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

 
 

伯德将频率特性取对数后提出了对数频率特性

 
 

分析伯德巧妙地将频率特性取对数后,使幅频特性各个典型环节之间的乘法关系变成加法关系,从而简化频域分析过程,使系统分析和设计更为便捷。

 
多媒体

工程案例分析

小组讨论
 
 

培养学生在解决问题时要有创新精神和创新意识,使学生认识到创新蕴藏在工程中的点点滴滴。

 
 

频率分析中的性能指标稳定裕度

 
 

反应釜控制系统在工作过程中受到各种扰动影响,但控制规律不变,系统仍能保持稳定并能正常工作,说明系统具有较好的稳定裕度。

 
多媒体
工程案例分析小组讨论
 
 

培养学生在做任何事时都要做好充分准备、留有余地、游刃有余。

 
 

三频段理论:高、中、低频段理论对应不同性能指标

 
 

讲授频域三频段理论,在高、中、低不同频段有不同的要求、实现不同的目标。

 

多媒体

工程案例分析

小组讨论

 
 

引导学生要有规划意识,根据不同阶段规划好其阶段目标,并为实现目标而努力奋斗。

 

思政资源:

(1)课堂讨论:

比较一下伯德的开环对数频率特性与奈奎斯特的开环频率特性相比有哪些进步?伯德的开环对数频率特性曲线为什么在工程上应用非常广泛?

(2)课堂讨论:

反应釜控制系统在工作过程中受到各种扰动影响,但控制规律不变,系统为什么仍能正常工作?

(3)课堂讨论:

系统的带宽频率越大,系统的响应速度越快,控制系统设计时带宽频率选择是否越大越好呢?