自动控制原理与系统课教案
自动控制原理与系统课教案学期：学时：64系（部）：电气与电子技术系教研室：电气教研室授课教师：年月日星期章节：第一章自动控制系统概述教学任务：1．了解自动控制的基本内容。
2．熟悉开环控制和闭环控制的特点3．掌握对自动控制系统性能的要求。
重点、难点：重点：开环控制和闭环控制特点及对控制系统性能的要求难点：开环控制和闭环控制特点教学内容提要：1.1 自动控制的基本概念1.2 开环控制与闭环控制1.3 闭环控制系统的组成1.4 自动控制系统的分类1.5 对控制系统的基本要求复习思考题、作业：1.2 1.7 1.8课后小结：年月日星期章节：2.1 控制系统的微分方程教学任务：掌握控制系统的微分方程的求取。
重点、难点：重点：控制系统的微分方程的求取方法难点：控制系统的微分方程的求取教学内容提要：2.1控制系统的微分方程一、控制系统的微分方程的建立二、控制系统的微分方程的求解复习思考题、作业：补充题课后小结：年月日星期章节： 2.2 控制系统的传递函数教学任务：掌握控制系统传递函数的定义、性质和求取方法。
重点、难点：重点：控制系统传递函数的定义、性质和求取方法难点：控制系统传递函数的求取教学内容提要：2.2控制系统的传递函数一、传递函数的定义二、传递函数的求取三、传递函数的性质复习思考题、作业：2-1课后小结：年月日星期章节：2.3典型环节的传递函数2.4 控制系统的动态结构图教学任务：1、熟练掌握典型环节的数学模型。
2、掌握控制系统框图的组成及画法。
重点、难点：重点：典型环节的传递函数、控制系统框图的组成及画法难点：控制系统框图的组成及画法教学内容提要：2.3典型环节的传递函数1.比例环节2.惯性环节3.积分环节4.理想微分环节5.比例微分环节6.振荡环节7.延迟环节2.4 控制系统的动态结构图复习思考题、作业：补充题2-3 2-4 2-5课后小结：年月日星期章节：2.5 系统结构图的等效变换和化简教学任务：掌握控制系统框图的等效变换方法。
重点、难点：重点：控制系统框图的等效变换方法难点：反馈连接的等效变换方法教学内容提要：2.5 系统结构图的等效变换和化简一、串联联接二、并联联接三、反馈联接四、相加点及分支点的换位运算复习思考题、作业：2-6课后小结：年月日星期章节：2.6 系统传递函数的求取教学任务：1、明确各种传递函数的概念；2、掌握各种传递函数的求取方法。
重点、难点：重点：各种传递函数的求取方法难点：用梅逊公式求传递函数教学内容提要：2.6 系统传递函数的求取一、系统的开环传递函数二、系统的闭环传递函数复习思考题、作业：2-7 2-8课后小结：年月日星期章节： 3.1 系统的稳定性分析教学任务：掌握系统稳定性的代数判别方法。
重点、难点：重点：系统稳定性的代数判别方法难点：Hurwitz行列式的列写方法教学内容提要：3.2 稳定性分析一、系统稳定性的基本概念二、系统稳定的充要条件三、系统稳定性的代数判据复习思考题、作业：3-1 3-2 3-3课后小结：年月日星期章节：3.2 自动控制系统的动态性能分析教学任务：掌握一阶、二阶系统的数学模型和阶跃响应特点，并能熟练计算性能指标和结构参数。
重点、难点：重点：1）一阶、二阶系统的标准数学模型2）一阶、二阶系统的结构参数和性能指标关系难点：二阶系统的结构参数和性能指标关系式的推导教学内容提要：3.2 自动控制系统的动态性能分析一、一阶系统的时域分析二、二阶系统的时域分析三、高阶系统的时域分析复习思考题、作业：3-4 3-5 3-6课后小结：年月日星期章节：3.3 系统的稳态性能分析教学任务：1、正确理解稳态误差的定义，熟悉误差的规律。
2、掌握给定误差和扰动误差的计算方法。
重点、难点：重点：给定误差和扰动误差的计算方法难点：扰动误差的计算方法教学内容提要：3.3 系统的稳态性能分析一、系统误差与稳态误差二、输入信号作用下的稳态误差三、扰动信号作用下的稳态误差复习思考题、作业：3-8 3-9 3-10课后小结：年月日星期章节：习题课教学任务：1、通过习题练习进一步掌握传递函数的求取方法。
2、通过习题练习进一步掌握系统性能指标的求取。
重点、难点：重点：传递函数的求取方法、系统性能指标的求取难点：用梅逊公式求传递函数教学内容提要：习题课一、传递函数的求取方法二、系统性能指标的求取复习思考题、作业：补充题课后小结：年月日星期章节：实验一典型环节的电模拟教学任务：1.熟悉自动控制原理实验装置的使用方法。
2. 掌握参数变化对典型环节特性的影响。
重点、难点：重点：自动控制原理实验装置的使用方法难点：仪器（示波器）的使用方法教学内容提要：实验一典型环节的电模拟1．比例环节2、积分环节3、惯性环节复习思考题、作业：实验报告课后小结：年月日星期章节：实验二二阶系统的阶跃响应研究教学任务：1. 进一步熟悉自动控制原理实验装置的使用方法。
2. 掌握一、二阶系统参数变化对系统性能的影响。
重点、难点：重点：一、二阶系统参数变化对系统性能影响的研究难点：二阶系统参数变化对系统性能影响教学内容提要：实验二一、二阶系统的阶跃响应研究一．一阶系统性能的研究二．二阶系统性能的研究复习思考题、作业：实验报告课后小结：年月日星期章节：4.1 频率特性的基本概念教学任务：1．明确控制系统的频率特性的概念。
2．熟悉控制系统的频率特性的几种表示方法。
重点、难点：重点：1）控制系统的频率特性的概念2）控制系统的频率特性的Bode图表示方法难点：控制系统的频率特性的Bode图表示方法教学内容提要：4.1 频率特性的基本概念一、频率特性的概念与定义二、频率特性的求取方法三、频率特性的表示方式复习思考题、作业：补充题课后小结：年月日星期章节： 4.2典型环节的Bode图教学任务：熟练掌握典型环节的Bode图的绘制方法。
重点、难点：重点：典型环节的Bode图难点：典型环节的Bode图教学内容提要：4.2 典型环节的Bode图1.比例环节2.惯性环节3.积分环节4.理想微分环节5.比例微分环节6.振荡环节7.延迟环节复习思考题、作业：4-1 4-2课后小结：年月日星期章节： 4.3 控制系统开环Bode图的绘制教学任务：1．熟悉最小相位系统的概念。
2．掌握控制系统开环Bode图的绘制。
重点、难点：重点：控制系统开环Bode图的绘制难点：控制系统开环Bode图的绘制教学内容提要：4.3 控制系统开环Bode图的绘制一、系统开环Bode图的简便画法二、最小相位系统三、由Bode图求相应的传递函数复习思考题、作业：4-4 4-5课后小结：年月日星期章节： 4.4 控制系统性能的频域分析习题课教学任务：1. 掌握控制系统性能的频域分析。
2. 通过习题练习进一步掌握系统Bode图的画法。
重点、难点：重点：系统Bode图的画法难点：无教学内容提要：4.4 控制系统性能的频域分析一、系统稳定性的频域分析二、系统动态性能的频域分析三、系统稳态性能的频域分析习题课系统Bode图的画法复习思考题、作业：补充题课后小结：年月日星期章节：实验三控制系统稳定性研究教学任务：1. 进一步掌握自动控制原理实验装置的使用方法。
2. 掌握系统结构、参数变化对系统稳定性的影响。
重点、难点：重点：系统结构、参数变化对系统稳定性的影响难点：无教学内容提要：实验三控制系统稳定性的研究一．参数变化对系统稳定性的影响二．结构变化对系统稳定性的影响复习思考题、作业：实验报告课后小结：年月日星期章节：实验四控制系统稳态性能研究教学任务：1. 进一步熟练自动控制原理实验装置的使用方法。
2. 掌握系统结构、参数变化对系统稳态性能的影响。
重点、难点：1、重点：系统结构、参数变化对系统稳态性能影响2、难点：无教学内容提要：实验四控制系统稳态性能的研究一．参数变化对系统稳态性能的影响二．结构变化对系统稳态性能的影响复习思考题、作业：实验报告课后小结：年月日星期章节：5.1 系统校正的基本概念教学任务：1．熟悉校正的基本概念及校正的目的。
2．掌握三频段对系统性能的影响。
重点、难点：重点：三频段对系统性能的影响难点：三频段对系统性能的影响教学内容提要：5.1 系统校正的基本概念一、校正的概念二、校正的方式三、校正装置四、三频段对系统性能的影响复习思考题、作业：5-1 5-2 补充题课后小结：年月日星期章节： 5.2串联校正教学任务：1．熟悉校正的基本概念及作用。
2．掌握串联校正的特点和对系统性能的影响。
重点、难点：重点：串联校正的特点和对系统性能的影响难点：串联校正对系统性能的影响教学内容提要：5.2 串联校正一、串联校正装置及其特性二、串联校正方法复习思考题、作业：5-4 5-5课后小结：年月日星期章节：6.1 转速负反馈有静差直流调速系统教学任务：1、熟悉转速负反馈有静差调速系统的组成。
2．掌握转速负反馈有静差调速系统的工作原理及主要特点。
重点、难点：重点：转速负反馈有静差调速系统的工作原理及主要特点难点：转速负反馈有静差调速系统的工作原理及主要特点教学内容提要：6.1转速负反馈有静差调速系统一、开环调速系统二、转速负反馈有静差调速系统三、开环系统机械特性和闭环系统静特性的比较四、有静差调速系统的基本特征复习思考题、作业：6-1 补充题课后小结：年月日星期章节： 6.2 无静差直流调速系统教学任务：1、熟悉PI调节器的输入、输出特性。
2、掌握转速负反馈无静差调速系统的特点。
重点、难点：重点：转速负反馈无静差调速系统的特点难点：PI调节器的输入、输出特性教学内容提要：6.2 转速负反馈无静差调速系统一、PI调节器二、无静差系统的实现复习思考题、作业：6-6 补充题课后小结：年月日星期章节：6.3 单闭环直流调速系统的限流保护教学任务：1．熟悉电流截止负反馈环节的组成和工作原理。
2．掌握具有电流截止负反馈环节调速系统的工作原理。
重点、难点：重点：电流截止负反馈环节的作用和工作原理难点：电流截止负反馈环节的工作原理6.3 单闭环直流调速系统的限流保护一、限流保护的组成和工作原理二、带电流截止负反馈环节的转速负反馈调速系统1、稳态框图2、静特性方程式复习思考题、作业：6-3 6-8课后小结：年月日星期章节：6.4 电压负反馈和电流正反馈调速系统教学任务：1．掌握电压负反馈环节和电流正反馈环节的组成和作用。
2．掌握电压负反馈和电流正反馈调速系统的框图、静特性方程式。
重点、难点：重点：1）电压负反馈环节和电流正反馈环节的组成和作用2）电压负反馈和电流正反馈调速系统的框图、静特性方程式。
难点：电压负反馈调速系统的框图。
教学内容提要：6.4 电压负反馈和电流正反馈调速系统一、电压负反馈调速二、电压负反馈加电流正反馈调速系统复习思考题、作业：6-4 6-5课后小结：年月日星期章节：6.5 速度、电流双闭环直流调速系统教学任务：1．熟悉双闭环系统的组成。
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。
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
《自动控制原理》电子教案自动控制原理是一门应用于工程系统中的基础课程，主要教授控制系统的基本原理、方法和技术。
本教案分为导入、教学过程、课堂活动、作业布置和教学总结五个部分。
一、导入控制系统是现代工程中不可或缺的部分，它在各个领域中都有着广泛的应用，如机械、电子、航空航天、化工等。
本课程将重点介绍控制系统的基本原理和常用的控制方法，通过理论与实践相结合的方式，让学生对自动控制有一个全面的了解。
二、教学过程1.引入控制系统的概念和意义-通过举例说明控制系统在日常生活中的应用，如电梯、温度调节器等。
-引导学生思考控制系统的目的是什么，如稳定性、精确度、鲁棒性等。
2.基本概念和术语-介绍控制系统的基本构成要素，如输入、输出、传感器、执行器等。
-解释控制系统的基本术语，如开环控制、闭环控制、反馈、控制器等。
3.数学模型建立与分析-介绍控制系统的数学建模方法，如微分方程、状态空间等。
-通过实例演示如何建立系统的数学模型，如电机控制系统、液位控制系统等。
-分析系统的稳定性和动态响应，引入根轨迹和频率响应的概念。
4.控制方法与技术-介绍常见的控制方法，如比例、积分、微分控制器，PID控制器等。
-讲解先进的控制技术，如自适应控制、鲁棒控制、优化控制等。
-针对不同的控制任务，介绍相应的控制算法和调参方法。
5.实验与仿真-安排实验课程，让学生通过实际操作来深入理解控制系统的原理和方法。
-使用仿真软件进行虚拟实验，提供学生自主学习和实践的机会。
三、课堂活动1.小组讨论：请学生分小组讨论不同控制系统的应用，并分享自己的观点和想法。
2.解答问题：教师提供一些与课程内容相关的问题，鼓励学生积极参与回答，加深对知识的理解。
3.实例分析：教师提供一些典型的控制系统实例，让学生逐步分析其数学模型和控制方法。
四、作业布置1.阅读相关文献资料，进一步了解控制系统的发展和应用。
2.完成课后习题，加强对知识的巩固。
3.准备下一堂课的报告，选择一个感兴趣的控制系统进行介绍。
《自动控制原理与系统》课程标准
《自动控制原理与系统》课程教学标准目录一、前言1.课程的地位和作用1.1课程的地位1.2课程的作用二、主要教学内容描述1. 自动控制系统的基本概念2. 自动控制系统的数学模型3. 自动控制系统的分析方法4. 自动控制系统的校正方法5. 非线性控制系统的分析三、重点和难点1.重点2.难点四、内容及要求1.模块一自动控制系统的基本概念2.模块二自动控制系统的数学模型3.模块三自动控制系统的时域分析法4.模块四自动控制系统的根轨迹法5.模块五自动控制系统的频域分析法6.模块六自动控制系统的校正方法7.模块七非线性控制系统分析五、说明1.建议使用教材和参考资料2.模块学时分配3.考核方法及手段4.注意事项课程名称：自动控制原理与系统适用专业：电气自动化必备基础知识：高等数学、物理学、电路、模拟电子技术一、前言1、课程的地位和作用1.1课程的地位《自动控制原理与系统》是电气自动化专业的一门专业基础课，也是该专业的主干必修课之一。
本课程研究控制系统分析与设计的基础知识，包括线性控制系统的建模，时域分析法，根轨迹法，频域分析法三大分析方法，以及系统的校正与计算机辅助分析。
1.2课程的作用通过本课程的学习，要求学生掌握反馈控制系统的构成，控制系统数学模型的建立方法及系统时域、频域分析和校正方法，能初步具备理论联系实际，应用控制理论初步解决实际问题的能力，为以后的工作打下良好的基础。
二、主要教学内容描述1、自动控制系统的基本概念2、自动控制系统的数学模型3、自动控制系统的分析方法4、自动控制系统的校正方法5、非线性控制系统的分析三、重点和难点1、重点开环与闭环控制的基本原理和特点，传递函数的概念，闭环系统传递函数的求取，时域分析法，根轨迹法和频域分析法的概念和特点，熟练运用开环对数频率特性曲线分析系统的稳定性，稳态性和动态性指标，各环节对系统性能指标的影响以及提高系统性能指标的方法，校正环节对系统性能的影响2、难点由原理图绘制系统方块图的方法，系统框图的等效变换，根轨迹的绘制，系统开环对数频率特性曲线的绘制，由最小相位系统的开环对数频率特性曲线确定系统的开环传递函数的方法，稳定裕度概念以及与系统相对稳定性的关系，开环对数频率特性曲线的三频段法分析系统的性能指标，串联校正环节对系统性能指标的影响四、内容及要求模块一：自动控制系统的基本概念1、教学内容（1）自动控制系统及其任务、控制的基本方式、负反馈控制原理（2）自动控制系统的基本组成及分类、对自动控制系统的基本要求2、教学要求（1）掌握开环、闭环控制系统的特点及闭环系统的组成和分类。
自动控制系统优秀教案
学
过
程
一般电动状态的电压、电流波形 制动状态的一个周期分为两个工作阶段： 在 0 ≤ t ≤ ton 期间，VT2 关断，－id 沿回路 4 经 VD1 续流，向电 源回馈制动，与此同时， VD1 两端压降钳住 VT1 使它不能导通。 在 ton ≤ t ≤ T期间， Ug2 变正， 于是VT2导通， 反向电流 id 沿回路 3 流 通，产生能耗制动作用 （二）直流PWM调速系统的机械特性 由于采用脉宽调制，严格地说，即使在稳态情况下，脉宽调速系统的转矩和转 速也都是脉动的，所谓稳态，是指电机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态，
s
于是，最低转速为
nN nN n0 min nmin nN
nmin
而调速范围为
nN (1 s)nN nN s s
D
nmax n N nmin nmin
将上面的式代入 nmin，得
（1-34）
D
nN s nN (1 s )
教
学
式（1-34）表示调压调速系统的调速范围、静差率和额定速降之间所应满足的 关系。对于同一个调速系统， nN 值一定，由式（1-34）可见，如果对静差率要 求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。 结论1： 一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速 可调范围。 例题1-1 某直流调速系统电动机额定转速为，额定速降 nN = 115r/min，当要求 静差率30%时，允许多大的调速范围？如果要求静差率20%，则调速范围是多少？ 如果希望调速范围达到10，所能满足的静差率是多少？ 解 要求30%时，调速范围为
教 （2）有制动的不可逆PWM变换器电路 工作状态与波形 一般电动状态： 在一般电动状态中， 始终为正值 （其正方向示于图1-17a中） 。 设ton为VT1的导通时间，则一个工作周期有两个工作阶段： 在0 ≤ t ≤ ton期间， Ug1为正，VT1导通， Ug2为负，VT2关断。此时， 电源电压Us加到电枢两端，电流 id 沿图中的回路1流通。 在 ton ≤ t ≤ T 期间， Ug1和Ug2都改变极性，VT1关断，但VT2却不能立 即导通，因为id沿回路2经二极管VD2续流，在VD2两端产生的压降给VT2施加反 压，使它失去导通的可能。
第四章分析自动控制系统性能常用的方法
第四章 分析自动控制系统性能常用的方法（10 学时）目的、教学要求：在经典控制理论中常用的分析方法有时域分析法(由时域响应及传递函 数出发去进行分析)、根轨迹分析法和频率特性分析法。
本章主要介绍其中的两种分析方法， 即：时域分析法和频域分析法。
因此在本章中主要掌握：² 时域分析法的基本概念及分析方法² 频域分析法的基本概念及分析方法重点、难点：本章的重点是： 频率特性的基本概念， 开环对数频率特性的绘制及幅值穿越频率的求取， 控制系统的对数稳定性判据，系统频域性能分析及与时域性能指标之间的关系。
本章的难点是：自动控制系统开环对数频率特性的绘制及幅值穿越频率的求取、控制系 统的频域性能分析及与时域性能指标之间的关系。
主要内容：² 频率特性的基本概念² 频率特性的图形表示法² 典型环节的 Bode 图² 自动控制系统的开环对数频率特性² 习题² 实验教学方式：该部分内容较难理解，应采用 PPT+《自动控制原理频域分析工具箱》教学软件 的多媒体教学方式；习题课采用课堂教学， 但至少应用一次课堂练习用来让学生学习绘制伯 德图。
教学设计：① 通过多媒体教学演示软件《自动控制原理频域分析工具箱》生动说明频率响应的概 念，引导学生对实验演示结果进行分析，从而引出占有率特性的基本概念。
② 通过一个案例（一阶 RC 电路）及多媒体教学演示软件来讲解：输出信号的幅值与相 位与频率之间的关系及频率特性与系统结构参数之间的关系（简要介绍，用 PPT+媒体教学 演示软件来讲）。
③ 采用课堂练习的方法，引导学生按步骤进行伯德图的绘制，学习绘制前要求学生准 备好二张以上的三级半对数坐标纸（从校园网上下载）。
教学内容：一、频率特性的基本概念1. 频率响应与频率特性频率响应的概念：线性定常系统对正弦输入信号的稳态响应称为频率响应。
线性系统的 频域分析的出发点仍然是它的传递函数。
自动控制原理与系统PPT课件
号，经控制器成为合适的信号，输出给执行元件。
5.执行元件：驱动被控对象的环节。
6.控制对象(被调对象)：要求实现自动控制 的
机器设备或生产过程。
7.反馈环节：将输出量引出，再回送到控制 第17页/共30页
*元件排列从左至右，给定元件在最左端， 控 制对象在最右端。从左至右的通道称为顺馈通道， 或前向通道。将输出信号引回输入端的通道称为 反馈通道，或反馈回路。 （二）.系统中的各个量：
3.自动控制系统：自动控制系统是指由控制 装置与被控对象结合起来的，能够对被控对 象的
一些物理量进行自动控制的一个有机整体。
二、自动控制的应用：
锅炉设备的压力和温度自动保持恒定
数控机床按照预定的程序自动地切削工件
导弹发射与制导系统，自动地使导弹攻击 敌
方目标
无人驾驶飞机按照预定航迹自动升降和飞 行
§ 1-1 引言
一、基本概念： 1.控制：是使某些物理量按指定的规律变化
（包 括保持恒定），以保证生产的安全性， 经济性及 产品质量等要求的技术手段。
2.自动控制：就是在没有人直接参与的情况 下，利用控制装置，对生产过程、工艺参数、 目标要求等进行自动的调节与控制，使之达到 预期的状态或性能要求。
第1页/共30页
起来的，能够对被控对象的一些物理量进行自动 控
制的一个有机整体。
（一）.硬件部分： 1.给定元件：调节给定信号，以调节输出量 的大
小。
2.检测元件：检测第1输6页出/共3量0页 的大小，并反馈到
3.比较环节：反馈信号与给定信号在此迭加，
信号的极性以“+”或“-”表示。极性相同为 正反馈，
极性相反为负反馈。
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%。
自动控制原理教学设计
自动控制原理教学设计背景自动控制原理是现代控制理论中的核心课程之一，是控制理论与实践紧密结合的重要教学环节。
本文对自动控制原理的教学设计进行探讨，旨在提高教学效果、加强学生对自动控制原理的理解，培养学生的实际操作技能。
目标本教学设计的目标是：1.使学生理解自动控制系统的基本原理、结构和工作过程；2.培养学生对自动控制系统的分析、设计和应用能力；3.提高学生的实际操作技能。
教学内容理论教学1.自动控制系统的基本概念和分类；2.自动控制系统中的传感器、执行器、控制器等组成部分及其特点；3.自动控制系统的建模方法及仿真；4.自动控制系统的控制算法及实现。
实验教学1.实验一：PID控制器的设计–实验目的：了解PID控制器的原理、设计方法和调节过程；–实验内容：使用MATLAB软件设计PID控制器，并将其搭建在实验台上进行调节。
2.实验二：模糊控制器的设计–实验目的：了解模糊控制的基本原理和设计方法；–实验内容：使用模糊控制器设计实验，实现小车的自动避障。
教学方法理论教学1.课堂讲授–通过课件、板书等方式进行讲授；–引导学生积极思考、互动交流。
2.小组讨论–组织学生进行小组讨论，讨论课堂上的问题和实践应用；–促进学生互相交流、学习，加深对控制理论的理解。
实验教学1.实验指导–实验前进行详细的实验指导，介绍实验流程和注意事项；–在实验过程中进行指导，帮助学生解决实验中出现的问题。
2.实验报告–要求学生在实验结束后撰写实验报告；–重点关注实验设计、实验结果分析、实验结论等方面。
教学评价1.理论考试–主要考察学生对控制理论的理解和掌握情况；–要求学生在规定时间内回答一定数量的理论问题。
2.实验评价–对学生的实验设计、实验完成情况、实验报告等进行评价；–给出具体的评价标准，提高学生的自我评价意识。
总结自动控制原理教学是提升控制工程专业学生实践能力和理论素养的重要教学环节。
通过理论课堂教学和实验教学的相结合，可以提高学生对自动控制原理的理解和应用能力。