自動(dòng)控制原理 王軍 第2版 教案全套 第1-9章 緒論、自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型-非線性系統(tǒng)分析

教案課程名稱： 自動(dòng)控制理論適用專業(yè)：任課教師：教學(xué)單位：授課時(shí)間：第 PAGE第 PAGE1次課教案掌握自動(dòng)控制的相關(guān)概念教學(xué)目的掌握開環(huán)和閉環(huán)基本控制方式及特點(diǎn)與要求熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類掌握對控制系統(tǒng)性能的基本要求。重點(diǎn)、難點(diǎn)自動(dòng)控制的相關(guān)概念、控制系統(tǒng)性能的基本要求開環(huán)和閉環(huán)控制方式的區(qū)別和各自特點(diǎn)教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：實(shí)際案例、圖形繪制、概念歸納課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)的一般概念主要教學(xué)開環(huán)和閉環(huán)控制內(nèi) 容自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類對控制系統(tǒng)的要求作 業(yè)預(yù)習(xí)要求了解本課程的內(nèi)容、任務(wù)與要求復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)有關(guān)微分方程內(nèi)容教學(xué)目的與要求掌握用解析法列寫系統(tǒng)微分方程的一般方法掌握非線性數(shù)學(xué)模型的線性化方法重點(diǎn)、難點(diǎn)系統(tǒng)微分方程的建立方法小偏差線性化方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、實(shí)際案例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型相關(guān)概念：定義、形式、建立方法列寫系統(tǒng)微分方程式的一般方法和步驟作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)拉普拉斯變換的有關(guān)內(nèi)容了解系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)預(yù)習(xí)傳遞函數(shù)教學(xué)目的與要求掌握傳遞函數(shù)基本概念掌握典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)掌握控制系統(tǒng)框圖繪制的步驟和簡化方法重點(diǎn)、難點(diǎn)傳遞函數(shù)基本概念、控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)概念控制系統(tǒng)框圖的等效變換和簡化方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制和變換、示例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 傳遞函數(shù)基本概念：定義、基本性質(zhì)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)：比例、慣性、積分、微分、振蕩、滯后等環(huán)節(jié)控制系統(tǒng)框圖繪制一般步驟框圖的等效變換:串聯(lián)、并聯(lián)、反饋?zhàn)?預(yù)習(xí)要求了解控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)了解信號流圖和梅遜增益公式教學(xué)目的與要求掌握控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)掌握信號流圖相關(guān)概念和繪制方法掌握梅遜增益公式重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)采用梅遜增益公式求系統(tǒng)傳遞函數(shù)教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制和變換、示例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 信號流圖相關(guān)概念和繪制方法：定義、術(shù)語、性質(zhì)梅遜增益公式：基本公式、含義、舉例作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)本章主要內(nèi)容，預(yù)習(xí)第3章內(nèi)容了解時(shí)域分析典型的實(shí)驗(yàn)信號教學(xué)目的與要求掌握用于控制系統(tǒng)時(shí)域分析的典型信號掌握一階系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)重點(diǎn)、難點(diǎn)控制系統(tǒng)時(shí)域分析的典型信號的類型、特點(diǎn)和應(yīng)用一階系統(tǒng)在不同輸入信號作用下的時(shí)域響應(yīng)教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、實(shí)際案例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 時(shí)域分析典型的實(shí)驗(yàn)信號：包括階躍、斜坡、等加速度、脈沖、正弦信號等的物理特性、數(shù)學(xué)公式等作 預(yù)習(xí)要求了解二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較二階系統(tǒng)響應(yīng)與一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的不同教學(xué)目的與要求掌握二階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)的幾種不同情況掌握二階系統(tǒng)欠阻尼時(shí)的性能指標(biāo)掌握二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正的方法重點(diǎn)、難點(diǎn)二階系統(tǒng)阻尼比對系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)的影響二階系統(tǒng)欠阻尼時(shí)的性能指標(biāo)教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、實(shí)際案例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)的推導(dǎo)二階系統(tǒng)欠阻尼時(shí)的性能指標(biāo)二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)校正的方法作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)二階系統(tǒng)不同阻尼時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)情況了解穩(wěn)定性的概念和判斷方法教學(xué)目的與要求掌握高階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)與系統(tǒng)零極點(diǎn)的關(guān)系掌握線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)重點(diǎn)、難點(diǎn)高階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)與系統(tǒng)零極點(diǎn)的關(guān)系線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性的充要條件和勞斯穩(wěn)定判據(jù)教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、實(shí)際案例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 高階系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)：傳遞函數(shù)一般形式、結(jié)論線性定常系統(tǒng)的穩(wěn)定性：穩(wěn)定的充要條件、必要條件勞斯穩(wěn)定判據(jù)：勞斯表、判據(jù)、特殊情況作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)穩(wěn)定性的概念和判斷方法了解穩(wěn)定誤差的概念教學(xué)目的與要求重點(diǎn)、難點(diǎn)在不同給定輸入和擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差提高穩(wěn)態(tài)精度的方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、實(shí)際案例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差定義：框圖、公式在不同給定輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差在擾動(dòng)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差提高穩(wěn)態(tài)精度的方法作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)本章內(nèi)容教學(xué)目的與要求123章的基本概念和相關(guān)理論及方法重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)例題的講解通過習(xí)題講解鞏固知識(shí)，形成知識(shí)鏈教學(xué)方式（板書課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 第1章內(nèi)容回顧，例題和作業(yè)評講第2章內(nèi)容回顧，例題和作業(yè)評講第3章內(nèi)容回顧，例題和作業(yè)評講作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)第1、2、3章的基本知識(shí)第 次課教案教學(xué)目的與要求掌握根軌跡的基本概念掌握根軌跡繪制的基本規(guī)則重點(diǎn)、難點(diǎn)根軌跡的基本概念根軌跡繪制的基本規(guī)則3、規(guī)則4、規(guī)則5、規(guī)則6教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)繪制根軌跡的基本規(guī)則試?yán)L制簡單的根軌跡第 次課教案教學(xué)目的與要求學(xué)會(huì)使用基本規(guī)則繪制根軌跡的方法掌握參量根軌跡繪制的方法重點(diǎn)、難點(diǎn)使用基本規(guī)則繪制根軌跡參量根軌跡繪制的方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：圖形繪制舉例、理論推導(dǎo)課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 舉例說明應(yīng)用基本規(guī)則來繪制具體系統(tǒng)的根軌跡的基本作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)繪制根軌跡的基本方法了解非最小相位系統(tǒng)第 次課教案教學(xué)目的與要求了解非最小相位系統(tǒng)根軌跡繪制的方法掌握應(yīng)用根軌跡法分析控制系統(tǒng)的方法重點(diǎn)、難點(diǎn)非最小相位系統(tǒng)的概念和根軌跡繪制的方法根軌跡法分析控制系統(tǒng)的方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)本章基本內(nèi)容了解頻率響應(yīng)法第 第 1次課教案教學(xué)目的與要求掌握頻率特性基本概念熟悉伯德圖繪制的方法重點(diǎn)、難點(diǎn)頻率特性基本概念伯德圖的繪制教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 頻率特性：基本概念、用傳遞函數(shù)確定系統(tǒng)的頻率特性（伯德圖作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)課程內(nèi)容，試?yán)L制簡單的伯德圖了解極坐標(biāo)圖教學(xué)目的與要求掌握伯德圖繪制的方法熟悉乃氏圖的繪制方法重點(diǎn)、難點(diǎn)熟練繪制伯德圖乃氏圖的繪制方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) （伯德圖極坐標(biāo)圖（乃氏圖：典型因子的乃氏圖、開環(huán)系統(tǒng)的乃氏圖作 預(yù)習(xí)要求了解乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)教學(xué)目的與要求重點(diǎn)、難點(diǎn)乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的原理在乃氏圖和伯德圖中的判斷方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)了解相對穩(wěn)定性的概念和基本分析教學(xué)目的與要求掌握相對穩(wěn)定性的概念和基本指標(biāo)熟悉頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)間的關(guān)系重點(diǎn)、難點(diǎn)相對穩(wěn)定性的概念、兩個(gè)基本指標(biāo)頻域性能指標(biāo)與時(shí)域性能指標(biāo)間的關(guān)系教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)本章內(nèi)容教學(xué)目的與要求通過例題分析和作業(yè)評講，復(fù)習(xí)第4、5章的基本概念和相關(guān)理論及方法重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)例題的講解通過習(xí)題講解鞏固知識(shí)，形成知識(shí)鏈教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：例題評講、知識(shí)點(diǎn)梳理、內(nèi)容歸納課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 第4章內(nèi)容回顧，例題和作業(yè)評講第5章內(nèi)容回顧，例題和作業(yè)評講知識(shí)點(diǎn)串講作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)第4、5章的基本知識(shí)了解校正的概念和常用方法教學(xué)目的與要求掌握控制系統(tǒng)校正的相關(guān)概念、主要方法熟悉PI、PD、PID控制器模型及其參數(shù)調(diào)整的方法重點(diǎn)、難點(diǎn)系統(tǒng)校正的相關(guān)概念、主要方法控制器模型教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、圖形繪制、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求了解超前、滯后校正的方法教學(xué)目的與要求掌握超前校正的基本方法和主要步驟掌握滯后校正的基本方法和主要步驟重點(diǎn)、難點(diǎn)基于頻率響應(yīng)法的超前、滯后校正的方法和基本步驟教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：圖形分析、理論推導(dǎo)、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 作 預(yù)習(xí)要求了解滯后－超前校正的方法教學(xué)目的與要求熟練掌握超前校正、滯后校正掌握滯后－超前校正的基本方法和主要步驟重點(diǎn)、難點(diǎn)基于頻率響應(yīng)法的滯后－超前校正的方法和基本步驟教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：圖形分析、理論推導(dǎo)、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 超前校正舉例、滯后校正舉例、滯后－超前校正舉例作 預(yù)習(xí)要求復(fù)習(xí)本章內(nèi)容了解離散控制系統(tǒng)的基本概念教學(xué)目的與要求掌握離散控制系統(tǒng)的相關(guān)概念了解離散控制系統(tǒng)信號采樣和復(fù)現(xiàn)過程熟悉z變換方法重點(diǎn)、難點(diǎn)信號的采樣過程、采樣定理、零階保持器z變換的概念和方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：實(shí)際案例、概念歸納、理論推導(dǎo)課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) 離散控制系統(tǒng)引言：概念、實(shí)例、特點(diǎn)z變換：概念、級數(shù)求和法、部分分式法、留數(shù)法作 預(yù)習(xí)要求了解脈沖傳遞函數(shù)的概念和形式教學(xué)目的與要求熟悉z反變換方法掌握離散控制系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)模型重點(diǎn)、難點(diǎn)z反變換方法離散控制系統(tǒng)脈沖傳遞函數(shù)模型的概念和基本內(nèi)容教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、概念歸納、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) z反變換方法：長除法、部分分式法作 預(yù)習(xí)要求了解差分方程相關(guān)概念和求解方法了解離散系統(tǒng)的基本性能要求教學(xué)目的與要求熟悉差分方程相關(guān)概念和求解方法掌握離散控制系統(tǒng)性能分析方法重點(diǎn)、難點(diǎn)差分方程求解離散控制系統(tǒng)性能分析方法教學(xué)方式普通（板書）教學(xué)：理論推導(dǎo)、概念歸納、舉例課時(shí)及分配2學(xué)時(shí)主要教學(xué)內(nèi) z變換求解差