《自动控制原理》课程标准1. 课程基本信息课程编码：31927课程名称：自动控制原理课程类型：A类课程属类：职业能力课程课程学分：4 参考课时：64课程性质：专业平台课开课部门：电子电气工程学院适用专业（层次）：电力系统自动化技术专业（普专）先修课程：《高等数学》、《电工电子技术》等后续课程：《电机控制技术》、《可编程控制器》等职业资格：高级维修电工入网作业电工证制订：《自动控制原理》课程开发团队批准人：课程负责人：2. 课程详细信息（1）课程简介《自动控制原理》课程通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法使学生理解和掌握自动控制原理的基本理论知识（数学建模、性能分析、系统校正的方法），并以典型自动控制系统（随动系统和调速系统）为案例指导学生运用自动控制理论的思想和方法对实际工程系统进行综合分析达到理论联系实际，逐步培养学生解决自动控制系统调试与维护方面实际问题的能力，达到电气从业人员从事相关工作的基本要求。

（2）课程性质与定位《自动控制原理》课程是电气自动化技术专业(普专) 中职业能力课程类下的一门专业必修课，在整个人才培养过程中具有承上启下的重要地位。

通过前修课程《高等数学》、《电路分析》、《电工电子技术》的学习，将高等数学基础知识和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；同时为后续课程《电机控制技术》、《可编程控制器》等的学习打下必要的理论知识和实践基础。

（3）课程设计思路①本课程教学内容设计采用“一纵三横”的设计思路。

具体来说，“一纵”就是在课程讲授中，要求贯彻自动控制系统的数学建模、时域分析方法、根轨迹法、频域分析方法等课程教学项目这条主线；“三横”就是在讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是自控系统设计分析、维修调试的归宿。

②本课程教学方法设计采用传统教学手段与现代化教法的有机结合。

教学过程中，有针对性地运用多媒体教学、视频教学、实物教学、现场教学、网络教学等多种教学手段优化教学过程，有效地激发学生学习热情；并根据具体的要求，模拟实际现场情况，培养学生的实践技能、工作素质以及岗位适应能力。

③本课程教学模式设计中贯彻“少而精”的原则。

在课程的讲授中对重点、难点讲深讲透，注重阅读教材、完成作业、讨论问题等环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析方法。

（4）课程培养目标①总体目标通过对本课程的学习，使学生理解和掌握现代自动控制原理的基本理论知识，启发引导学生灵活自如地运用所学知识分析解决实际问题，为后续专业课的学习和进一步深造打下必要的理论基础，掌握必要的基本技能。

②具体目标包括知识目标、能力目标和素质目标。

a)知识目标✓熟练掌握积分变换、概率论等数学工具；✓理解反馈控制系统的基本原理；✓理解根轨迹和相轨迹的概念，能够根据轨迹分析系统性能随参数变化的趋势；✓掌握反馈校正、复合校正和根轨迹校正的一般方法。

b)能力目标✓能够建立和简化自动控制系统的数学模型；✓能够对系统进行时域和频域性能分析；✓能够系统进行校正；✓能够利用自动控制的基本理论分析与解决典型的工程实际问题。

c)素质目标✓实践意识：坚持一切从实际出发，不迷信书本。

✓质量意识：认认真真做好每一件事，在学习中的每一个环节都坚持质量至上的思想。

✓协作意识：现代科学技术已经很少是一个人可以独立完成的了，所以要能与同学协同工作、协调配合。

✓创新意识：勇于不断追求和探索新意境、新见解。

✓坚毅意志：具有坚强的意志和顽强的精神，要敢于面对困难、善于克服困难。

（5）课程内容与要求（6）教师任职要求专业能力要求教学能力要求专任教师兼职教师1.有较深的数学理论知识；2.熟悉电气自动化专业的相关专业知识；3.熟练建模，并能熟练地运用自控理论分析系统性能。

1.熟悉工业自动控制的过程；2.能将工业对象抽象为数学模型；3.能利用相关理论改进自动控制系统，提高系统的性能。

1.教学认知能力；2.教学设计能力；3.教学操作能力；4.教学监控能力。

（7）教学条件与设施要求 ① 多媒体教学设施本课程教学在多媒体教室进行。

教室配有多功能投影仪，将抽象、生涩、陌生的实验原理、方法和仪器使用直观化、形象化，激发了学生的学习兴趣，调动了主动学习的积极性，增大了教学信息量，有效扩展了课时容量，提高了教学效率。

运用形式多样的课件教学，能活跃课堂气氛，加深巩固教学内容，使学生感受到学习的喜悦，寓学于乐。

② 实训设备为切实提高学生的职业能力和职业素养， 在具体实践场所（如实验室、生产线、车间等）中主动摸索、探究，建构知识，掌握技能，从“做” 中学习。

本课程实验可以借助电机拖动实训室、电序号 教学项目 单元名称活动建议参考学时1自动控制系统的一般概念1.自动控制的基本概念；2.自动控制系统的基本构成和控制方式；3.自动控制系统中的常见术语和定义；4.衡量自动控制系统性能的要求。

1.利用多媒体、视频等资源展示自动控制系统在工业领域的应用；2.讨论日常生活中用到的与自动控制相关的设备；3.引导学生收集自动控制在工业中所起作用的资料，并能对一些自动控制现象进行分析。

42控制系统的数学模型1控制系统数学建模的方法；2.拉普拉斯正变换和逆变换的作用；3.会用系统的动态结构图化简和梅森公式求解系统传递函数；4.建立系统的数学模型。

结合Matlab 仿真软件进行系统的性能分析143 时域分析法1.线性系统时间响应的性能指标；2.对一阶、二阶系统进行性能分析；3.劳斯判据判断系统稳定性的方法； 4控制系统的稳态误差分析。

.结合Matlab 仿真软件进行系统的性能分析；144 根轨迹法1.根轨迹的基本概念；2.绘制根轨迹的基本条件和基本规则；3.绘制系统的根轨迹并进行性能分析。

结合Matlab 软件进行仿真； 125 频域分析法 1.频率特性的基本概念； 2.典型环节的频率特性；3.绘制系统开环幅相频率特性曲线和对数频率特性曲线；4.奈奎斯特稳定判据和系统的相对稳定性的判断方法。

结合Matlab 软件进行仿真；146 控制系统的校正1.系统校正的基本概念；2.常见的系统校正方法及其特点。

6合计64力电子实训室完成直流电机闭环控制试验等。

（8）实施建议①教学建议：✓教学方法上强调案例式和讨论式教学，加强学生对实际工程应用的理解和训练。

✓教学手段上采用黑板板书和计算机辅助教学双重手段，自控理论建议采用板书形式，使学生能够及时掌握理论知识，配合使用Matlab软件仿真，加深对理论知识的理解。

✓未来教学改革希望将课堂讲授、课后练习、考试考核等教学环节统筹考虑，实现教学效果的整体优化。

②考核评价建议：由于本门课程理论性很强，建议课程采用基础理论知识考核为主、实做考核为辅的最终考核方式，并且加大平时考核所占的比例。

✓平时考核：根据出勤、学习态度、作业完成情况的情况打分，总分100分。

✓期末考核：共100分。

其中，基本理论知识考核：以必要的理论知识为主，分值为80分；实际操作：考核学生实际动手能力，包括线路的连接、仪器的使用、系统性能分析等内容，共20分。

✓最终成绩=平时考核*30%+期末考核*70%。

✓课程按百分制考核，60分为合格，80分以上为良好，90分以上为优秀。

③教材编写和选用建议：建议选用十二五规划教材或正规大型出版社出版的教材，如《自动控制原理》（第五版），胡寿松主编，科学出版社，2012.05；《自动控制原理》，吴麒主编，清华大学出版社，2012.06。

④教学资源建议与利用建议应积极推动共享式利用计算机、多媒体、互联网等的数字化教学资源，组织教学研究人员、专业技术人员和教师开发适合自身课堂教学的信息技术资源，为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具、评价工具；并加强不同部门或者学校教师间、教师与学生间的交流，避免相关教学资源的低水平重复；也可以积极引进国外先进的教育软件，并根据本学校学生的特点加以改进。

（9）附录①课程标准中出现的一些主要术语的解释和说明✓系统：用以完成一定任务的一些部件(或元件)的组合。

✓自动控制：在没有人直接参与的情况下，利用控制装置使受控对象的一个或数个物理量自动按照预定的规律进行（或变化）。

✓自动控制系统：指能够对受控对象的工作状态进行自动控制的系统。

✓拉普拉斯变换：工程数学中常用的一种积分变换，又名拉氏变换。

拉氏变换是一个线性变换，可将一个有引数实数t（t≥0）的函数转换为一个引数为复数s的函数。

✓传递函数：在所有初始条件均为零时，线性定常系统输出量的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比。

✓稳态误差：当系统从一个稳态过度到新的稳态，或系统受扰动作用又重新平衡后，系统可能会出现偏差，这种偏差称为稳态误差，记作ess。

✓根轨迹：根轨迹是开环系统某一参数从零变化到无穷大时，闭环系统特征根在s平面上变化的轨迹。

✓奈奎斯特稳定判据：根据闭环控制系统的开环频率响应判断闭环系统稳定性的准则，美国学者H.奈奎斯特1932年所提出。

②常用专业英语单词Sensor：传感器Transfer function：传递函数Feedback：反馈Automation：自动化Field：现场Bus：总线Model：模型Input：输入Output：输出Controller：控制器Automation：自动化Error: 误差Stability：稳定性Differential：微分Equation：方程Analyze：分析Static：静态的Dynamic：动态的System：系统Performance：性能Linearity：线性③典型案例列举蔬菜大棚恒温控制系统：大棚温度高过某一设定范围，自动降温；低于某一设定范围，自动升温。

自动门控制系统：车走到一定的距离后，门打开，等车离开一段时间之后，车门自动关上。

数控机床：一种装有程序控制系统的自动化机床。