课程简介
本课程是江南大学自动化专业（国家一流本科专业建设点，国家特色专业，江苏省品牌专业A类）核心课程，江苏省首批一流本科课程，江南大学首批卓越课程，至善课程。课程团队由5名教授，3名副教授组成，课程组潘丰教授、陶洪峰教授和熊伟丽教授分别于2016年、2018和2021年分别获江南大学至善教学奖，编写的教材是江苏省高等学校精品教材，“十二五”和“十四五”江苏省高等学校重点教材，教学改革成果获江苏省教学成果奖和江南大学教学成果特等奖表彰。
本课程是江南大学自动化（国家一流本科专业建设点）、电气工程及其自动化（国家一流本科专业建设点）、物联网工程（国家特色专业）等专业的核心课程，同时也适用于机械制造及自动化、测控技术与仪器、计算机等专业。
学会如何建模、分析和设计一个自动控制系统不仅是现代自动化工程师的基本技能，也是自动控制领域科学研究的永恒主题。通过本课程的58个知识点学习，不仅可以加深学生对自动控制基础知识点的理解和掌握，更强化了学生学会利用经典控制理论解决简单控制系统建模、分析和设计问题的能力，为运动控制、过程控制、计算机控制、现代控制理论等后续课程学习打下基础。
课程大纲
第1章 引论-初探自动控制的奥秘
知识点1.自动控制系统的基本原理
知识点2.自动控制系统的分类与基本要求
知识点3.自动控制的历史和发展
课外讨论：分析日常生活和工程项目中自动控制系统实例的简单原理和控制结构；
课外导读：控制科学家之钱学森
课外导读：控制论之父-诺伯特·维纳
第1章测试题
第2章 控制系统的数学模型-被控对象奇妙的化繁到简过程
知识点1.控制系统的数学模型
知识点2.传递函数的基本概念与性质
知识点3.控制系统的结构图与绘制
知识点4.结构图的等效变换和简化
知识点5.控制系统传递函数
知识点6.信号流图和梅森增益公式
课外讨论：利用MATLAB工具建立控制系统的各类模型
课外导读：工业大数据时代的建模技术与艺术
第2次测试题
第1次作业
第3章 控制系统的时域分析法-系统一动一静求平衡
知识点1. 系统的时域响应与性能指标
知识点2. 一阶系统的时域响应与性能指标
知识点3. 二阶系统的单位阶跃响应
知识点4. 二阶系统阶跃响应的性能指标
知识点5. 高阶系统的时域响应
知识点6. 线性定常系统的稳定性及劳斯判据
知识点7. 线性定常系统的稳定性分析
知识点8. 控制系统的稳态误差-稳态误差的计算
知识点9. 控制系统的稳态误差-稳态误差的消除
课外讨论：利用MATLAB工具分析控制系统的动态和稳态时域性能
课外导读：科学家麦克斯韦
第3章测试题
第4章 根轨迹法-奇妙曲线背后的秘密
知识点1.根轨迹的基本概念
知识点2.绘制根轨迹的基本规则(1)
知识点3.绘制根轨迹的基本规则(2)
知识点4.广义根轨迹
知识点5.根轨迹法分析系统性能
知识点6.增加开环零、极点对控制系统性能的影响
课外讨论：利用MATLAB工具绘制控制系统的根轨迹并分析根对系统性能的影响
课外导读：根轨迹方法提出者W.R.Evans
第4章测试题
第2次作业
第5章 控制系统的频域分析-傅氏变换工具剖析系统奥秘
知识点1：频率特性的基本概念
知识点2：频率特性的计算与图示
知识点3：典型环节的频率特性
知识点4：奈奎斯特(Nyquist)图的绘制
知识点5：伯德(Bode)图的绘制
知识点6：最小相位系统与非最小相位系统
知识点7：传递函数的实验法
知识点8：奈奎斯特稳定判据
知识点9：稳定裕量的定义、表示与计算
知识点10：频率特性与系统性能的关系
课外讨论：利用MATLAB工具绘制控制系统的Bode图并分析性能
课外导读：贝尔实验室的工程师科学家Bode和Nyquist
第5章测试题
第6章 控制系统的校正-合适的才是最好的系统改造
知识点1.校正的基本概念和方法
知识点2.串联超前校正
知识点3.串联超前校正设计及实例分析
知识点4.串联滞后校正及实例分析
知识点5.串联滞后超前校正及实例分析
知识点6.期望特性校正及实例分析
知识点7.PID控制器及设计分析
知识点8.反馈校正的基本原理
知识点9.复合校正及实例分析
课外讨论：利用MATLAB工具对控制系统进行串联校正设计并进行校正前后系统性能分析
课外导读：PID的通俗故事
第6章测试题
第3次作业
第7章 非线性系统分析-从理想走进现实
知识点1：非线性系统定义与特征
知识点2：典型非线性特性分析
知识点3：描述函数的定义与求法
知识点4：组合非线性特性的描述函数计算
知识点5：描述函数法分析非线性系统稳定性
知识点6：相平面法的基本概念和绘制方法
知识点7：奇点和奇线
知识点8：相平面法分析非线性系统示例
课外讨论：利用MATLAB工具绘制非线性系统的相平面图并分析自激振荡现象
课后导读：课后导读：控制领域科学家顾毓琇先生在科学技术上的创新开拓
课外导读：领袖数学家亨利·庞加莱
第7章测试题
第8章 离散控制系统-计算机与自动控制的渊源
知识点1. 信号采样与采样控制系统
知识点2. Z变换及其性质
知识点3. 常系数差分方程求解
知识点4. 脉冲传递函数
知识点5. 离散系统稳定性分析
知识点6. 离散系统的稳态误差
知识点7. 离散系统动态性能分析
课外讨论：利用MATLAB工具建立离散系统的模型并分析其稳态和动态性能
课外导读：信息论创始人克劳德·香农
课外导读：图灵-计算机之父，人工智能之父
第8章测试题
第4次作业
知识点1.自动控制系统的基本原理
知识点2.自动控制系统的分类与基本要求
知识点3.自动控制的历史和发展
课外讨论：分析日常生活和工程项目中自动控制系统实例的简单原理和控制结构；
课外导读：控制科学家之钱学森
课外导读：控制论之父-诺伯特·维纳
第1章测试题
第2章 控制系统的数学模型-被控对象奇妙的化繁到简过程
知识点1.控制系统的数学模型
知识点2.传递函数的基本概念与性质
知识点3.控制系统的结构图与绘制
知识点4.结构图的等效变换和简化
知识点5.控制系统传递函数
知识点6.信号流图和梅森增益公式
课外讨论：利用MATLAB工具建立控制系统的各类模型
课外导读：工业大数据时代的建模技术与艺术
第2次测试题
第1次作业
第3章 控制系统的时域分析法-系统一动一静求平衡
知识点1. 系统的时域响应与性能指标
知识点2. 一阶系统的时域响应与性能指标
知识点3. 二阶系统的单位阶跃响应
知识点4. 二阶系统阶跃响应的性能指标
知识点5. 高阶系统的时域响应
知识点6. 线性定常系统的稳定性及劳斯判据
知识点7. 线性定常系统的稳定性分析
知识点8. 控制系统的稳态误差-稳态误差的计算
知识点9. 控制系统的稳态误差-稳态误差的消除
课外讨论：利用MATLAB工具分析控制系统的动态和稳态时域性能
课外导读：科学家麦克斯韦
第3章测试题
第4章 根轨迹法-奇妙曲线背后的秘密
知识点1.根轨迹的基本概念
知识点2.绘制根轨迹的基本规则(1)
知识点3.绘制根轨迹的基本规则(2)
知识点4.广义根轨迹
知识点5.根轨迹法分析系统性能
知识点6.增加开环零、极点对控制系统性能的影响
课外讨论：利用MATLAB工具绘制控制系统的根轨迹并分析根对系统性能的影响
课外导读：根轨迹方法提出者W.R.Evans
第4章测试题
第2次作业
第5章 控制系统的频域分析-傅氏变换工具剖析系统奥秘
知识点1：频率特性的基本概念
知识点2：频率特性的计算与图示
知识点3：典型环节的频率特性
知识点4：奈奎斯特(Nyquist)图的绘制
知识点5：伯德(Bode)图的绘制
知识点6：最小相位系统与非最小相位系统
知识点7：传递函数的实验法
知识点8：奈奎斯特稳定判据
知识点9：稳定裕量的定义、表示与计算
知识点10：频率特性与系统性能的关系
课外讨论：利用MATLAB工具绘制控制系统的Bode图并分析性能
课外导读：贝尔实验室的工程师科学家Bode和Nyquist
第5章测试题
第6章 控制系统的校正-合适的才是最好的系统改造
知识点1.校正的基本概念和方法
知识点2.串联超前校正
知识点3.串联超前校正设计及实例分析
知识点4.串联滞后校正及实例分析
知识点5.串联滞后超前校正及实例分析
知识点6.期望特性校正及实例分析
知识点7.PID控制器及设计分析
知识点8.反馈校正的基本原理
知识点9.复合校正及实例分析
课外讨论：利用MATLAB工具对控制系统进行串联校正设计并进行校正前后系统性能分析
课外导读：PID的通俗故事
第6章测试题
第3次作业
第7章 非线性系统分析-从理想走进现实
知识点1：非线性系统定义与特征
知识点2：典型非线性特性分析
知识点3：描述函数的定义与求法
知识点4：组合非线性特性的描述函数计算
知识点5：描述函数法分析非线性系统稳定性
知识点6：相平面法的基本概念和绘制方法
知识点7：奇点和奇线
知识点8：相平面法分析非线性系统示例
课外讨论：利用MATLAB工具绘制非线性系统的相平面图并分析自激振荡现象
课后导读：课后导读：控制领域科学家顾毓琇先生在科学技术上的创新开拓
课外导读：领袖数学家亨利·庞加莱
第7章测试题
第8章 离散控制系统-计算机与自动控制的渊源
知识点1. 信号采样与采样控制系统
知识点2. Z变换及其性质
知识点3. 常系数差分方程求解
知识点4. 脉冲传递函数
知识点5. 离散系统稳定性分析
知识点6. 离散系统的稳态误差
知识点7. 离散系统动态性能分析
课外讨论：利用MATLAB工具建立离散系统的模型并分析其稳态和动态性能
课外导读：信息论创始人克劳德·香农
课外导读：图灵-计算机之父，人工智能之父
第8章测试题
第4次作业