自動控制原理課程教案及授課計劃

自動控制原理授課計劃教案

授課班級

總課時96

已完成課時數(shù)60

本學(xué)期課時數(shù)96

本學(xué)期理論時數(shù)64

本學(xué)期實訓(xùn)時數(shù)

作業(yè)數(shù)量每個班6次平時測驗2每個班次

必修課校級公共課口；專業(yè)基礎(chǔ)課d專業(yè)課口

課程類型

選修課限選課口；任選課口

課程評價方式考試4；考查口

本課程主要教學(xué)內(nèi)容安排表

序號教學(xué)主要章節(jié)或模塊學(xué)時

1自動控制的一般概念4

2自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型14

3時域分析法18

4根軌跡法18

5頻率域方法16

控制系統(tǒng)的校正16

采用教材及教學(xué)大綱情況表

教材名稱自動控制原理主編

基本教材教材類型規(guī)劃教材7自編教材口其它口

出版社

教材名稱主編

參考教材教材類型規(guī)劃教材口自編教材口其它口

出版社

教學(xué)大綱實施性教學(xué)大綱：有口無口

教學(xué)內(nèi)容

增減情況

序周時

號次課程教學(xué)主要內(nèi)容布置作業(yè)教學(xué)手段

數(shù)

41.1開環(huán)控制和閉環(huán)控制有多媒體、講授法

1

41.2自動控制系統(tǒng)中的術(shù)語和定義多媒體、講授法

2

42.1性系統(tǒng)的輸入一輸出時間函數(shù)描述多媒體、講授法

3

42.2典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型多媒體、講授法

4

82.3框圖及其化簡方法有多媒體、講授法

5

43.1線性定常系統(tǒng)的時域響應(yīng)多媒體、講授法

6

63.2勞斯-赫爾維茨穩(wěn)定判據(jù)多媒體、講授法

7

43.3線性系統(tǒng)時域響應(yīng)的計算機輔助分析多媒體、講授法

8

44.1根軌跡的基本概念多媒體、講授法

9

64.2繪制根軌跡的基本條件和基本規(guī)則多媒體、講授法

10

24.3用MATLAB繪制系統(tǒng)的根軌跡有多媒體、講授法

11

45.1典型環(huán)節(jié)的頻率特性有多媒體、講授法

12

85.2乃奎斯特定判據(jù)和系統(tǒng)相對穩(wěn)定性多媒體、講授法

13

25.3用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)的頻域分析有多媒體、講授法

14

46.1線性系統(tǒng)校正的概念多媒體、講授法

15

46.2常用校正裝置及其特性有多媒體、講授法

16

46.3串聯(lián)校正的設(shè)計多媒體、講授法

17

備注：教學(xué)手段主要是、自動控制的基本概念（0.5學(xué)時）

自動控制技術(shù)（人工控制和自動控制）

2、自動控制系統(tǒng)的分類（0.7學(xué)時）

自動控制系統(tǒng)的分類

（1）分類方法（2）分類

控制系統(tǒng)的幾個概念

線性、非線性、連續(xù)、離散、定常、時變等

3、自動控制系統(tǒng)的發(fā)展簡史（0.5學(xué)時）

1.控制理論胚胎與萌芽期

2.經(jīng)典控制理論的孕期與形成時期（ClassicalControl）

3.現(xiàn)代控制時期（ModernControl）

4.智能控制時期

4、對自動控制系統(tǒng)的基本要求（0.2學(xué)時）

1.基本要求的提法

（1）穩(wěn)定性（2）快速性（3）準(zhǔn)確性

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

自動控制的基本原理和方式

?布置作業(yè)或思考題：

簡述自動控制原理

教案

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（1）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

了解建立系統(tǒng)微分方程的一般方法，掌握傳遞函數(shù)的概念、定義和性

教學(xué)目標(biāo)質(zhì)。了解傳遞函數(shù)的局限性，掌握傳遞函數(shù)的求取方法，熟悉典型環(huán)節(jié)及

其傳遞函數(shù)。

1、控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)

主要內(nèi)容

2、控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)重點、教學(xué)重點：傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；傳遞函數(shù)的求取方法。

難點教學(xué)難點：傳遞函數(shù)的性質(zhì)及求取方法。

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

§2-1控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型（0.4學(xué)時）

一、數(shù)學(xué)模型（0.2學(xué)時）

1.數(shù)學(xué)模型的概念

2.數(shù)學(xué)模型的形式

3.數(shù)學(xué)模型的建立

二、列寫微分方程的一般方法（0.2學(xué)時）

舉例說明列寫微分方程的一般方法

§2-2控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型（1.6學(xué)時）

一、傳遞函數(shù)的定義（0.2學(xué)時）

二、傳遞函數(shù)的局限性（0.2學(xué)時）

三、傳遞函數(shù)的性質(zhì)（0.3學(xué)時）

四、傳遞函數(shù)的表達(dá)形式（0.3學(xué)時）

1.零一極點表達(dá)形式

2.時間常數(shù)表達(dá)形式

五、典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)（0.6學(xué)時）

1.比例環(huán)節(jié)2.慣性環(huán)節(jié)3.一階微分環(huán)節(jié)4.積分環(huán)節(jié)

5.理想微分環(huán)節(jié)6.振蕩（二階振蕩）環(huán)節(jié)7.二階微分環(huán)節(jié)

8.延遲環(huán)節(jié)

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；傳遞函數(shù)的求取方法。

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（3）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號流圖

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換原則；理解信號流圖的組成及性質(zhì)，掌握應(yīng)用

教學(xué)目標(biāo)梅森增益公式化簡結(jié)構(gòu)的方法。

教學(xué)1、信號流圖及梅森增益公式

主要內(nèi)容2、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡化

教學(xué)重點、

教學(xué)重點：結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡化

舉例講解等效變換的應(yīng)用

二、信號流圖及梅森增益公式

1.信號流圖的組成及性質(zhì)

（1）信號流圖

（2）信號流圖使用的術(shù)語

（3）信號流圖的性質(zhì)

（4）信號流圖的繪制

（5）信號流圖的等效變換

2.梅森增益公式

（1）梅森增益公式

（2）舉例（案例分析）

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（3）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法--二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、典型時域響應(yīng)特點及特征參數(shù)。掌握欠阻

教學(xué)目標(biāo)尼二階系統(tǒng)特征參數(shù)、極點位置與動態(tài)性能之間的相互關(guān)系。

教學(xué)

二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)(2學(xué)時)

1.二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

(1)負(fù)阻尼情況

(2)零阻尼情況

(3)欠阻尼情況

(4)過阻尼情況

(5)欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析

3.二階系統(tǒng)性能的改善

(1)比例一微分控制

(2)測速反饋控制(微分反饋)

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(4)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法-一線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性概念及穩(wěn)定的充要條件，能夠熟練運用勞斯穩(wěn)定判據(jù)

教學(xué)目標(biāo)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進(jìn)行相關(guān)的分析計算。

教學(xué)

線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

1.穩(wěn)定的概念

2.穩(wěn)定的數(shù)學(xué)條件及其定義

3.穩(wěn)定性判據(jù)

（1）線性系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件

（2）勞斯穩(wěn)定判據(jù)

判據(jù)的內(nèi)容

舉例講解勞斯表的計算

勞斯表的特殊情況處理

勞斯表的應(yīng)用

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（6）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法-一線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

正確理解穩(wěn)態(tài)誤差的概念，掌握穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法，了解減小或消

教學(xué)目標(biāo)除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。

教學(xué)

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算（

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

穩(wěn)態(tài)誤差概念的理解，穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算(2學(xué)時)

1.誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的定義

(1)誤差的定義

(2)穩(wěn)態(tài)誤差的定義

2.穩(wěn)杰誤差的計算

(1)用拉氏變換的終值定理求穩(wěn)態(tài)誤差

(2)用靜態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

(3)用動態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

3.擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差

4.減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施

(1)增大系統(tǒng)開環(huán)增益

(2)增加系統(tǒng)型別

(3)應(yīng)用順饋補償擾動信號對系統(tǒng)輸出的影響

(4)應(yīng)用順饋補償輸入信號對系統(tǒng)輸出的影響

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(6)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的根軌跡法一根軌跡法的基本概念、根軌跡繪制的基本法則

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

正確理解根軌跡的概念。掌握根軌跡繪制的基本法則。掌握繪制常規(guī)

教學(xué)目標(biāo)根軌跡的方法。

1、根軌跡法的基本概念

教學(xué)

主要內(nèi)容

2、根軌跡繪制的基本法則

教學(xué)重點、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

根軌跡法的基本概念(1.5學(xué)時)

1.根軌跡法的提出

(1)閉環(huán)零極點的作用

(2)閉環(huán)零極點的調(diào)整

(3)閉環(huán)零極點的求解

2.根軌跡法

3.繪制根軌跡的基本條件

(1)根軌跡方程

(2)相角條件和模值條件

§5-2根軌跡繪制的基本法則(0.5學(xué)時)

(1)根軌跡的起點和終點

(2)根軌跡的分支數(shù)、對稱性和連續(xù)性

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

一學(xué)年第一學(xué)期順序號：(6)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的根軌跡法一根軌跡繪制的基本法則、廣義根軌跡

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握根軌跡繪制的基本法則。掌握繪制常規(guī)根軌跡的方法。

教學(xué)目標(biāo)

2、根軌跡繪制的基本法則

教學(xué)

主要內(nèi)容

3、廣義根軌跡

教學(xué)重點、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

根軌跡繪制的基本法則(2學(xué)時)

(3)根軌跡的漸進(jìn)線

(4)根軌跡在實軸上的分布

(5)根軌跡的分離點和會合點

(6)根軌跡的起始角和終止角

(7)根軌跡與虛軸的交點

通過舉例，說明根軌跡繪制法則的應(yīng)用方法，掌握常規(guī)根軌跡的繪制。

廣義根軌跡

1、參數(shù)根軌跡

2、零度根軌跡

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

一學(xué)年第一學(xué)期順序號：(6)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的根軌跡法一廣義根軌跡、系統(tǒng)的性能分析

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握繪制參數(shù)根軌跡和零度根軌跡的方法。能夠根據(jù)根軌跡定性分析

教學(xué)目標(biāo)

系統(tǒng)指標(biāo)隨參數(shù)變化的趨勢。

4、系統(tǒng)性能的分析

教學(xué)

主要內(nèi)容

5、廣義根軌跡

教學(xué)重點、

根據(jù)根軌跡定性分析系統(tǒng)指標(biāo)

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

廣義根軌跡(1學(xué)時)

1.參數(shù)根軌跡

(1)參數(shù)根軌跡的基本概念

(2)參數(shù)根軌跡方程

2.零度根軌跡

(1)零度根軌跡的概念

(2)零度根軌跡方程

(3)零度根軌跡繪制法則

(4)零度根軌跡和180。根軌跡圖的比較

系統(tǒng)性能的分析(1學(xué)時)

1.附加開環(huán)零點對系統(tǒng)根軌跡的影響

2.閉環(huán)零、極點與時間響應(yīng)

3.舉例

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

根據(jù)根軌跡定性分析系統(tǒng)指標(biāo)

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(10)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

習(xí)題課一1、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、2、線性系統(tǒng)的時域分析法

本次課標(biāo)題

3、線性系統(tǒng)的根軌跡法

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

復(fù)習(xí)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立、結(jié)構(gòu)圖化簡、信號流圖及其Mason公

式；復(fù)習(xí)系統(tǒng)時域指標(biāo)、典型二階系統(tǒng)時域性能指標(biāo)以及高階系統(tǒng)的性能

教學(xué)目標(biāo)估算；復(fù)習(xí)代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)（Routh判據(jù)）及其應(yīng)用；穩(wěn)態(tài)誤差的分析和

計算；復(fù)習(xí)根軌跡的繪制方法和利用根軌跡分析系統(tǒng)性能的方法。

6、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

教學(xué)7、線性系統(tǒng)的根軌跡法

主要內(nèi)容

8、線性系統(tǒng)的時域分析法

教學(xué)重點、結(jié)構(gòu)圖化簡、時域指標(biāo)、典型二階系統(tǒng)時域性能指標(biāo)、高階系統(tǒng)的性能估

難點算、代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)、根軌跡的繪制方法、利用根軌跡分析系統(tǒng)性能。

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（0.6學(xué)時）

1.數(shù)學(xué)模型的建立

2.結(jié)構(gòu)圖化簡

3.信號流圖及其Mason公式

二、線性系統(tǒng)的時域分析法（0.8學(xué)時）

1.時域指標(biāo)

2.典型二階系統(tǒng)的時域性能指標(biāo)

3.閉環(huán)主導(dǎo)極點及高階系統(tǒng)性能指標(biāo)估算

4.Routh判據(jù)

5.穩(wěn)態(tài)誤差的分析和計算

三、線性系統(tǒng)的根軌跡法（0.6學(xué)時）

1.根軌跡的繪制法則

2.開環(huán)零、極點與根軌跡的關(guān)系

3.利用根軌跡分析系統(tǒng)的性能

本節(jié)為習(xí)題課，主要以舉例為主，利用例子來說明這些內(nèi)容的相互關(guān)系和在課程中的作用。

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

線性系統(tǒng)的根軌跡法

線性系統(tǒng)的時域分析法

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（n）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的頻域分析法-----頻率特性、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

授課班級12機電一班年月日

及時間年月日

年月日

掌握頻率特性的概念。掌握典型環(huán)節(jié)的開環(huán)幅相曲線的繪制。

教學(xué)目標(biāo)

9、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

教學(xué)

主要內(nèi)容

10、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

教學(xué)重點、

頻率特性的概念。典型環(huán)節(jié)的開環(huán)幅相曲線的繪制。

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、頻率特性（1學(xué)時）

1.正弦信號輸入時系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解的求法

2.頻率特性的基本概念

（1）幅頻特性

（2）相頻特性

（3）頻率特性

3.頻率特性的描述

（1）解析描述

①復(fù)數(shù)形式

②指數(shù)形式（矢量形式）

③復(fù)數(shù)形式與指數(shù)形式的關(guān)系

（2）幾何形式

①極坐標(biāo)圖（Nyquist圖）

②對數(shù)坐標(biāo)圖（Bode圖）

二、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

1.開環(huán)幅相曲線的繪制

比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、一階微分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

1、頻率特性

2、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

?作業(yè)：

―一課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（11）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

線性系統(tǒng)的頻域分析法----典型環(huán)節(jié)的頻率特性、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的

本次課標(biāo)題

繪制

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。掌握簡單系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線的繪

教學(xué)目標(biāo)

制。

11、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

教學(xué)

主要內(nèi)容

12、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

教學(xué)重點、

典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。簡單系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線的繪制。

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制：

1、比例環(huán)節(jié)、

2、積分環(huán)節(jié)、

3、微分環(huán)節(jié)、

4、一階微分環(huán)節(jié)、

5、慣性環(huán)節(jié)、

6、振蕩環(huán)節(jié)

二、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

簡單系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線的繪制

(1)繪制步驟

(2)舉例說明福相曲線的繪制

(3)開環(huán)幅相曲線的一般形狀

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。簡單系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線的繪制。

?作業(yè)：

——課后習(xí)題

教案首頁

_學(xué)年第一學(xué)期順序號：(n)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的頻域分析法----系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

教學(xué)目標(biāo)掌握簡單系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線的繪制。

13、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

教學(xué)

主要內(nèi)容

14、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

教學(xué)重點、

簡單系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線的繪制。

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

二、簡單系統(tǒng)對數(shù)頻率特性曲線的繪制

(1)開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線的優(yōu)點

(2)簡單系統(tǒng)的開環(huán)對數(shù)頻率特性曲線

(3)最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)

三.傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒灉y定

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

1、典型環(huán)節(jié)的對數(shù)坐標(biāo)圖的繪制

2、簡單系統(tǒng)開環(huán)幅相曲線的繪制

?作業(yè)：

.一課后習(xí)題

教案首頁

一學(xué)年第一學(xué)期順序號：(n)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的頻域分析法--奈奎斯特穩(wěn)定

12機電一班年月日

授課班級

年月

及時間0

年日

—月

教學(xué)目標(biāo)掌握頻率域穩(wěn)定判據(jù)。

15、系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制

教學(xué)

主要內(nèi)容

16、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

教學(xué)重點、

掌握頻率域穩(wěn)定判據(jù)。

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

頻率域穩(wěn)定判據(jù)(2學(xué)時)

1.幅角原理(0.5學(xué)時)

(1)基本概念

(2)控制理論中的幅角原理

(3)幅角原理的幾何意義

2.輔助函數(shù)(0.2學(xué)時)

3.Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)(1.3學(xué)時)

(1)[s]平面虛軸上無開環(huán)極點的情況

(2)[s]平面原點處有開環(huán)極點的情況

(3)[s]平面除原點外虛軸上有開環(huán)極點的情況

(4)閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時的情況

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

頻率域穩(wěn)定判據(jù)。

?作業(yè)：

一.課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(11)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的頻域分析法——穩(wěn)定裕度

12機電一班年月H

授課班級

年月日

及時間

年月日

教學(xué)目標(biāo)掌握相角裕度和幅值裕度的概念及計算。

教學(xué)

穩(wěn)定裕度

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

相角裕度和幅值裕度的概念。

難點

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

穩(wěn)定裕度（2學(xué)時）

1.定性描述（0.2學(xué)時）

2.定量描述（0.8學(xué)時）

（1）相角裕度（0.4學(xué)時）

（2）幅值裕度（0.4學(xué)時）

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

指：采用多媒體投影教學(xué)、自動控制的基本概念（0.5學(xué)時）

自動控制技術(shù)（人工控制和自動控制）

2、自動控制系統(tǒng)的分類（0.7學(xué)時）

自動控制系統(tǒng)的分類

（1）分類方法（2）分類

控制系統(tǒng)的幾個概念

線性、非線性、連續(xù)、離散、定常、時變等

3、自動控制系統(tǒng)的發(fā)展簡史（0.5學(xué)時）

5.控制理論胚胎與萌芽期

6.經(jīng)典控制理論的孕期與形成時期（ClassicalControl）

7.現(xiàn)代控制時期（ModernControl）

8.智能控制時期

4、對自動控制系統(tǒng)的基本要求（0.2學(xué)時）

1.基本要求的提法

（1）穩(wěn)定性（2）快速性（3）準(zhǔn)確性

?教學(xué)小結(jié)與拓展:

自動控制的基本原理和方式

?布置作業(yè)或思考題:

簡述自動控制原理

教案

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（1）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

了解建立系統(tǒng)微分方程的一般方法，掌握傳遞函數(shù)的概念、定義和性

教學(xué)目標(biāo)質(zhì)。了解傳遞函數(shù)的局限性，掌握傳遞函數(shù)的求取方法，熟悉典型環(huán)節(jié)及

其傳遞函數(shù)。

1、控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)

主要內(nèi)容

2、控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)重點、教學(xué)重點：傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；傳遞函數(shù)的求取方法。

難點教學(xué)難點：傳遞函數(shù)的性質(zhì)及求取方法。

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

§2-1控制系統(tǒng)的時域數(shù)學(xué)模型（0.4學(xué)時）

一、數(shù)學(xué)模型（0.2學(xué)時）

1.數(shù)學(xué)模型的概念

2.數(shù)學(xué)模型的形式

3.數(shù)學(xué)模型的建立

二、列寫微分方程的一般方法（0.2學(xué)時）

舉例說明列寫微分方程的一般方法

§2-2控制系統(tǒng)的復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型（1.6學(xué)時）

一、傳遞函數(shù)的定義（0.2學(xué)時）

二、傳遞函數(shù)的局限性（0.2學(xué)時）

三、傳遞函數(shù)的性質(zhì)（0.3學(xué)時）

四、傳遞函數(shù)的表達(dá)形式（0.3學(xué)時）

1.零一極點表達(dá)形式

2.時間常數(shù)表達(dá)形式

五、典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)（0.6學(xué)時）

1.比例環(huán)節(jié)2.慣性環(huán)節(jié)3.一階微分環(huán)節(jié)4.積分環(huán)節(jié)

5.理想微分環(huán)節(jié)6.振蕩（二階振蕩）環(huán)節(jié)7.二階微分環(huán)節(jié)

8.延遲環(huán)節(jié)

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

傳遞函數(shù)的概念、定義和性質(zhì)；傳遞函數(shù)的求取方法。

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（3）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖與信號流圖

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換原則；理解信號流圖的組成及性質(zhì)，掌握應(yīng)用

教學(xué)目標(biāo)梅森增益公式化簡結(jié)構(gòu)的方法。

教學(xué)1、信號流圖及梅森增益公式

主要內(nèi)容2、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡化

教學(xué)重點、

教學(xué)重點：結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

一、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡化

舉例講解等效變換的應(yīng)用

二、信號流圖及梅森增益公式

1.信號流圖的組成及性質(zhì)

（1）信號流圖

（2）信號流圖使用的術(shù)語

（3）信號流圖的性質(zhì)

（4）信號流圖的繪制

（5）信號流圖的等效變換

2.梅森增益公式

（1）梅森增益公式

（2）舉例（案例分析）

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（3）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法--二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、典型時域響應(yīng)特點及特征參數(shù)。掌握欠阻

教學(xué)目標(biāo)尼二階系統(tǒng)特征參數(shù)、極點位置與動態(tài)性能之間的相互關(guān)系。

教學(xué)

二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)(2學(xué)時)

1.二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

2.二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)

(1)負(fù)阻尼情況

(2)零阻尼情況

(3)欠阻尼情況

(4)過阻尼情況

(5)欠阻尼二階系統(tǒng)的動態(tài)過程分析

3.二階系統(tǒng)性能的改善

(1)比例一微分控制

(2)測速反饋控制(微分反饋)

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(4)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法-一線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性概念及穩(wěn)定的充要條件，能夠熟練運用勞斯穩(wěn)定判據(jù)

教學(xué)目標(biāo)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并進(jìn)行相關(guān)的分析計算。

教學(xué)

線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

1.穩(wěn)定的概念

2.穩(wěn)定的數(shù)學(xué)條件及其定義

3.穩(wěn)定性判據(jù)

（1）線性系統(tǒng)穩(wěn)定的必要條件

（2）勞斯穩(wěn)定判據(jù)

判據(jù)的內(nèi)容

舉例講解勞斯表的計算

勞斯表的特殊情況處理

勞斯表的應(yīng)用

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：（6）

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的時域分析法-一線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

正確理解穩(wěn)態(tài)誤差的概念，掌握穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法，了解減小或消

教學(xué)目標(biāo)除穩(wěn)態(tài)誤差的措施。

教學(xué)

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算（

主要內(nèi)容

教學(xué)重點、

穩(wěn)態(tài)誤差概念的理解，穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算(2學(xué)時)

1.誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的定義

(1)誤差的定義

(2)穩(wěn)態(tài)誤差的定義

2.穩(wěn)杰誤差的計算

(1)用拉氏變換的終值定理求穩(wěn)態(tài)誤差

(2)用靜態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

(3)用動態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

3.擾動作用下的穩(wěn)態(tài)誤差

4.減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施

(1)增大系統(tǒng)開環(huán)增益

(2)增加系統(tǒng)型別

(3)應(yīng)用順饋補償擾動信號對系統(tǒng)輸出的影響

(4)應(yīng)用順饋補償輸入信號對系統(tǒng)輸出的影響

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

-學(xué)年第一學(xué)期順序號：(6)

主講教師職稱系、部機電與信息工程系

本教案

課程名稱自動控制原理2

授課學(xué)時

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的根軌跡法一根軌跡法的基本概念、根軌跡繪制的基本法則

12機電一班年月日

授課班級

年月日

及時間

年月日

正確理解根軌跡的概念。掌握根軌跡繪制的基本法則。掌握繪制常規(guī)

教學(xué)目標(biāo)根軌跡的方法。

17、根軌跡法的基本概念

教學(xué)

主要內(nèi)容

2、根軌跡繪制的基本法則

教學(xué)重點、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計：

根軌跡法的基本概念(1.5學(xué)時)

1.根軌跡法的提出

(1)閉環(huán)零極點的作用

(2)閉環(huán)零極點的調(diào)整

(3)閉環(huán)零極點的求解

2.根軌跡法

3.繪制根軌跡的基本條件

(1)根軌跡方程

(2)相角條件和模值條件

§5-2根軌跡繪制的基本法則(0.5學(xué)時)

(1)根軌跡的起點和終點

(2)根軌跡的分支數(shù)、對稱性和連續(xù)性

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

?布置作業(yè)或思考題：

課后習(xí)題

教案首頁

一學(xué)年第一學(xué)期