自动控制原理（二）

课程概况

“自动控制原理（二）”课程是自动化类专业的核心课程，是电气类、电子信息类、计算机类、仪表类专业的重要课程。按照教育部普通高等学校本科专业设置（2012版），“自动控制原理”课程面向的相关专业包括自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、电子信息工程、计算机科学与技术等。

本课程是在学习线性定常连续系统的基础理论和基本方法的基础上，进一步介绍线性离散系统、非线性系统及线性定常连续系统的状态空间分析与综合等内容。通过课程教学达到以下目标：

1）使学生掌握线性离散系统和非线性系统分析和设计中的基本概念、理论和方法。进一步巩固对经典理论的理解，并将经典理论的基本理论和方法应用于线性离散系统和非线性系统的分析和设计；

2）帮助学生掌握线性定常连续系统的状态空间分析与综合，使学生对现代控制理论的基本概念、理论和方法有一定了解，为学习现代控制理论打下必要的基础；

3）使学生了解控制理论在现代科学技术中的重要地位和作用，培养学生利用控制理论的观点与方法分析、解决实际问题的能力，全面提高学生分析与解决实际问题的能力和综合素质。

课程大纲

第1周第七章线性离散控制系统
7.01线性离散系统的基本概念
7.02采样过程与采样定理
7.03 Z变换与Z反变换
7.04线性离散系统的数学模型-差分方程

第2周第七章线性离散控制系统
7.05线性离散系统的数学模型-脉冲传递函数
7.06线性离散系统的性能分析-稳定性
7.07线性离散系统的性能分析-瞬态响应和稳态误差

第3周第七章线性离散控制系统
7.08数字控制器的设计

第七章单元测试

第3周第八章非线性系统理论
8.01 非线性系统的特征与研究方法
8.02 典型非线性特性数学描述对系统运动的影响

第4周第八章非线性系统理论
8.03 描述函数的概念
8.04 典型非线性描述函数的求取
8.05 用描述函数法分析非线性系统

第5周第八章非线性系统理论
8.06 相轨迹及其绘制方法
8.07 奇点与极限环
8.08 用相平面法分析非线性系统

第八章单元测试

第6周第九章状态空间分析与综合
9.01 状态空间的基本概念
9.02 线性系统状态空间表达式的建立

第7周第九章状态空间分析与综合
9.03 状态空间模型与传递函数
9.04 状态空间模型的线性变换

第8周第九章状态空间分析与综合
9.05 线性定常系统状态方程的解
9.06 离散系统的状态空间模型

第9周第九章状态空间分析与综合
9.07 李亚普若夫稳定性
9.08 线性定常系统的可控与可观测性
9.09 线性定常系统的状态反馈

第10周第九章状态空间分析与综合
9.10 极点配置
9.11 状态观测器
9.12 系统的设计与应用

第九章单元测试

预备知识

微分方程，线性代数，复变函数，电路理论，经典自动控制原理

参考资料

1.王永骥, 王金城, 王敏主编，自动控制原理（第3版），普通高等教育"十一五"国家级规划教材，化学工业出版社，2015
2.胡寿松主编，自动控制原理（第6版），科学出版社，2013
3.王敏主编，自动控制原理试题精选题解，华中科技大学出版社，2002
4.Richard C .Dorf， Robert. H. Bishop，现代控制系统（第十二版），电子工业出版社，2015
5.王艳秋，德湘轶，金亚玲，刘寅生编著，自动控制理论题库与详解，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2013
教学日历
周
章
知识点
视频时长
单元测验
第1周
第7章线性离散控制系统
7.01线性离散系统的基本概念
3'46''
第6周周一 8:00前完成
7.02采样过程与采样定理
7'12''
7.03 Z变换与Z反变换
8'47''
7.04线性离散系统的数学模型-差分方程
5'05''
第2周
第7章线性离散控制系统
7.05线性离散系统的数学模型-脉冲传递函数
6'58''
7.06线性离散系统的性能分析-稳定性
5'53''
7.07线性离散系统的性能分析-瞬态响应和稳态误差
5'31''
第3周
第7章线性离散控制系统
7.08数字控制器的设计
10'00''
第8章非线性系统理论
8.01 非线性系统的特征与研究方法
12'11''
8.02 典型非线性特性数学描述对系统运动的影响
6'02''
第4周
第8章非线性系统理论
8.03 描述函数的概念
5'12''
第8周周一8:00前完成
8.04 典型非线性描述函数的求取
6'24''
8.05 用描述函数法分析非线性系统
11'12''
第5周
第8章非线性系统理论
8.06 相轨迹及其绘制方法
5'01''
8.07 奇点与极限环
6'54''
8.08 用相平面法分析非线性系统
8'56''
第6周
第9章状态空间分析与综合
9.01 状态空间的基本概念
15'25''
第13周周一8:00前完成
9.02 线性系统状态空间表达式的建立
16'24''
第7周
第9章状态空间分析与综合
9.03 状态空间模型与传递函数
16'59
9.04 状态空间模型的线性变换
24'29''
第8周
第9章状态空间分析与综合
9.05 线性定常系统状态方程的解
13'53''
9.06 离散系统的状态空间模型
12'14''
第9周
第9章状态空间分析与综合
9.07 李亚普若夫稳定性
11'13''
9.08 线性定常系统的可控与可观测性
15'00''
9.09 线性定常系统的状态反馈
3'56''
第10周
第9章状态空间分析与综合
9.10 极点配置
9'40''
9.11 状态观测器
11'55''
9.12 系统的设计与应用
10'52''