自动控制基础学习知识原理教案.doc
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1、.教 案 学年第 二 学期课 程 名 称系(院、部、中心) 教研室(系、实验室) 授 课 班 级主 讲 教 师 职 称 安徽建筑工业学院教务处制二 八 年 二 月教 案(首页)课 程类 别学分学时讲课: 学时实验: 学时上机: 学时基要本参教考材资和料主教学目的和基本要求注:课程类别:公共基础课、专业基础课、专业必修课、专业选修课、集中实践环节、实验课、公共选修课 授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 1课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1 自动控制的概念,自动控制系统的概念2 自动控制系统的组成1) 自动控制系统的框图2) 自动控制系统中的基本物理量
2、的定义3) 反馈控制原理3 自动控制系统的控制方式4 自动控制系统的分类5 自动控制系统的基本要求稳、准、快6 自动控制理论的发展7 自动控制理论的研究工具举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1 掌握自动控制系统中的基本概念2 熟悉自动控制理论的基本要求3 了解控制理论的发展历史教学重点及难点:重点讲解自动控制系统中的基本概念。作业、讨论题、思考题: 1-10课后
3、小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 2课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:(第二章)1 物理模型、数学模型与数学建模2 常见控制系统数学模型1) 时域模型 2)复域模型 3)频率域模型3 建立数学模型的过程1) 建立的步骤2) 建立数学模型举例说明4 线性系统的基本特性叠加原理5 线性微分方程的求解1) 拉氏变换和拉氏反变换2) 应用拉氏变换求解微分方程6 非线性系统的小范围线性化7 运
4、动的模态举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1 掌握控制系统数学模型的建立方法和过程2 熟悉应用拉氏变换求解微分方程和线性系统的基本特性3了解非线性系统的小范围线性化教学重点及难点:重点是控制系统数学模型的建立方法和过程;微分方程求解教难作业、讨论题、思考题: 2-3 ;2-5课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。
5、3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 3课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1复域数学模型传递函数 1)定义 2)建立过程 3)性质2传递函数的零点与极点3传递函数举例4典型环节的传递函数 1)比例环节 2)积分、微分环节 3)一阶惯性环节4)震荡环节举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(
6、可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1 掌握传递函数的定义2 熟悉典型环节的传递函数3 了解传递函数零极点对输出的影响教学重点及难点:重点是传递函数的定义和物理含义;传递函数零极点对输出的影响较难作业、讨论题、思考题: 2-9;2-10课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 4课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1系统结构图与其他数学模型的关系2系统结构图的组成和绘制3典型环节
7、的结构图4结构图的等效变换和简化 1)串联 2)并联 3)反馈 4)比较点和引出点的移动5结构图化简举例举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握结构图的组成和绘制2熟悉结构图的等效变换和简化教学重点及难点:重点书结构图的绘制和化简;其中结构图的等效变换和简化较难作业、讨论题、思考题: 2-17;2-18课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次
8、为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 5课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1信号流图的定义2信号流图的组成及性质3信号流图的绘制 1)由系统微分方程绘制信号流图 2)由系统结构图绘制信号流图4梅逊增益公式 1)物理含义2)使用方法3)应用举例5闭环系统的传递函数定义和建立过程 1)输入作用的传递函数 2)扰动的传递函数 3)误差的传递函数举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动
9、控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握用梅逊增益公式求系统传递函数的方法2掌握闭环系统的传递函数的定义3熟悉信号流图的绘制教学重点及难点:重点是用梅逊增益公式求系统传递函数和闭环系统的传递函数的定义作业、讨论题、思考题: 2-21课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 6课时2教
10、 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:(第三章)1典型输入信号2动态过程和稳态过程的定义3系统的时域性能指标的定义4一阶系统性能分析 1)一阶系统数学模型 2)一阶系统单位阶跃响应 3)一阶系统单位脉冲响应 4)一阶系统的单位速度响应 5)一阶系统的单位加速度响应 6)各响应之间的关系5二阶系统的数学模型举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握时域性
11、能指标的定义和二阶系统的数学模型2熟悉一阶系统的时域分析教学重点及难点:重点是一阶系统的时域分析;难点是总结各种响应之间的关系作业、讨论题、思考题: 3-6;课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 7课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1二阶系统的数学模型2二阶系统的单位阶跃响应1)特征根与系统响应的关系2)欠阻尼2)临界阻尼3)过阻尼3欠阻尼动态性能分析 a.延迟时间 b.上升时间 c
12、.峰值时间 d.超调量举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握二阶系统的单位阶跃响应2掌握常见动态性能指标的计算方法教学重点及难点:二阶系统的单位阶跃响应为本次的重点;动态性能改善较难作业、讨论题、思考题: 3-4;3-5;课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、
13、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 8课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1过阻尼动态性能分析2二阶系统性能改善3非零初始条件下系统的响应4系统的稳定性分析 1)稳定性的概念 2)线性系统稳定的充分必要条件 3)劳思判据 4)劳思判据的特殊情况和应用举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握
14、劳思判据的内容和应用2熟悉二阶系统性能改善的途径3了解过阻尼动态性能分析教学重点及难点:重点是劳思判据的内容和应用及稳态误差的概念和计算方法作业、讨论题、思考题: 3-7;3-13;3-14课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 9课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1线性系统的稳态误差计算 1)误差的定义 2)误差的计算方法 3)系统型别 4)阶跃输入下的稳态误差系数 5)斜坡输入下的
15、稳态误差系数 6)加速度输入下的稳态误差系数2扰动输入下的误差和减小误差的方法 1)提高扰动点之前的增益2)串联积分环节3)进行复合控制按扰动前馈和按输入前馈举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握稳态误差的概念和计算方法2了解减小误差的方法教学重点及难点:系统的误差概念和计算方法是重点;减小误差的方法较难。作业、讨论题、思考题: 3-18课后小结:填表说明:1
16、. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 10课时2教 学 内 容 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1根轨迹的概念 1)根轨迹的概念 2)根轨迹与系统的性能之间的关系 稳定性;动态性能;稳态性能2根轨迹的绘制 1)开环系统零极点与闭环系统零极点之间的关系 2)根轨迹方程3绘制系统根轨迹的法则 1)根轨迹的起点和终点 -法则一 2)根轨迹的分支数、对称性和连续性-法则二举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理
17、王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握根轨迹的概念2掌握根轨迹方程3熟悉根轨迹绘制法则教学重点及难点:重点是根轨迹的概念和根轨迹方程作业、讨论题、思考题: 熟悉相关绘制法则课后小结:填表说明:1. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序,填1、2、3等。3. 方法及手段系指举例讲解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。授课方式(请打)讲授 讨论课 实验课 习题课 其他课次 11课时2教 学 内 容
18、 (提 纲)方法及手段授课的内容纲要:1根轨迹的绘制法则 1)根轨迹的渐进线-法则三 2)根轨迹在实轴上的分布-法则四 3)根轨迹的分离点和分离角-法则五 4)根轨迹的起始角和终止角-法则六 5)根轨迹与虚轴的交点-法则七 6)根之和-开环极点之和=闭环极点之和-法则八2闭环极点的确定3根轨迹绘制举例举例讲解挂图讲解参考资料(含文献、网络资源等)1自动控制原理 王划一主编 国防工业出版社 2002年2自动控制原理 李友善主编 国防工业出版社 2002年3自动控制原理 孙德宝主编 化学工业出版社 2002年教学目的、要求(可分熟练掌握、掌握、理解、熟悉、了解等层次):1掌握根轨迹绘制法则2了解闭
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- 自动控制 基础 学习 知识 原理 教案
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