课程简介
随着科学技术的飞速发展，自动控制技术越来越广泛地应用于工业、农业、交通、国防、宇航、国民生活等各个领域。作为电气信息类专业的学生，学习并掌握自动控制的基本理论和方法，对正确运用控制论这一科学方法论分析和解决问题，具有重要的理论意义和现实意义。本课程是自动化学科的专业基础课，主要介绍：反馈控制理论，包括自动控制的基本概念，自动控制系统的组成；控制系统的数学模型及建模方法；时域分析法，包括时域性能指标的定义，劳斯稳定判据、稳态误差分析、动态性能分析及时域校正方法；根轨迹分析法，包括闭环根轨迹图的绘制及基于根轨迹图的系统性能的定性分析；频域分析法，包括频率特性的概念、频率特性的绘制，Nyquist稳定性判据，频域性能指标的定义，以及频率响应法定量分析控制系统动态性能的方法；控制系统的综合校正方法，重点介绍串联校正、反馈校正和复合控制校正的原理及方法。
南京理工大学自动化学院自动化教学团队承担了超过16余年的“控制工程基础”课程教学，授课对象主要为自动化、电气工程及其自动化等专业的本科生，课程负责人为国家级教学名师，各位主讲教师具有丰富的教学经验。通过课程教学团队多年的努力和不断的教学改革与实践，该课程被评为2004年度国家精品课程，2009年度教育部双语教学示范课程，2013年获国家级精品资源共享课程。
在这里，你可以通过观看到网络高清教学视频，配合课件、单元测试、单元作业、素材库、试题库等教学资源逐步深入地学习自动控制理论，并有专业教师为您答疑解惑。通过课程的学习，可以逐步扎实地掌握控制理论知识，更可为将来的深造学习奠定良好的基础。
课程大纲
1 自动控制的基本概念
1.1 自动控制的基本原理与方法
1.1.1 自动控制技术及其应用
1.1.2 自动控制发展简史
1.1.3 反馈控制原理
1.2 自动控制系统基本控制方式
1.2.1 开环控制
1.2.2 闭环控制
1.2.3复合控制
1.3 闭环控制基本组成
1.4 自动控制系统的分类
1.5 自动控制系统的基本要求
1.5.1 稳定性
1.5.2 快速性
1.5.3准确性
2 控制系统的数学模型
2.1 微分方程和传递函数
2.1.1线性常微分方程及求解
2.1.2 传递函数
2.1.3 传递函数的性质
2.2 常用控制元件的传递函数
2.2.1 无源网络
2.2.2 有源网络
2.2.3 常用检测元件
2.2.4 常用执行元件
2.3 方块图及其等效变换
2.3.1 控制系统的方块图
2.3.2 方块图的等效变换
2.3.3 用Mason公式求传递函数
2.4典型环节及其传递函数
2.5 反馈控制系统的传递函数
2.5.1 开环传递函数
2.5.2 闭环系统的传递函数
2.5.3闭环系统的输出
2.5.4闭环系统的误差
3 线性系统的时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1典型输入信号
3.1.2 时域性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的阶跃响应
3.2.3 一阶系统的斜坡响应
3.2.4一阶系统的脉冲响应
3.2.5 线性定常系统的重要结论
3.3 二阶系统时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的阶跃响应
3.3.3 二阶系统的性能指标
3.3.4二阶系统的斜坡响应
3.3.5二阶系统的脉冲响应
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1高阶系统的数学模型
3.4.2 高阶系统的阶跃响应
3.4.3 高阶系统的性能分析
3.4.4 主导极点的概念
3.5 控制系统的稳定性分析
3.5.1 稳定的概念
3.5.2 线性定常系统稳定的充要条件
3.5.3 劳斯稳定判据
3.5.4劳斯稳定判据的应用
3.6 控制系统的稳态误差分析
3.6.1 误差与稳态误差的概念
3.6.2 系统的类型
3.6.3 静态误差系数
3.6.4 扰动作用引起的稳态误差
4 线性系统的根轨迹法
4.1 根轨迹方程
4.1.1 根轨迹概念
4.1.2 根轨迹与系统性能
4.1.3 根轨迹方程
4.2 根轨迹绘制的基本法则
4.2.1根轨迹绘制的七条基本法则
4.2.2 闭环极点的确定
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2等效开环传递函数
4.3.3 附加开环零点的作用
4.3.4 附加开环极点的影响
4.3.5 零度根轨迹
5 线性系统的频率响应法
5.1 频率特性和频率特性图
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2频率特性的几何表示法
5.1.3 典型环节的频率特性图
5.2 控制系统的开环频率特性图
5.2.1 对数坐标图
5.2.2 极坐标图
5.2.3最小相位系统与非最小相位系统
5.3 奈奎斯特稳定判据
5.3.1 幅角原理
5.3.2 奈奎斯特稳定判据
5.3.3对数稳定判据
5.3.4 稳定裕量
5.4 频率特性与时域性能的关系
5.4.1典型系统的对数幅频特性
5.4.2 开环对数幅频特性与时域性能的关系
5.4.3 闭环频率特性
5.4.4 闭环频率特性与时域性能的关系
6 控制系统的校正方法
6.1 控制系统设计的基本概念
6.1.1 性能指标
6.1.2 初步设计
6.1.3 校正的作用
6.1.4 校正方式
6.1.5 校正装置
6.2 时域法校正
6.2.1 二阶系统的比例微分控制
6.2.2 二阶系统的速度反馈控制
6.2.3 比例积分控制
6.2.4 PID控制
6.3 频率法校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联迟后校正
6.3.3 迟后—超前校正
6.3.4 反馈校正
6.4 复合控制校正
6.4.1 复合控制的特点
6.4.2 按扰动补偿的复合控制系统
6.4.3 按输入补偿的复合控制系统
1.1 自动控制的基本原理与方法
1.1.1 自动控制技术及其应用
1.1.2 自动控制发展简史
1.1.3 反馈控制原理
1.2 自动控制系统基本控制方式
1.2.1 开环控制
1.2.2 闭环控制
1.2.3复合控制
1.3 闭环控制基本组成
1.4 自动控制系统的分类
1.5 自动控制系统的基本要求
1.5.1 稳定性
1.5.2 快速性
1.5.3准确性
2 控制系统的数学模型
2.1 微分方程和传递函数
2.1.1线性常微分方程及求解
2.1.2 传递函数
2.1.3 传递函数的性质
2.2 常用控制元件的传递函数
2.2.1 无源网络
2.2.2 有源网络
2.2.3 常用检测元件
2.2.4 常用执行元件
2.3 方块图及其等效变换
2.3.1 控制系统的方块图
2.3.2 方块图的等效变换
2.3.3 用Mason公式求传递函数
2.4典型环节及其传递函数
2.5 反馈控制系统的传递函数
2.5.1 开环传递函数
2.5.2 闭环系统的传递函数
2.5.3闭环系统的输出
2.5.4闭环系统的误差
3 线性系统的时域分析法
3.1 典型控制过程及性能指标
3.1.1典型输入信号
3.1.2 时域性能指标
3.2 一阶系统分析
3.2.1一阶系统的数学模型
3.2.2 一阶系统的阶跃响应
3.2.3 一阶系统的斜坡响应
3.2.4一阶系统的脉冲响应
3.2.5 线性定常系统的重要结论
3.3 二阶系统时域分析
3.3.1 二阶系统的数学模型
3.3.2 二阶系统的阶跃响应
3.3.3 二阶系统的性能指标
3.3.4二阶系统的斜坡响应
3.3.5二阶系统的脉冲响应
3.4 高阶系统的时域分析
3.4.1高阶系统的数学模型
3.4.2 高阶系统的阶跃响应
3.4.3 高阶系统的性能分析
3.4.4 主导极点的概念
3.5 控制系统的稳定性分析
3.5.1 稳定的概念
3.5.2 线性定常系统稳定的充要条件
3.5.3 劳斯稳定判据
3.5.4劳斯稳定判据的应用
3.6 控制系统的稳态误差分析
3.6.1 误差与稳态误差的概念
3.6.2 系统的类型
3.6.3 静态误差系数
3.6.4 扰动作用引起的稳态误差
4 线性系统的根轨迹法
4.1 根轨迹方程
4.1.1 根轨迹概念
4.1.2 根轨迹与系统性能
4.1.3 根轨迹方程
4.2 根轨迹绘制的基本法则
4.2.1根轨迹绘制的七条基本法则
4.2.2 闭环极点的确定
4.3 广义根轨迹
4.3.1 参数根轨迹
4.3.2等效开环传递函数
4.3.3 附加开环零点的作用
4.3.4 附加开环极点的影响
4.3.5 零度根轨迹
5 线性系统的频率响应法
5.1 频率特性和频率特性图
5.1.1 频率特性的基本概念
5.1.2频率特性的几何表示法
5.1.3 典型环节的频率特性图
5.2 控制系统的开环频率特性图
5.2.1 对数坐标图
5.2.2 极坐标图
5.2.3最小相位系统与非最小相位系统
5.3 奈奎斯特稳定判据
5.3.1 幅角原理
5.3.2 奈奎斯特稳定判据
5.3.3对数稳定判据
5.3.4 稳定裕量
5.4 频率特性与时域性能的关系
5.4.1典型系统的对数幅频特性
5.4.2 开环对数幅频特性与时域性能的关系
5.4.3 闭环频率特性
5.4.4 闭环频率特性与时域性能的关系
6 控制系统的校正方法
6.1 控制系统设计的基本概念
6.1.1 性能指标
6.1.2 初步设计
6.1.3 校正的作用
6.1.4 校正方式
6.1.5 校正装置
6.2 时域法校正
6.2.1 二阶系统的比例微分控制
6.2.2 二阶系统的速度反馈控制
6.2.3 比例积分控制
6.2.4 PID控制
6.3 频率法校正
6.3.1 串联超前校正
6.3.2 串联迟后校正
6.3.3 迟后—超前校正
6.3.4 反馈校正
6.4 复合控制校正
6.4.1 复合控制的特点
6.4.2 按扰动补偿的复合控制系统
6.4.3 按输入补偿的复合控制系统