自动控制原理课程授课计划教案
自动控制原理(经典部分)课程教案
xx科技大学《自动控制原理》（经典部分）课程教案授课时间:适用专业、班级:编写人:编写时间:)())()m n s z s p --时间常数表达式2221)(1)21)(1)i j s s T s T s ζττζ++++++授课学时:2学时章节名称第二章第三节控制系统的结构图与信号流图（1）备注教学目的和要求1.会绘制结构图。
2.会由结构图等效变换求传递函数。
2、会由结构图等效变换求传递函数。
重点难点重点: 结构图的绘制；由结构图等效变换求传递函数。
难点: 复杂结构图的等效变换。
难点：复杂结构图的等效变换。
教学方法教学手段1、教学方法: 课堂讲授法为主；用精讲多练的方法突出重点, 用分析举例的方法突破难点。
2、教学手段: 以传统的口述、粉笔加黑板的手段为主。
3、教学手段：以传统的口述、粉笔加黑板的手段为主。
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）一、引入（约3min）从“用数学图形描述系统的优点”引入新课。
二、教学进程设计（一）结构图的组成（约7min）1、信号线: 表示信号的传递方向。
2、方框：表示输入和输出的运算关系, 即C(S)=R(S)*G(S)。
（二）比较点: 表示两个以上信号进行代数运算。
（三）引出点: 一个信号引出两个或以上分支。
（四）结构图的绘制（约40min）绘制: 列写微分方程组, 并列写拉氏变换后的子方程；绘制各子方程的结构图, 然后根据变量关系将各子结构图依次连接起来, 得到系统的结构图。
例题讲解。
（二）结构图的简化（约46min）1、任何复杂的系统结构图, 各方框之间的基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
方框结构图的简化是通过移动引出点、比较点、交换比较点, 进行方框运算后, 将串联、并联和反馈连接的方框合并, 求出系统传递函数。
串联的简化:12()()()G s G s G s=并联的简化:12()()()G s G s G s=±反馈连接方框的简化:11()()1()()G s s G s H s Φ=比较点的移动: 移动前后保持信号的等效性。
自动控制原理电子教案
一、教案基本信息自动控制原理电子教案课时安排：45分钟教学目标：1. 理解自动控制的基本概念和原理。
2. 掌握自动控制系统的分类和特点。
3. 了解常用自动控制器的原理和应用。
教学方法：1. 讲授：讲解自动控制的基本概念、原理和特点。
2. 互动：提问和回答，让学生积极参与课堂讨论。
3. 案例分析：分析实际应用中的自动控制系统，加深学生对知识的理解。
教学工具：1. 投影仪：用于展示PPT和视频资料。
2. 计算机：用于播放教学视频和演示软件。
二、教学内容和步骤1. 自动控制的基本概念（5分钟）讲解自动控制系统的定义、作用和基本组成。
通过举例说明自动控制系统在实际中的应用，如温度控制、速度控制等。
2. 自动控制系统的分类和特点（10分钟）讲解自动控制系统的分类，包括线性系统和非线性系统、连续系统和离散系统、开环系统和闭环系统等。
介绍各种系统的特点和应用场景。
3. 常用自动控制器原理和应用（15分钟）介绍常用的自动控制器，如PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。
讲解其原理和结构，并通过实际案例分析其应用。
4. 课堂互动（5分钟）提问和回答环节，让学生积极参与课堂讨论，巩固所学知识。
可以设置一些选择题或简答题，检查学生对自动控制原理的理解。
三、教学评价1. 课堂表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的积极性等。
2. 作业完成情况：检查学生作业的完成质量，包括答案的正确性、解题思路的清晰性等。
3. 课程测试：在课程结束后进行一次测试，检验学生对自动控制原理的掌握程度。
四、教学资源1.PPT：制作精美的PPT，用于展示教学内容和实例。
2. 视频资料：收集相关自动控制原理的教学视频，用于辅助讲解和演示。
3. 案例分析：挑选一些实际应用中的自动控制系统案例，用于分析和学习。
五、教学拓展1. 开展课后讨论：鼓励学生在课后组成学习小组，针对课堂所学内容进行讨论和交流。
2. 参观实验室：组织学生参观自动控制实验室，实地了解自动控制系统的原理和应用。
机电专业自动控制原理教学设计范本
机电专业自动控制原理教学设计范本导论自动控制原理是机电专业中的重要课程之一，本教学设计范本旨在提供一种合适的教学方式和内容，以帮助学生全面理解和掌握机电系统中的自动控制原理。
本文将从教学目标、教学内容、教学方法等方面进行论述，为教师们提供一个参考，以期能够更好地开展机电专业自动控制原理的教学工作。
一、教学目标1. 理解自动控制原理的基本概念和原理2. 掌握自动控制系统的组成结构和工作原理3. 能够分析和设计简单的自动控制系统4. 培养学生的问题意识和解决问题的能力5. 增强学生的实践动手能力和团队合作意识二、教学内容1. 自动控制概述1.1 自动控制的定义1.2 自动控制的分类及应用领域2. 自动控制系统的基本元素2.1 传感器2.2 执行器2.3 控制器2.4 反馈系统2.5 控制策略3. 自动控制系统的数学模型 3.1 传递函数模型3.2 状态空间模型4. 控制系统的性能指标4.1 稳定性4.2 静态误差4.3 响应速度4.4 鲁棒性5. 控制器设计方法5.1 比例控制5.2 积分控制5.3 比例积分控制5.4 其他控制策略6. 系统辨识与参数调整6.1 系统辨识方法6.2 参数调整方法三、教学方法1. 理论讲解：通过授课的方式，介绍自动控制原理的基本概念和相关理论知识，让学生对自动控制有一个整体的认识。
2. 实验演示：结合实际案例和实验，通过演示实际控制系统的工作原理和方法，加深学生的理解和应用能力。
3. 计算机仿真：利用控制系统仿真软件，进行控制系统的仿真实验，培养学生的动手能力和问题解决能力。
4. 课堂讨论：组织学生进行小组讨论，共同分析和解决控制系统设计与调试过程中遇到的问题，培养学生的合作和创新能力。
5. 项目设计：引导学生进行自动控制系统的设计项目，包括系统建模、参数调整、性能分析等，培养学生的综合运用能力和实践动手能力。
四、教学评价1. 课堂测验：通过课堂小测验，检测学生对自动控制原理的理解程度和掌握程度。
自动控制原理教案
自动控制原理教案一、教案概述本教案旨在介绍自动控制原理的基本概念、原理和应用。
通过本教案的学习，学生将能够理解自动控制的基本原理，掌握自动控制系统的设计和分析方法，并能够应用所学知识解决实际问题。
二、教学目标1. 理解自动控制原理的基本概念和术语；2. 掌握自动控制系统的基本原理和组成部分；3. 熟悉自动控制系统的数学模型和传递函数表示方法；4. 能够应用PID控制器进行系统设计和调节；5. 能够利用MATLAB等工具进行自动控制系统的仿真和分析。
三、教学内容和进度安排本教案按照以下内容进行教学，共分为10个单元。
单元一：自动控制原理概述- 自动控制的定义和分类- 自动控制系统的基本组成部分单元二：数学模型与传递函数- 控制系统的数学建模方法- 传递函数的定义和性质单元三：时域分析方法- 系统的单位脉冲响应和单位阶跃响应- 系统的稳态误差和稳定性分析单元四：频域分析方法- 系统的频率响应和频率特性- Bode图和Nyquist图的绘制和分析单元五：闭环控制系统- 闭环控制系统的基本概念和特性- 闭环控制系统的稳定性分析单元六：PID控制器- PID控制器的原理和调节方法- Ziegler-Nichols调参法和Chien-Hrones-Reswick调参法单元七：校正与补偿- 系统的校正和补偿方法- 前馈控制和后馈控制的比较单元八：系统的稳定性分析- 系统的稳定性判据和稳定裕度- 极点配置法和根轨迹法的应用单元九：多变量控制系统- 多变量控制系统的基本概念和结构- 多变量控制系统的设计方法单元十：自动控制系统的仿真与实验- 利用MATLAB进行自动控制系统的仿真- 实际系统的控制实验设计和实施四、教学方法和手段1. 理论讲授：通过讲解和示意图的展示，向学生介绍自动控制原理的基本概念和原理。
2. 实例分析：通过具体的案例分析，帮助学生理解自动控制原理的应用和实际意义。
3. 计算机仿真：利用MATLAB等工具进行自动控制系统的仿真，加深学生对理论知识的理解和应用能力。
自动控制原理教案
自动控制原理教案一、教材分析《自动控制原理》是自动化专业的一门基础课程，主要介绍自动控制原理的基本概念、基本原理和基本方法。
通过学习本课程，学生能够掌握自动控制系统的基本知识，了解自动控制原理在工程实践中的应用，并具备设计和分析自动控制系统的能力。
本教材主要包括以下内容：一、自动控制系统的基本概念和基本原理；二、控制系统的数学模型；三、时域分析方法；四、频域分析方法；五、稳定性分析与设计；六、校正与补偿。
二、教学目标1. 理论目标：（1）了解自动控制系统的基本概念和基本原理；（2）掌握控制系统的数学模型表示方法；（3）掌握时域分析方法和频域分析方法；（4）掌握自动控制系统的稳定性分析与设计方法；（5）了解校正与补偿的基本方法。
2. 实践目标：（1）培养学生分析和设计自动控制系统的能力；（2）培养学生运用自动控制原理解决实际问题的能力；（3）培养学生团队协作和沟通能力。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）自动控制系统的基本概念和基本原理；（2）控制系统的数学模型表示方法；（3）时域分析方法和频域分析方法。
2. 教学难点：（1）自动控制系统的稳定性分析与设计方法；（2）校正与补偿的基本方法。
四、教学内容与教学方法1. 教学内容：第一章自动控制系统基本概念1.1 自动控制系统的定义和分类1.2 自动控制系统的基本组成1.3 自动控制系统的特点第二章自动控制系统数学模型2.1 自动控制系统的数学模型表示2.2 控制系统的状态方程表示2.3 控制系统的传递函数表示第三章时域分析方法3.1 系统的时域响应3.2 时域性能指标3.3 时域分析的基本方法第四章频域分析方法4.1 复频域的基本概念4.2 频域性能指标4.3 常用频域分析方法第五章稳定性分析与设计5.1 稳定性的基本概念5.2 稳定性的判据5.3 稳定性的设计方法第六章校正与补偿6.1 校正与补偿的基本概念6.2 控制系统的传感器6.3 控制系统的执行器6.4 控制系统的校正与补偿方法2. 教学方法：（1）理论教学：讲授自动控制原理的基本概念、基本原理和基本方法；（2）案例分析：通过实例分析和讨论，加深学生对自动控制原理的理解；（3）实验设计：设计实际的控制系统，通过实验验证和巩固所学的知识；（4）讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论和互动，提高学生的思维能力和团队合作能力。
《自动控制原理》电子教案(共8章)
第一章自动控制的一般概念第一节控制理论的发展自动控制的萌芽:自动化技术学科萌芽于１８世纪,由于工业革命的发展,如何进一步降低人的劳动强度和提高设备的可靠性被提到了议程。
特点:简单的单一对象控制。
1. 经典控制理论分类线性控制理论，非线性控制理论,采样控制理论2.现代控制理论ﻫ3．大系统理论ﻫ４. 智能控制理论发展历程:1. 经典控制理论时期（１9４0-19６0）研究单变量的系统,如：调节电压改变电机的速度；调整方向盘改变汽车的运动轨迹等。
⏹1９４5年美国人Bodｅ出版了《网络分析与放大器的设计》,奠定了控制理论的基础；⏹1942年哈里斯引入传递函数;⏹1９４８年伊万恩提出了根轨迹法；⏹1９４9年维纳关于经典控制的专著。
特点：以传递函数为数学工具，采用频率域法,研究“单输入—单输出”线性定常控制系统的分析和设计,而对复杂多变量系统、时变和非线性系统无能为力。
2．现代控制理论时期（20世纪５0年代末-60年代初)研究多变量的系统，如，汽车看成是一个具有两个输入(驾驶盘和加速踏板）和两个输出（方向和速度）的控制系统。
空间技术的发展提出了许多复杂的控制问题，用于导弹、人造卫星和宇宙飞船上，对自动控制的精密性和经济性指标提出了极严格的要求。
并推动了控制理论的发展。
⏹Kａlｍan的能控性观测性和最优滤波理论;⏹庞特里亚金的极大值原理;⏹贝尔曼的动态规划。
特点：采用状态空间法（时域法)，研究“对输入-多输出”、时变、非线性系统等高精度和高复杂度的控制问题。
3．大系统控制时期（19７0ｓ-)各学科相互渗透,要分析的系统越来越大,越来越复杂。
大系统控制理论是一种过程控制与信息处理相结合的动态系统工程理论，研究的对象具有规模庞大、结构复杂、功能综合、目标多样、因素众多等特点。
它是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。
如:人体,我们就可以看作为一个大系统,其中有体温的控制、情感的控制、人体血液中各种成分的控制等等。
电科电信西电版自动控制原理教案
电科-电信-西电版自动控制原理教案一、课程简介1.1 课程背景自动控制原理是电子信息工程、通信工程等电类专业的核心课程，旨在培养学生掌握自动控制理论的基本概念、原理和方法，为后续从事电子信息技术领域的研究和工作打下基础。
1.2 课程目标通过本课程的学习，使学生了解自动控制系统的分类、性能指标及基本环节，掌握线性系统的时域分析、频域分析方法，熟悉现代控制理论的基本思想，具备分析和设计简单自动控制系统的能力。
1.3 教学内容本课程主要内容包括自动控制系统的基本概念、框图表示、性能指标，线性系统的时域分析、频域分析，以及现代控制理论的基本方法。
二、教学方法2.1 讲授与实践相结合通过课堂讲授，使学生掌握自动控制原理的基本概念和方法；结合实验教学，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
2.2 案例分析引入实际案例，使学生更好地理解自动控制系统的应用背景和实际效果。
2.3 互动式教学鼓励学生提问、发表见解，提高课堂互动性，激发学生的学习兴趣和主动性。
三、教学安排3.1 课时安排本课程共计48课时，其中包括理论讲授40课时，实验教学8课时。
3.2 授课计划按照教材章节顺序，合理安排每个章节的授课时间和内容。
四、考核方式4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况，占总成绩的30%。
4.2 期末考试包括选择题、填空题、计算题和论述题，占总成绩的70%。
五、教学资源5.1 教材《自动控制原理》（西电版），作者：X。
5.2 实验设备自动控制系统实验装置，包括控制器、传感器、执行器等。
5.3 辅助教材提供相关参考书籍、学术论文、网络资源等，以便学生课后自主学习和拓展。
六、教学内容与重点6.1 教学内容自动控制系统的基本概念与组成系统的数学模型及其建立方法线性系统的时域分析法线性系统的频域分析法系统的稳定性分析系统的设计与校正非线性控制系统分析现代控制理论基础自动控制系统的应用实例6.2 教学重点自动控制系统的基本概念与组成系统的数学模型及其建立方法线性系统的时域分析法与频域分析法系统的稳定性分析与判据系统的设计与校正方法非线性控制系统分析方法现代控制理论的基本概念与方法七、教学过程与教学策略7.1 教学过程理论教学：通过PPT演示、板书和互动讨论等方式进行理论知识的教学。
自动控制原理教案
自动控制原理-教案一、课程简介1.1 课程背景自动控制原理是工程技术和科学研究中的重要基础，广泛应用于工业、农业、医疗、航空航天等领域。
本课程旨在介绍自动控制的基本理论、方法和应用，使学生掌握自动控制系统的基本原理和设计方法，具备分析和解决自动控制问题的能力。
1.2 教学目标（1）理解自动控制的基本概念、原理和分类；（2）掌握线性系统的数学模型建立和求解方法；（3）熟悉系统的稳定性、瞬态和稳态性能分析；（4）学会设计简单的线性控制器；（5）了解自动控制技术的应用和发展趋势。
二、教学内容2.1 自动控制的基本概念（1）自动控制系统的定义和分类；（2）自动控制系统的组成和基本环节；（3）自动控制系统的性能指标。
2.2 线性系统的数学模型（1）连续时间线性系统的数学模型；（2）离散时间线性系统的数学模型；（3）系统的状态空间表示。
2.3 系统的稳定性分析（1）连续时间线性系统的稳定性；（2）离散时间线性系统的稳定性；（3）系统稳定性的判定方法。
2.4 系统的瞬态和稳态性能分析（1）连续时间线性系统的瞬态响应；（2）离散时间线性系统的瞬态响应；（3）系统的稳态性能分析。
2.5 控制器的设计方法（1）PID控制器的设计；（2）状态反馈控制器的设计；（3）观测器的设计。
三、教学方法3.1 讲授法通过课堂讲授，系统地介绍自动控制原理的基本概念、理论和方法。
3.2 案例分析法通过分析实际案例，使学生更好地理解自动控制系统的原理和应用。
3.3 实验法安排实验课程，让学生亲自动手进行实验，培养实际操作能力和问题解决能力。
3.4 讨论法组织学生进行课堂讨论，促进学生思考和交流，提高分析和解决问题的能力。
四、教学评估4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总成绩的30%。
4.2 期中考试通过期中考试检验学生对自动控制原理的基本概念、理论和方法的掌握程度，占总成绩的30%。
4.3 期末考试通过期末考试全面评估学生对自动控制原理的掌握程度，占总成绩的40%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
多媒体、讲授法
13
8
5.2乃奎斯特定判据和系统相对稳定性
多媒体、讲授法
14
2
5.3用MATLAB进行系统的频域分析
有
多媒体、讲授法
15
4
6.1线性系统校正的概念
多媒体、讲授法
16
4
6.2常用校正装置及其特性
有
多媒体、讲授法
17
4
6.3串联校正的设计
多媒体、讲授法
备注：教学手段主要是指：采用多媒体投影教学、语音教学、实验教学等。
周次
时
数
课程教学主要内容
布置作业
教学手段
1
4
1.1开环控制和闭环控制
有
多媒体、讲授法
2
4
1.2自动控制系统中的术语和定义
多媒体、讲授法
3
4
2.1性系统的输入一输出时间函数描述
多媒体、讲授法
4
4
2.2典型环节的数学模型
多媒体、讲授法
5
8
2.3框图及其化简方法
有
多媒体、讲授法
6
4
3.1线性定常系统的时域响应
4
2
自动控制系统的数学模型
14
3
时域分析法
18
4
根轨迹法
18
5
频率域方法
16
控制系统的校正
16
采用教材及教学大纲情况表
基本教材
教材名称
自动控制原理
主编
教材类型
规划教材√自编教材□其它□
出版社
参考教材
教材名称
主编
教材类型
规划教材□自编教材□其它□
出版社
教学大纲
实施性教学大纲：有□无□
教学内容
增减情况
序号
自动控制原理授课计划教案
授课班级
总课时
96
已完成课时数
60
本学期课时数
96
本学期理论时数
64
本学期实训时数
作业数量
每个班6次
平时测验2
每个班次
课程类型
必修课
校级公共课□；专业基础课√；专业课□
选修课
限选课□；任选课□
课程评价方式
考试√；考查□
本课程主要教学内容安排表
序号
教学主要章节或模块
学时
1
自动控制的一般概念
多媒体、讲授法
7
6
3.2劳斯-赫尔维茨稳定判据
多媒体、讲授法
8
4
3.3线性系统时域响应的计算机辅助分析
多媒体、讲授法
9
4
4.1根轨迹的基本概念
多媒体、讲授法
10
6
4.2绘制根轨迹的基本条件和基本规则
多媒体、讲授法
112Biblioteka 4.3用MATLAB绘制系统的根轨迹
有
多媒体、讲授法
12
4
5.1典型环节的频率特性