控制工程基础

国家级

本课程是清华大学大机类(含仪器仪表类、机械类,以及航空航天学院各专业)针对本科生的一门专业基础平台课,是适应机电一体化的技术需要,针对机械对象的控制理论和方法,主要基于经典控制理论形成的课程。该课程突出了机电控制的特点。该课程使学生掌握机电闭环控制系统的基本原理及实用知识。

课程介绍

课程内容简介 本课程是清华大学大机类(含仪器仪表类、机械类,以及航空航天学院各专业)针对本科生的一门专业基础平台课,是适应机电一体化的技术需要,针对机械对象的控制,主要基于经典控制理论形成的课程。该课程突出了机电控制的特点,内容包括了控制系统的动态数学模型、时域和频域分析方法、判断系统稳定性、误差分析、控制系统的综合与校正、计算机控制系统基本概念、MATLAB软件工具在控制系统分析和综合中的...

教学单元
  • 第1章 概论
    • 01-01

      控制理论在工程中的应用发展

    • 01-02

      自动控制系统的基本概念

    • 01-03

      控制理论在机械制造工业中的应用

  • 第2章 控制系统的动态数学模型
    • 02-01

      基本环节数学模型

    • 02-02

      数学模型的线性化

    • 02-03

      拉氏变换及反变换

    • 02-04

      传递函数以及典型环节的传递函数

    • 02-05

      系统函数方块图及其简化

    • 02-06

      系统信号流图及梅逊公式

    • 02-07

      受控机械对象数学模型

    • 02-08

      绘制实际机电系统的函数方块图

  • 第3章 时域瞬态响应分析
    • 03-01

      时域响应以及典型输入信号

    • 03-02

      一阶系统的瞬态响应

    • 03-03

      二阶系统的时域瞬态响应

    • 03-04

      时域分析性能指标

    • 03-05

      高阶系统的时域瞬态响应

    • 03-06

      时域瞬态响应的实验方法

  • 第4章 控制系统的频率特性
    • 04-01

      机电系统频率特性的概念及其基本实验方法

    • 04-02

      极坐标图(Nyquist图)

    • 04-03

      对数坐标图(Bode图)

    • 04-04

      由频率特性曲线求系统传递函数

    • 04-05

      由单位脉冲响应求系统的频率特性

    • 04-06

      对数幅相图(Nichols图)

    • 04-07

      控制系统的闭环频响

    • 04-08

      机械系统动刚度的概念

  • 第5章 控制系统的稳定性分析
    • 05-01

      系统稳定性的基本概念

    • 05-02

      系统稳定的充要条件

    • 05-03

      代数稳定性判据(Routh判据、Hurwitz判据)

    • 05-04

      乃奎斯特稳定性判据(Nyquist判据)

    • 05-05

      应用乃奎斯特判据分析延时系统的稳定性

    • 05-06

      由伯德图判断系统的稳定性

    • 05-07

      控制系统的相对稳定性

    • 05-08

      李雅普诺夫稳定性方法

  • 第6章 控制系统的误差分析和计算
    • 06-01

      稳态误差的基本概念

    • 06-02

      输入引起的稳态误差

    • 06-03

      干扰引起的稳态误差

    • 06-04

      减小系统误差的途径

    • 06-05

      动态误差系数

  • 第7章 控制系统的综合与校正
    • 07-01

      系统的性能指标

    • 07-02

      系统的校正概述

    • 07-03

      串联校正

    • 07-04

      反馈校正

    • 07-05

      用频域法对控制系统进行设计与校正

    • 07-06

      典型机电反馈控制系统综合校正举例

    • 07-07

      确定PID参数的其它方法

  • 第8章 计算机控制系统
    • 08-01

      计算机控制系统概述

    • 08-02

      线性离散系统的数学模型

    • 08-03

      线性离散系统的分析方法

    • 08-04

      计算机控制系统的模拟化设计方法

    • 08-05

      MATLAB在计算机控制系统中的应用

  • 第9章 Matlab仿真实验
  • 第10章 直流电动机调速系统
  • 第11章 直流电动机位置伺服系统
  • 第12章 根轨迹法
  • 第13章 控制系统的非线性问题
  • 第14章 基于LabVIEW的控制系统动态仿真演示软件
教材
  • 主教材
    控制工程基础(第四版)
    ISBN:

    978-7-302-38771-8

    主编:

    董景新

    清华大学出版社
  • 辅助教材
    控制工程基础实验指导
    ISBN:

    978-7-302-14248-5

    主编:

    赵长德

    清华大学出版社
  • 辅助教材
    Introduction to Control Engineering
    ISBN:

    978-981-4227-98-8

    主编:

    Dong Jingxin

    Cengage Learning Asia Pte Ltd and
课程信息
课程类型:

理论课(含实验/实践)

课程属性:

专业基础课/技术基础课

课程学时:

64.0

学校:

清华大学

学科门类:

工学

专业大类:

仪器类

专业类:

测控技术与仪器

适用专业:

仪器类专业 机械工程类专业

学习人数:

33780

评论数:

13

教学团队
  • 董景新

    课程负责人

    教授

  • 郭美凤

    主讲教师

    副教授

  • 陈志勇

    主讲教师

    副研究员

  • 刘云峰

    主讲教师

    助研

  • 李冬梅

    主讲教师

    副研究员

  • 王芃

    主讲教师

    工程师