1、控制工程基礎Fundamentals of Engineering 【學分】 3 【學時】48 【性質】學科基礎課 【實驗】 0（一）授課對象四年制本科過程裝備與控制工程、油氣儲運工程等專業。（二）課程的性質和地位控制工程基礎是過程裝備與控制工程和油氣儲運工程等專業的一門重要的技術基礎課，源于工程實際，服務于工程實際。學科的主要內容為數學模型，工程分析，計算方法和一般規律，使學生具有一定的工程計算和設計能力。本課程也是后續課程過程裝備控制技術及應用的學習基礎。（三）課程的教學目標通過對本課程的學習，使學生正確理解和掌握控制系統所涉及的基本概念、基本理論和基本分析方法，能獨立地應用這些基本理論、

2、基本方法來分析工程實際中提煉出來的各種控制理論問題；同時強化動態的、系統的思想方法。不僅為設計和調試工業自動控制系統打下基礎，而且為直接解決實際控制系統問題提供理論和方法。（四）課程相關能力培養1掌握自動控制的基本概念、自動控制系統的性能指標、自動控制系統數學模型的建模方法（G1）； 2培養學生運用控制系統的基本理論和基本方法對實際控制系統中的性能指標進行時域分析和頻域分析的能力（G2）；3掌握控制系統的校正與設計方法，使學生具有一定的工程計算和綜合設計能力（G4）。（五）教學內容1緒論（G1）（1）了解控制系統的基本概念；（2）掌握控制系統的基本組成、控制方式、分類；（3）了解控制系統的性能

3、指標。重點：閉環控制系統的組成，開環控制、閉環控制。難點：各類常見控制系統的定義及特點。2控制系統的數學模型（G1）（1）了解控制系統微分方程的列寫；（2）正確理解傳遞函數的定義、性質；（3）熟練掌握動態結構圖等效變換；（4）了解典型控制系統的傳遞函數。重點：傳遞函數的求取。難點：動態結構圖及其等效變換。3時域響應（G1，G4）（1）了解控制系統的典型輸入信號，及時域響應指標；（2）掌握一階系統的瞬態響應及指標；（3）掌握二階系統瞬態響應分析及其與極點之間的關系，二階系統的瞬態響應指標與參量 、n、 間的關系及計算；（4）了解高階系統的瞬態響應的簡單分析，閉環主導極點的概念。重點：二階系統的時

4、域分析及性能指標估算。難點：高階系統分析 。4穩定性分析（G1，G4）（1）了解系統穩定的充分必要條件；（2）掌握勞斯判據和古爾維茲判據；（3）會用勞斯判據分析計算使系統穩定的參數取值范圍。重點：勞斯判據。難點：使系統處于某穩定區域的參數取值范圍計算。5誤差分析（G1，G4）（1）了解穩態誤差的概念、定義、類型；（2）掌握給定輸入作用下穩態誤差的計算，減小穩態誤差的基本方法；（3）了解動態誤差的概念及計算方法。重點：穩態誤差的計算方法。難點：動態誤差的計算。6頻率法（G1，G4）（1）了解系統頻率特性的定義和表示法；（2）了解典型環節的頻率特性；（3）掌握系統極坐標圖及伯德圖的繪制方法；（4）

5、掌握奈奎斯特穩定判據及應用；（5）掌握穩定裕度的含義及計算方法；（6）了解系統時域性能指標與頻域性能指標間的關系。重點：奈奎斯特穩定判據，穩定裕度計算，由頻域指標估算系統的時域性能指標。難點：極坐標圖及伯德圖的繪制，奈氏判據及應用，穩定裕度計算。7控制系統的設計與校正（G1，G2，G4）（1）了解校正的一般概念；（2）掌握串聯超前校正、滯后校正及滯后超前校正的裝置、特性及校正方法；（3）了解按期望模型進行串聯校正的方法；（4）了解反饋校正、復合校正方法及應用。重點：典型校正裝置及特性，常用串聯校正方法及應用。難點：串聯滯后-超前校正。8采樣控制系統分析（選講）（G1，G2，G4）（1）了解采樣

6、過程及采樣定理；（2）熟悉和掌握變換方法，脈沖傳遞函數的推導；（3）掌握采樣系統的時域分析（4）了解采樣系統的穩定性分析、穩態誤差的計算，采樣系統的頻域分析法。重點：信號的采樣及保持；變換方法，脈沖傳遞函數的推導，采樣系統時域分析。難點：脈沖傳遞函數的推導，離散系統的穩定性及穩態誤差。（六）教學方式與習題要求教學過程采用板書和多媒體相結合的講授形式，以教師講課為主，學生參與討論為輔。本課程屬基礎理論課程，涉及到較多的數學知識，在講述的過程中教師應盡量聯系生產生活實際，注重物理意義，不要陷入到繁復的數學推導之中。每次課外都應布置一定數量的作業，一般選自本章習題，內容選擇基于對基本理論的理解和鞏固，培養綜合計算和分析、判斷能力以及使用計算工具的能力。數量平均每學時12道題。（七）考核辦法百分制，采用閉卷形式對學生進行考核，學生的最終成績評定按考試成績占80%，平時成績占20%進行統計。（八）推薦教材或講義及主要參考書1許賢良主編：控制工程基礎教程，國防工業出版社，2013年；2王積偉主編：控制工程基礎（第二版），高等教育出版社，2010年；3孟慶明主編：自動控制原理（非自動化類）（第二版），高等教育出版社，2008年。（九）學時分配序號教學內容學時分配其中講授實驗上機其它實