自動控制理論課程考試大綱（AutomaticControlTheory）課程基本信息課程編號：04021505h課程學時：56課程學分：3.5一、課程的性質和地位《自動控制理論》是河南農業大學機電工程學院開設的一門電子信息類專業技術基礎課，是面向電子信息類專業高年級本科生的一門專業核心課，為培養電子信息工程領域高質量的專門人才服務。本課程的任務是介紹自動控制的一般原理，使學生掌握自動控制的基本思想和基本方法。二、理論教學部分的考核目標第一章緒論（一）學習目標通過本章的學習，要求能夠描述一個實際控制系統的工作原理，識別控制系統的被控對象、輸入量、輸出量、反饋量和擾動量；能夠識別系統的控制方式，并說明其特點；能夠識別系統的特征：線性、非線性，時變、時不變，連續、離散，單輸入單輸出、多輸入多輸出，恒值、隨動等；明確控制系統性能的基本要求。1.一般了解：控制系統模型、控制系統的組成和作用2.一般掌握：控制系統性能的基本方式3.熟練掌握：控制系統性能的基本要求（二）考核內容控制系統的基本要求；反饋控制的特點，控制的基本方式（三）考核要求1.識記：控制的基本概念2.領會：反饋控制的本質3.應用：描述一個實際控制系統的工作原理，識別控制系統的被控對象、輸入量、輸出量、反饋量和擾動量 4.評價：線上學習、測試、討論、作業第二章控制系統數學模型（一）學習目標通過本章的學習，使學能夠對簡單的電路系統、機械系統等列寫系統的微分方程；能夠解釋傳遞函數的定義、明確傳遞函數的性質和適用范圍；能夠熟練寫出各典型基本環節的傳遞函數；能夠根據系統結構圖的等效變換求解系統的傳遞函數；能夠利用信號流圖和梅森公式求解系統的傳遞函數。1.一般了解：數學模型概念2.一般掌握：數學模型的建立3.熟練掌握：結構圖變換，信號流圖變換（二）考核內容數學模型間的相互轉換結構圖化簡（三）考核要求1.識記：傳遞函數定義、性質、特點2.應用：數學模型間的相互轉換結構圖化簡3.評價：線上學習、測試、討論、作業第三章

控制系統時域分析（一）學習目標通過本章的學習，使學生能夠分析一階系統在典型輸入信號作用下的輸出響應，并通過一階系統的單位階躍響應分析計算其性能指標；明確不同阻尼比時二階系統的閉環極點的位置和其單位階躍響應，并計算欠阻尼時系統的動態性能指標和結構參數；明確線性系統穩定的充要條件，并熟練利用勞斯判據判斷系統的穩定性；能夠利用靜態誤差系數法、拉普拉斯變換的終值定理分析、討論計算和減小或消除穩態誤差的方法。1.一般了解：時域響應的概念；2.一般掌握：主導極點的概念，時域性能指標3.熟練掌握：一階和二階系統的時域分析方法，勞斯判據，靜態誤差的計算（二）考核內容一階和二階系統的時域性能指標的計算，穩定性的判斷方法（勞斯判據的應用），穩態誤差的計算等。（三）考核要求1.識記：時域性能指標定義2.領會：穩定和漸進穩定3.應用：勞斯判據、靜態誤差系數法計算誤差，消除穩態誤差的原理及方法。4.評價：線上學習、測試、討論、作業第四章

控制系統根軌跡（一）學習目標通過本章的學習，使學生能夠熟練掌握并靈活利用根軌跡方程的幅值條件和相角條件；熟練利用根軌跡繪制的基本規則繪制一般根軌跡、參數根軌跡和零度根軌跡；能夠利用根軌跡方程以及閉環主導極點分析系統的動態性能和穩定性。1.一般掌握：根軌跡方程的幅值條件和相角條件，繪制根軌跡的基本規則。2.熟練掌握：繪制根軌跡，利用根軌跡分析系統性能（二）考核內容繪制各類型根軌跡，利用根軌跡分析系統性能。（三）考核要求1.識記：根軌跡的概念，繪制規則等。2.領會：相角條件3.綜合應用：利用根軌跡分析系統性能。4.評價：線上學習、測試、討論、作業第五章

控制系統頻域分析方法（一）學習目標通過本章學習，使學生能夠熟練畫出典型環節的奈氏圖和Bode圖；能夠利用三點法和分段疊加法繪制控制系統的開環奈氏圖和開環Bode圖；能夠根據系統的頻率特性確定系統傳遞函數；能夠利用奈氏穩定判據判斷系統的穩定性；能夠分析并計算系統的穩定裕量；能夠分析閉環頻率特性和系統動態性能之間的關系。1.一般了解：頻率特性基本概念；2.一般掌握：頻率特性圖示方法；3.熟練掌握：開環系統伯德圖的繪制，奈氏判據的應用。（二）考核內容同名端、互感電壓、理想變壓器的特性、含理想變壓器電路的分析（三）考核要求1.識記：頻率特性的定義，奈氏判據。2.領會：閉環頻率特性和系統動態性能之間的關系。3.應用：根據系統的頻率特性確定系統傳遞函數；奈氏穩定判據4.評價：線上學習、測試、討論、作業第六章

一控制系統的校正（一）學習目標通過本章的學習，使學生了解各種校正方法的特點和設計原則；針對控制系統具體特征、穩態和動態性能要求能夠選擇和設計合適的校正方案；理解PID控制器的實現形式和各參數調節原則。1.一般了解：各種校正方法的特點2.一般掌握：串聯校正、PID校正3.熟練掌握：串聯校正（二）考核內容控制系統校正方法（三）考核要求1.領會：各種串聯校正的特點、作用、局限性3.應用：串聯校正設計步驟4.綜合：利用各種設計手段改善控制系統性能5.評價：線上學習、測試、討論、作業三、實驗、實習教學部分的考核要求1.實驗操作：試驗仿真模型正確，會使用各種方法分析試驗數據。2.實驗報告：格式正確，能從理論分析實驗結果四、考核方式課程考核由平時成績與期末成績相結合的方式進行。1、平時成績占40%，主要包括：課堂表現占5%、作業測驗占25%，實驗占10%。2、期末成績占60%，考試采用閉卷筆試方式。考試范圍應涵蓋所有講授及自學的內容，考試內容應能客觀反映出學生對本門課程主要概念的記憶、掌握程度，對有關理論的理解、掌握及綜合運用能力。考試題型以判斷題、選擇題、填空題、計算題為主。3、理論部分分為平時的作業、章節測試、課堂討論互動等過程考核以及期中、期末筆試；實踐部分包括實驗操作過程和實驗報告。五、成績評定1.平時成績平時成績包含作業、課堂表現和實驗，平時成績占綜合成績的40%；其中實驗成績占10%，作業成績占25%，課堂表現占5%。2.期末成績期末采用閉卷考試，成績占綜合成績的60%。綜合成績綜合成績=實驗成績×10%+作業成績×25%+課堂表現×5%+期末成績×60%六、考核