自动控制原理--教案

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。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（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.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、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.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》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√