自动控制理论基础：控制系统分析与设计

"控制工程基础教学大纲" 在《控制工程基础》这门课程中，学生将深入学习和理解控制工程的基础知识，为后续更高级的自动控制课程打下坚实的基础。课程旨在培养学生掌握基本概念、理论和分析方法，使他们具备独立解决实际工程问题的能力，并培养动态和系统思维。此外，课程还将提升学生的工程计算和设计技能。 课程详细内容包括： 1. 绪论部分，介绍自动控制理论的历史、反馈控制的基本原理，以及自动控制系统的构成和分类。通过实例帮助学生理解自动控制系统的基本要求。 2. 控制系统的数学模型，讲解如何建立数学模型，包括微分方程的列写和线性化，以及拉氏变换的应用，如传递函数的定义和基本环节的传递函数。 3. 时域分析，探讨控制系统的典型输入信号和响应指标，如一阶和二阶系统的瞬态响应，以及高阶系统的简单分析，强调闭环主导极点的重要性。 4. 频率特性，介绍幅相频率特性和对数频率特性，讲解典型环节的频率特性，以及如何绘制和分析开环和闭环频率特性，包括奈奎斯特图和伯德图，以及频域性能指标。 5. 系统稳定性分析，讲解稳定性的概念和判断标准，如Routh判据、Hurwitz判据和乃奎斯特稳定判据，帮助学生学会分析系统的稳定性。 作为必修的专业基础课，这门课程要求学生有高等数学、工程数学、普通物理学、电路原理和模拟电子技术等先修知识。教材《控制工程基础》由王益群和孔祥东主编，机械工业出版社出版，是学习该课程的重要参考资料。 通过45个学时的学习，学生将在控制工程领域建立起扎实的基础，为未来在机械设计制造、材料成型与控制工程等相关领域的实践和研究做好准备。