自動(dòng)控制原理試驗(yàn)教學(xué)大綱

1、自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱武漢工程大學(xué)電氣信息學(xué)院自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱實(shí)驗(yàn)課程類別：實(shí)驗(yàn)課程性質(zhì)：課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)。 必修。適用專業(yè)、年級(jí)：開課院、系：自動(dòng)化及設(shè)有該課程的本科專業(yè)；三年級(jí)使用。電氣信息學(xué)院自動(dòng)化系。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書：參考原化工部高教司統(tǒng)編自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編寫。編寫依據(jù)：參考原化工部高教司統(tǒng)編自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱編寫。修訂時(shí)間： 2005 年 9 月。 實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容：一、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一：典型環(huán)節(jié)的模擬研究 （2 學(xué)時(shí)）一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在電子模擬計(jì)算機(jī)上搭接好典型環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或在計(jì)算機(jī)上接好典型環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)電路圖； 輸入階躍信號(hào)； 記錄環(huán)節(jié)

2、的響應(yīng)曲線； 觀測參數(shù)變化對(duì)典型環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)曲 線的影響。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?使學(xué)生了解并掌握電子模擬系統(tǒng)的使用方法， 掌握典型環(huán)節(jié)模擬電路的構(gòu)成； 熟 悉各種典型環(huán)節(jié)的階躍響應(yīng)曲線； 了解參數(shù)變化對(duì)典型環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)特性的影響； 寫出實(shí) 驗(yàn)報(bào)告。3、分組情況：如在電子模擬計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)二人一組；如在計(jì)算機(jī)上一人一組。、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二： 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性（ 1 學(xué)時(shí)） 一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在電子模擬計(jì)算機(jī)上搭接好各典型環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或在計(jì)算機(jī)上接好典型環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn) 電路圖；輸入階躍信號(hào)；記錄環(huán)節(jié)的響應(yīng)曲線；讀出二階系統(tǒng)的階躍瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能 指標(biāo)；觀測增益對(duì)三階系

3、統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的測試技能； 了解系統(tǒng)參數(shù)的變化對(duì)系統(tǒng)瞬態(tài)性能及穩(wěn) 定性的影響；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3、分組情況： 如在電子模擬計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)二人一組；如在計(jì)算機(jī)上一人一組。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三： 根軌跡的繪制（ 1 學(xué)時(shí)） （一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在計(jì)算機(jī)上輸入開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，畫出系統(tǒng)的根軌跡；分析系統(tǒng)的性能；并 與根據(jù)理論畫出的根軌跡進(jìn)行比較；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?使學(xué)生掌握系統(tǒng)根軌跡的繪制方法；并能運(yùn)用根軌跡分析系統(tǒng)的性能。3 、分組情況： 在計(jì)算機(jī)上一人一組。四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目四： 控制系統(tǒng)的頻率特性（ 1 學(xué)時(shí)

4、） （一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在電子模擬計(jì)算機(jī)上搭接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或在計(jì)算機(jī)接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路圖；信號(hào)發(fā)生 器輸出的可調(diào)頻率正弦信號(hào)接入系統(tǒng)的輸入端；通過頻率特性儀或計(jì)算機(jī)上的頻率特 性曲線讀出系統(tǒng)在各頻率上輸出幅值和相角；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?學(xué)習(xí)測量系統(tǒng)（環(huán)節(jié)）頻率特性曲線的方法和技能；掌握根據(jù)頻率特性的實(shí)驗(yàn)曲 線求取傳遞函數(shù)的方法。3、分組情況： 如在電子模擬計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)二人一組；如在計(jì)算機(jī)上一人一組。五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目五： 系統(tǒng)校正（ 1 學(xué)時(shí)） （一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在電子模擬計(jì)算機(jī)上搭接好各實(shí)驗(yàn)

5、系統(tǒng)或在計(jì)算機(jī)接好實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路圖；輸入階 躍信號(hào)；記錄系統(tǒng)的響應(yīng)曲線；觀測記錄未校正系統(tǒng)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)性能；觀測記錄 校正后系統(tǒng)的穩(wěn)定性及瞬態(tài)性能。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?了解和觀測校正裝置對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性及瞬態(tài)特性的影響；驗(yàn)證設(shè)計(jì)的校正裝置是否 滿足系統(tǒng)性能要求；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3、分組情況： 如在電子模擬計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)二人一組；如在計(jì)算機(jī)上一人一組。六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目六： 典型非線性環(huán)節(jié)（ 1 學(xué)時(shí)） （一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（二）、基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容： 在電子模擬計(jì)算機(jī)上搭接好非線性環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或在計(jì)算機(jī)上接好非線性環(huán)節(jié) 的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電路圖； 輸入階躍信號(hào)； 觀測記錄各非線性環(huán)節(jié)及其參數(shù)變化后

6、的靜態(tài)特性 曲線。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?學(xué)習(xí)非線性環(huán)節(jié)的模擬方法， 培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究技能。 了解和掌握繼電型， 飽和型， 死區(qū)， 間隙等典型非線性環(huán)節(jié)的模擬電路的構(gòu)成， 觀測各環(huán)節(jié)的靜態(tài)特性。 寫出實(shí)驗(yàn)報(bào) 告。3、分組情況： 如在電子模擬計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)二人一組；如在計(jì)算機(jī)上一人一組。七、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目七：非線性系統(tǒng)（1學(xué)時(shí)）（一）、實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。（二八基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容：在計(jì)算機(jī)上接好非線性系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路圖；畫出相軌跡；根據(jù)相軌跡分析非線性系統(tǒng)的性能即穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差和是否存在極限環(huán)；寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模号囵B(yǎng)學(xué)生模擬研究非線性系統(tǒng)的技能；學(xué)習(xí)用相平面法分析非線性系統(tǒng)。3、分組情況：在

7、計(jì)算機(jī)上一人一組。八、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目八：高階非線性系統(tǒng)（2學(xué)時(shí)）（一）、實(shí)驗(yàn)類型：綜合性實(shí)驗(yàn)。（二八基本要求：1、實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容：在計(jì)算機(jī)上接好非線性系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路圖；分別畫出高階非線性系統(tǒng)的相軌跡圖和 負(fù)描述函數(shù)倒幅圖及 G（j 3）頻率特性圖；用相平面法和描述函數(shù)法分析高階非線性 系統(tǒng)的穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差和極限環(huán)。寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)用相平面法分析高階非線性系統(tǒng)；掌握用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)。3、分組情況：在計(jì)算機(jī)上一人一組。附：自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱說明書一、本實(shí)驗(yàn)課的目的、任務(wù)自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)在電子模擬計(jì)算和微機(jī)即數(shù)字機(jī)計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，利用電子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)具有相同數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)，來模擬、仿真控制系統(tǒng)，從而驗(yàn)證，鞏固，加深課 堂講授的基本理論，培養(yǎng)學(xué)生掌握各種測試儀器和測試方法，使學(xué)生養(yǎng)成踏實(shí)，細(xì)致， 嚴(yán)肅，認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。二、本實(shí)驗(yàn)課的基本要求要求學(xué)生能獨(dú)立完成每個(gè)實(shí)驗(yàn)，能根據(jù)所學(xué)的理論解釋、分析實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象和結(jié)果。三、學(xué)時(shí)分配表實(shí)驗(yàn)序號(hào)實(shí)驗(yàn)名稱學(xué)時(shí)數(shù)實(shí)驗(yàn)一典型環(huán)節(jié)的模擬研究2實(shí)驗(yàn)二典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性1實(shí)驗(yàn)三根軌跡的繪制1實(shí)驗(yàn)四控制系統(tǒng)的頻率特性1實(shí)驗(yàn)五系統(tǒng)校正1實(shí)驗(yàn)六典型非線性環(huán)節(jié)1實(shí)驗(yàn)七非線性系統(tǒng)1實(shí)驗(yàn)八高階非線性系統(tǒng)