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自动控制原理

Automatic Control Theories

主讲:彭文亮 教师团队:13

  • 学校 北京理工大学珠海学院
  • 学分 3
  • 开课院系 信息学院
  • 课时 48
  • 专业大类 工学
  • 课程视频总时长(分钟) 1536
  • 开课专业 自动化、电气工程及其自动化
  • 课程编号

课程介绍

自动控制原理的研究对象就是自动控制系统。本课程主要介绍经典控制理论的基本内容,使学生通过学习能掌握闭环控制系统的基本概念;掌握控制理论的基础知识,熟悉控制系统 的数学模型的建立;能够熟练的采用时域分析法、根轨迹法、频率法等方法分析线性系统;熟悉线性控制系统的综合校正方法;了解非线性控制系统及其稳定性分析方法;掌握采样控 制系统的模型建立、稳定性分析和改善性能的方法及基本的系统分析和校正方法,为后续专业课程的学习打下基础。在授课过程中,强调基本概念,注重分析方法的应用场合与条件,要求牢固掌握基本分析方法,注重理论和应用密切结合,注意培养学生的系统全局概念和分 析解决问题的能力。

教师团队

彭文亮

北京理工大学珠海学院(联盟) | 信息学院 | 副教授

彭文亮,男,副教授,北京理工大学珠海学院信息学院电气自动化系系主任,广东省优秀社团“毅恒团队”负责老师,武汉理工大学机电专业访问学者。
研究方向:智能电网、故障诊断、机器视觉等。
主讲:电力系统分析、继电保护技术、高电压技术、自动控制原理、电机学等。
  近五年共发表论文10余篇,其中SCI 4篇,EI8篇,科技核心论文3 篇;专利8项,其中发明专利2项、实用新型5项、软著1项。主持和参与省市级重点科研项目、省级教改项目、校企合作课题、校级科研项目、校级精品课程、校级教改项目、校级人才培养改革项目多项。
   论文与著作:
  (1)Fault Diagnosis and Maintenance Decision Method of Marine Transformer A Rough Set Theory Based Study(机器学习方向,SCI收录,第一作者)
  (2)Remote Monitoring and Fault Detection Model of Mechanical Manufacturing Equipment Based on Deep Learning Algorithm”(数据处理方向,已被录用,第一作者)。
  (3)Research on SLAM Robot Based on Beidou Navigation System Technology(机器视觉技术方向,EI收录、通讯作者)
  (4)Design of Control System Based on Electromagnetic Balance Vehicle(图像处理方向,EI收录,第一作者)
  (5)Fault Diagnosis of power transforme based on EMD Technology(算法分析及数据处理方向,EI收录,第一作者)
  (6)Design and implementation of automatic road recognition intelligent vehicle based on CMOS sensor(图像处理方向,EI收录,第一作者)
  (7)基于机器视觉的无人机识别系统算法分析(机器识别方向,科技核心期刊:电子设计工程,第一作者)
  (8)Current and Voltage Measurement on Mobile Device”(数据处理及算法分析方向,ISTP检索,第一作者)
  (9)The application of transformer protection in 220KV substation(EI检索,第一作者)
  (10)Precise detection technology” (EI收录,第一作者)。
  (11)基于μC/OS-II的低功耗车载防盗系统的设计(科技核心期刊:电子设计工程,通讯作者)
  (12)H.264标准在校园视频监控系统中的应用(科技核心期刊:电子设计工程,通讯作者)
  (13)申报的“基于麦克纳姆技术的智能电动车驱动电路”、“基于麦克纳姆技术的智能电动车设计”两个实用新型专利发明,已拿到专利证书;
  (14)以北京理工大学珠海学院作为著作权人申报的软件住著作权“多功能电子看板系统V1.0”已拿到证书。
   荣誉与奖励:
   担任广东省优秀学生社团“毅恒科技创新团队”主要负责指导老师,到目前为止毅恒团队共获得各类奖项116项,其中国家级85项,华南赛区31项,在2017年度首次参加“robomasters比赛”中荣获华南赛区3等奖、2018年进入全国32强、2019年进入全国16强。
  2018年7月,大疆传媒公司帮我们毅恒团队拍摄了机甲大师纪录片《北京理工大学珠海学院:如果我们还有下一场》。视频链接:https://v.qq.com/x/cover/s6d6vujdijge9me/l00277z3gd2.html

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张恩

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 讲师

张恩,男,45岁,讲师,北京理工大学珠海学院优秀教育工作者,获省级教学成果二等奖一项,校级教学成果奖一、二等奖3项,主持并结题省级以上质量工程和教学改革项目十余项。作为主要完成人参与省级科研项目7项,申请专利11项,发表论文28篇。

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卢桂萍

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 教授

卢桂萍,女,汉族,1976年 4 月生,教授、高级工程师。吉林辽源人,1999 年 7 月参加工作。2013年评为珠海市先进教师,2015年评为广东省南粤优秀教师,2014-2018年入选广东省“千百十”人才培养计划第八批培养对象,2018年以优秀成绩结题。指导学生参加全国大学生机械创新设计大赛、中国智能机器人大赛、“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛等学科竞赛,获得省级以上奖励60余项,国家级奖项10项。指导学生成功申报并结题广东省 “攀登计划”专项资金项目5项,其中重点项目1项;指导学生申报大学生创新创业项目15项,其中国家级4项。主要研究方向:虚拟现实与网络化制造、数字孪生技术、机电一体化系统设计、多模态情感识别。积极申报并参与各级科研项目,在所从事的学科中努力探索,科研与教研成果显著,主持教科研项目20余项;发表论文40余篇,其中SCI检索2篇,EI检索16篇,核心期刊3篇;主编、副主编出版教材8本,2023年主编《人工智能技术基础》研究生教材在清华大学出版社出版。申请知识产权20余项,其中发明专利12项。

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张小凤

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 副教授

张小凤,女,博士(后),副教授,南粤优秀教师,北京理工大学珠海学院信息学院科研副院长,毕业于华南理工大学自动化科学与工程学院,研究方向模式识别与智能系统,珠海市科技特派员,天临空地海复杂环境探测与控制广东省重点实验室骨干,珠海市智能电网与新能源技术重点实验室核心成员,中国人工智能学会会员,广东省高性能计算学会会员,致力于新一代信息技术的发展与应用,主要研究领域有智慧金融、智慧城市、智能制造等,主持和参与省级科技项目5项,珠海市产学研项目3项,发表论文20余篇,专利13项。

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苏禹

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 副教授

蒋璐行

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 讲师

蒋璐行,女,博士,讲师,北京理工大学珠海学院信息学院专任教师,毕业于华北电力大学电气与电子工程学院,研究方向电工理论与新技术,电力系统电磁兼容,复杂电磁环境效应建模与仿真。参与珠海市科技计划项目1项,发表论文5篇,软著1项。

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许强强

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 讲师

许强强,女,硕士,讲师 ,1986.2
北京理工大学珠海学院,信息学院教师
研究方向:多能源发电智能控制、智能装备工程应用技术
2004-2008太原理工大学电力学院 电气工程专业
2008-2011广东工业大学自动化学院 控制理论与控制工程
2011-2013珠海格力电器股份有限公司 控制器工程师
2013-今 北京理工大学珠海学院 信息学院教师
一、在国内外公开发行的期刊上发表的论文
1.《基于高频脉冲电压注入的PMSM转子初始位置检测》刊物《微电机》,第1作者
2.《本科高校应用型工程创新人才培养模式研究》,刊物《当代教育实践与教学研究》,第1作者
3.《基于DSP的光伏电池最大功率点跟踪技术的研究》,刊物《电源技术》,第1作者
4.《基于FPGA+DSP的矩阵变换器的开发》,刊物《化工自动化及仪表》,第1作者
5.《两轴变增益交叉耦合控制系统的仿真分析》,刊物《组合机床与自动化加工技术》第1作者
6.《Design of an intelligent dampling controller of statcon with hvdc for large offshore wind farm》Journal of Marine Science and Technology.EI《工程索引》、SCI-E《科学引文索引》.2018-04-01,通信作者
7.《Transient Stability Analysis of Ocean Wave Energy Fed to a Power Grid Using a SSSC》.IOP Conference Series:Materials Science and Engineering.EI《工程索引》.2019-03-29.通信作者
8.《电力新能源开发利用与电气节能措施探索》许强强,彭文亮。刊物《电子乐园》.第1作者
9.软件著作《电机驱动器智能化控制系统》.许强强
10.Kai-Hung Lu, Chih-Ming Hong* and Qiangqiang Xu “Recurrent wavelet-based Elman neural network with modified gravitational search algorithm control for integrated offshore wind and wave power generation systems”, Energy, Vo1. 170, pp. 40-52, 2019
11.Fei Wang,Kai-Hung Lu *, Qiangqiang Xu and Ziwen Chen “Design of an Optimal Adaptive Intelligent Control Scheme for STATCOM in a Series Compensated Wind Farm”, Journal of Marine Science and Technology, pp: 276–287, 2020
12.申请发明专利: 吕凯弘, 洪志明,王飞, 许强强”基于改良型引力搜索算法的递回式小波Elman神经网络” 2019, 3月, 申请号2019101852849
13.《电动汽车用永磁无刷直流电动机设计方案的自动中文输出》,汽车零部件,2013,第2作者
14.《基于ANSOFT的电动汽车用永磁无刷直流电机参数优选设计》,电子技术与软件工程,2013,第3作者
15.《IGBT驱动电路密勒效应的应对策略分析》,现代电子技术,2018,第4作者
二、教研项目 
1. 主持:2015年青年教改项目《高等学校提升职业素质的人才培养模式研究》执行期间:2015/7/01-2016/9/19
2. 主持:2016年自主创新科研项目《含多种分布式电源和储能装置的微电网控制技术研究》执行期间:2016/7/01-2018/9/19
3. 主持:2016年校级质量工程项目《长园电力实践教育基地》,执行期间:2016/4/27-2018/11/1
4. 主持:2021年校级质量工程项目《面向“产学研创”型人才的电机学多元混合式教学方法应用研究》。执行期间:2021.11-2023.11
5. 参与:2021年珠海市哲学社会科学规划年度课题《粤港澳大湾区“产学研创”特色人才培养研究》执行期间:2021.6-2.22.6,排名第2
6. 参与:广东省教育厅项目《基于超实时能量自治的智能微电网控制系统》执行期间:2016/1/1-2017/12/1,排名第3
7. 参与:2019年校科研基金项目《基于智能算法的UPFC海洋能波浪发电机系统 》执行期间:2019/1-2019/12,排名第2
8. 参与:横向项目《关于珠海市未成年人思想道德建设工作的调研报告》执行期间:2016/9-2016/12 ,排名第3
9. 指导:2020年大学生创业项目《MTD算法在机器博弈中的研究与应用》
10. 参与 :校级一流课程《自动控制原理》,排名第3
11. 参与:省级质量工程项目《微机原理与接口技术》精品课,第 15讲《单片机电子密码锁》录制
12. 参与:省级重大平台和重大科研项目《基于机器学习yolov3算法的输电线路视频监控及预警系统》2020/3-2021/12
13. 参与:横向项目《珠海市残疾人联合会残障儿童早报系统一期软件开发》执行期间:2014/9-2015/12
14. 参与:横向项目《基于ARM微处理器的高精度多通道恒流源》执行期间:2021/4-2021/8
 
三、获得的表彰奖励
1、2014年被评为优秀毕业设计指导教师
2、《本科高校应用型工程创新人才培养模式研究》被评为优秀论文
3、指导学生比赛获奖:2016 GE 自动化大奖赛总决赛、2017中国旅游暨安防机器人大赛.机器人大赛、第十二届中国计算机博弈锦标赛-2018中国大学生计算机博弈大赛、第十一届中国计算机博弈锦标赛-2017年中国大学生计算机博弈大赛、第十五届全国大学生智能汽车竞赛,2018大学生计算机博弈大赛中被评为优秀指导教师,2021年大学生计算机博弈大赛

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方宇杰

北京理工大学珠海学院 | 信息学院 | 副教授

方宇杰,男,1986年7月生,博士,副教授,毕业于北京理工大学光电学院,现于北京理工大学(珠海)任专任教师。主要从事三维计算成像、散射成像,深度学习与神经网络,生成网络等。主要参与省市级以上科研项目十余项,发表高质量论文 20 余篇,其中 SCI 收录7篇,EI 收录5篇,申请和授权专利十余项。担任多家SCI期刊审稿人,获聘多家企业技术顾问。

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蒋璐行

方宇杰

赵慧元

许强强

课程图谱

  • 知识图谱
  • 课程体系
  • 知识图谱资源
  • 知识关系
  • 课程统计

教学方法

《自动控制原理》课程是自动化专业和电气工程及其自动化专业的一门重要的专业必修课。为了保证并不断提高《自动控制原理》课程教学质量,开展教学法的研究,采用形式多样的教学手段,注重理论联系实际、融知识传授、能力培养、教书育人、素质教育于一体、经常组织观摩教学,多种教学方法灵活应用,抓好课堂内外各个教学环节,经过多年实践,取得了明显的效果。

1)《自动控制原理》课程内容涉及数学、电子、机械学等多门学科知识,理论性强,与工程结合密切。在课堂教学过程中注重基本概念和基本方法,注重理论联系实际,讲授时要充分利用现代化教学手段将抽象的动态过程形象化。实践证明,不仅减少了课堂学时,并且大大提高了课堂教学效果。

2)教学过程中注意根据学生的实际程度,采用因材施教的方法,充分体现以人为本的教学理念。如对待实验班的学生,讲授中着重讲概念、讲方法,提倡学生自主学习,采用讨论的形式,开展研究性学习,收到较好的效果。

3)对课程内容进行了设计安排,采用灵活多样的教学方式、显著提高了教学效果,比如在课堂讲授中,穿插一定的习题课、讨论课,活跃学生思维,帮助学生掌握所学内容,变灌输式学习为引导式、启发式和互动式学习;充分利用多媒体手段的优势,将抽象的概念具体形象地表现出来;,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。通过课外答疑等形式形成教与学的互动,激发学生的学习兴趣、调动学生的学习积极性。

4)将教书育人贯穿于教学过程中的各个环节。教书育人是培养综合素质高、创新意识强的研究型人才的一个重要环节。教师的职责不仅仅是答疑解惑、传授知识,更重要的是注重学生能力和素质的培养。因此,注意观察和了解学生的思想动态,鼓励好学生,促进一般学生,格外关注那些作业质量差、出勤情况不好的学生,经常利用课间、课后等课余时间,与他们促膝谈心,了解他们的心理状态和生活、学习上遇到的困难,尽可能为他们排忧解难,成为他们的良师益友。密切师生关系,拉近教师和学生之间的距离,课堂的出勤率和作业质量明显改善,提高了学生的整体学习水平。

5)坚持客观评价教学效果,命题采用AB卷的形式,多种题型,增加覆盖面,实行统一命题,统一考试和统一阅卷的制度。教学实践表明,改革后的考核办法,对教师和学生都具有促进作用,有利于教学水平和教学效果的提高。



教学条件

教科书 

[1]薛克安等编著,自动控制原理(第三版),西安电子科技大学出版社,2014 年 8 月

参考书 

[2]胡寿松等,自动控制原理习题解析,北京:科学出版社,2007

[3]程鹏,自动控制原理(第 2 版),北京:高等教育出版社,2010

慕课

[4]学银在线:

https://www.xueyinonline.com/detail/232941418

[5] https://mooc1.chaoxing.com/course/217058992.html(超星平台)

[6] https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000007804#teachTeam(智慧树平台) 


教学效果

课程组承担了自动化、电气工程及其自动化等相关专业《自动控制原理》等课程的教学任务,工作量大、任务繁重,在教学内容安排上能理论联系实际,融知识传授、能力培养、素质教育于一体,在教学研究与手段上积极改革、勇于创新,积累了大量、丰富的教学经验。

在该课程教学过程中,无论是课堂理论教学、习题讨论课、还是实验教学,学生学习兴趣浓厚,学习成效明显,在近三年教学质量检查发放的调查表统计,学生对该课程的评价优良率在95%以上,在校大学生在全国大学电子设计竞赛全国飞思卡尔智能汽车竞赛等学科竞赛中多次获奖,教学效果受到学生、同事、学校督导及专家的一致好评。整体教学团队体现出教学水平高、教学效果好,并受到听课师生、教学督导的一致好评。

参考教材

参考书 

[1]胡寿松等,自动控制原理习题解析,北京:科学出版社,2007

[2]程鹏,自动控制原理(第 2 版),北京:高等教育出版社,2010

慕课

[1] https://mooc1.chaoxing.com/course/217058992.html(超星平台)

[2] https://coursehome.zhihuishu.com/courseHome/1000007804#teachTeam(智慧树平台)

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