自动控制原理 王军 第2版 教案全套 第1-9章 绪论、自动控制系统的数学模型-非线性系统分析

教案课程名称： 自动控制理论适用专业：任课教师：教学单位：授课时间：第 PAGE第 PAGE1次课教案掌握自动控制的相关概念教学目的掌握开环和闭环基本控制方式及特点与要求熟悉自动控制系统的分类掌握对控制系统性能的基本要求。重点、难点自动控制的相关概念、控制系统性能的基本要求开环和闭环控制方式的区别和各自特点教学方式普通（板书）教学：实际案例、图形绘制、概念归纳课时及分配2学时自动控制系统的一般概念主要教学开环和闭环控制内 容自动控制系统的分类对控制系统的要求作 业预习要求了解本课程的内容、任务与要求复习高等数学有关微分方程内容教学目的与要求掌握用解析法列写系统微分方程的一般方法掌握非线性数学模型的线性化方法重点、难点系统微分方程的建立方法小偏差线性化方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、实际案例课时及分配2学时主要教学内 控制系统数学模型相关概念：定义、形式、建立方法列写系统微分方程式的一般方法和步骤作 预习要求复习拉普拉斯变换的有关内容了解系统的典型环节预习传递函数教学目的与要求掌握传递函数基本概念掌握典型环节传递函数掌握控制系统框图绘制的步骤和简化方法重点、难点传递函数基本概念、控制系统传递函数概念控制系统框图的等效变换和简化方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制和变换、示例课时及分配2学时主要教学内 传递函数基本概念：定义、基本性质典型环节的传递函数：比例、惯性、积分、微分、振荡、滞后等环节控制系统框图绘制一般步骤框图的等效变换:串联、并联、反馈作 预习要求了解控制系统传递函数了解信号流图和梅逊增益公式教学目的与要求掌握控制系统的传递函数掌握信号流图相关概念和绘制方法掌握梅逊增益公式重点、难点掌握控制系统的传递函数采用梅逊增益公式求系统传递函数教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制和变换、示例课时及分配2学时主要教学内 信号流图相关概念和绘制方法：定义、术语、性质梅逊增益公式：基本公式、含义、举例作 预习要求复习本章主要内容，预习第3章内容了解时域分析典型的实验信号教学目的与要求掌握用于控制系统时域分析的典型信号掌握一阶系统的时域响应重点、难点控制系统时域分析的典型信号的类型、特点和应用一阶系统在不同输入信号作用下的时域响应教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、实际案例课时及分配2学时主要教学内 时域分析典型的实验信号：包括阶跃、斜坡、等加速度、脉冲、正弦信号等的物理特性、数学公式等作 预习要求了解二阶系统动态响应比较二阶系统响应与一阶系统动态响应的不同教学目的与要求掌握二阶系统时域响应的几种不同情况掌握二阶系统欠阻尼时的性能指标掌握二阶系统动态校正的方法重点、难点二阶系统阻尼比对系统瞬态响应的影响二阶系统欠阻尼时的性能指标教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、实际案例课时及分配2学时主要教学内 二阶系统传递函数的推导二阶系统欠阻尼时的性能指标二阶系统动态校正的方法作 预习要求复习二阶系统不同阻尼时的动态响应情况了解稳定性的概念和判断方法教学目的与要求掌握高阶系统时域响应与系统零极点的关系掌握线性定常系统的稳定性掌握劳斯稳定判据重点、难点高阶系统时域响应与系统零极点的关系线性定常系统的稳定性的充要条件和劳斯稳定判据教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、实际案例课时及分配2学时主要教学内 高阶系统时域响应：传递函数一般形式、结论线性定常系统的稳定性：稳定的充要条件、必要条件劳斯稳定判据：劳斯表、判据、特殊情况作 预习要求复习稳定性的概念和判断方法了解稳定误差的概念教学目的与要求重点、难点在不同给定输入和扰动作用下的稳态误差提高稳态精度的方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、实际案例课时及分配2学时主要教学内 控制系统的稳态误差定义：框图、公式在不同给定输入作用下的稳态误差在扰动作用下的稳态误差提高稳态精度的方法作 预习要求复习本章内容教学目的与要求123章的基本概念和相关理论及方法重点、难点重点例题的讲解通过习题讲解巩固知识，形成知识链教学方式（板书课时及分配2学时主要教学内 第1章内容回顾，例题和作业评讲第2章内容回顾，例题和作业评讲第3章内容回顾，例题和作业评讲作 预习要求复习第1、2、3章的基本知识第 次课教案教学目的与要求掌握根轨迹的基本概念掌握根轨迹绘制的基本规则重点、难点根轨迹的基本概念根轨迹绘制的基本规则3、规则4、规则5、规则6教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求复习绘制根轨迹的基本规则试绘制简单的根轨迹第 次课教案教学目的与要求学会使用基本规则绘制根轨迹的方法掌握参量根轨迹绘制的方法重点、难点使用基本规则绘制根轨迹参量根轨迹绘制的方法教学方式普通（板书）教学：图形绘制举例、理论推导课时及分配2学时主要教学内 举例说明应用基本规则来绘制具体系统的根轨迹的基本作 预习要求复习绘制根轨迹的基本方法了解非最小相位系统第 次课教案教学目的与要求了解非最小相位系统根轨迹绘制的方法掌握应用根轨迹法分析控制系统的方法重点、难点非最小相位系统的概念和根轨迹绘制的方法根轨迹法分析控制系统的方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求复习本章基本内容了解频率响应法第 第 1次课教案教学目的与要求掌握频率特性基本概念熟悉伯德图绘制的方法重点、难点频率特性基本概念伯德图的绘制教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 频率特性：基本概念、用传递函数确定系统的频率特性（伯德图作 预习要求复习课程内容，试绘制简单的伯德图了解极坐标图教学目的与要求掌握伯德图绘制的方法熟悉乃氏图的绘制方法重点、难点熟练绘制伯德图乃氏图的绘制方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 （伯德图极坐标图（乃氏图：典型因子的乃氏图、开环系统的乃氏图作 预习要求了解乃奎斯特稳定判据教学目的与要求重点、难点乃奎斯特稳定判据的原理在乃氏图和伯德图中的判断方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求复习乃奎斯特稳定判据了解相对稳定性的概念和基本分析教学目的与要求掌握相对稳定性的概念和基本指标熟悉频域性能指标与时域性能指标间的关系重点、难点相对稳定性的概念、两个基本指标频域性能指标与时域性能指标间的关系教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求复习本章内容教学目的与要求通过例题分析和作业评讲，复习第4、5章的基本概念和相关理论及方法重点、难点重点例题的讲解通过习题讲解巩固知识，形成知识链教学方式普通（板书）教学：例题评讲、知识点梳理、内容归纳课时及分配2学时主要教学内 第4章内容回顾，例题和作业评讲第5章内容回顾，例题和作业评讲知识点串讲作 预习要求复习第4、5章的基本知识了解校正的概念和常用方法教学目的与要求掌握控制系统校正的相关概念、主要方法熟悉PI、PD、PID控制器模型及其参数调整的方法重点、难点系统校正的相关概念、主要方法控制器模型教学方式普通（板书）教学：理论推导、图形绘制、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求了解超前、滞后校正的方法教学目的与要求掌握超前校正的基本方法和主要步骤掌握滞后校正的基本方法和主要步骤重点、难点基于频率响应法的超前、滞后校正的方法和基本步骤教学方式普通（板书）教学：图形分析、理论推导、举例课时及分配2学时主要教学内 作 预习要求了解滞后－超前校正的方法教学目的与要求熟练掌握超前校正、滞后校正掌握滞后－超前校正的基本方法和主要步骤重点、难点基于频率响应法的滞后－超前校正的方法和基本步骤教学方式普通（板书）教学：图形分析、理论推导、举例课时及分配2学时主要教学内 超前校正举例、滞后校正举例、滞后－超前校正举例作 预习要求复习本章内容了解离散控制系统的基本概念教学目的与要求掌握离散控制系统的相关概念了解离散控制系统信号采样和复现过程熟悉z变换方法重点、难点信号的采样过程、采样定理、零阶保持器z变换的概念和方法教学方式普通（板书）教学：实际案例、概念归纳、理论推导课时及分配2学时主要教学内 离散控制系统引言：概念、实例、特点z变换：概念、级数求和法、部分分式法、留数法作 预习要求了解脉冲传递函数的概念和形式教学目的与要求熟悉z反变换方法掌握离散控制系统脉冲传递函数模型重点、难点z反变换方法离散控制系统脉冲传递函数模型的概念和基本内容教学方式普通（板书）教学：理论推导、概念归纳、举例课时及分配2学时主要教学内 z反变换方法：长除法、部分分式法作 预习要求了解差分方程相关概念和求解方法了解离散系统的基本性能要求教学目的与要求熟悉差分方程相关概念和求解方法掌握离散控制系统性能分析方法重点、难点差分方程求解离散控制系统性能分析方法教学方式普通（板书）教学：理论推导、概念归纳、举例课时及分配2学时主要教学内 z变换求解差