自動(dòng)控制原理-實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

1、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)大綱 院（系、部）電氣信息工程學(xué)院 院（系、部）負(fù)責(zé)人（簽名） 實(shí)驗(yàn)室主任（簽名） 二00九年九月十日 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 課程名稱(chēng)： 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)英文名稱(chēng)：Experime nts on Theory of Automatic Co ntrol 面向?qū)I(yè)（層次）：電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè) 開(kāi)設(shè)學(xué)期：第6學(xué)期 每套儀器人數(shù)：2人考核方式：實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合考核 一、教學(xué)目標(biāo) 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)實(shí)行全面開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器 專(zhuān)業(yè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的一門(mén)獨(dú)立的必修課程，是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法

2、和 實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開(kāi)端，是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)。 二、基本要求 學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)與提高科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛷氖驴茖W(xué)實(shí)驗(yàn)的素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng) 新精神和創(chuàng)新能力，具體應(yīng)達(dá)到下列基本要求。 每次實(shí)驗(yàn)前必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)結(jié)合講課內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?實(shí)驗(yàn)報(bào)告要書(shū)寫(xiě)整齊，圖表要整齊規(guī)范。 1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)，熟悉各種典型環(huán)節(jié)、典型系統(tǒng)的性能特性，加深對(duì)所學(xué)自動(dòng)控制原理的 認(rèn)識(shí)和理解，研究其參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。 2、了解和熟悉 matlab在自控原理學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用。 3、學(xué)習(xí)和掌握測(cè)量典型環(huán)節(jié)（或系統(tǒng)）頻率特性曲線(xiàn)的方法和技能。 4、培養(yǎng)靈活運(yùn)用所學(xué)自動(dòng)控制理論分析和解決實(shí)際

3、系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的各種問(wèn)題的能力。 5、通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀(guān)測(cè)，使學(xué)生進(jìn)一步掌握計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制的基本知識(shí)、基本方法 和基本技能，加深對(duì)控制原理的理解。著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，包括自學(xué)能力、動(dòng)手 實(shí)踐能力、思維判斷能力、表達(dá)書(shū)寫(xiě)能力、簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力等，提高學(xué)生從事科學(xué) 實(shí)驗(yàn)的素質(zhì)。 三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容及學(xué)時(shí)分配 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng) 主要內(nèi)容 每組 人數(shù) 實(shí)驗(yàn) 學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn) 類(lèi)型 必做 選做 1 控制系統(tǒng)基本 環(huán)節(jié)模擬 設(shè)計(jì)各種典型環(huán)節(jié)的模擬電 路；完成各種典型環(huán)節(jié)模擬電 路的階躍特性測(cè)試，并研究參 數(shù)變化對(duì)典型環(huán)節(jié)階躍特性的 影響；在上位機(jī)界面上，填入 各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)際（非理想）傳 遞函數(shù)參

4、數(shù)，完成典型環(huán)節(jié)階 躍特性的軟件仿真研究，并與 電路模擬研究的結(jié)果作比較。 2 2 驗(yàn)證性 必修 2 典型系統(tǒng)動(dòng)態(tài) 性能和穩(wěn)定性 分析 觀(guān)測(cè)二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)，測(cè) 出其超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間，并研 究其參數(shù)變化對(duì)動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn) 2 2 驗(yàn)證性 必修 定性的影響；觀(guān)測(cè)三階系統(tǒng)的 階躍響應(yīng)，測(cè)出其超調(diào)量和調(diào) 節(jié)時(shí)間，并研究其參數(shù)變化對(duì) 動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性的影響。 3 MATLAB 仿 真分析軟件 熟悉和了解 Matlab軟件的運(yùn) 用；傳遞函數(shù)的 Matlab實(shí)現(xiàn)； 用Matlab對(duì)典型環(huán)節(jié)（參見(jiàn)實(shí) 驗(yàn)一）的階躍響應(yīng)進(jìn)行仿真； 控制系統(tǒng)時(shí)域分析的 matlab實(shí) 現(xiàn)方法；學(xué)習(xí)和掌握 Matlab繪 制根軌跡的

5、方法 2 2 驗(yàn)證性 必修 4 典型環(huán)節(jié)（或 系統(tǒng)）的頻率 特性測(cè)量 用實(shí)驗(yàn)方法完成一階慣性環(huán)節(jié) 的頻率特性曲線(xiàn)測(cè)試；用實(shí)驗(yàn) 方法完成典型二階系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻 率特性曲線(xiàn)的測(cè)試；根據(jù)測(cè)得 的頻率特性曲線(xiàn)求取各自的傳 遞函數(shù)；用軟件仿真方法求取 一階慣性環(huán)節(jié)頻率特性和典型 二階系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性，并與 實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果比較。 2 2 驗(yàn)證性 必修 5 線(xiàn)性系統(tǒng)串聯(lián) 校正 觀(guān)測(cè)未校正系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng) 態(tài)特性；按動(dòng)態(tài)特性要求設(shè)計(jì) 串聯(lián)校正裝置；觀(guān)測(cè)加串聯(lián)校 正裝置后系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài) 特性，并觀(guān)測(cè)校正裝置參數(shù)改 變對(duì)系統(tǒng)性能的影響；對(duì)線(xiàn)性 系統(tǒng)串聯(lián)校正進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真 研究，并對(duì)電路模擬與數(shù)字仿 真結(jié)果進(jìn)行比較研究。 2 2 設(shè)計(jì)性 必修 6 小功率直流電 機(jī)調(diào)速控制實(shí) 驗(yàn) 利用ACCT- n自控實(shí)驗(yàn)箱和 計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)箱，分別采用 無(wú)控制器、PI和PID運(yùn)算控制 器設(shè)計(jì)控制支流電機(jī)轉(zhuǎn)速模擬 實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察兩種控制器對(duì)電機(jī) 轉(zhuǎn)速的影響，加深對(duì)理論的理 解。 2 2 設(shè)計(jì)性 選修 （注：實(shí)驗(yàn)類(lèi)型”分為：演示性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)等。） 四、實(shí)驗(yàn)教材、參考書(shū) （一）教材 自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)電氣信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 （二）