【正文】 機械等學科的知識。5．教學手段：Powerpoint課件及黑板板書相結(jié)合。 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。其次，本講介紹開環(huán)、閉環(huán)和復合控制系統(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)。另外，在介紹控制理論在工程中的應用時，應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用及與后續(xù)課的關(guān)系，激發(fā)同學的學習興趣。2）使學生深入理解控制系統(tǒng)的基本工作原理、開環(huán)閉環(huán)和復合控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本組成等內(nèi)容，學會利用所學控制原理分析控制系統(tǒng)。[教案11]第一節(jié) 概述1．教學主要內(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用及控制理論的學習方法等內(nèi)容。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，了解控制理論的應用及最新發(fā)展動態(tài)。4．課時安排：1學時。3．注意事項：本講應說明控制系統(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。3．本章的教學安排 本課程講授9個學時，安排了5個教案。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，推導過程自己看參考書。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。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)推導舉例。5．課時安排：2學時。學習和復習好這些基礎(chǔ)理論，對下一步深入討論自控理論具體方法至關(guān)重要。傳遞函數(shù)、方框圖、梅森公式例3．教學手段：黑板講授，動畫演示。3．一個復雜的系統(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)學表達式和響應特性骨助于對復雜系統(tǒng)的動態(tài)分析和設(shè)計。2） 使學生掌握控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念、穩(wěn)定的充分必要條件；3） 使學生學會利用代數(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。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。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)。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。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。3．教學手段：Powerpoint課件、Matlab繪圖與黑板講授相結(jié)合。并介紹主導極點的概念。3）掌握0176。2） 根軌跡方程。了解閉環(huán)零、極點的分布和系統(tǒng)階躍響應的定性關(guān)系及系統(tǒng)根軌跡分析的基本思路。3．教學手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。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。[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。在講解典型環(huán)節(jié)的波德圖時，將比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)和理想微分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)和一階微分環(huán)節(jié)、振蕩環(huán)節(jié)和二階微分環(huán)節(jié)分別進行對比，分組介紹，其中重點介紹積分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)和振蕩環(huán)節(jié)的曲線特征。 [教案54]1．主要內(nèi)容： 奈奎斯特（Nyquist）穩(wěn)定性判據(jù)。但判斷穩(wěn)定性的方法要熟練掌握。4．注意事項：在講授本講時，注意講清楚對數(shù)頻率穩(wěn)定性判據(jù)的基本原理及判斷穩(wěn)定性的方法是本節(jié)的難點。3．教學手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。5．課時安排：1學時。實驗2個學時。5．課時安排： 2學時。然后介紹反饋校正的概念，反饋的特點和作用。4．注意事項：在講授本講時，應重點把概念、例題講清楚。6) 準確理解描述函數(shù)的定義、物理意義和求法，并會靈活應用。3．本章的教學安排 本章講授8個學時，安排了3個教案、習題課。4．注意事項：在講授本講時，注意講清楚非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)的本質(zhì)差別；5．課時安排： 2學時。6．作業(yè)：書后p230 76,78[教案73]1．主要內(nèi)容：描述函數(shù)法（另一種工程上常用方法）；典型非線性環(huán)節(jié)描述函數(shù)； 描述函數(shù)分析舉例； 2．講授方法及講授重點：描述函數(shù)法是一種頻域法，基于諧波線性化的近似分析方法。2）使學生掌握Z變換和Z反變換。3．教學手段： Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。4．注意事項：利用圖解釋采樣過程，采樣過程和采樣定理應重點講解。3．教學手段： Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。5．課時安排： 1學時。6．作業(yè)：書后p279 810，8117．思考題：書后p279 813。在介紹離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析時，應畫圖說明s平面到z平面的映射關(guān)系，給出線性離散系統(tǒng)穩(wěn)定的充分條件，重點講解離散系統(tǒng)的勞斯穩(wěn)定性判據(jù)。5．課時安排： 2學時。6．思考題：一個具有標志的輪子，每轉(zhuǎn)一圈用時2秒。5．課時安排： 1學時。4）使學生掌握離散控制系統(tǒng)的性能分析。本講先介紹非線性系統(tǒng)的另一種工程上常用方法描述函數(shù)法，講明描述函數(shù)法是一種近視分析法。這種方法只運用于二階系統(tǒng)，但由于一般高階系統(tǒng)又可用二階系統(tǒng)來近似，因此相平面法也可用于高階系統(tǒng)的近似分析，重點介紹相平面法分析非線性系統(tǒng)的一般步驟。講明有些系統(tǒng)可通過在工作點附近線性化來處理，但當系統(tǒng)包含有本質(zhì)非線性特性時，就不能用線性化的方法處理。8) 熟練掌握運用描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性和自振蕩的方法和步驟，并能正確計算自振蕩的振幅和頻率。6．作業(yè)：書后P202， 習題64。4．注意事項：在講授本講時，應重點說明串聯(lián)相位超前校正的方法和作用，應把概念講清楚。7．思考題：書后P202, 習題63。在介紹校正裝置分類時，說明依考慮問題的角度不同，有多種分類結(jié)果，按其在系統(tǒng)內(nèi)的聯(lián)接方式不同可分為串聯(lián)校正與并聯(lián)校正；按實現(xiàn)校正作用的裝置來分，可分為電氣的、機械的、液壓的．氣動的等，對電氣校正環(huán)節(jié)來說又可分為有源校正與無源校正等。3．教學手段： Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。5．課時安排： 1學時。5．課時安排： 1學時。5．課時安排： 2學時。本講重點介紹頻率穩(wěn)定性判據(jù)的描述及其應用。介紹最小和非最小相位系統(tǒng)的概念及兩種系統(tǒng)的各自特點。在講解系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性的奈奎斯特圖時，重點介紹開環(huán)奈奎斯特圖的形狀特點，講授概略繪制開環(huán)奈奎斯特圖的要求和方法。在介紹頻率特性的表示方法時，首先說明頻率特性的表示方法主要有如下幾種：幅頻特性和相頻特性圖、幅相頻率特性圖、對數(shù)頻率特性圖、對數(shù)幅相頻率特性圖、實頻特性圖和虛頻特性圖，分別簡單介紹各自特點，然后強調(diào)本章重點介紹幅相頻率特性(Nyquist)圖和對數(shù)頻率特性(Bode)圖。6．作業(yè)：P111 410 第五章 頻率特性 12學時1．本章的教學要求1) 掌握頻率特性的基本概念、性質(zhì)及求取方法；2) 掌握典型環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的頻率特性圖—奈奎斯特(Nyquist)圖的繪制方法；3) 掌握典型環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的對數(shù)頻率特性圖—波德圖(Bode)圖的繪制方法；4) 使學生掌握頻率特性的實驗測定法。3．教學手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。重點介紹根軌跡方程，了解開環(huán)根軌跡增益Kg（或開環(huán)比例系數(shù)K）變化與系統(tǒng)閉環(huán)根軌跡的關(guān)聯(lián)，引出根軌跡的繪制法則。2. 本章講授的重點 本章講授的重點根軌跡的基本概念、控制系統(tǒng)根軌跡的繪制方法以及根軌跡法在控制系統(tǒng)分析中的應用。4．注意事項：利用 Matlab進行繪圖演示，觀看當系統(tǒng)的參數(shù)改變時，曲線的變化情況，增強同學的感性認識。 5．課時安排： 2學時。6．作業(yè)：書后p88 習題35(1)(3),37,38。在講解過程中，首先介紹穩(wěn)態(tài)誤差及穩(wěn)態(tài)偏差的基本概念，并介紹二者之間的關(guān)系；然后，重點介紹穩(wěn)態(tài)誤差的計算方法，包括對于不同系統(tǒng)的位置偏差系數(shù)、速度偏差系數(shù)、加速度偏差系數(shù)以及根據(jù)這些系數(shù)求取穩(wěn)態(tài)偏差的計算方法，并總結(jié)出穩(wěn)態(tài)偏差的計算表。3．教學手段：Powerpoint課件與黑板講授相結(jié)合。在授課過程中，通過講解各種形式的例題，使學生充分理解并熟練掌握。6） 掌握二階系統(tǒng)的單位階躍響應、單位脈沖響應的分析方法。因此，系統(tǒng)動態(tài)結(jié)構(gòu)圖與其它數(shù)學模型有著密切的關(guān)系。