機(jī)械控制工程教案485

------------------------------------------------------------教教后小節(jié)械控制工程基礎(chǔ)教案控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)【知識(shí)目標(biāo)】掌握控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，傳遞函數(shù)的構(gòu)造方法?！灸芰δ繕?biāo)】【德育目標(biāo)】培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真，實(shí)事求是的求學(xué)態(tài)度和探索精神。開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)和誤差傳遞函數(shù)的基本概念。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)和誤差傳遞函數(shù)的求解。對(duì)媒體課件，實(shí)體數(shù)學(xué)模型，相應(yīng)的視頻知堂活動(dòng)，特別是一些學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差的同學(xué)也表現(xiàn)出了濃厚的學(xué)習(xí)興趣，并且在這些學(xué)習(xí)活動(dòng)中提高思維能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。4.通過(guò)學(xué)生們對(duì)課堂提問(wèn)的反應(yīng)現(xiàn)象，表明教學(xué)效果良好，同學(xué)們加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和記憶，靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力顯著提高。但個(gè)別同學(xué)對(duì)傳遞函數(shù)的構(gòu)造方法仍有待提高，但通過(guò)對(duì)實(shí)體數(shù)學(xué)模型的觀察有了很大的提高，以后更該注重理論聯(lián)系授課教師：王朝霞2011年四月十二日審簽XXX2011年X月X日------------------------------------------------------------二節(jié)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)編排在自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理，控制方式，以及分類之后，這符合知識(shí)邏輯結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性，反映了個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間是相互聯(lián)系的，符合學(xué)生力。但思維過(guò)程常常與感性經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系，仍需具體形象來(lái)支持。2.學(xué)生在學(xué)習(xí)本章知識(shí)之前就已經(jīng)了解了自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理以及控制說(shuō)還是有一定的難度的。3.此班學(xué)生學(xué)習(xí)積極性高，基礎(chǔ)較好，對(duì)專業(yè)課有濃厚的興趣，但少數(shù)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的理解能力稍差。1.通過(guò)相關(guān)視頻引起學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的興趣，以及對(duì)在實(shí)際生活中是怎樣應(yīng)用自動(dòng)控制系統(tǒng)為我們的生活生產(chǎn)服務(wù)的。2.教師通過(guò)直觀教學(xué)，利用多媒體技術(shù)演示強(qiáng)化學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的感性認(rèn)識(shí)，的。3.讓同學(xué)們觀察實(shí)體數(shù)學(xué)模型，從而讓他們知道理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，讓他們知道理論聯(lián)系實(shí)際更容易理解抽象的問(wèn)題。4.考慮學(xué)生的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察，激勵(lì)學(xué)生積極思考，盡可能的讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)主動(dòng)的去探索自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。教師成主動(dòng)學(xué)習(xí)的又有利于學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。------------------------------------------------------------法、過(guò)程(2分鐘)投影本節(jié)課的重難點(diǎn):開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)和誤差傳遞函數(shù)的基本概念。系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)和誤差傳遞函數(shù)的求解。上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的一部分內(nèi)容，今天我們繼續(xù)學(xué)習(xí)這一節(jié)。(5分鐘)安定課堂秩序，集中學(xué)生注意力。傳遞函數(shù)是在零初始條件下，線性定常系統(tǒng)輸出量的拉普拉斯變換與輸入量的拉普拉(為后面的綜合做(1)傳遞函數(shù)是復(fù)變量s的有理分式，他具有復(fù)變函數(shù)的所有性質(zhì)。(2)傳遞函數(shù)只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)函數(shù)，與外作用無(wú)關(guān)。(3)傳遞函數(shù)與微分方程有直接聯(lián)系。(4)傳遞函數(shù)的拉普拉斯逆變換即為系統(tǒng)的脈沖相應(yīng)，因此傳遞函數(shù)能反映遞函數(shù)呢？今天我們講如何求傳遞函數(shù)。法、過(guò)程------------------------------------------------------------三，傳遞函數(shù)的求取方法1、直接變換法1、直接變換法先建立微分方程，然后在零初始條件下，對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換，即可根據(jù)傳遞函數(shù)的定義求得傳遞函數(shù)。(30分鐘)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用范圍例例已知某環(huán)節(jié)的微分方程為dt2dt求此環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)解：在零初始條件下，對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換，有解：在零初始條件下，對(duì)微分方程進(jìn)行拉氏變換，有s2C(s)+10sC(s)+100C(s)=100R(s)根據(jù)傳遞函數(shù)的定義，有在電工基礎(chǔ)中，對(duì)于電阻、電感、電容，有電阻u=IR拉氏變換式為U(s)=I(s)Rdiu=LU(U(s)=L(s)I(s)I(s)=C(s)U(s)i=C拉氏變換式為U(s)U(s)U(s)CsU(s)U(s)U(s)CsUsUsIs=iU(s)1o=UsRCsi方法、過(guò)程演演示課程內(nèi)容引出所要研究的問(wèn)題，并通過(guò)歸納總結(jié)，啟發(fā)學(xué)生得出結(jié)論，以突出本節(jié)1.比例環(huán)節(jié)其輸出量與輸入量成正比關(guān)系c(t)=Kr(t)式中K——環(huán)節(jié)的放大系數(shù)，為一常數(shù)。G(s)=C(s)=R(s)2.慣性環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)中總含有儲(chǔ)能元件，輸出不能立即復(fù)現(xiàn)輸入。其傳遞函數(shù)可以寫成如下表達(dá)式。G(s)=C(s)=1R(s)Ts+1現(xiàn)求輸入量為單位階躍函數(shù)時(shí)，慣性環(huán)節(jié)輸出量的函數(shù)關(guān)系學(xué)生回答學(xué)生回答回憶所學(xué)過(guò)的拉普3.積分環(huán)節(jié)輸出正比于輸入的積分的環(huán)節(jié)。傳遞函數(shù)為：G(s)=C(s)=1R(s)Ts4.微分環(huán)節(jié)輸出正比于輸入的微分的環(huán)節(jié)，其傳遞函數(shù)為：G(s)=C(s)=TsR(s)c5.一階微分環(huán)節(jié)R(s)cR(s)c方法、過(guò)程------------------------------------------------------------(通過(guò)習(xí)題使學(xué)生6.二階微分環(huán)節(jié)Gs=K的題目老師填寫各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)(使同學(xué)們加深印象)方法、過(guò)程------------------------------------------------------------解：求此電路的微分方程為RCRCo+u(t)=u(t)dto