| 自动化
《非线性系统》课程教学大纲
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课程名称及编号: 非线性系统 AU323 |
学分 / 学时：1/16 |
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主讲教师（姓名、职称）: 王琳 副教授 |
授课语言:汉语 |
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必修/选修: 选修 |
开课时间: 春季 |
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适用专业：自动化专业 |
开课单位：自动化系 |
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授课方式: 课堂教学
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考核方式: 期末考试80%+平时成绩20%（包括作业+课堂参与程度） |
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先修课程: 自动控制原理 |
后修课程： 现代控制理论 |
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课程简介: 课程是自动控制原理的后续课程，主要介绍非线性系统的特性及研究方法，使学生掌握描述函数方法、相平面方法等经典的稳定性分析方法，提高学生解决非线性系统的能力。 |
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课程培养目标 ： 设置本课程是为了让自动化专业的学生在踏入工作岗位之前对非线性系统这种处处存在的系统分析方法有所了解，认识非线性特性，培养学生借鉴线性系统中经典的频域方法分析非线性系统的能力，培养学生分析系统特性、针对特性分解系统、简化系统进而转化为线性系统的能力，使学生能够根据工程实际要求、针对系统的特性选择合适的分析方法，能够综合运用理论和借鉴已有技术手段。达到如下毕业要求： 2.2. 能够针对一个系统或者过程选择一种数学模型，并能进行正确性推理，能给出正解 3.6．了解控制科学技术发展的前沿和趋势，并能跟踪其前沿发展 |
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教学要求： 完成课程后，期望学生将具备以下能力： 1. 通过非线性系统的特性及基本分析方法的掌握，达到学以致用解决实际系统的能力； 2. 针对实际系统的非线性特性，选择合适模型及分析方法的能力； 3. 了解非线性系统的前沿和趋势，综合运用理论和技术手段的能力。 |
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撰写者: 王琳 发布时间: 2014.12 |
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一、课程性质和教学目标
课程性质：非线性系统是一门专业课，是自动控制原理的后续课程。主要介绍非线性系统的特性及研究方法，使学生掌握描述函数方法、相平面方法等经典的稳定性分析方法，提高学生解决非线性系统的能力。
教学目标：本课程是为了让自动化专业的学生在踏入工作岗位之前对非线性系统这种处处存在的系统分析方法有所了解，认识非线性特性，培养学生借鉴线性系统中经典的频域方法分析非线性系统的能力，培养学生分析系统特性、针对特性分解系统、简化系统进而转化为线性系统的能力，使学生能够根据工程实际要求、针对系统的特性选择合适的分析方法，能够综合运用理论和借鉴已有技术手段。
二、课程教学及学时分配
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教学内容 |
学时 |
课堂教学 |
作业及要求 |
自学及要求 |
讨论 |
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非线性系统概述：主要介绍非线性特性、性态、分析方法及前沿 趋势 |
2 |
2 |
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非线性系统应用实例 |
课堂教学中融入小组讨论 |
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描述函数法基本概念及典型非线性环节的描述函数。 |
2 |
2 |
描述函数计算 |
傅里叶级数展开 |
课堂教学中融入小组讨论 |
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基于描述函数法对非线性系统进行稳定性分析。 |
4 |
4 |
稳定性分析 |
幅角原理 |
课堂教学中融入小组讨论 |
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讲授相平面法的基本概念 |
2 |
2 |
等倾线方法 |
自治系统基本概念 |
课堂教学中融入小组讨论 |
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线性系统的相轨迹 |
2 |
2 |
线性系统分类 |
二阶线性系统性质 |
课堂教学中融入小组讨论 |
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非线性系统的相平面分析 |
4 |
4 |
稳定性分析 |
非线性特性 |
课堂教学中融入小组讨论 |
三、教学方法
以课堂教学形式为主，采用启发式、类比式教学方法，结合学生自学、研讨、交流、作业等手段，使学生理解非线性系统的特性，掌握稳定性分析的基本方法和原理，并融入工程实际问题的解决。
四、考核及成绩评定方式
平时成绩约占20%，主要考核学习态度，课堂参与度，课外作业的分析问题、解决问题的能力和文字表达能力；
期末考试成绩约80%，主要考核学生对非线性系统课程基本原理的掌握程度，针对不同系统特性选取不同分析方法的分析问题和解决问题的能力。总分达到60分以上就表明学生通过这门课程。
五、教材及参考书目
参考书目：
1. 徐微莉、曹柱中、田作华，自动控制理论与设计，上海交通大学出版社,2001.
2. 胡寿松，自动控制原理，科学出版社，2007. .
3. Jean-Jacques E. Slotine, Weiping Li著 ，程代展译，应用非线性控制 ，机械工业出版社，2006
4. Hassan K. Khalil著，非线性系统，电子工业大学出版社 ，2005
5. Alberto Isidori著 ，非线性控制系统，电子工业大学出版社 ，2005
大纲撰写人：王琳