【正文】 型之間的對應(yīng)轉(zhuǎn)換關(guān)系，都比較復(fù)雜。4．注意事項： 在講授本講時，應(yīng)強調(diào)掌握反饋控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)和偏差傳遞函數(shù)的概念及推導(dǎo)方法，在講授控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)舉例時，重點說明的是求取傳遞函數(shù)的方法。4．注意事項： 本講是本門課的重點，在講授本講時，應(yīng)強調(diào)掌握傳遞函數(shù)的等效變換法則的重要性，在講傳遞函數(shù)等效變換時，應(yīng)展開多講幾種解決問題的方法，使同學(xué)能靈活運用所學(xué)方法，解決各種等效變換問題。最后，舉12個例子說明函數(shù)方框圖變換法則的靈活應(yīng)用情況，總結(jié)出一些規(guī)律性的東西。6．作業(yè)：書后P48，25，[教案24]1．主要內(nèi)容：本講主要介紹控制系統(tǒng)的函數(shù)方框圖及其等效變換法則，要求學(xué)生熟練掌握函數(shù)方框圖等效變換法則。本講在介紹組成控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)時，首先說明環(huán)節(jié)的概念，用公式給出典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)表達式；然后，通過實例分別介紹各個典型環(huán)節(jié)，其中應(yīng)重點介紹慣性環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)，說明這兩個環(huán)節(jié)的特點。6．作業(yè)：書后P48，24[教案23]1．主要內(nèi)容：本講主要介紹傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)及傳遞函數(shù)的求取方法；典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合，以板書為主。6．作業(yè)：p47 217．思考題：復(fù)習(xí)拉普拉斯(Laplace)變換[教案22]1．主要內(nèi)容：本講簡要回顧拉普拉斯(Laplace)變換定義、拉普拉斯反變換、常用函數(shù)的拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的基本運算定理等基本知識；主要介紹應(yīng)用拉普拉斯變換法求解微分方程。其次，本講主要以電氣系統(tǒng)為例介紹列寫物理系統(tǒng)微分方程的方法和步驟，通過例題的詳細講解，使學(xué)生了解微分方程是描述控制系統(tǒng)動態(tài)性能的數(shù)學(xué)模型，熟悉在分析具體的物理系統(tǒng)過程中，要綜合應(yīng)用所學(xué)過的物理、力學(xué)、機械等學(xué)科的知識。2．本章講授的重點 本章講授的重點是傳遞函數(shù)的定義、性質(zhì)；用方框圖等效變換的基本法則求系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法。5．教學(xué)手段：Powerpoint課件及黑板板書相結(jié)合。分析和解決控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性，并解決它們之間的矛盾，正是本書所要討論的主要內(nèi)容。 其次，本節(jié)介紹控制系統(tǒng)按系統(tǒng)傳遞信號性質(zhì)分類情況，可以分為連續(xù)控制系統(tǒng)、離散控制系統(tǒng)兩種。注意啟發(fā)同學(xué)，尋找身邊的開環(huán)、閉環(huán)控制系統(tǒng)例子，分析其工作原理，并安排相應(yīng)的作業(yè)。其次，本講介紹開環(huán)、閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng)，首先說明這是控制系統(tǒng)按照有無反饋結(jié)構(gòu)分類的一種分類方法，然后分別給出概念，通過數(shù)控線切割機進給系統(tǒng)開環(huán)、閉環(huán)的例子說明各自優(yōu)缺點，并說明在實際中如何選用不同的控制系統(tǒng)。5．教學(xué)手段： Powerpoint課件。另外，在介紹控制理論在工程中的應(yīng)用時，應(yīng)舉出控制理論在軍事、數(shù)控機床、加工中心、機器人、機電一體化系統(tǒng)、動態(tài)測試、機械動力系統(tǒng)性能分析、液壓系統(tǒng)的動態(tài)特性分析、生產(chǎn)過程控制等方面的應(yīng)用及與后續(xù)課的關(guān)系，激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。演示《自動控制技術(shù)與人類進步》及《自動化的應(yīng)用舉例》幻燈片，加深同學(xué)對本課程研究對象和內(nèi)容的了解，加深對反饋控制原理及系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)性能影響的理解。2）使學(xué)生深入理解控制系統(tǒng)的基本工作原理、開環(huán)閉環(huán)和復(fù)合控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成等內(nèi)容，學(xué)會利用所學(xué)控制原理分析控制系統(tǒng)。3）使學(xué)生學(xué)會控制系統(tǒng)的基本分類方法，4）掌握對控制系統(tǒng)的基本要求。[教案11]第一節(jié) 概述1．教學(xué)主要內(nèi)容：本講主要介紹控制工程研究的主要內(nèi)容、控制理論的發(fā)展、控制理論在工程中的應(yīng)用及控制理論的學(xué)習(xí)方法等內(nèi)容。最后，在介紹控制理論的學(xué)習(xí)方法時，先說明本門課的特點，起點高、比較抽象、系統(tǒng)性強，然后強調(diào)學(xué)習(xí)本門課程應(yīng)以新的視角分析和考慮問題，以系統(tǒng)的而不是孤立的、動態(tài)的而不是靜態(tài)的觀點和方法來思考和解決問題；掌握控制理論的基本概念、基本理論和基本方法并注意結(jié)合實際，為解決工程中的控制問題打下基礎(chǔ)。6．作業(yè)及思考題： 借參考書，查閱與本門課有關(guān)的文獻資料，了解控制理論的應(yīng)用及最新發(fā)展動態(tài)。在講解閉環(huán)控制系統(tǒng)舉例時，可以再舉例，如：直流伺服電機速度伺服控制系統(tǒng)、液壓伺服系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)等例子，通過例子說明各種不同閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理。4．課時安排：1學(xué)時。在講授連續(xù)控制系統(tǒng)時，首先給出基本概念，然后說明恒溫箱控制系統(tǒng)、蒸汽機離心調(diào)速器、液壓伺服系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、電氣隨動系統(tǒng)等都是連續(xù)控制系統(tǒng)。3．注意事項：本講應(yīng)說明控制系統(tǒng)的分類方法有許多種，上一講控制系統(tǒng)按照有無反饋結(jié)構(gòu)分類就是一種分類方法。6．注意事項：本講為本章的最后一講，在講完上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，應(yīng)進行本章小結(jié)。3．本章的教學(xué)安排 本課程講授9個學(xué)時，安排了5個教案。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。2．講授方法及講授重點：本講首先簡要回顧拉普拉斯(Laplace)變換定義、拉普拉斯反變換、介紹拉氏變換的特點及應(yīng)用，重點介紹常用函數(shù)的拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的基本運算定理等基本知識，強調(diào)本課程只要求記住結(jié)論，推導(dǎo)過程自己看參考書。4．注意事項：在講授本講時，應(yīng)重點說明應(yīng)用拉普拉斯變換法求解微分方程的方法。2．講授方法及講授重點：本講首先介紹描述控制系統(tǒng)的又一數(shù)學(xué)模型——傳遞函數(shù)，介紹其基本概念，給出傳遞函數(shù)公式，繪制動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，說明輸入量、輸出量、傳遞函數(shù)三者之間的關(guān)系。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。另外還介紹反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)推導(dǎo)舉例。即：回路的傳遞函數(shù)保持不變，前項通道的傳遞函數(shù)保持不變。5．課時安排：2學(xué)時。應(yīng)使同學(xué)能靈活運用所學(xué)方法，解決各種實際控制系統(tǒng)求取傳遞函數(shù)問題。學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)好這些基礎(chǔ)理論，對下一步深入討論自控理論具體方法至關(guān)重要。3） 組成方框圖的基本符號有四種，即信號線、比較點、方框和引出點。傳遞函數(shù)、方框圖、梅森公式例3．教學(xué)手段：黑板講授，動畫演示。微分方程是描述自動控制系統(tǒng)動態(tài)特性的基本方法。3．一個復(fù)雜的系統(tǒng)可以分解為為數(shù)不多的典型環(huán)節(jié)，常見的基本環(huán)節(jié)有比例環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)和時滯環(huán)節(jié)等，熟悉各典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)表達式和響應(yīng)特性骨助于對復(fù)雜系統(tǒng)的動態(tài)分析和設(shè)計。通過動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換可求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。2） 使學(xué)生掌握控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念、穩(wěn)定的充分必要條件；3） 使學(xué)生學(xué)會利用代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；4） 掌握穩(wěn)態(tài)誤差計算。3．本章的教學(xué)安排 本章講授10個學(xué)時，安排了5個教案。強調(diào)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的首要條件，然后介紹系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念、穩(wěn)定的條件及判定方法。4．注意事項：在講授本講時，注意講清楚控制系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件的推導(dǎo)；5．課時安排： 2學(xué)時。重點介紹代數(shù)穩(wěn)定性判據(jù)中的勞斯（Routh）穩(wěn)定性判據(jù)和霍爾維茨（Hurwitz）穩(wěn)定性判據(jù)。勞斯（Routh）穩(wěn)定性判據(jù)中勞斯表的排列方法及各種特殊情況的處理；霍爾維茨（Hurwitz）穩(wěn)定性判據(jù)中霍爾維茨行列式的排列方法。穩(wěn)態(tài)誤差的大小與很多因素有關(guān)，本節(jié)討論穩(wěn)態(tài)誤差與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)及輸入信號的關(guān)系。介紹一階系統(tǒng)的典型響應(yīng)、相關(guān)結(jié)論。4．注意事項：在講授本講時，注意講清穩(wěn)態(tài)偏差的計算方法，強調(diào)會運用穩(wěn)態(tài)偏差的計算表進行穩(wěn)態(tài)偏差計算。2) 時域指標(biāo)與頻域指標(biāo)的關(guān)系2．講授方法及講授重點：在介紹二階系統(tǒng)的時間響應(yīng)時，強調(diào)評價二階系統(tǒng)的性能，最常用的輸入信號就是單位階躍信號。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件、Matlab繪圖與黑板講授相結(jié)合。7．思考題：結(jié)合實驗利用 Matlab繪制一階系統(tǒng)、二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線。并介紹主導(dǎo)極點的概念。6．作業(yè)：書后p89 39 ,3107．思考題：結(jié)合實驗利用 Matlab繪制二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，觀查當(dāng)系統(tǒng)的參數(shù)改變時，曲線的變化情況。3）掌握0176。（2） 根軌跡方程。2） 根軌跡方程。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。了解閉環(huán)零、極點的分布和系統(tǒng)階躍響應(yīng)的定性關(guān)系及系統(tǒng)根軌跡分析的基本思路。6．作業(yè)：P111 47 48[教案43]1．主要內(nèi)容：1）零度根軌跡、參變量根軌跡。3．教學(xué)手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。2．本章講授的重點 本章講授的重點是掌握頻率特性的基本概念、求取方法；奈奎斯特(Nyquist)圖的繪制方法；波德圖(Bode)圖的繪制方法。在介紹頻率特性的求取方法時，首先說明頻率特性一般有三種求法：利用定義求取、根據(jù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)來求取、通過實驗測得。4．注意事項： 在講授本講時，頻率特性概念比較抽象，同學(xué)不好理解，但此概念在本門課中又非常重要，可以聯(lián)系實際舉幾個簡單例子說明此概念。[教案52]1．主要內(nèi)容：1）頻率特性圖—奈奎斯特(Nyquist)圖2）典型環(huán)節(jié)的奈奎斯特圖3）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖（1）系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖的繪制（2）系統(tǒng)的開環(huán)奈奎斯特圖的形狀特點2．講授方法及講授重點：本講首先通過繪圖介紹Nyquist圖的形成過程及繪制方法，然后強調(diào)奈奎斯特圖能顯示出G(jω)矢量端點軌跡上的頻率分布，一個圖上就表示了整個頻率域的頻率特性，同時給出了幅頻、相頻、實頻、虛頻特性信息，這對于了解系統(tǒng)的動態(tài)特性比較直觀。4．注意事項：