自动控制理论Ⅱ

课程代码：11120320

课程名称：自动控制理论II

课程类别（选修课或必修课）：必修课

授课周数：8周

周 学 时：2.0-1.0

课程学分：2.5

面向对象：本科大二（下）以上的自动化专业及相关工科及电类专业的学生

预修课程要求：微积分、常微分方程、复变函数、线性代数、电路原理、过程工程原理、自动控制理论I等等

一、课程介绍（100-150字）

本课程是自动控制理论I的后续课程，主要内容有：系统讲授离散控制系统的基本理论与方法、线性控制系统的状态空间分析与综合方法，以及非线性控制系统分析的基本概念与方法简介。

除了理论课程外，本课程还有0.5学分配合理论课程进度的实验课程。主要指导学生将MATLAB用作学习自动控制理论的辅助工具，完成Matlab环境下的控制系统计算、分析、设计和仿真；基于实验箱体系，完成典型环节与系统模拟实验。

二、教学目标

本课程在自动控制理论I的基础上，继续深化控制理论的学习。重点是通过对离散控制理论的学习，使学生打下计算机控制的理论基础；通过对基于状态空间模型的系统分析与综合的学习，掌握现代控制理论的精髓；通过对非线性系统的简单介绍，扩展学生视野。

(一) 主要内容

理论部分

第七章　线性离散系统的分析与综合

7.1 离散系统的基本概念

7.2 采样过程及采样定理

7.3 Z变换

7.4 脉冲传递函数

7.5采样系统的数学模型及求解

7.6 连续模型的离散化

7.7采样系统的性能分析

7.8 数字控制器设计

第八章　线性系统的状态空间分析与综合

8.1 能控性和能观性

8.2 线性变换及标准型　

8.3线性系统的不变子空间分解

8.4 离散状态空间表达式及其求解

8.5线性定常系统的状态反馈

8.6 线性定常系统的状态观测器

8.7 分离原理

8.8 小结

第九章　非线性控制系统简介

9.1 引言

9.2 描述函数法

9.3 李亚普诺夫稳定性分析

实验部分

   第一部分  控制系统计算机辅助分析与设计

      1.1 控制系统根轨迹分析与设计

       1.2 控制系统频域分析与设计

1.3 离散系统分析与设计

       1.4 状态空间模型系统分析与设计

第二部分  基于电子模拟实验箱的控制理论实验

      2.1 典型环节频率特性的测试

   2.2 线性系统频率特性的测试

      2.3 信号的采样与恢复

      2.4 典型非线性环节的模拟

      2.5 非线性系统的相平面分析

(二)学习目标

在掌握课堂上教授的各知识点基础上，能将所学知识融会贯通，能学以致用地对具体的对象建立数学模型，分析其性能，设计出满足性能要求的控制系统。

三、课程要求

（一）授课方式

教学方式：以课堂讲授为主。

教学方法：理论课的课堂教学采用多媒体投影教学与板书并用的方式；

实验部分单列。

（二）学习要求

1．预习、复习，按时完成按周布置的课外作业(题量所花时间大约为课时数的1－2倍)，在规定时间上交作业。

2．通过课堂内的提问与每1~2章进行的随堂练习，及时了解同学掌握的情况。

3．按照要求完成实验。

四、 考核

1. 期末笔试为闭卷笔试。该课程的平行班将统一命题、统一时间考试、统一评分标准。

2. 总评成绩= 60%期末笔试 ＋ 20%平时成绩＋10%实验成绩＋10%的期末大作业。

3. 平时成绩由课堂内外提问、作业、以及到课情况等构成。

五、教学计划

（一）课堂教学: 30学时

（二）实验教学：16学时单列

（三）其它：课堂测验、作业辅导与讲评：2学时

六、教学日历

（超过8周，请自行添加）

七、参考教材及相关资料

1. 孙优贤、王慧主编，自动控制原理，2011年出版，北京：化学工业出版社

2. 胡寿松主编，自动控制原理(第五版)，2005年，北京：科学出版社

3. John J.D’azzz 和Constantine H.Houpis, Linear Control System Analysis and Design(Fourth Edition), 清华大学出版社和McGraw-Hill联合出版, 2002年第二次印刷

4.　相关的自动控制原理教材

八、课程教学网站：

1．浙江大学本科教学课程中心网站：

http://10.202.77.12/JWCenterWeb/TemplateView?tempName=null&id=null&websiteId=5664&type=1&codeName=columnsun&courseWebsiteId=58450

2．控制系本科教学课程网站（正在建设中）