控制系统CAD课程介绍

图 Bode图
图 http://www.zzone.cn
Nyquist曲线 中国. 中国.中学政治教学网崇尚互联共享
2. 教学内容
学时） ⑻控制系统设计（7学时） 控制系统设计（ 学时
熟练掌握： ① 熟练掌握：基于频域分析的串联超前校正装置和串联滞后校 正装置的设计方法。 正装置的设计方法。 掌握：可视化工具计SISO Design Tool的应用。 的应用。 ② 掌握：可视化工具计 的应用 了解： 控制器的特性。 ③ 了解：PID控制器的特性。 控制器的特性
2.网上流媒体课程：课程重难点辅 2.网上流媒体课程：课程重难点辅 网上流媒体课程
导。
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
E-mail: sunzj@crtvu.edu.cn 北京广播电视大学 http://www.btvu.org 中国. http://www.zzone.cn 中国.中学政治教学网崇尚互联共享
图 串联超前校正前后系统频率特性
图 串联滞后 滞后校正前后系统频率特性 中国. http://www.zzone.cn滞后 .中学政治教学网崇尚互联共享 中国
3. 考核安排
⑴形成性考核(50％) : 形成性考核 ％
形成性作业占形考成绩的40%； 形成性作业占形考成绩的40%； 40% 集中学习活动（面授、网上学习和小组活动等） 集中学习活动（面授、网上学习和小组活动等）占形考核绩的 20%； 20%； 实训考核占考成绩的40% 40%。 实训考核占考成绩的40%。
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
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2. 教学内容
⑵ MATLAB软件基础（9学时） 软件基础（ 学时） 软件基础 学时
(2)课程目标 通用的计算仿真软件 课程目标: 课程目标
MATLAB与自动控制原理结合应用， 与自动控制原理结合应用， 与自动控制原理结合应用 拓展控制理论的相关知识， 拓展控制理论的相关知识，加深理解计 算机技术在控制理论中应用和发展的趋 势。
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
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2. 教学内容
学时） ⑴绪论（3学时）: 绪论（ 学时
熟练掌握：闭环控制系统的基本概念、自动控制系统分类。 ① 熟练掌握：闭环控制系统的基本概念、自动控制系统分类。 掌握：控制系统仿真的基本概念。 ② 掌握：控制系统仿真的基本概念。 了解：控制系统CAD的发展及其应用。 的发展及其应用。 ③ 了解：控制系统 的发展及其应用
2. 教学内容
仿真集成环境Simulink（7学时） 学时） ⑶MATLAB仿真集成环境 仿真集成环境 （ 学时
熟练掌握：利用Simulink系统对控制系统进行建模与仿真 ① 熟练掌握：利用 系统对控制系统进行建模与仿真 的步骤。 的步骤。 掌握： 的基本操作、 ② 掌握：Simulink的基本操作、模块库和基本建模方法。 的基本操作 模块库和基本建模方法。 了解：子系统的创建及封装。 ③ 了解：子系统的创建及封装。
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
学时分配 3 9 7 7 7 7 7 7 54
课程概述（ 第一讲 课程概述（上）
一、课程概况 二、教学媒体 三、教学建议
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
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中国. http://www.zzone.cn 中国.中学政治教学网崇尚互联共享 详见本课程在线学习网上的“控制系统CAD课程考试说明” 详见本课程在线学习网上的“控制系统CAD课程考试说明” ！ CAD课程考试说明
3. 考核安排
⑵终结性考试(50％) :大作业是完成控制系统CAD的终 终结性考试 ％ 大作业是完成控制系统CAD的终 CAD
结性考核。 结性考核。 ①选题： 开发类 、综述类 、 课程实训类 选题： ② 大作业基本要求 工作量 字数不少于3000字。 选题问题 选题超出上述范围必须事前征求授课教师同意。 提交日期 学期第19周前。 独立完成 严禁抄袭。
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2. 教学内容
的描述（ 学时 学时） ⑷数学模型的MATLAB的描述（7学时） 数学模型的 的描述
熟练掌握： 建立控制系统的数学模型， ① 熟练掌握：用MATLAB建立控制系统的数学模型，数学 建立控制系统的数学模型 模型间的相互转换。 模型间的相互转换。 掌握：利用MATLAB求解系统经过串联、并联和反馈连 求解系统经过串联、 ② 掌握：利用 求解系统经过串联 接后的系统模型。 接后的系统模型。 了解：复杂系统的连接。 ③ 了解：复杂系统的连接。
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2. 教学内容
的频域分析（ 学时 学时） ⑺基于MATLAB的频域分析（7学时） 基于 的频域分析
熟练掌握：系统对数频率特性(Bode)图绘制函数 图绘制函数bode（ ）和系统 ① 熟练掌握：系统对数频率特性 图绘制函数 （ 稳定裕量求取函数margin( )的功能及使用方法。 的功能及使用方法。 稳定裕量求取函数 的功能及使用方法 掌握：使用Nyquistquxian的曲线绘制，用频率特性判别系统稳定 的曲线绘制， ② 掌握：使用 的曲线绘制 性的方法。 性的方法。 了解：闭环频域性能指标谐振峰值Mr和谐振频率 的求取方法。 和谐振频率ωr的求取方法 ③ 了解：闭环频域性能指标谐振峰值 和谐振频率 的求取方法。
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谢 谢！
北京广播电视大学开放教育选修课
控制系统CAD 控制系统CAD
第二讲 课程概述（ 课程概述（下）
一、课程概况 二、教学媒体 三、教学建议
2011-12-14 11
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
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一、课程概况
本课程是北京广播电视大学“开 课程是北京广播电视大学“ 放教育” 放教育”机械设计制造及其自动 化本科专业的专业选修课程。 化本科专业的专业选修课程。并 能作为机械设计类、机械制造类、 能作为机械设计类、机械制造类、 机电设备类以及自动化类相关专 业的一门选修课程。 54学时 业的一门选修课程。 54学时 ， 学分，一学期授完。 3学分，一学期授完。 教学目的 教学内容 考核安排
二、教学媒体
1. 文字教材
文字主教材： 控制系统CAD CAD》 文字主教材：《控制系统CAD》（中央
电大出版社出版，王泰健等编著的2010电大出版社出版，王泰健等编著的2010-7） 2010 参考教材： 基于MATLAB/Simulink MATLAB/Simulink的 参考教材： 《基于MATLAB/Simulink的 系统仿真技术与应用( 系统仿真技术与应用(第2版)》（薛定宇 ，、陈阳泉 清华大学出版社，2011，、陈阳泉 ，清华大学出版社，2011-02 MATLAB在自动控制中的应用 在自动控制中的应用》 ） 、《MATLAB在自动控制中的应用》（ 吴晓燕、张双选，西安电子科技大学， 吴晓燕、张双选，西安电子科技大学， 2011-07）。 2011-07）。
三、教学建议
1.教学辅导 1.教学辅导
教 学 基 本 内 容 第1章 绪论 MATLAB软件基础 第2章 MATLAB软件基础 第3章 MATLAB仿真集成环境 MATLAB仿真集成环境 Simulink数学模型的MATLAB的描述 数学模型的MATLAB 第4章 Simulink数学模型的MATLAB的描述 基于MATLAB MATLAB的时域分析 第5章 基于MATLAB的时域分析 MATLAB在根轨迹分析中的应用 第6章 MATLAB在根轨迹分析中的应用 基于MATLAB MATLAB的频域分析 第7章 基于MATLAB的频域分析 第8章 控制系统的设计 合
2. 教学内容
在根轨迹分析中的应用（ 学时 学时） ⑹MATLAB在根轨迹分析中的应用（7学时） 在根轨迹分析中的应用
熟练掌握：利用MATLAB 绘制系统根轨迹。 绘制系统根轨迹。 ① 熟练掌握：利用 掌握：根据根轨迹图对系统的性能进行定性分析。 ② 掌握：根据根轨迹图对系统的性能进行定性分析。 了解：根轨迹的基本概念。 ③ 了解：根轨迹的基本概念。
表 《控制系统CAD》实训项目内容表 实训1 实训2 实训3 实训4 实训5 实训6 实训7 实训8 MATLAB基础知识及数值运算 MATLAB程序设计和数据可视化 MATLAB仿真集成环境Simulink 数学模型的MATLAB描述 MATLAB在时域分析中的应用 MATLAB在根轨迹分析中的应用 MATLAB在频域分析中的应用 控制系统的校正设计
北京广播电视大学开放教育选修课
控制系统CAD 控制系统CAD
主讲： 主讲：孙志娟
E-mail： mail： sunzj@crtvu.edu.cn
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
E-mail: sunzj@crtvu.edu.cn 北京广播电视大学 http://www.btvu.org 中国. http://www.zzone.cn 中国.中学政治教学网崇尚互联共享
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟 E-mail: sunzj@crtvu.edu.cn 北京广播电视大学 http://www.btvu.org 中国. http://www.zzone.cn 中国.中学政治教学网崇尚互联共享
1. 教学目的
⑴课程起点:本课程安排在计算机 课程起点
应用基础、 应用基础、机电控制工程基础等课程之 为毕业实习、 后，为毕业实习、毕业设计打下一定的 基础。 基础。 。
图 MATLAB的数学模型 http://www.zzone.cn
中国. 中国.中学政治教学网崇尚互联共享
2. 教学内容
的时域分析（ 学时 学时） ⑸基于MATLAB的时域分析（7学时） 基于 的时域分析
熟练掌握：单位阶跃函数step( )的功能及使用方法，简单的 的功能及使用方法， ① 熟练掌握：单位阶跃函数 的功能及使用方法 MATLAB程序的编制及控制系统时域分析性能指标的求取。 程序的编制及控制系统时域分析性能指标的求取。 程序的编制及控制系统时域分析性能指标的求取 掌握： 的基本操作、 ② 掌握：MATLAB的基本操作、模块库和基本建模方法。 的基本操作 模块库和基本建模方法。 了解：使用roots( ), zpkdata( ), tf2zp( )和pzmap( )这4个函数 ③ 了解：使用 和 这 个函数 对控制系统进行判别的方法。 对控制系统进行判别的方法。
熟练掌握： ① 熟练掌握： MATLAB的语句结构和数值运算，运用循环和 转移控制语句编制简单的程序。 掌握： ② 掌握： MATLAB的基本操作方法及MATLAB的绘图功能。 了解： ③ 了解： MATLA的运行环境及其帮助系统。
责任教师:孙志娟 责任教师 孙志娟
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