自动控制理论
自动控制理论
1000+ 人选课
更新日期:2025/05/02
开课时间2025/01/31 - 2025/07/31
课程周期26 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

一、本课程共6章,113个教学微视频,视频总时长达817分钟。

二、本课程配套线下教材为《自动控制原理》张明君 杜鹏英等 科学出版社。

三、教学计划如下:

      第1章:课程导论

      内容包括:自动控制理论的应用、发展、系统分类、典型输入信号、教学内容在学科中的地位、各部分内容的关系等。

      第2章:线性系统的数学模型

     内容包括:导论、线性系统的微分方程、拉普拉斯变换、传递函数、典型环节的传递函数、系统结构图、信号流图、小结。

      第3章:线性系统的时域分析

     内容包括:导论、系统的输入信号与性能指标、一阶系统时域分析、二阶系统时域分析、线性系统稳定性分析、线性系统的稳态误差、高阶系统的时域分析、小结与思考讨论。

      第4章: 线性系统的根轨迹

      内容包括:基本概念、绘制根轨迹的规则、利用根轨迹分析系统的性能、小结与思考讨论。

      第5章: 线性系统的频域分析

      内容包括:导论、频率特性的概念、典型环节的频率特性、开环对数频率特性、系统开环Nyquist图、Nyquist图稳定判据、

                  相对稳定性、对频率特性分析系统品质、小结与思考讨论。

      第6章:线性系统的校正和设计

      内容包括:导论、串联超前校正、串联滞后校正、串联滞后-超前校正、按期望特性对系统进行校正、PID控制规律、小结。

五、授课方式介绍
      基于OBE教学理念,采用问题引导式、案例式等方法。在开头提供每个章节的任务和要求,可以掌握课程的架构及目标任务要求,同时也是知识点的导航;同时通过案例导出教学内容,随着教学内容的学习和推进,案例即可完成。开设的 SPOC班采用线上线下混合式教学。

六、成绩评价:  MOOC学员采用线上评价体系;SPOC学员采用过程性评价与终结性评价相结合、线上与线下结合的评价体系。

       1.MOOC学员:

       总成绩=线上成绩,线上成绩如下:

      (1)观看视频             占5%

      (2)作业成绩             占 15%

      (3)测验成绩             占 50%

      (4)考试成绩             占 20%

      (5)发帖讨论             占 5%

      (6)笔      记              占5%

       2.SPOC学员:

       总成绩=线上成绩*40%+线下60%

       线上成绩如下组成

       (1)视频观看             占 10%

       (2)作业成绩             占 30%

       (3)测验成绩             占 30%

       (4)考试成绩             占 20%

       (5)发帖讨论成绩      占 10%

       线下成绩如下组成

       (1)平时成绩             占20%

       (2)期末考试             占80%

      

课程大纲
平台使用简单说明
第一节 学生平台使用简单说明
学生平台使用简单说明
第二节 教师平台使用简单说明
平台教师操作手册整理版
课程总目标和能力要素
课程总目标和能力要素
课程总目标和能力要素
第一章 课程导论
第一章 自学引导
第一章 目标和能力要素
第一章 知识导论思维导图
第一章 知识要点和任务要求
导论
本章导论(视频)
第一节 从实际应用说起
从实际应用说起(视频)
从实际说起(课件)
第二节 初始“自动控制系统”
初始“自动控制系统”(视频)
初始“自动控制系统”(课件)
第三节 自动控制的“前世、今生和未来”
自动控制的“前世、今生和未来”(视频)
自动控制的“前世、今生和未来”(课件)
第四节 自动控制系统的“家族”
自动控制系统的“家族”(视频)
自动控制系统的“家族”(课件)
第五节 自动控制理论的研究内容
自动控制理论的研究内容(视频)
自动控制理论的研究内容(课件)
第六节 系统分析中常用的几种输入信号
系统分析中常用的几种输入信号(视频)
系统分析中常用的几种输入信号(课件)
小 结
小结(视频)
小结(课件)
拓展案例1-3 前沿技术-智能汽车-思考
案例
第一章 案例说明
拓展案例1-1 前沿技术-台达智能制造生产线-思考
拓展案例1-1 前沿技术-台达智能制造生产线
拓展案例1-2 前沿技术-足球机器人-思考
拓展案例1-2 前沿技术-足球机器人
拓展案例1-3 前沿技术-智能汽车
拓展案例1-3 前沿技术-智能汽车
第二章 线性系统的数学模型
第二章 自学引导
第二章 目标和能力要素
第二章 知识导航思维导图
第二章 知识要点和任务要求
导 论
导论(视频)
本章导论(课件)
第一节 线性系统的微分方程
线性系统的微分方程(视频)
相似系统(视频)
非线性系统线性化(视频)
线性系统的微分方程(课件)
第二节 拉普拉斯变换
拉普拉斯变换导论(视频)
拉普拉斯变换定义(视频)
拉普拉斯变换性质(视频)
拉氏反变换(1)(视频)
拉氏反变换(2)(视频)
拉普拉斯变换(课件)
第三节 传递函数
传递函数的定义及表示(视频)
微分方程转化法(视频)
复阻抗法(视频)
传递函数(课件)
第四节 典型环节传递函数
典型环节—导论(视频)
典型环节—比例环节、惯性环节(视频)
积分环节 微分环节(视频)
振荡环节、延迟环节(视频)
典型环节传递函数(课件)
第五节 系统结构图
结构图定义和组成(视频)
结构图的绘制(视频)
结构图的等效和化简(1)——环节合并(视频)
结构图的等效和化简(2)——信号相加点和分支点的移动和互换(视频)
结构图的等效和化简(3)——带干扰信号的系统(视频)
小结和思考讨论(视频)
综合应用(视频)
系统结构图(课件)
第六节 信号流图
系统信号流图的定义和绘制(视频)
梅逊公式-求传递函数(视频)
信号流图(课件)
小 结
小结和思考讨论(课件)
案例
第二章 案例说明
拓展案例2-1 综合案例-实际复杂电路的数学模型
拓展案例2-2 综合拓展-实际复杂电路系统的建模2
第三章 线性系统的时域分析
第三章 自学引导
第三章 目标和能力要素
第三章 知识导航思维导图
第三章 知识点和学习任务
导 论
导论(视频)
导论(课件)
第一节 系统的输入信号与性能指标
系统输入信号与性能指标(视频)
系统的输入信号与性能指标I(课件)
第二节 一阶系统时域分析
导论
一阶系统的单位阶跃(视频)
一阶系统的单位脉冲信号、斜坡、加速度信号(视频)
小结和讨论
一阶系统时域(课件)
第三节 二阶系统时域分析
导论
二阶系统数学模型(视频)
二阶系统的单位阶跃响应(欠阻尼)(视频)
二阶系统单位阶跃响应(临界阻尼、过阻尼、无阻尼情况)(视频)
二阶系统单位阶跃响应(特征根与单位阶跃响应)(视频)
二阶系统的性能指标(视频)
二阶系统的校正(视频)
小结和思考讨论(视频)
二阶系统时域分析(课件)
第四节 线性系统稳定性分析
稳定性概念与充要条件(视频)
劳斯判据(1)一般情况(视频)
劳斯判据(2)特殊情况(视频)
小结和思考讨论(视频)
线性系统稳定性分析(课件)
第五节 线性系统的稳态误差
线性系统的稳态误差-基本概念(视频)
误差系数法求稳态误差(视频)
带干扰信号的稳态误差(1)-分析(视频)
考虑干扰性信号的稳态误差(2)-例(视频)
线性系统的稳态误差_小结(视频)
线性系统的稳态误差(课件)
第六节 高阶系统时域分析
高阶系统的时域分析(视频)
高阶系统时域分析(课件)
小 结与思考讨论
小结与思考讨论(课件)
案例
第三章 案例说明
拓展案例3-1 综合拓展-实际复杂电路系统的分析1
拓展案例3-2 综合拓展-实际复杂电路系统的分析2
第四章 线性系统的根轨迹分析
第四章 自学引导
第四章 目标和能力要素
第四章 知识导航思维导图
第四章 知识要点和任务要求
第一节 基本概念
根轨迹与根轨迹分析法(视频)
幅值条件和相角条件(视频)
根轨迹基本概念(课件)
第二节 绘制根轨迹的规则
绘制根轨迹的规则1-5(视频)
绘制跟轨迹的规则6-8(视频)
参数根轨迹和零度根轨迹(视频)
绘制根系统的轨迹(课件)
第三节 利用根轨迹分析系统的性能(工程应用)
根轨迹分析系统的性能及工程应用(1)(视频)
根轨迹分析系统性能及工程应用(2)(视频)
根轨迹分析系统的性能及工程应用(课件)
小结与思考讨论
小结与思考讨论
案例
第四章 案例说明
拓展案例4-1 综合拓展-实际复杂电路系统的根轨迹分析1
拓展案例4-2 综合拓展-实际复杂电路系统的根轨迹分析2
第五章 线性系统的频域分析
第五章 自学引导
第五章 目标和能力要素
第五章 知识导航思维导图
第五章 知识要点和任务要求
导论
导论(视频)
导论(课件)
第一节 频率特性的概念
频率特性的概念(视频)
频率特性的图形表达(视频)
频率特性概念(课件)
第二节 典型环节的频率特性
典型环节的对数频率特性(比例、积分、微分)(视频)
典型环节的对数频率特性(惯性、一阶微分)(视频)
典型环节的对数频率特性(二阶振荡、二阶微分、延迟环节)(视频)
对数频率特性图形对比分析及规律总结(视频)
典型环节对数频率特性(课件)
第三节 开环对数频率特性
开环对数频率特性与典型环节之间的关系(视频)
开环对数频率特性的绘制过程(视频)
开环对数频率特性绘制的应用案例(视频)
最小相位系统(视频)
开环对数频率特性的工程应用(视频)
开环对数频率特性(课件)
第四节 系统开环Nyquist图(极坐标图、幅相曲线)
Nyquist图及绘制概述(视频)
典型环节的Nyquist图(视频)
不含积分环节的开环频率特性Nyquist图绘制(视频)
含积分环节的开环Nyquist图绘制(视频)
各型别系统开环幅频特性的绘制(视频)
开环频率特性Nyquist图绘制应用(视频)
系统开环频率特性Nyquist图(极坐标图、幅相曲线)(课件)
第五节 Nyquist稳定判据
Nyquist稳定判据概述(视频)
Nyquist稳定判据一(视频)
Nyquist稳定判据二(视频)
Nuquist稳定判据——穿越法(视频)
Nuquist稳定判据-对数稳定判据(视频)
Nyquist稳定判据(课件)
第六节 相对稳定性
相对稳定性概述(视频)
稳定裕量(视频)
相对稳定性分析(视频)
相对稳定性分析工程应用1(视频)
相对稳定性分析工程应用2(视频)
相对稳定性分析(课件)
第七节 用频率特性分析系统品质
闭环频率特性及系统性能指标(视频)
三段法分析系统性能(视频)
用频率特性分析系统品质(课件)
小结与思考讨论
小结与思考讨论
案例
第五章 案例说明
拓展案例5-1 综合拓展-实际复杂系统的频域分析1
拓展案例5-2 综合拓展-实际复杂电路系统的根轨迹分析2
第六章 线性系统的校正
第六章 自学引导
第六章 目标和能力要素
第六章 知识导航思维导图
第六章 知识要点和任务要求
导 论
导论(视频)
导论(课件)
第一节 串联超前校正
串联超前校正概念(视频)
串联超前校正设计(视频)
串联超前校正(课件)
第二节 串联滞后校正
串联滞后校正概念(视频)
串联滞后校正设计(1)(视频)
串联滞后校正设计(2)(视频)
串联滞后校正(课件)
第三节 串联滞后-超前校正
串联滞后超前校正概念(视频))
串联滞后-超前校正设计(1)(视频)
串联滞后-超前校正设计(2)(视频)
串联滞后-超前校正(课件)
第四节 按期望特性对系统进行校正
期望系统的Bode图特性及设计方法(视频)
按期望特性对系统进行校正(课件)
第五节 PID控制规律
PID控制规律概述(视频)
比例(P)控制规律(视频)
比例积分(PI)控制规律(视频)
比例微分(PD)控制规律(视频)
比例J积分微分(PID)控制规律(视频)
PID控制规律(课件)
小 结
小结
案例
第六章 案例说明
拓展案例6-1 深度拓展-位置随动系统分析
课程综合设计
设计1 道具入库自动控制系统
项目1-1 刀具入库控制实现效果(视频)
项目1-2 自动刀库入库控制系统设计要求
项目1-3 自动刀库入库控制系统设计报告(学生)
设计2 电机调速控制系统
项目2-1 电机调速控制系统实现效果
项目2-2 运动调速闭环控制系统要求
项目2-3 运动调速闭环控制系统设计报
拓展-现代控制
第一章 绪论
1现代控制理论-第一章-绪论.pdf
第二章-状态空间方程
2现代控制理论-第二章-状态空间方程.pdf
第三章-状态空间的解
3现代控制理论-第三章-状态空间的解.pdf
第四章-能控性与能观性
4现代控制理论-第四章-能控性与能观性.pdf
第五章-稳定性分析
5现代控制理论-第五章-稳定性分析.pdf
第六章-状态反馈和观测器
6现代控制理论-第六章-状态反馈和观测器.pdf
拓展-课外延拓