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

 
 

系统带宽对系统响应和系统抗干扰能力的影响

 
 

系统带宽越大,响应速度越快,但是抑制干扰能力变差,而过大的干扰可能造成系统无法工作,因此要针对具体系统合理选择系统带宽。

 
  多媒体
  
小组讨论
 
 

引导学生做人做事要有原则,坚守社会主义核心价值观,坚守职业道德,遵守法律法规底线,不要被干扰影响迷失自我。 

 
 

锅炉控制系统的设计步骤

 
 

控制系统的设计过程不仅仅要考虑系统的性能指标能否满足要求,同时要考虑工程实现的可行性,考虑控制系统设计对环境和社会可持续发展的影响。以锅炉控制系统设计为例说明设计过程中要坚持“节能减排、绿色发展”的原则。

 

多媒体

工程案例分析

视频

小组讨论

 
 

引导学生在设计控制系统时除了考虑控制系统性能指标之外,还应考虑工程实践对环境和社会可持续发展的影响,同时应遵守工程职业道德和规范,具有社会责任感。

 
 

PID控制器中PID各自的特点、各自对系统性能的影响。

 
 

讲解PID控制器中PID各自的特点、对系统性能的影响以及三者之间配合后如PIPDPID对系统性能的改善,说明PID控制器在控制系统中既要各司其职,又要相互配合,才能获得更好的控制效果。

 

多媒体

工程案例分析

实验研究

小组讨论

 
 

使学生能够认识到每个人能力的局限,培养大学生具备团队合作的能力,同时要认识到自己在团队中所要承担的责任以及如何与其他团队成员合作共事。

 

思政资源:

(1)课堂讨论:

PID控制规律中如何解决各种控制规律的局限性?你如何认识这个问题?

(2)课堂讨论:

谈一谈PID控制规律P、I、D蕴涵哪些人生哲理?

(3)课堂讨论:

结合锅炉控制系统设计实例思考控制系统设计过程中除了要满足性能指标要求之外,还需要考虑哪些因素?