自动控制原理

葛爱冬

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 自动控制基本概念
    • 1.2 自动控制基本方式
    • 1.3 自动控制系统的分类
    • 1.4 自动控制系统基本要求
    • 1.5 第一章单元测验
    • 1.6 课程思政教学设计
  • 2 控制系统的数学模型
    • 2.1 控制系统的时域数学模型
      • 2.1.1 控制系统的时域数学模型(上)
      • 2.1.2 控制系统的时域数学模型(下)
    • 2.2 控制系统的复域数学模型
      • 2.2.1 控制系统的复域数学模型(上)
      • 2.2.2 控制系统的复域数学模型(下)
    • 2.3 控制系统的结构图
      • 2.3.1 控制系统的结构图(上)
      • 2.3.2 控制系统的结构图(下)
    • 2.4 控制系统的信号流图
      • 2.4.1 控制系统的信号流图(上)
      • 2.4.2 控制系统的信号流图(下)
    • 2.5 闭环系统的传递函数
    • 2.6 第二章单元测验
    • 2.7 课程思政教学设计
  • 3 线性系统的时域分析法
    • 3.1 时域分析的性能指标
    • 3.2 一阶系统的单位阶跃响应
    • 3.3 二阶系统的单位阶跃响应
    • 3.4 欠阻尼二阶系统的动态过程分析
    • 3.5 线性系统的稳定性分析
      • 3.5.1 线性系统的稳定性分析(上)
      • 3.5.2 线性系统的稳定性分析(下)
    • 3.6 线性系统的稳态误差
    • 3.7 第三章单元测验
    • 3.8 课程思政教学设计
  • 4 线性系统的根轨迹法
    • 4.1 根轨迹的基本概念
    • 4.2 根轨迹绘制的基本法则
      • 4.2.1 根轨迹绘制的基本法则(上)
      • 4.2.2 根轨迹绘制的基本法则(下)
    • 4.3 利用根轨迹分析系统性能
    • 4.4 第四章单元测验
    • 4.5 课程思政教学设计
  • 5 线性系统的频域分析法
    • 5.1 频率特性的概念
    • 5.2 开环系统的幅相曲线
      • 5.2.1 开环系统的幅相曲线(上)
      • 5.2.2 开环系统的幅相曲线(下)
    • 5.3 开环系统的伯德图
      • 5.3.1 开环系统的伯德图(上)
      • 5.3.2 开环系统的伯德图(下)
    • 5.4 频率域稳定判据
      • 5.4.1 频率域稳定判据(上)
      • 5.4.2 频率域稳定判据(下)
    • 5.5 稳定裕度
      • 5.5.1 稳定裕度(上)
      • 5.5.2 稳定裕度(下)
    • 5.6 闭环系统的频域性能指标
    • 5.7 第五章单元测验
    • 5.8 课程思政教学设计
  • 6 线性系统的校正方法
    • 6.1 系统的设计与校正问题
    • 6.2 控制系统的校正方式
    • 6.3 串联校正
      • 6.3.1 串联超前校正
      • 6.3.2 串联滞后校正
      • 6.3.3 串联滞后超前校正
    • 6.4 PID控制规律
      • 6.4.1 PID控制规律(上)
      • 6.4.2 PID控制规律(下)
    • 6.5 第六章单元测验
    • 6.6 课程思政教学设计
  • 7 线性离散系统的分析与校正
    • 7.1 离散系统的基本概念
    • 7.2 信号的采样与保持
    • 7.3 Z变换和Z反变换
    • 7.4 离散系统的数学模型
      • 7.4.1 离散系统的数学模型(上)
      • 7.4.2 离散系统的数学模型(下)
    • 7.5 离散系统的稳定性分析
    • 7.6 离散系统的稳态误差计算
    • 7.7 离散系统的动态性能分析
    • 7.8 第七章单元测验
    • 7.9 课程思政教学设计
  • 8 非线性控制系统分析
    • 8.1 非线性系统的定义和特征
    • 8.2 典型非线性特性分析
    • 8.3 描述函数定义及计算
    • 8.4 非线性系统的描述函数法
    • 8.5 第八章单元测验
    • 8.6 课程思政教学设计
课程思政教学设计

                                             

 

知识点

 
 

思政元素案例

 
 

教学方式

 
 

思政目标

 
 

自动控制理论的应用

 
 

自动控制技术的发展极大地推动科技进步,列举自动控制技术在航空航天技术、载人潜水器、中国高铁等各领域中的应用,让学生认识到自动控制技术的重要性。

 
多媒体 

工程案例分析

视频
课堂讨论
 
 

让学生深切感受到自动控制技术对促进科技发展的重要作用,激发学生学习自动控制原理课程的兴趣。引导学生关注自动化领域的发展前沿,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

 
 

控制理论发展阶段

 
 

在讲解控制理论萌芽发展阶段时,通过介绍指南车、候风地动仪等中国古代控制装置的产生,深入挖掘中国古人的控制思想。

 

多媒体

工程案例分析

视频

课堂讨论
 
 

引导学生关注中国控制技术发展历史,使学生认识到中国控制技术为世界文明的发展做出了突出贡献,培养学生的文化自信和民族自信。

 
 

钱学森工程控制论的建立

 
 

通过文献资料了解钱学森建立工程控制论的过程,说明中国各个时代的科学家为国家进步、科技发展做出的卓越贡献。

 

多媒体

文献资料 

视频
课堂讨论
 
 

培养学生胸怀祖国、勇于创新、敢于实践、艰苦奋斗的科研精神。

 
 

闭环控制方式

 
 

各种社会活动都融入闭环控制思想,以人的个体为例,在不同人生阶段都要给自己设定一个目标,并且自己要及时总结反思,判断是否接近自己设定的目标,并通过自身努力向设定目标靠近。

 
多媒体
工程案例分析小组讨论
 
 

培养学生具有批评与自我批评、自主学习和终身学习的意识,具有不断学习和适应发展的能力。

 
 

程序控制系统

 
 

分析地铁的启动、巡航、制动等运行过程。

 


多媒体 

工程案例分析

视频
课堂讨论

 
 

启示学生人生要有规划,并且要为实现规划目标而努力奋斗。

 

思政资源:

(1)科普中国飞天梦大课堂

https://www.ixigua.com/7129212802689925636?wid_try=1

(2)中国高铁列车运行控制系统

https://www.sohu.com/a/156078862_704019

(3)工程控制论的领导者--钱学森

(4)指南车--原始的导航

https://www.bilibili.com/video/BV1nL4y1g7rG/

(5)地铁运行控制系统

https://www.bilibili.com/video/av853217699/