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自動控制原理
（南京航空航天大學建設的慕課）
鎖定
自動控制原理課程是南京航空航天大學建設的慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程。該課程於2017年09月25日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍、楊蒲、齊瑞雲。據2021年10月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行9學期。
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- 中文名
- 自動控制原理
- 類 別
- 慕課、國家精品在線開放課程、國家級一流本科課程
- 授課平台
- 中國大學MOOC
- 開課時間
- 2017年09月25日（首次）
- 授課教師
- 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍、楊蒲、齊瑞雲
- 建設院校
- 南京航空航天大學
自動控制原理課程性質
自動控制原理課程定位
自動控制原理課程是南京航空航天大學多個本科專業的必修基礎課程，也是自動化、電氣工程與自動化、導航制導與控制、測試技術與儀器、生物醫學工程、通信、信息等本科專業的基礎課程，既是自動控制系統、自適應控制、智能控制等專業課程的先修課程。
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自動控制原理適應專業
自動控制原理課程簡介
自動控制原理課程共七章，第一章介紹自動控制的應用及發展歷程、自動控制系統的組成及基本性能要求等知識點；第二章講述控制系統的結構圖的組成和繪製、信號流圖中的迴路和通路概念等內容；第三章介紹給定輸入作用下的穩態誤差、控制系統的時域性能指標等知識點；第四章講述參數根軌跡的繪製步驟、常規根軌跡的繪製法則等內容；第五章介紹頻率特性的物理意義及計算、超前校正網絡設計步驟等知識點；第六章講述離散系統穩定定義及充要條件等內容；第七章介紹描述函數法分析非線性系統的穩定性等知識點。
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自動控制原理課程大綱
第一章 自動控制的一般概念 1.1課程簡介 1.2自動控制的應用及發展歷程 1.3開環控制系統 1.4閉環控制系統 1.5自動控制系統的組成及基本性能要求 第二章 控制系統數字模型 2.1系統建模方法引言 2.2線性元件數學模型的建立 2.3系統數學模型的建立 2.4系統數學模型的線性近似 2.5拉普拉斯變換定義 2.6拉氏變換的微分/積分/初值/終值定理 2.7拉氏變換的位移/相似/卷積定理 2.8拉氏反變換（無重根） 2.9拉氏反變換（有重根） 2.10拉氏變換解微分方程 2.11傳遞函數的定義 2.12傳遞函數的性質 3.13由傳遞函數求系統輸出 2.14由微分方程或傳遞函數求系統輸出釋例 2.15傳遞函數的零極點對系統的影響 2.16控制系統的結構圖的組成和繪製 2.17結構圖的化簡和等效變換 2.18信號流圖的組成和繪製 2.19信號流圖中的迴路和通路概念 2.20梅遜公式及用於信號流圖化簡 2.21用梅遜公式對結構圖求傳遞函數 2.22傳遞函數的常用概念 第三章 線性控制系統的時域分析 3.1控制系統的時域性能指標 3.2控制系統穩定性的定義與基本概念 3.3線性系統穩定的充分與必要條件 3.4勞斯穩定判據 3.5勞斯判據特殊情況處理 3.6勞斯判據的應用 3.7勞斯判據的難點分析 3.8基於勞斯判據的控制器參數設計 3.9一階系統時域分析 3.10典型二階系統模型 3.11過阻尼及臨界阻尼二階系統時域分析 3.12欠阻尼二階系統時域分析1 3.13欠阻尼二階系統時域分析2 3.14高階系統時域性能近似分析（主導極點） 3.15高階系統時域性能近似分析（偶極子） 3.16穩態誤差的定義 3.17給定輸入作用下的穩態誤差 3.18擾動輸入作用下的穩態誤差 3.19穩態誤差分析計算釋例 3.20給定輸入為冪函數的穩態誤差分析 3.21給定輸入為冪函數的穩態誤差的一般規律 3.22擾動輸入為冪函數的穩態誤差一般規律 3.23冪函數作用下穩態誤差分析的統一規律 3.24基於穩態誤差分析的控制系統結構參數設計 3.25減小或消除誤差的前饋補償控制 3.26基於前饋控制的穩態補償 3.27基於複合控制的結構參數設計 3.28串聯比例微分控制 3.29測速反饋控制 3.30串聯PID控制 第四章 線性控制系統的根軌跡 4.1根軌跡的基本概念和定義 4.2根軌跡的應用 4.3閉環零、極點與開環零、極點的關係 4.4根軌跡方程 4.5常規根軌跡的繪製法則1 4.6常規根軌跡的繪製法則2 4.7根軌跡繪製計算釋例1 4.8根軌跡繪製計算釋例2 4.9典型的概略根軌跡 | 4.10根軌跡繪製法則總結 4.11參數根軌跡的基本概念和定義 4.12參數根軌跡的繪製步驟 4.13參數根軌跡繪製計算釋例1 4.14參數根軌跡繪製計算釋例2 4.15參數根軌跡繪製計算釋例3 4.16零度根軌跡的基本概念和定義 4.17零度根軌跡的繪製法則 4.18零度根軌跡繪製計算釋例 4.19基於根軌跡的系統性能分析 第五章 線性控制系統的頻域分析法 5.1頻率分析法引言 5.2頻率特性的基本概念 5.3頻率特性的物理意義及計算 5.4頻率特性的幾何表示方法（奈奎斯特圖） 5.5頻率特性的幾何表示方法（伯德圖） 5.6典型環節的基本概念和定義 5.7比例、積分、微分環節 5.8慣性和一階微分環節 5.9振盪環節 5.10二階微分環節 5.11不穩定環節 5.12開環幅相曲線的繪製 5.13開環幅相曲線繪製計算釋例1 5.14開環幅相曲線繪製計算釋例2 5.15開環幅相曲線繪製計算釋例3 5.16開環幅相曲線繪製規則1 5.17開環幅相曲線繪製規則2 5.18延遲環節 5.19頻域穩定判據概述 5.20幅角原理 5.21奈奎斯特穩定判據 5.22奈奎斯特穩定判據計算釋例1 5.23奈奎斯特穩定判據計算釋例2 5.24奈奎斯特穩定判據計算釋例3 5.25正負穿越的定義及判定 5.26含積分環節的系統穩定性判定 5.27對數頻率穩定判據 5.28對數頻率穩定判據計算釋例 5.29頻域穩定裕度的概念 5.30相角裕度與幅值裕度的定義 5.31穩定裕度計算釋例 5.32線性系統的校正方法概述 5.33串聯超前校正網絡頻率特性分析 5.34超前校正網絡設計步驟 5.35串聯滯後校正網絡頻率特性分析 5.36滯後校正網絡設計步驟 5.37串聯滯後—超前校正網絡頻率特性分析 5.38滯後—超前校正網絡設計步驟 第六章 線性離散系統的分析 6.1離散系統基本概念 6.2信號的採樣 6.3信號的保持 6.4Z變換定義及性質 6.5Z變換性質 6.6Z反變換 6.7差分方程及其求解 6.8脈衝傳遞函數 6.9開環脈衝傳遞函數 6.10閉環脈衝傳遞函數 6.11離散系統穩定定義及充要條件 6.12離散系統穩定性判斷 6.13離散系統的穩態誤差 6.14離散系統動態性能分析 第七章 非線性控制系統分析 7.1非線性控制系統基本概念 7.2常見非線性特性及其對系統的影響 7.3描述函數的基本概念及求取 7.4描述函數法分析非線性系統的穩定性 7.5描述函數法應用舉例 |
自動控制原理開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2017年09月25日-2017年12月31日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真 | 3-4小時每週 | 3147 |
第2次開課 | 2018年05月12日-2018年07月20日 | 2621 | ||
第3次開課 | 2018年09月24日-2018年12月24日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、齊瑞雲 | 4小時每週 | 1293 |
第4次開課 | 2019年05月06日-2019年07月31日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍 | 5小時每週 | 1278 |
第5次開課 | 2019年09月01日-2020年01月04日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍、楊蒲、齊瑞雲 | 3-5小時每週 | 4505 |
第6次開課 | 2020年03月02日-2020年06月21日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、何真、夏靜萍、楊蒲 | 5894 | |
第7次開課 | 2020年09月21日-2021年01月10日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍、楊蒲 | 5774 | |
第8次開課 | 2021年03月15日-2021年07月04日 | 吳慶憲、姜斌、陳復揚、丁勇、張紹傑、唐超穎、劉劍慰、何真、夏靜萍 | 3590 | |
第9次開課 | 2021年09月13日-2022年01月02日 | 待定 |
自動控制原理課程特色
為適應“互聯網+”新形勢下的教學要求，自動控制原理課程教學團隊建設在線菜單式精品課程，打造“知識、技能一體，網絡、課堂二維，教師、學生、網絡同伴多元”的新型學習模式。適合在線上線下課堂開展教學活動，可增強課程的互動性和輻射能力。
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自動控制原理教學目標
通過對自動控制原理課程的學習，使學習者掌握自動控制的基本原理及系統進行實驗研究和仿真研究的技能，具備複雜自動控制系統進行定性分析、定量計算的能力，為從事相關專業技術工作、科學研究工作、管理工作提供理論基礎。
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自動控制原理學習預備
自動控制原理預備知識
自動控制原理學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《自動控制原理（第二版）》 | 陳復揚、姜斌、陸寧雲 | 2013年8月 | |
《Modern Control Systems（英文版）》 | Richard C. Dorf、Robert H. Bishop | 2012年 | |
《自動控制原理（第六版）》 | 胡壽松 | 2013年 |
自動控制原理所獲榮譽
2019年，自動控制原理課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品在線開放課程”。
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自動控制原理教師簡介
姜斌，南京航空航天大學自動化學院教授，從事飛控和導航系統故障檢測技術等領域研究工作。
[14]
陳復揚，南京航空航天大學自動化學院教授，從事自適應控制、故障診斷與容錯控制、自修復控制等領域研究工作。
[13]
唐超穎，南京航空航天大學自動化學院副教授，從事圖像處理、生物特徵識別等領域研究工作。
[10]
劉劍慰，南京航空航天大學自動化學院副教授，從事故障診斷及其應用等領域研究工作。
[9]
楊蒲，南京航空航天大學自動化學院副教授，承擔自動控制原理、現代控制理論等課程教學工作。
[6]
齊瑞雲，南京航空航天大學自動化學院教授，從事智能控制及其在工業製造、機器人中的應用等領域研究工作。
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- 參考資料
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- 1. 自動控制原理 第1次開課 ．中國大學MOOC[引用日期2021-10-28]
- 2. 自動控制原理 第9次開課 ．中國大學MOOC[引用日期2021-10-28]
- 3. 自動控制原理 ．國家級一流本科課程建設工作網[引用日期2021-10-28]
- 4. 教育部關於公佈首批國家級一流本科課程認定結果的通知 ．中華人民共和國教育部政府門户網站[引用日期2021-10-28]
- 5. 齊瑞雲 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 6. 楊蒲 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 7. 夏靜萍 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 8. 何真 ．中國大學MOOC[引用日期2021-10-28]
- 9. 劉劍慰 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 10. 唐超穎 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 11. 張紹傑 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 12. 丁勇 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 13. 陳復揚 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 14. 姜斌 ．南京航空航天大學自動化學院[引用日期2021-10-28]
- 15. 吳慶憲 ．中國大學MOOC[引用日期2021-10-28]
- 收起
