2022年自动控制原理教案 .pdf
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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 月名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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、公共选修课名师资料总结 - - -精品资料欢迎下
2、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
3、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。名师资料总结
4、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
5、化7运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
6、。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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
7、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（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
8、，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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
9、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、
10、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
11、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 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
12、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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 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）
13、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
14、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
15、间b.上升时间c.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。
16、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
17、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
18、解、多媒体讲解、模型讲解、实物讲解、挂图讲解、音像讲解等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
19、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. 每项页面大小可自行添减。2. 课次为授课次序，填1、2、3
20、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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
21、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、
22、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 34 页 - - - - - - - - - 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 （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
23、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了解闭环极点的确定教学重点及难点：掌握根轨迹的绘制方法作业、讨论题、思考题：4-7；4-9 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、
24、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。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 34 页 - - - - - - - - - 授课方式（请打）讲授讨论课实验课习题课其他课次12 课时2 教 学 内 容 （提 纲）方法及手段授课的内容纲要：1广义根轨迹1）参数根轨迹 -等效开环传递函数2）附加开环零点对系统的影响3）零度根轨迹4）零度根轨迹绘制法则2基于系统根轨迹的性能分析1）闭环零极点与时间响应的关系2）系
25、统性能的定性分析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掌握参数根轨迹和零度根轨迹的概念2熟悉闭环零极点与时间响应的关系教学重点及难点：参数根轨迹和零度根轨迹是本节的重点作业、讨论题、思考题：4-14；4-15；4-20 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
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