自動(dòng)控制原理課程教案及授課計(jì)劃

自動(dòng)控制原理授課計(jì)劃教案

授課班級(jí)

總課時(shí)96

已完成課時(shí)數(shù)60

本學(xué)期課時(shí)數(shù)96

本學(xué)期理論時(shí)數(shù)64

本學(xué)期實(shí)訓(xùn)時(shí)數(shù)

作業(yè)數(shù)量每個(gè)班6次平時(shí)測(cè)驗(yàn)2每個(gè)班次

必修課校級(jí)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(píng)價(jià)方式考試4；考查口

本課程主要教學(xué)內(nèi)容安排表

序號(hào)教學(xué)主要章節(jié)或模塊學(xué)時(shí)

1自動(dòng)控制的一般概念4

2自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型14

3時(shí)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(dòng)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(shí)施性教學(xué)大綱：有口無(wú)口

教學(xué)內(nèi)容

增減情況

序周時(shí)

號(hào)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(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制有多媒體、講授法

1

41.2自動(dòng)控制系統(tǒng)中的術(shù)語(yǔ)和定義多媒體、講授法

2

42.1性系統(tǒng)的輸入一輸出時(shí)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(jiǎn)方法有多媒體、講授法

5

43.1線性定常系統(tǒng)的時(shí)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(shí)域響應(yīng)的計(jì)算機(jī)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(duì)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(jì)多媒體、講授法

17

備注：教學(xué)手段主要是、自動(dòng)控制的基本概念（0.5學(xué)時(shí)）

自動(dòng)控制技術(shù)（人工控制和自動(dòng)控制）

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類（0.7學(xué)時(shí)）

自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

（1）分類方法（2）分類

控制系統(tǒng)的幾個(gè)概念

線性、非線性、連續(xù)、離散、定常、時(shí)變等

3、自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史（0.5學(xué)時(shí)）

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(shí)期（ClassicalControl）

3.現(xiàn)代控制時(shí)期（ModernControl）

4.智能控制時(shí)期

4、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求（0.2學(xué)時(shí)）

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(dòng)控制的基本原理和方式

?布置作業(yè)或思考題：

簡(jiǎn)述自動(dòng)控制原理

教案

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（1）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(shí)域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)重點(diǎn)：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(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：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(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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

一、數(shù)學(xué)模型（0.2學(xué)時(shí)）

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(xiě)微分方程的一般方法（0.2學(xué)時(shí)）

舉例說(shuō)明列寫(xiě)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(shí)）

一、傳遞函數(shù)的定義（0.2學(xué)時(shí)）

二、傳遞函數(shù)的局限性（0.2學(xué)時(shí)）

三、傳遞函數(shù)的性質(zhì)（0.3學(xué)時(shí)）

四、傳遞函數(shù)的表達(dá)形式（0.3學(xué)時(shí)）

1.零一極點(diǎn)表達(dá)形式

2.時(shí)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(shí)）

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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（3）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換原則；理解信號(hào)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(jiǎn)結(jié)構(gòu)的方法。

教學(xué)1、信號(hào)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(jiǎn)化

教學(xué)重點(diǎn)、

教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

一、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡(jiǎn)化

舉例講解等效變換的應(yīng)用

二、信號(hào)流圖及梅森增益公式

1.信號(hào)流圖的組成及性質(zhì)

（1）信號(hào)流圖

（2）信號(hào)流圖使用的術(shù)語(yǔ)

（3）信號(hào)流圖的性質(zhì)

（4）信號(hào)流圖的繪制

（5）信號(hào)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（3）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

掌握二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、典型時(shí)域響應(yīng)特點(diǎn)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(diǎn)位置與動(dòng)態(tài)性能之間的相互關(guān)系。

教學(xué)

二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)

主要內(nèi)容

教學(xué)重點(diǎn)、

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)(2學(xué)時(shí))

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(guò)阻尼情況

(5)欠阻尼二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析

3.二階系統(tǒng)性能的改善

(1)比例一微分控制

(2)測(cè)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(4)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(yùn)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(jì)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(diǎn)、

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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(jì)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（6）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(jì)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(jì)算（

主要內(nèi)容

教學(xué)重點(diǎn)、

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

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算(2學(xué)時(shí))

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(jì)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(dòng)態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

3.擾動(dòng)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(kāi)環(huán)增益

(2)增加系統(tǒng)型別

(3)應(yīng)用順饋補(bǔ)償擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響

(4)應(yīng)用順饋補(bǔ)償輸入信號(hào)對(duì)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(6)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(diǎn)、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

根軌跡法的基本概念(1.5學(xué)時(shí))

1.根軌跡法的提出

(1)閉環(huán)零極點(diǎn)的作用

(2)閉環(huán)零極點(diǎn)的調(diào)整

(3)閉環(huán)零極點(diǎn)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(shí))

(1)根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)

(2)根軌跡的分支數(shù)、對(duì)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(yè)

一學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(6)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(diǎn)、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

根軌跡繪制的基本法則(2學(xué)時(shí))

(3)根軌跡的漸進(jìn)線

(4)根軌跡在實(shí)軸上的分布

(5)根軌跡的分離點(diǎn)和會(huì)合點(diǎn)

(6)根軌跡的起始角和終止角

(7)根軌跡與虛軸的交點(diǎn)

通過(guò)舉例，說(shuō)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(yè)

一學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(6)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(shì)。

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(diǎn)、

根據(jù)根軌跡定性分析系統(tǒng)指標(biāo)

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

廣義根軌跡(1學(xué)時(shí))

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(shí))

1.附加開(kāi)環(huán)零點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)根軌跡的影響

2.閉環(huán)零、極點(diǎn)與時(shí)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(10)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(shí)域分析法

本次課標(biāo)題

3、線性系統(tǒng)的根軌跡法

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(jiǎn)、信號(hào)流圖及其Mason公

式；復(fù)習(xí)系統(tǒng)時(shí)域指標(biāo)、典型二階系統(tǒng)時(shí)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(jì)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(shí)域分析法

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

難點(diǎn)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(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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

1.數(shù)學(xué)模型的建立

2.結(jié)構(gòu)圖化簡(jiǎn)

3.信號(hào)流圖及其Mason公式

二、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析法（0.8學(xué)時(shí)）

1.時(shí)域指標(biāo)

2.典型二階系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)

3.閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)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(jì)算

三、線性系統(tǒng)的根軌跡法（0.6學(xué)時(shí)）

1.根軌跡的繪制法則

2.開(kāi)環(huán)零、極點(diǎn)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(lái)說(shuō)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(shí)域分析法

教案首頁(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（n）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jí)12機(jī)電一班年月日

及時(shí)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(kāi)環(huán)幅相曲線的繪制。

教學(xué)目標(biāo)

9、系統(tǒng)開(kāi)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(diǎn)、

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

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

一、頻率特性（1學(xué)時(shí)）

1.正弦信號(hào)輸入時(shí)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?gòu)?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(duì)數(shù)坐標(biāo)圖（Bode圖）

二、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

1.開(kāi)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（11）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(kāi)環(huán)頻率特性的

本次課標(biāo)題

繪制

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

掌握典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。掌握簡(jiǎn)單系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相曲線的繪

教學(xué)目標(biāo)

制。

11、系統(tǒng)開(kāi)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(diǎn)、

典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。簡(jiǎn)單系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相曲線的繪制。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

一、典型環(huán)節(jié)的頻率特性

對(duì)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(kāi)環(huán)頻率特性的繪制

簡(jiǎn)單系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相曲線的繪制

(1)繪制步驟

(2)舉例說(shuō)明福相曲線的繪制

(3)開(kāi)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(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的繪制。簡(jiǎn)單系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相曲線的繪制。

?作業(yè)：

——課后習(xí)題

教案首頁(yè)

_學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(n)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

教學(xué)目標(biāo)掌握簡(jiǎn)單系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線的繪制。

13、系統(tǒng)開(kāi)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(diǎn)、

簡(jiǎn)單系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線的繪制。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

一、系統(tǒng)開(kāi)環(huán)頻率特性的繪制

二、簡(jiǎn)單系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性曲線的繪制

(1)開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線的優(yōu)點(diǎn)

(2)簡(jiǎn)單系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)對(duì)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?yàn)測(cè)定

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

1、典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖的繪制

2、簡(jiǎn)單系統(tǒng)開(kāi)環(huán)幅相曲線的繪制

?作業(yè)：

.一課后習(xí)題

教案首頁(yè)

一學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(n)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月

及時(shí)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(kāi)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(diǎn)、

掌握頻率域穩(wěn)定判據(jù)。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

頻率域穩(wěn)定判據(jù)(2學(xué)時(shí))

1.幅角原理(0.5學(xué)時(shí))

(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(shí))

3.Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)(1.3學(xué)時(shí))

(1)[s]平面虛軸上無(wú)開(kāi)環(huán)極點(diǎn)的情況

(2)[s]平面原點(diǎn)處有開(kāi)環(huán)極點(diǎn)的情況

(3)[s]平面除原點(diǎn)外虛軸上有開(kāi)環(huán)極點(diǎn)的情況

(4)閉環(huán)系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(11)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月H

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(jì)算。

教學(xué)

穩(wěn)定裕度

主要內(nèi)容

教學(xué)重點(diǎn)、

相角裕度和幅值裕度的概念。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、

多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

穩(wěn)定裕度（2學(xué)時(shí)）

1.定性描述（0.2學(xué)時(shí)）

2.定量描述（0.8學(xué)時(shí)）

（1）相角裕度（0.4學(xué)時(shí)）

（2）幅值裕度（0.4學(xué)時(shí)）

?教學(xué)小結(jié)與拓展：

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

自動(dòng)控制技術(shù)（人工控制和自動(dòng)控制）

2、自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類（0.7學(xué)時(shí)）

自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類

（1）分類方法（2）分類

控制系統(tǒng)的幾個(gè)概念

線性、非線性、連續(xù)、離散、定常、時(shí)變等

3、自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史（0.5學(xué)時(shí)）

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(shí)期（ClassicalControl）

7.現(xiàn)代控制時(shí)期（ModernControl）

8.智能控制時(shí)期

4、對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求（0.2學(xué)時(shí)）

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(dòng)控制的基本原理和方式

?布置作業(yè)或思考題:

簡(jiǎn)述自動(dòng)控制原理

教案

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（1）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

本次課標(biāo)題線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(shí)域數(shù)學(xué)模型

教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)重點(diǎn)：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(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)：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(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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

一、數(shù)學(xué)模型（0.2學(xué)時(shí)）

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(xiě)微分方程的一般方法（0.2學(xué)時(shí)）

舉例說(shuō)明列寫(xiě)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(shí)）

一、傳遞函數(shù)的定義（0.2學(xué)時(shí)）

二、傳遞函數(shù)的局限性（0.2學(xué)時(shí)）

三、傳遞函數(shù)的性質(zhì)（0.3學(xué)時(shí)）

四、傳遞函數(shù)的表達(dá)形式（0.3學(xué)時(shí)）

1.零一極點(diǎn)表達(dá)形式

2.時(shí)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(shí)）

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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（3）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

掌握結(jié)構(gòu)圖的等效變換原則；理解信號(hào)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(jiǎn)結(jié)構(gòu)的方法。

教學(xué)1、信號(hào)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(jiǎn)化

教學(xué)重點(diǎn)、

教學(xué)重點(diǎn)：結(jié)構(gòu)圖的等效變換；梅森增益公式。

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

一、結(jié)構(gòu)圖的等效變換及簡(jiǎn)化

舉例講解等效變換的應(yīng)用

二、信號(hào)流圖及梅森增益公式

1.信號(hào)流圖的組成及性質(zhì)

（1）信號(hào)流圖

（2）信號(hào)流圖使用的術(shù)語(yǔ)

（3）信號(hào)流圖的性質(zhì)

（4）信號(hào)流圖的繪制

（5）信號(hào)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（3）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)間

年月日

掌握二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、典型時(shí)域響應(yīng)特點(diǎn)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(diǎn)位置與動(dòng)態(tài)性能之間的相互關(guān)系。

教學(xué)

二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)

主要內(nèi)容

教學(xué)重點(diǎn)、

欠阻尼二階系統(tǒng)的響應(yīng)特征

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)(2學(xué)時(shí))

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(guò)阻尼情況

(5)欠阻尼二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程分析

3.二階系統(tǒng)性能的改善

(1)比例一微分控制

(2)測(cè)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(4)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(yùn)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(jì)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(diǎn)、

勞斯穩(wěn)定判據(jù)

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

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(jì)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：（6）

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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

12機(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(jì)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(jì)算（

主要內(nèi)容

教學(xué)重點(diǎn)、

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

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入：

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算(2學(xué)時(shí))

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(jì)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(dòng)態(tài)誤差系數(shù)求穩(wěn)態(tài)誤差

3.擾動(dòng)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(kāi)環(huán)增益

(2)增加系統(tǒng)型別

(3)應(yīng)用順饋補(bǔ)償擾動(dòng)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出的影響

(4)應(yīng)用順饋補(bǔ)償輸入信號(hào)對(duì)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(yè)

-學(xué)年第一學(xué)期順序號(hào)：(6)

主講教師職稱系、部機(jī)電與信息工程系

本教案

課程名稱自動(dòng)控制原理2

授課學(xué)時(shí)

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(jī)電一班年月日

授課班級(jí)

年月日

及時(shí)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(diǎn)、

根軌跡的理解，根軌跡繪制的基本法則

難點(diǎn)

教學(xué)手段、多媒體教學(xué)、講授法

方法

?新課導(dǎo)入:

通過(guò)案例，導(dǎo)入本課內(nèi)容

?教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)：

根軌跡法的基本概念(1.5學(xué)時(shí))

1.根軌跡法的提出

(1)閉環(huán)零極點(diǎn)的作用

(2)閉環(huán)零極點(diǎn)的調(diào)整

(3)閉環(huán)零極點(diǎn)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(shí))

(1)根軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)

(2)根軌跡的分支數(shù)、對(duì)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(yè)

一學(xué)年第一學(xué)期