江苏省自学考试大纲《08315控制工程基础》：课程性质与课程目标

Ⅰ  课程性质与课程目标
一、课程性质和特点
《控制工程基础》课程是江苏省高等教育自学考试电子工程专业本科段的必修的专业基础课，该课程是电子工程专业课程体系中的骨干课程之一。
控制工程基础知识在各个领域都有着广泛的应用，如航空航天系统、现代交通运输系统、管理决策系统、生产控制系统、机械控制系统、国防武器系统等等，是人们开发、利用信息传递以支持组织自动化生产，开发自动控制设备，是一门能极大地促进现代社会组织的变革、推进社会现代化进程、提高组织自身素质与竞争能力的科学。
随着自动控制技术不断发展，自动控制技术这支利剑必须切实瞄准各行各业的业务需求这个目标，做到有的放矢，才能真正发挥作用。控制工程基础这门课程的任务就是利用自动控制的理论及思想，结合具体实际情况，帮助学生掌握分析控制系统的性能及设计控制器的基本方法，从而提高学生理论水平，锻炼他们进行系统开发的能力，为将来从事实际工作奠定坚实的基础。
《控制工程基础》是一门系统性很强的应用型课程，是以讲解控制系统分析、设计及提高系统性能为主要内容，引导学生利用应用数学、力学、电子工程学等知识，不断深入理解控制工程相关知识、灵活运用知识的一门科学。课程具有较强的理论性，学生通过具体的机械及电子控制系统的专门学习，在树立清晰的系统意识的基础上，掌握控制系统性能分析与系统设计的基本方法。通过本课程的学习，学生不仅可以增强自学能力和独立研究能力，而且提高自身的开发能力，成为具备较强的研究能力、创新能力和驾驭现代化控制技术能力的复合型人才。
二、课程目标
通过本课程的学习，应达到如下要求：
1．以机械运动作为主要控制对象，重点掌握数学模型及分析的基本思想和方法。熟练掌握典型系统（特别是一阶系统、二阶系统）的时域和频域特性；
2．重点掌握线性系统的性能指标的定义及意义，以及相应的求取思想和基本方法；
3．重点掌握自动控制系统的稳定性的概念和常用的判定方法，能熟练应用基本的判定方法判别系统的稳定性；
4．熟练掌握在典型输入信号作用下，系统的响应；
5．熟练掌握控制系统建模的基本方法及模型简化的基本手段；
6．掌握控制系统传递函数的概念，深刻理解传递函数性质及物理意义；
7．掌握控制系统的设计思想和基本的方法；
8．对基本的校正装置的作用有所了解。
三、与相关课程的联系与区别
本课程的前修课程是高等数学、力学、电工、电子线路等，须具备有一定的电子工程基础知识，以便能顺利掌握机械系统、电子工程中的数学模型的建立以及所需的运算工具。
四、课程的重点和难点
第1章 重点和难点：
1.控制系统的基本概念的准确把握；
2.控制系统的基本组成与实例各部件的对应关系；
3.控制系统的基本要求的意义；
4.实际系统中控制系统的作用。
第2章 重点和难点：
1.数学模型的建立方法；
2.拉氏变换和反变换的计算；
3.传递函数的准确定义及求取方法；
4.实际物理系统方块图的建立；
5.方块图的化简方法；
6.误差传递函数、前向通道传递函数、闭环传递函数、反馈通道传递函数和开环传递函  数的概念及准确计算。
第3章 重点和难点：
1.控制系统在单位脉冲、阶跃、速度、加速度信号作用下响应的求取方法；
2.欠阻尼系统的动态性能指标的求取；
3.阻尼系数与各项性能指标的关系；
4.二阶系统的传递函数及其无阻尼自然频率、有阻尼自然频率和阻尼比的计算。
第4章 重点和难点：
1.频率特性函数的定义及其物理意义；
2.频率特性的对数坐标图和极坐标图的概略绘制方法；
3.系统极坐标图的特殊点计算及型次、阶次及零、极点位置对极坐标图的影响；
4.频域性能指标及计算方法；
5.最小相位系统的定义及意义。
第5章 重点和难点：
1.系统稳定性分析的意义；
2.系统稳定的必要条件、充要条件；
3.判定闭环系统稳定性的时域、频域的方法；
4.使控制系统稳定的某些待定参数的求取方法及其计算；
5.稳定裕量的物理意义及计算方法；
6.伯德图图形与系统参数相互关系。
第6章 重点和难点：
1.稳态误差的定义及计算方法；
2.静态误差系数的定义及与系统误差的概念；
3.减小系统误差的分析方法。
第7章 重点和难点：
1.系统校正的意义；
2.串联校正及反馈校正的原理；
3.PID校正的意义及方法；
4.相位超前校正、相位滞后校正的特点。
Ⅱ  考核目标
本大纲在考核目标中，按照领会、掌握、熟练掌握三个层次要求考生，三个能力层次是递进关系，各能力层次分别表示：
1.领会：知晓本课程中有关的名词、概念、知识的意义，并能正确认识和表达，这是最低层次的要求。
2.掌握：在领会的基础上，能全面理解《控制工程基础》中提出的基本概念、原理、方法，回答一些基本的问题，并能对各种概念、原理、方法进行联系和区别，这是较高层次的要求。
3. 熟练掌握：在领会和掌握的基础上，能运用基本概念、原理与方法进行控制系统分析过程中各个阶段工作，同时能用各种图、表、文字、数据正确地表述、完整地表达自己对某实际系统进行分析与设计的思路与过程，这是最高层次的要求，也是本课程的重点内容。
4．其中打*的部分，自学考试大纲不做要求。