教学内容
1、课程教学安排
《自动控制原理》作为自动化专业的主干核心课，针对自动控制系统的研发要求和自动化学科最新前沿技术，学生必须掌握自动控制系统的基本概念、数学建模、系统分析、设计(校正)、非线性系统分析和采样控制系统等基础知识，掌握自动控制系统的实验技能；了解控制理论的发展前沿；学会运用MATLAB软件进行控制系统辅助分析设计的方法；为专业课的学习和进一步深造打下必要的理论基础。《自动控制原理》课堂计划总学时90，其中讲课72学时，实验18学时。各知识模块顺序及每章对应学时如下：
第一章 自动控制的一般（4学时）。了解自动控制理论发展简况及反馈控制理论的研究对象和方法。掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类，及对自动控制系统稳、准、快三方面的基本要求。
第二章 控制系统的数学模型（10学时）。一般了解数学模型的概念、表达方式，建模的方法；能够列写一般物理系统的微分方程；熟悉拉氏变换的定义、性质，记住常见的简单时间函数的拉氏变换式，能根据拉氏变换的性质求解较复杂时间函数的拉氏变换式，会求拉氏反变换；熟悉传递函数的概念及典型环节的传递函数。重点掌握控制系统的方框图及方框图的化简方法，能用梅逊公式求取系统传递函数。
第三章 线性系统的时域分析法（8学时）。了解控制系统的典型输入信号；了解线性定常系统的时域响应组成，熟悉控制系统暂态响应性能指标的定义；熟悉一阶系统的暂态响应及性能指标；熟悉二阶系统的暂态响应分析及其与极点之间的关系，重点掌握二阶系统的瞬态响应指标与参量ζ、ωn间的关系及计算；一般了解高阶系统的暂态响应和闭环主导极点的概念；了解稳定性的概念，掌握线性定常连续系统稳定的充要条件；重点掌握判断稳定性的Routh代数判据及应用，对Hurwitz判据掌握；了解稳态误差的概念；重点掌握给定稳态误差终值的计算及减小稳态误差的方法。
第四章 线性系统的根轨迹法（4学时）。了解根轨迹的概念。重点掌握绘制常规负反馈系统根轨迹的基本条件和基本规则，能根据已知的系统开环传递函数绘制闭环系统的根轨迹，也能由已知的闭环系统的根轨迹（起点和终点）写出系统的开环传递函数，一般了解参量根轨迹的绘制及增加开环零极点对根轨迹的影响。
第五章 线性系统的频域分析法（16学时）。掌握频率特性的基本概念，幅相频率特性图与对数频率特性图的建立；熟悉典型环节的频率特性及其Nyquist图与Bode图；掌握系统开环频率特性（Nyquist图和Bode图）的绘制；重点掌握判断闭环系统稳定性的几何判据：乃奎斯特稳定判据（包括利用开环幅相频率特性曲线和开环对数频率特性曲线进行判断）；了解最小相位系统的概念；重点掌握利用实测开环对数幅频特性确定最小相位系统开环传递函数的方法；熟悉控制系统相角裕度、幅值裕度的基本定义和概念及计算方法；了解闭环幅频特性的概念及其频域性能指标。一般了解频域指标与时域指标间的关系。
第六章 线性系统的校正方法（12学时）。了解控制系统校正的概念、校正的实质、校正的方法、校正方式、校正装置的形式；熟悉串联相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正装置及特性；一般了解利用根轨迹法、频率特性法确定串联校正装置（主要为超前校正装置）参数的方法；简单了解反馈校正、前馈校正及复合控制的基本思想。
第七章 线性离散系统的分析与设计（10学时）。了解采样控制系统的基本概念、采样过程，熟悉采样定理的内容和零阶保持器的概念及传递函数；熟悉Z变换和Z反变换的计算方法；掌握求解采样控制系统数学模型：差分方程及Z脉冲传递函数的方法；掌握采样系统的稳定性分析（利用双线性变换及劳斯判据）和稳态误差分析，简单了解其暂态性能分析；重点掌握采样控制系统的最小拍设计方法。
第八章 非线性控制系统分析（8学时）。掌握非线性系统的基本概念：非线性的数学描述、分类、特点、研究方法。了解描述函数的概念、几种典型非线性特性的描述函数；掌握用描述函数分析非线性系统稳定性的方法，能够判别自激振荡存在的条件，并进行简单计算；了解相平面的基本概念：相平面、相轨迹，平衡点、奇点、极限环；了解相轨迹曲线和时域响应之间的对应关系。
2、解决重点难点
课程的重点：
（1）系统数学模型的建立；
（2）线性定常系统的三种分析方法 —— 时域分析法、根轨迹法、频域分析法；
（3）系统校正和设计的思路和方法；
（4）非线性系统理论中的相平面法和描述函数法；
（5）采样控制系统的基本理论及分析设计方法。
课程的难点：
（1）时域分析法中相应的性能评价指标体系（系统动态性能、稳态性能与系统结构和参数）；
（2）频率特性与系统性能指标关系的理解；
（3）根据给出的时域或频域性能指标，设计出满足控制系统要求的校正装置；
（4）线性离散系统中采样开关、零阶保持器的数学描述，系统分析方法；
（5）非线性系统理论中相轨迹的绘制和相平面分析方法，描述函数概念及描述函数分析方法。
解决的方法：
（1）教师在课堂讲课过程中，应用“一突出三注重”教学法，即突出教学中的重点与难点问题，注重基本概念和基本方法，多列举实际工程中的应用示例注重理论联系实际，注重能力培养；
（2）教师在课堂讲课过程中，及时进行章节内容的总结串讲，强调知识点，并注重前后章节内容的延续性、相关性。
（3）学生在学习过程中，要求上课认真听讲，课后及时温习巩固，独立完成课后思考题，及时与任课老师沟通、反馈信息。
（4）采用传统与现代教学手段相结合，将MATLAB与控制原理相结合，把抽象的系统动态过程与系统结构、参数关系形象化，以便于学生理解；
（5）加强实践教学环节，在加深对理论知识理解的基础上，提高学生动手解决问题的能力；
（6）进一步完善课程网站的建设，为学生提供一个自主学习的良好平台。
