《自动控制原理》实验课程教学大纲.pdf

自动控制原理实验课程教学大纲 课程代码： 课程代码： TELE2004 课程学分：3 课程名称（中/英） ：自动控制原理 课程学分：3 课程名称（中/英） ：自动控制原理 Principles of Automatic Control 课程学时： 54 实验学时：9 适用专业：信息、电子及通信 实验室名称：开放实验室 课程学时： 54 实验学时：9 适用专业：信息、电子及通信 实验室名称：开放实验室 一、课程简介： 本课程主要学习自动控制系统分析与设计的基本原理与基本方法， 包括系统数学 模型的建立，控制系统的分析的时域分析法、根轨迹法以及频域分析法，控制系统设 计的根轨迹法及频率响应法通过课程的学习，同学们能理解并掌握系统传递函数的 概念，各项动态性能指标的定义与求法，稳定性的概念与判别，稳态误差及稳态误差 系数的求解 本课程的教学目标是让用学们能够掌握反馈控制系统的经典理论与方法， 并能运 用这些知识建立系统的数据模型，分析系统的动态性能指标，确定系统的稳定性与控 制精度，并可以进行小型控制系统的设计与改进。

本课程包含 47 学时的课程教学，讲授系统建模、时域分析、根轨迹、频率响应 与系统设计等内容 本课程还包含一个 9 学时的实验项目， 同学们将自行设计并实现一个小型控制系 统，该实验将完全按照工程项目的执行方式进行的 二、实验项目及学时分配 序号 项目名称 实验类型 学时分配 每组人数 必修/选修 1 小型控制系统（角位 移、位移、温度可选） 设计与实现 设计性 9 1 必修 三、实验内容及教学要求 实验项目 1：小型控制系统（角位移、位移、温度可选）设计与实现 实验项目 1：小型控制系统（角位移、位移、温度可选）设计与实现 1.教学内容 与传统意义下的课程实验不同，这是一个项目型实验，意味着你必须执行一个小 型的项目有若干个项目题目可供选择，该项目需要在上课学期内完成项目在学期 中间发布，你必须在学期未进入考试周之前完成全部工作 This is a project oriented lab, which means that you are required to carry out a small-scale project rather than a conventional lab. You will be supplied with several candidate projects to choose one as your objective project to carry out in the same semester when the course is given. You will have the project issued in the mid-semester and are required to complete it before entering examination weeks of the semester. 与普通的实验不同，项目的执行通常需要经历若干阶段，也会需要更长的实现周 期。

通过这个实验，你可明白并经历完整的项目执行过程，尽管从可操作性出发，实 验中采用的会是一些比较小型化的项目 这样的经历无疑会对同学们参加项目的能力 培养有所助益 Not like conventional lab, project usually will run for several stages or phases and, maybe, will last for a longer period. You will move from one phase to the other until getting everything done properly. You can then experience and understand the complete project executing procedures, nevertheless how small scaled is the one in which you are involved, which is certainly helpful in preparing you some kind of project taking capabilities. 有三个可供选择的课题，它们是： There are three topics available. They are: 1) 直流电机控制的角位移控制系统 Angle position control system with dc motor 设计一个角度控制系统，它能接受所期望的角度的输入指令，产生一个与输出要 求完全一致的输出角度。

Design an angle system, which can accept desired angle input command and generates an angle output following exactly the input one. 2) 车辆运动控制系统 Vehicle motion control system 一辆玩具车或是实验室自制的模型车将作为被控制对象 该系统必须能准确地行 进任意指定的距离 A toy vehicle or lab made vehicle is the plant to be controlled. The system must be able to move a given distance accurately. 3) 温度控制系统 Temperature control system 这是个水温控制系统 它用控制并操持一个小型容器中的水的温度到任意指定的 数值 This is a water temperature control system. It is used to control the temperature in a container to a value previously set. 同学们会被随机地指定选择上述课题中的某一个来进行。

Students will be randomly assigned one of the projects. 2.教学目标 该实验的主要目标是设计并实现一个简单但可以工作的控制系统 同学们将学习 与经历项目执行的全过程，培养起撰写技术文档的技能，应用所学控制理论的能力， 设计并制作所选定的一个控制系统此外，同学们还能获取关于项目管理的基础知识 并实践之 The general objective of this lab is to design and implement a simple but working control system. Students will study and experience project execution procedures, develop skills of documentations, apply control theory learnt, design and build the selected control system. In addition, students can also gain some basic project management knowledge and practice. 任务布置：每个上课学期的第十周左右 Issued: at about tenth week of the course semester 注意，该实验不会有专门的实验授课时间，同学们可以使用开放实验室来完全全 部任务，其中诸如直流电源、过滤器及其它设备可资利用。

期间将有 9 个小时的指导 老师与同学们的交流时间 Please note that there are no formal scheduled lab sessions. Students can use the open lab to perform whatever tasks with necessary equipments such as DC power supply, oscilloscope, and other apparatuses. During the project execution period, instructors and TAs will assign 9 office hours to discuss over whatever problems with students. 请在 6 周之内完成全部工作 Please complete the lab work in 6 weeks. 四、考核方式及要求 项目考核包括项目建议书、每周报告、设计报告、项目成果及项目总结报告下 面给出具体的要求及建议 Project evaluations include project proposal, weekly progress report, design report, final report, as well as prototype demo. Specific details and suggestions follow. 进展以每周报告的方式进行进程控制，阶段报告必须按计划递交。

Progress must be reported in a weekly manner and phase report must also be prepared and handed in as scheduled. 所有提交的文档都必须以电子方式进行以节约我们珍贵的森林资源 All hand-ins must be prepared in electronic form to save our precious forests. 1) 项目建议书的要求 Requirements on project proposal 当同学们被指定或自行选定一个项目后，必须产生进行初期的项目调研工作，以 获取必要的相关知识与概念，从而形成自己的设计思想与实现方案据此，每个人都 必须准备并提交一份项目建议书项目建议书至少要包括 ： Once assigned or having selected a project topic, students must perform initial investigation into the project to be executed to gain necessary basic knowledge about the project, schemes available so as to make up their design ideas. Then they need to prepare and hand in a project proposal, which must include: a) 项目题目。

The project title b) 报告必须有一个封面，其中呈示项目名称、作者、单位、报告日期及联系方 式等 A report cover caring title, author, institution, date, address and other contact information. c) 项目背景，指明为什么要做这个项目或其来源及要求 Project background, stating the reason why this project rises, its main purpose and objective, et al.。