机械控制工程理论基础课程教学大纲 (1).docx
“机械控制工程理论基础”课程教学大纲英文名称：ElementsofMechanicalControlTheory
课程编号：MACH3435
学时：56(理论学时：40实验学时：16课外学时：20)
学分：3
适用对象：机械类、动力类本科生
先修课程：高等数学，理论力学，电工电子技术
使用教材及参考书：
[1]董霞、陈康宁、李天石.机械控制理论基础.西安交通大学出版社，2005.ISBN7-5605-2041-3.
[2]董景新等.控制工程基础(第二版).清华大学出版社，2003.
ISBN:9787302063872
[3][美]KatsuhikoOgata著,卢伯英、于海勋译.现代控制工程(第三版).电子工业出版社，2000.ISBN
7-5053-5395-0/TN.1247.
一、课程性质和目的
性质：专业基础
目的：
1.培养学生从动态和系统的角度建立机械系统数学模型的能力；
2.培养学生对机械控制系统进行动态分析的能力；
3.培养学生对机械控制系统的设计能力和综合能力；
4.培养学生使用计算机仿真能力；
5.培养学生系统分析能力和综合能力。
二、课程内容简介
机械控制理论是研究“控制论”在“机械工程”中应用的科学，本课程主要介绍机械控制工程的基本概念、机电系统数学模型的建立、机电控制系统的时域分析和频域分析、机电控制系统的稳定性分析和机电控制系统的设计和校正。通过课程教学和实验，培养学生对机电控制系统进行动态分析的能力和综合能力。
三、教学基本要求
1.了解机电系统的数学模型并掌握基本的建模方法；
2.掌握机电控制系统时域分析方法；
3.掌握机电控制系统的频域分析方法；
4.掌握机电控制系统稳定性分析方法；
5.初步掌握机械控制系统设计和校正方法。
四、教学内容及安排
第一章：绪论
1.理解“机械工程控制”的基本含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任务；
2.初步建立系统、反馈、控制、闭环系统等的基本概念。
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节(请打“√”)
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合大作业
其他
1.1-1.4
2
√
第二章：拉普拉斯变换的数学方法
1.熟练掌握拉普拉斯变换的基本性质和拉氏反变换的基本方法；
2.掌握典型时间函数的拉氏变换以及它们的特点和相互关系；
3.不强调拉氏变换在数学理论上的严密推导。
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节(请打“√”)
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合大作业
其他
2.1-2.6
5
√
√
第三章：系统的数学模型
1.理解线性与非线性、定常与时变等不同系统之主要区别；
2.掌握运用力学、电学基础知识对系统建模的方法；
3.理解并掌握传递函数、方块图、信号流图、状态方程等重要
概念；
4.掌握传递函数的处理方法、方块图的简化方法以及方块图与传递函数的相互关系；
5.理解信号流图与方块图、传递函数的关系。
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节(请打“√”)
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合大作业
其他
3.1-3.6
7
√
√
第四章：控制系统的时域分析
1.理解时间响应、脉冲响应函数的概念以及时间响应的组成；
2.重点掌握一阶、二阶系统的瞬态响应特性，以及瞬态响应的性
能指标；
3.对二阶系统的不同阻尼特性(欠阻尼、过阻尼等)要有明确的概念；
4.理解误差与稳态误差的概念，重点掌握各型系统的位置、速度
和加速度误差系数以及系统类型、开环增益与系统稳态误差的关系。教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节(请打“√”)
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合大作业
其他
4.1-4.6
7
3
√
√
第五章：系统的频率特性
1.掌握频率特性的基本概念以及频率特性与系统传递函数、脉冲响应函数之间的关系；
2.掌握对数坐标图(伯德图)的概念以及各个典型环节的对数坐标图，绘制系统伯德图的一般步骤及其特点，以及由伯德图估计最小相位系统传递函数的方法；
3.掌握极坐标图(乃奎斯特图)的概念以及各典型环节的极坐标图；绘制系统极坐标图的一般步骤及其特点；
4.掌握频域中的性能指标及其与时域性能指标的关系；
5.理解最小相位系统与非最小相位系统的概念；
6.理解频域法系统辨识的基本原理以及实验方法、实验曲线拟和的基本原理；
7.了解闭环频率响应的意义。
教学安排及教学方式
教学环节学时分配
课后环节(请打“√”)
章节数
授课
实验
上机
讨论
作业
自学
综合