也是后续学习运动控制系统、过程控制、飞行器动力学控制与制导、无人机控制等课程的基础，在培养学生控制系统综合分析能力、综合设计能力等方面占有重要地位。

本课程重点讲授三个部分内容：一是通过分析控制系统的输入信号、设计指标等，讲授构建控制系统的方法；二是分析解决控制系统设计中的主要问题，如谐振及滤波、扰动抑制等；三是结合实例讲授几种典型的控制系统设计方法，如伺服系统、调节系统等。通过本课程的课堂教学、后续的实验及计算机仿真等教学环节，着重培养学生进行控制系统设计的综合应用能力，以及控制工程科学知识的应用能力，增加创新意识，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。

课程目标对学生的能力要求如下：

课程目标1.——知识方面，掌握控制系统分析、研究、设计的基本知识和方法，具备控制系统问题分析的知识基础，；

课程目标2.——能力方面，掌握控制系统设计中的主要问题及解决方法，能够把对系统的总体性能指标或功能要求分解到各个单元，为部件选型及构建系统提供依据，并能从系统的角度分析并描述自动控制系统的问题需求、制约和冲突因素；

课程目标3.——素质方面，掌握控制仿真软件的设计、集成、安装和调试等实施全过程的工程素质，能够通过理论推导或实验、仿真，对系统设计方案进行性能评价，逐步具有应用先进工具解决工程实际问题的能力。

三、课程目标与毕业要求对应关系

四、课程目标与课程内容对应关系

五、课程教学方法

1. 课堂授课

 1.1 采用启发式教学，通过提问和互动激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。典型的比如指令信号分析，系统灵敏度等。

 1.2 采用CAI 课件、网络视频等多种辅助方式增强教学的直观性，提高课堂教学信息量，同时加深同学们的理解。典型的比如扰动响应、谐振抑制等。

 1.3 采用案例教学方式，通过一些实际问题的分析是同学们达到理论与工程实践相结合，学会应用自然科学和工程科学的基本原理，进行机理研究、仿真分析、实验验证等，进而培养同学们分析和解决本领域相关工程问题的思维方法和实践能力。典型的比如火炮随动系统、化工厂物料控制等等。

 1.4 采用互动式教学，增加师生之间的面对面交流，提高学习效果。

2、实验教学

实验教学是课程的重要组成部分之一，目的是通过实践环节培养学生们运用实验方法研究解决控制系统复杂工程问题的能力。课程设置了验证实验4个，谐振及其抑制、伺服系统、调速系统、过程控制系统各1个，要求学生必做，并按照实验指导书的要求独立分组完成。

另外，要求学生们完成1个综合设计实验，2选1，也是独立分组完成。

最后，按照实验指导书要求完成各实验报告并提交。

3、仿真分析

仿真分析是控制系统设计的关键环节。为此，本课程中设计了若干个控制系统设计的特殊问题，要求学生完成至少2个仿真题目，给出仿真结果，完成实验报告并提交。

六、课程考核方法

课程考核以检验课程目标的达成度为手段，进而评价学生学习成果的达成度。考核的环节包括课后平时作业及考核、实验、仿真和期末考试，总成绩以百分计，满分100分，各考核环节所占分值比例及考核细则如下表。

七、主要教材与参考书

1. 王广雄，何朕. 控制系统设计. 清华大学出版社. 2008

2. 控制系统设计实验指导书. 教务处. （待编）

3. George Ellis.刘君华，汤晓君 译.控制系统设计指南.电子工业出版社. 2006年

4. Sigurd Skoestad，Lan Postlethwaite. 韩崇昭，张爱民等译. 多变量反馈控制分析与设计. 西安交通大学出版社. 2011.12

5. Graham C.Goodwin,Stefan F.Graebe,Mario E.Salgado著 控制系统设计. 清华大学出版社. 2002

大纲撰写人：马杰、陈松林、马克茂            大纲审核人：