自动控制原理课程授课计划教案1

自动控制原理授课计划教案
本课程主要教学内容安排表
采用教材及教学大纲情况表
备注：教学手段主要是、自动控制的基本概念（0.5学时）
自动控制技术（人工控制和自动控制）
2、自动控制系统的分类（0.7学时）
自动控制系统的分类
（1）分类方法（2）分类
控制系统的几个概念
线性、非线性、连续、离散、定常、时变等
3、自动控制系统的发展简史（0.5学时）
1．控制理论胚胎与萌芽期
2．经典控制理论的孕期与形成时期(Classical Control)
3．现代控制时期(Modern Control)
4．智能控制时期
4、对自动控制系统的基本要求（0.2学时）
1．基本要求的提法
（1）稳定性（2）快速性（3）准确性
●教学小结与拓展：
自动控制的基本原理和方式
●布置作业或思考题：
简述自动控制原理
教案
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
§2-1控制系统的时域数学模型（0.4学时）
一、数学模型（0.2学时）
1．数学模型的概念
2．数学模型的形式
3．数学模型的建立
二、列写微分方程的一般方法（0.2学时）
举例说明列写微分方程的一般方法
§2-2控制系统的复数域数学模型（1.6学时）
一、传递函数的定义（0.2学时）
二、传递函数的局限性（0.2学时）
三、传递函数的性质（0.3学时）
四、传递函数的表达形式（0.3学时）
1．零—极点表达形式
2．时间常数表达形式
五、典型环节及其传递函数（0.6学时）
1．比例环节 2．惯性环节 3．一阶微分环节 4．积分环节5．理想微分环节 6．振荡（二阶振荡）环节 7．二阶微分环节8．延迟环节
●教学小结与拓展：
传递函数的概念、定义和性质；传递函数的求取方法。

●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
-学年第一学期顺序号：（ 3 ）
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、结构图的等效变换及简化
举例讲解等效变换的应用
二、信号流图及梅森增益公式
1．信号流图的组成及性质
（1）信号流图
（2）信号流图使用的术语
（3）信号流图的性质
（4）信号流图的绘制
（5）信号流图的等效变换
2．梅森增益公式
（1）梅森增益公式
（2）举例（案例分析）
●教学小结与拓展：
结构图的等效变换；梅森增益公式。

●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
二阶系统的时间响应（2学时）
1．二阶系统的数学模型
2．二阶系统的单位阶跃响应
（1）负阻尼情况
（2）零阻尼情况
（3）欠阻尼情况
（4）过阻尼情况
（5）欠阻尼二阶系统的动态过程分析
3．二阶系统性能的改善
（1）比例—微分控制
（2）测速反馈控制（微分反馈）
●教学小结与拓展：
欠阻尼二阶系统的响应特征
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
线性系统的稳定性分析
1．稳定的概念
2．稳定的数学条件及其定义
3．稳定性判据
（1）线性系统稳定的必要条件
（2）劳斯稳定判据
判据的内容
举例讲解劳斯表的计算
劳斯表的特殊情况处理
劳斯表的应用
●教学小结与拓展：
劳斯稳定判据
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
主讲教师职称系、部机电与信息工程系
课程名称自动控制原理
本教案
授课学时
2
本次课标题线性系统的时域分析法---线性系统的稳态误差计算
授课班级及时间12机电一班年月日
年月日
年月日
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
线性系统的稳态误差计算（2学时）
1．误差及稳态误差的定义
（1）误差的定义
（2）稳态误差的定义
2．稳态误差的计算
（1）用拉氏变换的终值定理求稳态误差
（2）用静态误差系数求稳态误差
（3）用动态误差系数求稳态误差
3．扰动作用下的稳态误差
4．减小或消除稳态误差的措施
（1）增大系统开环增益
（2）增加系统型别
（3）应用顺馈补偿扰动信号对系统输出的影响
（4）应用顺馈补偿输入信号对系统输出的影响
●教学小结与拓展：
劳斯稳定判据
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
-学年第一学期顺序号：（ 6 ）
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
根轨迹法的基本概念（1.5学时）
1．根轨迹法的提出
（1）闭环零极点的作用
（2）闭环零极点的调整
（3）闭环零极点的求解
2．根轨迹法
3．绘制根轨迹的基本条件
（1）根轨迹方程
（2）相角条件和模值条件
§5-2 根轨迹绘制的基本法则（0.5学时）
（1）根轨迹的起点和终点
（2）根轨迹的分支数、对称性和连续性
●教学小结与拓展：
根轨迹的理解，根轨迹绘制的基本法则
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
根轨迹绘制的基本法则（2学时）
（3）根轨迹的渐进线
（4）根轨迹在实轴上的分布
（5）根轨迹的分离点和会合点
（6）根轨迹的起始角和终止角
（7）根轨迹与虚轴的交点
通过举例，说明根轨迹绘制法则的应用方法，掌握常规根轨迹的绘制。

广义根轨迹
1、参数根轨迹
2、零度根轨迹
●教学小结与拓展：
根轨迹的理解，根轨迹绘制的基本法则
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
广义根轨迹（1学时）
1．参数根轨迹
（1）参数根轨迹的基本概念
（2）参数根轨迹方程
2．零度根轨迹
（1）零度根轨迹的概念
（2）零度根轨迹方程
（3）零度根轨迹绘制法则
（4）零度根轨迹和180°根轨迹图的比较
系统性能的分析（1学时）
1．附加开环零点对系统根轨迹的影响
2．闭环零、极点与时间响应
3．举例
●教学小结与拓展：
根据根轨迹定性分析系统指标
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、控制系统的数学模型（0.6学时）
1．数学模型的建立
2．结构图化简
3．信号流图及其Mason公式
二、线性系统的时域分析法（0.8学时）
1．时域指标
2．典型二阶系统的时域性能指标
3．闭环主导极点及高阶系统性能指标估算
4．Routh判据
5．稳态误差的分析和计算
三、线性系统的根轨迹法（0.6学时）
1．根轨迹的绘制法则
2．开环零、极点与根轨迹的关系
3．利用根轨迹分析系统的性能
本节为习题课，主要以举例为主，利用例子来说明这些内容的相互关系和在课程中的作用。

●教学小结与拓展：
控制系统的数学模型
线性系统的根轨迹法
线性系统的时域分析法
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、频率特性（1学时）
1．正弦信号输入时系统稳态解的求法
2．频率特性的基本概念
（1）幅频特性
（2）相频特性
（3）频率特性
3．频率特性的描述
（1）解析描述
①复数形式
②指数形式（矢量形式）
③复数形式与指数形式的关系
（2）几何形式
①极坐标图（Nyquist图）
②对数坐标图（Bode图）
二、典型环节的频率特性
1.开环幅相曲线的绘制
比例环节、积分环节、微分环节、一阶微分环节、惯性环节、振荡环节
●教学小结与拓展：
1、频率特性
2、典型环节的频率特性
●作业：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、典型环节的频率特性
对数坐标图的绘制：
1、比例环节、
2、积分环节、
3、微分环节、
4、一阶微分环节、
5、惯性环节、
6、振荡环节
二、系统开环频率特性的绘制
简单系统开环幅相曲线的绘制
（1）绘制步骤
（2）举例说明福相曲线的绘制
（3）开环幅相曲线的一般形状
●教学小结与拓展：
典型环节的对数坐标图的绘制。

简单系统开环幅相曲线的绘制。

●作业：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、系统开环频率特性的绘制
二、简单系统对数频率特性曲线的绘制
（1）开环对数频率特性曲线的优点
（2）简单系统的开环对数频率特性曲线
（3）最小相位系统和非最小相位系统
三. 传递函数的频域实验测定
●教学小结与拓展：
1、典型环节的对数坐标图的绘制
2、简单系统开环幅相曲线的绘制
●作业：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
频率域稳定判据（2学时）
1．幅角原理（0.5学时）
（1）基本概念
（2）控制理论中的幅角原理
（3）幅角原理的几何意义
2．辅助函数（0.2学时）
3．Nyquist稳定性判据（1.3学时）
（1）[s]平面虚轴上无开环极点的情况
（2）[s]平面原点处有开环极点的情况
（3）[s]平面除原点外虚轴上有开环极点的情况（4）闭环系统临界稳定时的情况
●教学小结与拓展：
频率域稳定判据。

●作业：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
稳定裕度（2学时）
1．定性描述（0.2学时）
2．定量描述（0.8学时）
（1）相角裕度（0.4学时）
（2）幅值裕度（0.4学时）
●教学小结与拓展：
指：采用多媒体投影教学、自动控制的基本概念（0.5学时）自动控制技术（人工控制和自动控制）
2、自动控制系统的分类（0.7学时）
自动控制系统的分类
（1）分类方法（2）分类
控制系统的几个概念
线性、非线性、连续、离散、定常、时变等
3、自动控制系统的发展简史（0.5学时）
5．控制理论胚胎与萌芽期
6．经典控制理论的孕期与形成时期(Classical Control)
7．现代控制时期(Modern Control)
8．智能控制时期
4、对自动控制系统的基本要求（0.2学时）
1．基本要求的提法
（1）稳定性（2）快速性（3）准确性
●教学小结与拓展：
自动控制的基本原理和方式
●布置作业或思考题：
简述自动控制原理
教案
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
§2-1控制系统的时域数学模型（0.4学时）
一、数学模型（0.2学时）
1．数学模型的概念
2．数学模型的形式
3．数学模型的建立
二、列写微分方程的一般方法（0.2学时）
举例说明列写微分方程的一般方法
§2-2控制系统的复数域数学模型（1.6学时）
一、传递函数的定义（0.2学时）
二、传递函数的局限性（0.2学时）
三、传递函数的性质（0.3学时）
四、传递函数的表达形式（0.3学时）
1．零—极点表达形式
2．时间常数表达形式
五、典型环节及其传递函数（0.6学时）
1．比例环节 2．惯性环节 3．一阶微分环节 4．积分环节5．理想微分环节 6．振荡（二阶振荡）环节 7．二阶微分环节8．延迟环节
●教学小结与拓展：
传递函数的概念、定义和性质；传递函数的求取方法。

●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
-学年第一学期顺序号：（ 3 ）
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、结构图的等效变换及简化
举例讲解等效变换的应用
二、信号流图及梅森增益公式
1．信号流图的组成及性质
（1）信号流图
（2）信号流图使用的术语
（3）信号流图的性质
（4）信号流图的绘制
（5）信号流图的等效变换
2．梅森增益公式
（1）梅森增益公式
（2）举例（案例分析）
●教学小结与拓展：
结构图的等效变换；梅森增益公式。

●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
二阶系统的时间响应（2学时）
1．二阶系统的数学模型
2．二阶系统的单位阶跃响应
（1）负阻尼情况
（2）零阻尼情况
（3）欠阻尼情况
（4）过阻尼情况
（5）欠阻尼二阶系统的动态过程分析
3．二阶系统性能的改善
（1）比例—微分控制
（2）测速反馈控制（微分反馈）
●教学小结与拓展：
欠阻尼二阶系统的响应特征
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
线性系统的稳定性分析
1．稳定的概念
2．稳定的数学条件及其定义
3．稳定性判据
（1）线性系统稳定的必要条件
（2）劳斯稳定判据
判据的内容
举例讲解劳斯表的计算
劳斯表的特殊情况处理
劳斯表的应用
●教学小结与拓展：
劳斯稳定判据
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
主讲教师职称系、部机电与信息工程系
课程名称自动控制原理
本教案
授课学时
2
本次课标题线性系统的时域分析法---线性系统的稳态误差计算
授课班级及时间12机电一班年月日
年月日
年月日
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
线性系统的稳态误差计算（2学时）
1．误差及稳态误差的定义
（1）误差的定义
（2）稳态误差的定义
2．稳态误差的计算
（1）用拉氏变换的终值定理求稳态误差
（2）用静态误差系数求稳态误差
（3）用动态误差系数求稳态误差
3．扰动作用下的稳态误差
4．减小或消除稳态误差的措施
（1）增大系统开环增益
（2）增加系统型别
（3）应用顺馈补偿扰动信号对系统输出的影响
（4）应用顺馈补偿输入信号对系统输出的影响
●教学小结与拓展：
劳斯稳定判据
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
-学年第一学期顺序号：（ 6 ）
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
根轨迹法的基本概念（1.5学时）
1．根轨迹法的提出
（1）闭环零极点的作用
（2）闭环零极点的调整
（3）闭环零极点的求解
2．根轨迹法
3．绘制根轨迹的基本条件
（1）根轨迹方程
（2）相角条件和模值条件
§5-2 根轨迹绘制的基本法则（0.5学时）
（1）根轨迹的起点和终点
（2）根轨迹的分支数、对称性和连续性
●教学小结与拓展：
根轨迹的理解，根轨迹绘制的基本法则
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
根轨迹绘制的基本法则（2学时）
（3）根轨迹的渐进线
（4）根轨迹在实轴上的分布
（5）根轨迹的分离点和会合点
（6）根轨迹的起始角和终止角
（7）根轨迹与虚轴的交点
通过举例，说明根轨迹绘制法则的应用方法，掌握常规根轨迹的绘制。

广义根轨迹
1、参数根轨迹
2、零度根轨迹
●教学小结与拓展：
根轨迹的理解，根轨迹绘制的基本法则
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
广义根轨迹（1学时）
1．参数根轨迹
（1）参数根轨迹的基本概念
（2）参数根轨迹方程
2．零度根轨迹
（1）零度根轨迹的概念
（2）零度根轨迹方程
（3）零度根轨迹绘制法则
（4）零度根轨迹和180°根轨迹图的比较
系统性能的分析（1学时）
1．附加开环零点对系统根轨迹的影响
2．闭环零、极点与时间响应
3．举例
●教学小结与拓展：
根据根轨迹定性分析系统指标
●布置作业或思考题：
课后习题
教案首页
●新课导入：
通过案例，导入本课内容
●教学过程和教学内容设计：
一、控制系统的数学模型（0.6学时）
1．数学模型的建立
2．结构图化简
3．信号流图及其Mason公式
二、线性系统的时域分析法（0.8学时）
1．时域指标
2．典型二阶系统的时域性能指标
3．闭环主导极点及高阶系统性能指标估算
4．Routh判据
5．稳态误差的分析和计算
三、线性系统的根轨迹法（0.6学时）
1．根轨迹的绘制法则
2．开环零、极点与根轨迹的关系
3．利用根轨迹分析系统的性能
本节为习题课，主要以举例为主，利用例子来说明这些内容的相互关系和在课程中的作用。

●教学小结与拓展：
控制系统的数学模型
线性系统的根轨迹法
线性系统的时域分析法
教案首页。