自动控制理论
自动控制理论
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/25
开课平台学银在线
开课高校哈尔滨工程大学
开课教师王辉张兰勇刘胜白涛李芃王宇超
学科专业工学自动化类
开课时间2024/03/15 - 2024/05/10
课程周期8 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

本课程依据自动控制理论教学大纲的要求,从重视理论基础与基本概念、拓宽专业面出发,结合广泛的自动化相关专业背景知识使学生系统地了解和掌握自动控制原理的基本概念、理论与方法,能够根据工程实际问题需要分析和设计实用的控制器,能够运用反馈控制的思维方法解决自动控制中的实际问题,为从事相关技术领域的科学研究与工程实践打下坚实的理论基础。

本课程以经典控制理论作为主要内容,还包括现代控制理论两部分内容。经典控制理论深入浅出讲授自动控制基本概念和控制系统的数学模型全面的阐述了自动控制系统时域分析法、控制系统根轨迹分析法、线性系统的频率分析法、线性系统的校正设计等;探讨了相平面和描述函数法等非线性控制系统分析法详细讨论了离散控制系统的基础理论、数学模型、分析等问题;现代控制理论主要介绍状态空间模型、能控性和能观性、状态变量反馈控制系统设计、状态观测器设计等。

根据自动控制理论的课程性质,将许多“三海”特色的科研成果和研究体会贯穿到整个教学环节当中。以船舶航向控制为例,讲授自动控制系统的组成;以减摇鳍为例,讲授控制系统频域校正与综合(本课程的重点和难点);以猎雷声纳稳定控制平台为例,讲授李雅普诺夫稳定性分析方法(本课程的难点)等内容。


课程大纲

自动控制系统基本概念及数学模型

  • 1.1 自动控制理论课程简介
  • 1.2 自动控制系统基本概念
  • 1.3 控制系统的数学模型
  • 1.4 控制系统的传递函数及结构图
  • 1.5 信号流图
  • 1.6 第一章练习题

自动控制系统的时域分析

  • 2.1 系统时域性能指标定义
  • 2.2 一阶系统时域分析
  • 2.3 二阶线性系统时域分析
  • 2.4 高阶系统,主导极点
  • 2.5 劳斯稳定判据
  • 2.6 稳态误差计算
  • 2.7 第二章练习题

自动控制系统根轨迹分析法

  • 3.1 根轨迹绘制步骤一
  • 3.2 根轨迹绘制步骤二
  • 3.3 根轨迹分析
  • 3.4 第三章练习题

线性系统的频域分析法

  • 4.1 频率特性
  • 4.2 开环幅相频率特性曲线的绘制
  • 4.3 开环对数频率特性曲线的绘制
  • 4.4 频率域稳定判据
  • 4.5 奈奎斯特判据的扩展
  • 4.6 稳定裕度
  • 4.7 第四章练习题

线性系统的校正设计

  • 5.1 校正设计的基本问题
  • 5.2 分析法校正
  • 5.3 第五章练习题

非线性控制系统分析

  • 6.1 非线性控制系统的基本问题
  • 6.2 描述函数法
  • 6.3 描述函数法二
  • 6.4 第六章练习题

离散控制系统分析

  • 7.1 数字控制系统数学基础
  • 7.2 线性差分方程及闭环脉冲函数
  • 7.3 离散系统的稳定判据
  • 7.4 数字控制系统动态响应及稳态误差分析
  • 7.5 最小拍离散系统一
  • 7.6 最小拍离散系统二
  • 7.7 第七章练习题