《自動(dòng)控制系統(tǒng)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)課程代碼：建議課時(shí)數(shù)：48學(xué)分：3適用專(zhuān)業(yè)：數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)先修課程：高等數(shù)學(xué)、電工技術(shù)基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程：PLC應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、常用電機(jī)控制與調(diào)速技術(shù)一、前言1.課程的性質(zhì)該課程是江蘇省五年制高職數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)平臺(tái)課程。通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生獲得有關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、分析系統(tǒng)性能的方法、改善系統(tǒng)性能的途徑以及典型控制系統(tǒng)的分析等方面的基本理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)。本課程的學(xué)習(xí)必須在完成《高等數(shù)學(xué)》、《電工技術(shù)基礎(chǔ)》和《電子技術(shù)基礎(chǔ)》等三門(mén)課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行，并為后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)，儲(chǔ)備有關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)方面的技術(shù)知識(shí)。2.設(shè)計(jì)思路該課程是根據(jù)以職業(yè)能力為本位的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)置?？傮w設(shè)計(jì)思路是，在充分發(fā)揚(yáng)傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，有意識(shí)、有目的地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際與學(xué)科教學(xué)的整合，最終在現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)的支持下更好地進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)。課程內(nèi)容的選取和結(jié)構(gòu)的安排以五年一貫制高等職教的人才培養(yǎng)規(guī)格為依據(jù)，遵循學(xué)生知識(shí)與技能形成規(guī)律和學(xué)以致用的原則，突出對(duì)學(xué)生職業(yè)能力的訓(xùn)練。以自動(dòng)控制理論作為系統(tǒng)分析的工具，自動(dòng)控制系統(tǒng)則作為分析的對(duì)象。圍繞系統(tǒng)性能的分析與改善途徑，以方法論為主線(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用舉例的形式，著重物理含義和物理過(guò)程的闡述，做到理論聯(lián)系實(shí)際并切合實(shí)用。為學(xué)生了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，學(xué)習(xí)并掌握控制理論的基本分析方法，了解相關(guān)技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)根據(jù)本專(zhuān)業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)置本課程的知識(shí)、能力和素質(zhì)三維目標(biāo)如下。知識(shí)目標(biāo)（1）掌握自動(dòng)控制的概念、控制方式及自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和性能指標(biāo)。（2）理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型有微分方程、傳遞函數(shù)和系統(tǒng)框圖等。（3）掌握典型環(huán)節(jié)和常用部件、電路的傳遞函數(shù)。（4）理解系統(tǒng)框圖的畫(huà)法和變換規(guī)則。（5）掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)性能分析方法和改善系統(tǒng)性能的途徑。（6）理解直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程和分析方法。（7）理解交流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理、自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程和分析方法。2.能力目標(biāo)（1）能結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際探討自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。（2）學(xué)會(huì)分析自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和工作原理。（3）會(huì)對(duì)典型電路的傳遞函數(shù)進(jìn)行求取。（4）會(huì)化簡(jiǎn)系統(tǒng)框圖。（5）會(huì)用MATLAB軟件中的Simulink工具包對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析。（6）會(huì)選擇合適的校正方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正。（7）學(xué)會(huì)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的一般分析方法。（8）會(huì)對(duì)通用變頻器進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)置。3.素質(zhì)目標(biāo)（1）理論結(jié)合實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)知和情感。（2）形成積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和使用信息技術(shù)、參與信息活動(dòng)的態(tài)度。（3）培養(yǎng)學(xué)生善于交流、靈敏的反應(yīng)能力。（4）具有系統(tǒng)性的看待一個(gè)完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)的能力。三、課程內(nèi)容和要求序號(hào)章節(jié)（單元）課程內(nèi)容及要求活動(dòng)與建議參考課時(shí)1第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)概述內(nèi)容●自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成●自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類(lèi)●自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)●研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的方法要求●理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念；●掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及性能指標(biāo)；●了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析方法。本章主要內(nèi)容是讓學(xué)生理解掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、分類(lèi)和性能指標(biāo)。了解研究自動(dòng)控制系統(tǒng)常用的方法，是本課程學(xué)習(xí)的最基礎(chǔ)內(nèi)容。62第二章自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型內(nèi)容●拉普拉斯變換●微分方程、傳遞函數(shù)、系統(tǒng)框圖●典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和功能框●典型電路傳遞函數(shù)的求取●自動(dòng)控制系統(tǒng)的框圖及框圖的變換和化簡(jiǎn)要求●學(xué)會(huì)查用拉氏變換表；●會(huì)求取典型電路的傳遞函數(shù)；●能夠進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的框圖的變換和化簡(jiǎn)。本章主要從傳遞函數(shù)出發(fā)，去建立以系統(tǒng)框圖為核心的數(shù)學(xué)模型，包括典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和框圖，以及建立系統(tǒng)框圖的一般步驟。是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)，需要講清楚、學(xué)明白。103第三章基于MATLAB軟件的自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能分析內(nèi)容●系統(tǒng)穩(wěn)定性分析●系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析●系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析要求●會(huì)利用MATLAB軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模仿真，并能根據(jù)仿真結(jié)果對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能、動(dòng)態(tài)性能的分析；●掌握各典型環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能的影響。本章是從系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行分析。主要分析影響系統(tǒng)性能的因素和改善系統(tǒng)性能的途徑。建議到機(jī)房用MATLAB軟件進(jìn)行建模仿真，使教學(xué)內(nèi)容更直觀(guān)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。84第四章自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正內(nèi)容●系統(tǒng)校正的概念及分類(lèi)●串聯(lián)校正●反饋校正●順饋補(bǔ)償要求●掌握系統(tǒng)校正的概念；●掌握串聯(lián)校正、反饋校正在系統(tǒng)中的位置和對(duì)系統(tǒng)性能的影響；●理解順饋校正的概念及應(yīng)用。本章是在系統(tǒng)性能分析的基礎(chǔ)上，當(dāng)系統(tǒng)性能指標(biāo)不能滿(mǎn)足技術(shù)要求時(shí)，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正，改善性能。建議在機(jī)房進(jìn)行，并注意讓學(xué)生主動(dòng)參與試著選用合適的校正裝置對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正。65第五章晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容●轉(zhuǎn)速負(fù)反饋晶閘管調(diào)速系統(tǒng)●速度、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)●電壓負(fù)反饋和電流正反饋晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)●自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般分析方法●自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般調(diào)試方法要求●理解單閉環(huán)、雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程及性能分析方法；●了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般分析方法和調(diào)試方法。本章主要以轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)和轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)為例，介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般分析方法。從而能理解常用直流調(diào)速系統(tǒng)的組成和自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程。86第六章雙極晶體管—脈寬調(diào)制控制的直流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容●BJT-PWM控制的直流調(diào)速系統(tǒng)組成●BJT-PWM直流調(diào)速系統(tǒng)工作原理●BJT-PWM直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)要求●理解BJT供電電路的結(jié)構(gòu)和原理；●理解PWM波的形成和系統(tǒng)工作過(guò)程；●掌握由專(zhuān)用集成電路控制的調(diào)速系統(tǒng)的工作過(guò)程和分析方法。本章主要介紹PWM控制的直流調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)，及專(zhuān)用集成電路控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理和一般分析方法。重點(diǎn)在分析方法的理解和把握。47第七章典型交流調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)容：●交流調(diào)速的基本方案與變壓變頻的基本控制方式●正弦脈寬調(diào)制過(guò)程●IGBT-SPWM型交流變頻電路●模擬IGBT-SPWM-VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)●通用變頻器要求：●學(xué)會(huì)交流調(diào)速的基本方案與變壓變頻的基本控制方式；●理解正弦脈寬調(diào)制的基本過(guò)程；●理解IGBT-SPWM型交流變頻電路；●理解模擬式IGBT-SPWM-VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)組成及工作過(guò)程。●掌握通用變頻器的結(jié)構(gòu)及原理。●會(huì)對(duì)通用變頻器進(jìn)行接線(xiàn)及簡(jiǎn)單參數(shù)設(shè)置。本章以IGBT-ＳＰＷＭ－VVVF交流調(diào)速系統(tǒng)為例，介紹常用交流調(diào)速系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、調(diào)速方案、控制思路和工作原理等。通用變頻器部分，建議以實(shí)際系統(tǒng)的變頻器實(shí)物為例，進(jìn)行接線(xiàn)及參數(shù)設(shè)置的教學(xué)。6四、實(shí)施建議（一）教學(xué)建議本課程的學(xué)習(xí)首先應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。可以通過(guò)日常生產(chǎn)、生活中通俗易懂的實(shí)例與本課程的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過(guò)向?qū)W生介紹本課程與其它課程的聯(lián)系，使學(xué)生了解本課程在本專(zhuān)業(yè)中的重要地位，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)查閱自動(dòng)控制領(lǐng)域的最新進(jìn)展，并適時(shí)交流探討，使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。課程中針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容，可以采用不同的教學(xué)模式，自動(dòng)控制原理部分的內(nèi)容注重基本功的訓(xùn)練，結(jié)合實(shí)例，強(qiáng)化基礎(chǔ)。對(duì)系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)校正兩個(gè)章節(jié)的教學(xué)應(yīng)突出信息化的應(yīng)用，與課程知識(shí)工業(yè)化的應(yīng)用相結(jié)合。采用信息化的仿真教學(xué)，利用軟件仿真來(lái)進(jìn)行，提高學(xué)生的自信心和成就感。同時(shí)把“兩化融合”理念、技術(shù)、技能融合到課程之中，為企業(yè)培養(yǎng)“兩化融合”所需的人才。對(duì)于最后實(shí)際系統(tǒng)的分析，可以采用理論實(shí)踐一體化的教學(xué)方式，在做中教，做中學(xué)，促進(jìn)知識(shí)建構(gòu)和能力生成。（二）教學(xué)評(píng)價(jià)在本課程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況和知識(shí)掌握情況的評(píng)價(jià)，建議遵循形成性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合的原則，既關(guān)注結(jié)果，又關(guān)注過(guò)程。考核內(nèi)容除了理論考試外，建議將上機(jī)仿真操作和實(shí)驗(yàn)操作作為考核內(nèi)容的一部分，強(qiáng)化學(xué)生綜合能力考核。同時(shí)注重學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)，根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度、團(tuán)結(jié)合作、學(xué)習(xí)能力、分析能力、學(xué)習(xí)成效等多方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，最后做出評(píng)定。（三）教學(xué)基本條件本課程的教學(xué)對(duì)教師要求較高，建議有較寬知識(shí)面，有較強(qiáng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的骨干教師任教。教學(xué)設(shè)備方面，根據(jù)不同內(nèi)容的教學(xué)，建議需配備教學(xué)設(shè)備如下（以2個(gè)班，每班40人為例）：教學(xué)項(xiàng)目教學(xué)設(shè)備數(shù)量第一章自動(dòng)控制系統(tǒng)概述第二章自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型裝有多媒體設(shè)備的教室2個(gè)電腦1臺(tái)第三章基于MATLAB軟件的自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能分析第四章自動(dòng)控制系統(tǒng)的校正機(jī)房電腦（裝有MATLAB軟件）40臺(tái)多媒體設(shè)備1套第五章晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)第六章雙極晶體管—脈寬調(diào)制控制的直流調(diào)速系統(tǒng)第七章典型交流調(diào)速系統(tǒng)亞龍YL-209型電力電子與自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)裝置（建議配備）10套（四）教材選用與編寫(xiě)1.本課程教材可參考機(jī)械工業(yè)出版社出版，孔凡才教授編寫(xiě)的《自動(dòng)控制系統(tǒng)及應(yīng)用》根據(jù)學(xué)生特點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案和本課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。2.開(kāi)發(fā)教材的主編和主審，須是直接參與人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)制訂的骨干教師。3.教材結(jié)構(gòu)和內(nèi)容須符合五年制高職人才培養(yǎng)方案和課程標(biāo)準(zhǔn)提出的要求，選取的內(nèi)容要考慮為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，貫徹由淺入深，由簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)，符合學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和認(rèn)知規(guī)律的原則。4.教材語(yǔ)