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《控制工程基础》教学大纲

课程编号：S062021课程类型：专业必修课

课程名称：控制工程基础英文名称：FundamentalsofControlEngineering

学分：2适用专业：机械设计制造及其自动化

第一部分大纲说明

一、课程的性质、目的和任务

本课程是机械设计制造及其自动化专业的专业必修课,是实现传统机械工程学科向以机、电、

液相结合的现代机械工程学科跨越的主干支撑课程之一。它既是一门广义系统动力学课程，又是一

门方法论课程，涉及的基础理论知识、专业知识面宽，与生产实践联系紧密。本课程的任务是使学

生熟悉控制工程的基本概念、基本理论和基本方法，能够对已有的各种机械、机电等系统进行工作

原理和运行品质的分析设计，能够运用MATLAB仿真软件进行系统的建模、仿真和设计，培养学生的

工程意识、大系统观念和抽象思维能力，为学习测控系统、机电一体化等后续专业课和学科选修课

奠定良好的基础。

二、课程的基本要求

1.知识要求

通过本课程的学习，使学生掌握有关控制系统的基本概念、基本理论和基本方法，能够熟练运

用反馈原理解决工程实际中的相关问题。

了解：控制论的研究对象和发展史，拉氏变换及基本法则，高阶系统时域分析，广义根轨迹，

奈氏稳定判据的概念，系统校正的基本概念。

熟悉：自动控制系统概念及组成、分类，自动控制系统时域性能指标，常用典型环节模型，根

轨迹法的基本概念，频率特性的基本概念，MATLAB基本知识。

掌握：控制系统的基本性能要求，控制系统数学模型的表示方法及化简，一阶、二阶系统的时

域分析，稳定性概念及代数判据，稳态误差的计算，绘制根轨迹法的基本法则，典型环节的频率特

性。

2.能力要求

通过本课程的学习，使学生掌握有关控制系统设计分析技能、实验技能，控制系统计算机仿真

技能以及基本的调节校正技能，学会综合运用所学知识去分析问题和解决问题，逐步培养学生的抽

象思维能力和自学能力。

三、本课程与相关课程的联系

本课程之前，学生应学过《高等数学》、《大学物理》、《电工技术》、《理论力学》、《机械设计》

等课程。从教学角度看，它主要是研究一般广义系统的动力学模型、基本工作原理和分析与设计的，

因此本课程实践性、抽象性和综合性较强，在大量引入基本机械、电气等实际系统基础上，应使学

生学会用控制的概念去分析和设计系统。

四、学时分配

本课程学分为2学分，建议开设40学时。

章（节）内容讲课实验（上机）课堂讨论（习现场教学总

学时学时题课）学时学时学时

一、绪论44

二、控制系统的数学模型88

三、时域分析法10212

四、根轨迹法628

五、频域分析法88

合计36440

五、教材与参考书

教材：《控制工程基础》，董景新等，清华大学出版社，2009

参考书：《机械工程控制基础》，杨叔子等，华中科技大学出版社，2011

《自动控制原理》(第5版)，胡寿松，科学出版社，2007

《现代控制工程》（第五版），KatsuhikoOgata著（卢伯英译），电子工业出版社，