机械工程控制基础教案
机械工程基础教案
机械工程基础教案第一章：机械工程概述教学目标：1. 了解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 掌握机械工程的基本要素和设计原则。
3. 了解机械工程的重要性和对社会发展的贡献。
教学内容：1. 机械工程的定义和发展历程。
2. 机械工程的应用领域和基本要素。
3. 机械工程的设计原则和重要性。
4. 机械工程对社会发展的贡献。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 案例分析法：分析机械工程的成功案例，展示机械工程对社会发展的贡献。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械工程的基本要素和设计原则。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械工程设计项目，展示其对机械工程的理解和应用能力。
第二章：机械零件与材料教学目标：1. 了解机械零件的分类和功能。
2. 掌握机械零件的设计和选材原则。
3. 了解常用机械材料的特性和应用。
教学内容：1. 机械零件的分类和功能。
2. 机械零件的设计和选材原则。
3. 常用机械材料的特性和应用。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械零件的分类和功能，以及机械零件的设计和选材原则。
2. 实验法：学生通过实验了解常用机械材料的性能和应用。
教学评估：1. 课堂练习：学生能完成机械零件设计和选材的练习题。
第三章：机械制造工艺教学目标：1. 了解机械制造的基本工艺和方法。
2. 掌握机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 了解机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学内容：1. 机械制造的基本工艺和方法。
2. 机械制造工艺参数的计算和选择。
3. 机械制造过程中的质量控制和安全生产。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械制造的基本工艺和方法。
2. 案例分析法：分析机械制造过程中的成功案例，展示质量控制和安全生产的重要性。
教学评估：1. 课堂讨论：学生能积极参与讨论机械制造工艺参数的计算和选择。
2. 小组项目：学生能分组完成一个机械制造工艺设计项目，展示其对机械制造工艺的理解和应用能力。
机械工程控制基础教案
机械工程控制基础教案第一章：机械工程控制基础概述教学目标：1. 了解机械工程控制的基本概念和原理。
2. 掌握机械工程控制系统的分类和特点。
3. 理解机械工程控制系统的应用和发展趋势。
教学内容：1. 机械工程控制系统的定义和作用。
2. 机械工程控制系统的分类：开环控制系统和闭环控制系统。
3. 机械工程控制系统的特点：实时性、稳定性和准确性。
4. 机械工程控制系统的应用领域：机械制造、、自动化生产线等。
5. 机械工程控制系统的未来发展趋势：智能化、网络化和绿色化。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程控制基础的概念和原理。
2. 案例分析法：分析典型的机械工程控制系统的应用实例。
3. 讨论法：引导学生思考机械工程控制系统的未来发展。
教学资源：1. 教材：机械工程控制基础。
2. 多媒体课件：图片、视频和动画等。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械工程控制基础概念的理解。
2. 小组讨论：评估学生对机械工程控制系统应用和发展趋势的理解。
第二章：机械工程控制系统的建模与分析教学目标：1. 学习机械工程控制系统的建模方法。
2. 掌握机械工程控制系统的时域分析和频域分析。
3. 理解机械工程控制系统的稳定性判据。
教学内容：1. 机械工程控制系统的建模方法：机理建模和实验建模。
2. 机械工程控制系统的时域分析：稳态误差、瞬态响应和稳定性。
3. 机械工程控制系统的频域分析：频率响应和波特图。
4. 机械工程控制系统的稳定性判据：奈奎斯特判据、伯德图判据等。
教学方法：1. 讲授法：讲解机械工程控制系统的建模方法和分析方法。
2. 数值分析法：利用数学软件进行机械工程控制系统的建模和分析。
3. 案例研究法：分析具体的机械工程控制系统的建模和分析实例。
教学资源：1. 教材：机械工程控制系统的建模与分析。
2. 数学软件：MATLAB等。
教学评估：1. 课堂问答：检查学生对机械工程控制系统建模和分析方法的理解。
2. 数值作业：评估学生对机械工程控制系统建模和分析的实践能力。
控制工程基础教案第一章绪论演示文稿讲课文档
4.直到滑阀回复中位，W回到设定值。
通过检测系统的实际输出值，并与设定值进行
比较，反过来作用于系统，形成反馈，进而调
w
节系统的输出。
反馈实质上是信息的传递与交互。
（本例中反馈表现为W变化引起的信息传
递与交互）。
第二十四页，共37页。
以发动机离心调速系统为例： 反馈装置
被控对象：发动机 被控量：转速W
机械工程控制论:是控制论在机械领域的体现； 研究用控制论的基本原理来解决机械工程中 的实际技术问题。
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控制器和被控对象的总体即自动控制系统。 自动控制理论: 以自动控制系统为研究对象,采 用数学的方法对自动控制系统进行分析与综合。
例子：水箱液面控制系统：
第五页，共37页。
控制论
控制论：关于控制原理和控制方法的学科，研究事物变化和发展 的一般规律（总体概述）
3 偏差信号：是输入信号与反馈信号之 差。
4 误差信号：输出希望值与实际值之差。
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5 扰动信号 扰动是一种对系统的输出产生不利影响的信号。如 果扰动产生在系统内部称为内扰；扰动产生在系统 外部，则称为外扰。外扰也是系统的输入量。
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1.5 对自动控制系统的
基本要求
系统与输入之间的关系所决定。 问题：
1. 系统的输入与系统的固有特性如何影响 y(t)？
三者之间表现为何种关系？
第十六页，共37页。
一般地，就系统、输入、输出三者之间的动态关系而言，需研究的 问题包括：
1. 系统分析问题：已知系统和输入，求系统的响 应（或输 出）， 并通过响应来研究系统本身的 问题；
2. 最优控制问题：已知系统，确定输入，使系统 的输出满足要求；
机械工程基础教案
机械工程基础教案第一章：机械工程概述教学目标：1. 了解机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 掌握机械工程的基本要素和设计原则。
3. 理解机械工程的重要性和在现代社会中的作用。
教学内容：1. 机械工程的定义和发展历程。
2. 机械工程的应用领域和重要性。
3. 机械工程的基本要素和设计原则。
4. 机械工程在现代社会中的作用。
教学方法：1. 讲授法：介绍机械工程的定义、发展历程和应用领域。
2. 案例分析法：分析机械工程的设计原则和实例。
3. 小组讨论法：探讨机械工程在现代社会中的作用。
教学资源：1. 教材：机械工程基础。
2. 投影仪：用于展示案例和图片。
3. 讨论材料：提供相关的案例和实例。
教学评估：1. 课堂讨论：评估学生对机械工程的理解和观点。
2. 小组报告：评估学生对机械工程设计原则的应用。
3. 课后作业：评估学生对机械工程基础知识的掌握。
第二章：机械零件与材料教学目标：1. 了解机械零件的分类和功能。
2. 掌握机械零件的材料选择和应用。
3. 理解机械零件的加工方法和性能要求。
教学内容：1. 机械零件的分类和功能。
2. 机械零件的材料选择和应用。
3. 机械零件的加工方法和性能要求。
教学方法：1. 讲授法：介绍机械零件的分类和功能。
2. 实验室实践：观察和分析不同材料的机械零件。
3. 小组讨论法：探讨机械零件的加工方法和性能要求。
教学资源：1. 教材：机械工程基础。
2. 实验室设备：用于观察和分析机械零件。
3. 讨论材料：提供相关的案例和实例。
教学评估：1. 实验室报告：评估学生对机械零件材料的观察和分析能力。
2. 课堂讨论：评估学生对机械零件加工方法和性能要求的理解。
3. 课后作业：评估学生对机械零件与材料知识的掌握。
第三章：机械制图与CAD教学目标：1. 掌握机械制图的基本原理和方法。
2. 熟悉机械图纸的阅读和理解。
3. 学会使用计算机辅助设计（CAD）软件进行机械图纸的绘制。
教学内容：1. 机械制图的基本原理和方法。
机械基础教案绪论
机械基础教案绪论一、教学目标1. 了解机械基础的概念、范围和重要性。
2. 掌握机械设计、制造、使用和维护的基本原理。
3. 培养学生的工程意识和创新精神。
二、教学内容1. 机械概述机械的定义、分类和特点机械的发展历程和趋势2. 机械设计设计原则和方法机械零件的选材和加工3. 机械制造制造过程和方法数控技术和智能制造4. 机械使用与维护操作规程和安全注意事项机械的维护保养和故障排除5. 工程案例分析分析典型机械设备的结构和工作原理探讨机械在实际工程中的应用和优化三、教学方法1. 讲授法：讲解机械基础的基本概念、原理和案例。
2. 演示法：展示机械设备的工作过程和操作方法。
3. 讨论法：引导学生探讨机械设计的优化和创新。
4. 实践法：组织学生进行机械设备的使用和维护实践。
四、教学准备1. 教材：机械基础教材。
2. 课件：制作相关章节的教学课件。
3. 设备：展示机械设备的实物或模型。
4. 工具：准备实践操作所需的工具和器材。
五、教学评价1. 平时成绩：考察学生的出勤、课堂表现和作业完成情况。
2. 期中考试：测试学生对机械基础知识的掌握程度。
3. 课程设计：评估学生在实际项目中运用机械知识的能力。
4. 期末考试：综合考察学生的学习成果和应用能力。
六、机械零件与传动1. 教学目标了解机械零件的分类与功能掌握常见传动机构的工作原理和应用2. 教学内容机械零件：轴承、齿轮、弹簧、联轴器等传动机构：齿轮传动、链传动、皮带传动、液压传动等3. 教学方法讲授法：讲解机械零件的结构、功能和传动原理演示法：展示传动机构的实际运行效果4. 教学准备教材：机械零件与传动相关章节课件：制作相关教学课件设备：展示机械零件和传动机构的实物或模型5. 教学评价平时成绩：考察学生的课堂表现和作业完成情况实验报告：评估学生在实验中对机械零件和传动的掌握程度七、机械强度与材料1. 教学目标了解机械强度的重要性掌握机械强度计算的基本方法熟悉常用工程材料的特点和应用2. 教学内容机械强度：失效模式、强度计算、安全系数等工程材料：金属材料、非金属材料、复合材料等3. 教学方法讲授法：讲解机械强度的概念和计算方法讨论法：引导学生探讨工程材料的选择和应用4. 教学准备教材：机械强度与材料相关章节课件：制作相关教学课件设备：展示工程材料的实物或模型5. 教学评价平时成绩：考察学生的课堂表现和作业完成情况课程设计：评估学生在实际项目中运用机械强度和材料知识的能力八、机械动力学1. 教学目标了解机械动力学的基本原理掌握机械系统动力学分析的方法能够运用动力学知识解决实际问题2. 教学内容动力学基本定律：牛顿运动定律、动量守恒定律等机械系统动力学：运动方程、速度与加速度分析、受力分析等3. 教学方法讲授法：讲解动力学基本原理和分析方法实例分析：分析实际机械系统中的动力学问题4. 教学准备教材：机械动力学相关章节课件：制作相关教学课件设备：演示机械动力学现象的实验器材5. 教学评价平时成绩：考察学生的课堂表现和作业完成情况课程设计：评估学生在实际项目中运用动力学知识的能力九、机械控制工程1. 教学目标了解机械控制工程的基本概念掌握机械控制系统的设计与分析方法能够应用控制理论解决机械工程问题2. 教学内容控制基本概念：开环控制、闭环控制、稳定性等控制系统设计：PID控制、状态空间分析、频域分析等3. 教学方法讲授法：讲解控制工程的基本原理和方法模拟仿真：利用软件进行机械控制系统的仿真分析4. 教学准备教材：机械控制工程相关章节课件：制作相关教学课件软件：准备控制系统仿真分析所需的软件工具5. 教学评价平时成绩：考察学生的课堂表现和作业完成情况课程设计：评估学生在实际项目中运用控制工程知识的能力十、机械系统设计与应用1. 教学目标了解机械系统设计的全过程掌握机械系统分析与优化的方法能够运用所学知识进行机械系统的设计与应用2. 教学内容设计流程：需求分析、方案设计、详细设计、试验与验证等分析与优化：结构分析、强度分析、动态分析、节能优化等3. 教学方法讲授法：讲解机械系统设计的基本流程和分析方法案例教学：分析典型机械系统设计案例4. 教学准备教材：机械系统设计与应用相关章节课件：制作相关教学课件案例：准备典型的机械系统设计案例5. 教学评价平时成绩：考察学生的课堂表现和作业完成情况课程设计：评估学生在实际项目中运用机械系统设计知识的能力重点和难点解析一、机械概述补充说明：机械概述环节中，学生需要理解机械的基本概念，掌握机械的分类和特点，了解机械的发展历程和未来趋势。
机械工程控制基础教案
机械工程控制基础教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解机械工程控制基础课程的背景和意义理解控制系统的定义和基本组成1.2 控制系统的基本概念掌握系统的数学模型和分类理解物理可实现系统的条件和稳定性第二章：线性系统理论2.1 线性系统的描述学习系统的微分方程和差分方程表示掌握系统的传递函数和状态空间表示2.2 线性系统的性质学习系统的可控性和可观测性理解系统的稳定性和收敛性第三章：反馈控制系统3.1 反馈控制原理学习反馈控制系统的组成和作用掌握反馈控制系统的类型和特点3.2 反馈控制系统的分析与设计学习系统的稳定性分析和判据掌握PID控制器和的状态反馈设计方法第四章：非线性控制系统4.1 非线性系统的描述学习非线性系统的数学模型和分类掌握非线性系统的相平面分析方法4.2 非线性控制系统的分析与设计学习非线性控制系统的稳定性分析和设计方法掌握非线性PID控制器和滑模控制设计方法第五章：机械工程应用实例5.1 机械臂的控制系统设计学习机械臂的数学模型和控制需求掌握机械臂的控制系统设计和实现5.2 路径跟踪控制系统设计学习路径跟踪的数学模型和控制目标掌握的路径跟踪控制系统设计和仿真第六章：控制系统的稳定性分析6.1 稳定性的基本概念理解系统稳定性的定义和重要性学习李雅普诺夫稳定性理论和劳斯-赫尔维茨准则6.2 线性系统的稳定性分析掌握线性时不变系统的稳定性分析方法应用劳斯-赫尔维茨准则判断系统稳定性第七章：控制系统的控制器设计7.1 控制器设计的基本概念理解控制器的作用和设计目标学习控制器设计的基本方法和步骤7.2 比例积分微分控制器设计掌握PID控制器的设计原理和方法应用Ziegler-Nichols方法进行PID参数的整定第八章：控制系统的仿真与实验8.1 控制系统仿真的基本概念理解控制系统仿真的意义和作用学习仿真软件的使用和仿真方法8.2 控制系统的实验与验证掌握实验设备的使用和实验步骤分析实验结果并与理论分析进行对比第九章：现代控制理论简介9.1 现代控制理论的基本概念了解现代控制理论的发展和应用领域学习线性系统的状态空间表示和特性9.2 现代控制方法的应用掌握现代控制方法如鲁棒控制和自适应控制的应用了解这些方法在实际机械工程中的应用案例第十章：机械工程控制系统的综合应用10.1 机械工程控制系统的案例分析分析机械工程中控制系统的实际应用案例理解控制系统在提高机械性能和效率中的作用10.2 控制系统在机械工程中的挑战和发展趋势探讨控制系统在机械工程中面临的挑战和问题了解控制系统在机械工程中的未来发展趋势重点和难点解析：一、控制系统的基本概念：重点关注系统数学模型和分类的讲解，以及物理可实现系统的条件和稳定性。
机械工程控制基础教学大纲
机械工程控制基础教学大纲(实用版)编制人：__________________审核人：__________________审批人：__________________编制单位：__________________编制时间：____年____月____日序言下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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第五章系统的稳定性-机械工程控制基础-教案
Chp.5系统稳定性基本要求1．了解系统稳定性的定义、系统稳定的条件；2．掌握Routh判据的必要条件和充要条件，学会应用Routh判据判定系统是否稳定，对于不稳定系统，能够指出系统包含不稳定的特征根的个数；3．掌握Nyquist 判据；4．理解Nyquist 图和Bode 图之间的关系；5．掌握Bode 判据；6．理解系统相对稳定性的概念，会求相位裕度和幅值裕度，并能够在Nyquist 图和Bode 图上加以表示。
重点与难点本章重点1．Routh 判据、Nyquist 判据和Bode 判据的应用；2．系统相对稳定性；相位裕度和幅值裕度求法及其在Nyquist图和Bode 图的表示法。
本章难点Nyquist 判据及其应用。
§1 概念示例：振摆1、稳定性定义：若系统在初始条件影响下，其过渡过程随时间的推移逐渐衰减并趋于0，则系统稳定；反之，系统过渡过程随时间的推移而发散，则系统不稳定。
（图5.1.2）讨论：①线性系统稳定性只取决于系统内部结构和参数，是一种自身恢复能力。
与输入量种类、性质无关。
②系统不稳定必伴有反馈作用。
（图5.1.3）若x0(t)收敛，系统稳定；若x0(t)发散，则系统不稳定。
将X0(s)反馈到输入端，若反馈削弱E(s) →稳定若反馈加强E(s) →不稳定③稳定性是自由振荡下的定义。
即x i(t)=0时，仅存在x i(0-)或x i(0+)在x i(t)作用下的强迫运动而系统是否稳定不属于讨论范围。
2、系统稳定的条件：对[a n p n+a n-1p n-1+…a1p+a0]x0(t)=[b m p m+b m-1p m-1+…b1p+b0]x i(t)令B(s)= a n p n+a n-1p n-1+…a1p+a0 A(s)= b m p m+b m-1p m-1+…b1p+b0初始条件：B0(s) A0(s)则B(s)X0(s)- B0(s)= A(s)X i(s)- B0(s)X i(s)=0,由初始条件引起的输出：L-1变换根据稳定性定义，若系统稳定须满足，即z i为负值。
机械基础教案(模板)
05
06
提交完整的设计报告和制作成果。
实验报告和课程设计成果展示
实验报告
学生需按照实验要求，认真完成实验报告，包括实验目的、原理、步骤、数据 记录、结果分析和结论等部分。
课程设计成果展示
各小组需将设计成果进行展示，包括设计方案、制作过程、功能演示和成果评 价等。展示形式可以是PPT、视频或实物等。同时，学生需提交完整的设计报告 和成果展示材料。
培养学生分析和解决机械问题的能力
通过课程中的案例分析、实验和课程设计等环节，提高学生分析和解决机械问题的能力。
培养学生的创新意识和实践能力
鼓励学生开展创新性实验和设计，培养学生的创新意识和实践能力，以适应未来机械工程 领域的发展需求。
课程内容与结构
机械工程基本概念
介绍机械工程的研究对象、基本概念、发 展历史等。
经验设计
根据同类产品已有的设计经验，结合实际情 况进行改进和优化。
试验设计
通过试验手段探索设计方案，验证设计理论 的正确性和可行性。
优化设计原理及应用
优化设计原理
数学规划方法
在满足各种约束条件下，寻求目标函数的 极值，得到最优设计方案。
运用数学规划理论和方法，建立优化数学 模型，通过计算机求解得到最优解。
机构运动学分析
机构运动学概述
机构运动学是研究机构运动规律的学 科，主要研究机构的位置、速度和加 速度等运动参数。
机构位置分析
通过机构的几何关系，确定机构中各 构件的相对位置。常用方法有解析法 和图解法。
机构速度分析
研究机构中各点的速度以及构件间的 相对速度。通过速度瞬心法、速度多 边形等方法进行分析。
多目标优化方法
智能优化算法
针对多个目标函数进行优化，寻求综合最 优方案。
第三章系统的时间响应分析机械工程控制基础教案
第三章系统的时间响应分析机械⼯程控制基础教案Chp.3时间响应分析基本要求(1) 了解系统时间响应的组成；初步掌握系统特征根的实部和虚部对系统⾃由响应项的影响情况，掌握系统稳定性与特征根实部之间的关系。
(2 ) 了解控制系统时间响应分析中的常⽤的典型输⼊信号及其特点。
(3) 掌握⼀阶系统的定义和基本参数，能够求解⼀阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应；掌握⼀阶系统时间响应曲线的基本形状及意义。
掌握线性系统中，存在微分关系的输⼊，其输出也存在微分关系的基本结论。
(4) 掌握⼆阶系统的定义和基本参数；掌握⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；掌握⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。
(5) 了解主导极点的定义及作⽤；(6) 掌握系统误差的定义，掌握系统误差与系统偏差的关系，掌握误差及稳态误差的求法；能够分析系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。
(7) 了解单位脉冲响应函数与系统传递函数之间的关系。
重点与难点重点(1) 系统稳定性与特征根实部的关系。
(2) ⼀阶系统的定义和基本参数，⼀阶系统的单位脉冲响应、单位阶跃响应及单位斜坡响应曲线的基本形状及意义。
(3) ⼆阶系统的定义和基本参数；⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。
(4) 系统误差的定义，系统误差与系统偏差的关系，误差及稳态误差的求法；系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。
难点(1) ⼆阶系统单位脉冲响应曲线、单位阶跃响应曲线的基本形状及其振荡情况与系统阻尼⽐之间的对应关系；⼆阶系统性能指标的定义及其与系统特征参数之间的关系。
(2) 系统的输⼊、系统的结构和参数以及⼲扰对系统偏差的影响。
建⽴数学模型后进⼀步分析、计算和研究控制系统所具有的各种性能。
《机械控制工程基础》课程教学大纲
《机械控制工程基础》课程教学大纲一、课程基本信息1．课程编号:MACH4008012．课程体系/类别：专业类/专业核心课3．学时/学分：56学时/3学分4．先修课程:高等数学、积分变换、理论力学、电工电子技术、机械设计基础、大学计算机基础、高级程序设计5．适用专业:机械大类专业(包括机械工程、车辆工程、测控技术与仪器、能源与动力工程和工业工程）二、课程目标及学生应达到的能力《机械控制工程基础》是西安交通大学机械类专业的一门专业核心课程，主要授课内容是运用现代数学知识、自动控制理论和信息技术来分析、设计典型机电控制系统。
旨在培养学生运用科学方法和工具来解决机械工程基本问题的系统分析设计能力、综合创新能力。
本课程的主要任务是通过课堂教学、计算机仿真实训、实验教学等教学方式,使学生掌握实现机械系统自动控制的基本理论；学会典型机电系统的数学建模、运行性能分析和系统设计、校正与补偿等基本知识和基本技能;具有基本的机电控制系统分析设计能力，以及对复杂机械系统的控制问题进行分析、求解和论证的能力，并了解机械控制领域的新理论和新技术,支撑毕业要求中的相应指标点。
课程目标及能力要求具体如下：课程目标1。
掌握机械控制系统的基本概念和组成原理,具备自动控制原理与系统的基础概念；掌握典型机电传动单元与系统的数学建模方法；掌握机电系统的时域和频域分析设计校正方法。
（毕业要求中的第1)课程目标2。
培养学生对机械控制工程中复杂问题的分析能力，能够对复杂机械控制系统进行分析、设计，并能够采用相关软件进行模拟仿真,能够构建实验控制系统进行分析研究，具有研究和解决机械控制工程问题的能力。
（毕业要求中的第2、4）课程目标3.初步了解机械系统常用的控制方法，以及现代控制和智能控制的原理，了解机械控制理论的现状与发展趋势.培养学生运用机械控制工程领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论分析、实验研究的能力.(毕业要求中的第4）三、课程教学内容与学时分配）四、课程教学方法(一)课堂讲授（40学时）1．采用启发式教学，通过结合具体如机器人控制系统、机床运动控制系统、液压伺服控制系统等实例教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
机械工程控制基础教案
机械工程控制基础教案第一章：绪论1.1 课程介绍1.2 控制理论的基本概念1.3 控制系统的基本类型1.4 控制系统的性能指标第二章：线性系统的时域分析法2.1 系统的数学模型2.2 系统的时域响应2.3 系统的稳定性分析2.4 系统的稳态误差分析2.5 系统的动态性能分析第三章：线性系统的频域分析法3.1 频率响应的基本概念3.2 频率响应的性质3.3 系统的频率响应分析3.4 系统的稳定性分析3.5 系统的稳态误差分析第四章：线性系统的校正方法4.1 系统的校正概述4.2 串联校正设计方法4.3 并联校正设计方法4.4 反馈校正设计方法4.5 系统的动态性能改善第五章：非线性控制系统分析5.1 非线性控制系统的基本概念5.2 非线性系统的数学模型5.3 非线性系统的稳定性分析5.4 非线性系统的稳态误差分析5.5 非线性系统的动态性能分析第六章：机电控制系统的设计与实现6.1 机电控制系统的基本组成6.2 控制系统的设计步骤6.3 控制器的设计方法6.4 控制系统的仿真与实验6.5 控制系统的设计案例分析第七章：PLC控制系统设计7.1 PLC控制系统的基本原理7.2 PLC的硬件组成与功能7.3 PLC控制程序的设计方法7.4 PLC控制系统的设计实例7.5 PLC控制系统的调试与维护第八章：控制系统8.1 控制系统的基本概念8.2 的运动学与动力学8.3 控制系统的组成与原理8.4 控制算法与应用8.5 控制系统的案例分析第九章：现代控制理论简介9.1 现代控制理论的发展概况9.2 状态空间分析法9.3 系统的能控性与能观性9.4 系统镇定与最优控制9.5 现代控制理论在工程中的应用第十章：控制系统在机械工程中的应用10.1 控制系统在机械工程中的重要性10.2 控制系统在自动化设备中的应用10.3 控制系统在中的应用10.4 控制系统在数控机床中的应用10.5 控制系统在其他机械工程领域的应用重点和难点解析一、系统的数学模型难点解析：对复杂机械系统的动态方程建立及求解，状态变量的选取原则，以及如何将实际系统抽象为数学模型。
机械基础教案
机械基础教案一、教学目标本教案旨在介绍机械基础的相关概念和原理，帮助学生了解机械基础的基本知识和工作原理，并培养学生分析和解决机械问题的能力。
二、教学内容1.机械基础的定义与分类2.机械工程基础知识3.机械原理和运动学4.机械力学基本原理5.机械设计基础6.机械加工基本工艺7.机械传动与控制8.机械故障排除和维护三、教学方法1.讲授：通过课堂讲解，介绍机械基础的相关概念和原理，并通过示例分析引导学生理解和应用。
2.实践：通过实验和实际操作，让学生亲自参与，巩固所学的机械基础知识。
3.讨论：引导学生思考和讨论机械基础的相关问题，提高学生的分析和解决问题的能力。
4.案例分析：通过实际案例分析，让学生了解和应用机械基础知识。
四、教学流程1.导入：引入机械基础的概念和重要性，激发学生的学习兴趣。
2.知识讲解：依次介绍机械基础的相关知识点，包括定义与分类、原理和运动学、力学原理、设计基础、加工工艺、传动与控制、故障排除和维护。
3.实践操作：组织学生进行机械基础的实验和操作，加深对机械基础知识的理解和运用能力。
4.讨论与案例分析：引导学生进行讨论和案例分析，通过实际问题来应用所学的机械基础知识。
5.总结：对本节课的内容和重点进行总结，并强调机械基础的重要性和应用领域。
6.作业布置：布置相关阅读和作业，巩固学生对机械基础的理解和应用能力。
五、教学评估1.实验报告：学生完成实验并撰写实验报告，评估学生对机械基础的实践操作和表达能力。
2.课堂表现：评估学生在课堂上的积极性、参与度和对机械基础的理解程度。
3.作业评估：对学生的阅读理解和作业完成情况进行评估。
4.期末考试：组织机械基础的考试，对学生对机械基础知识和应用能力进行全面评估。
六、教学资源1.教材：《机械基础教材》2.实验器材：液压装置、传感器、机械零件等3.课件：包括机械基础的相关概念、原理、实验操作步骤和案例分析等内容的课件。
七、教学后记通过本节课的教学，学生对机械基础的相关知识和应用能力有了初步的了解。
机械工程基础授课方案模板
机械工程基础授课方案模板一、课程名称：机械工程基础二、课程性质：必修课三、课程目标：1. 培养学生对机械工程领域的基本理论和知识的掌握；2. 帮助学生掌握机械制图技能；3. 培养学生分析和解决机械工程问题的能力；4. 帮助学生了解机械加工工艺和设备的基本原理；5. 培养学生对机械工程领域的历史和发展趋势的了解。
四、课程内容：1. 机械工程基础概论- 介绍机械工程领域的基本概念和发展历史；- 分析机械工程在现代社会中的作用和意义。
2. 机械工程材料与制造- 介绍常见的机械工程材料和其性能特点；- 探讨各种材料在机械制造中的应用。
3. 机械制图基础- 学习机械制图的基本原理；- 掌握机械零件的标注和尺寸的控制。
4. 机械设计基础- 学习机械设计的基本原理和方法；- 探讨常见机械零件的设计及其应用。
5. 机械原理与机械传动- 探讨机械原理的基本概念和运动规律；- 学习机械传动的基本原理和应用。
6. 机械加工工艺与设备- 介绍常见的机械加工工艺和设备；- 探讨不同工艺和设备的适用范围和特点。
五、教学方法和手段：1. 理论教学与实践教学相结合，通过理论课程和实验课程的教学相互配合，使学生掌握基础理论知识的同时，能够动手实践，加深对知识点的理解和掌握。
2. 采用案例分析教学法，结合实际案例，引导学生分析和解决问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
3. 利用多媒体教学手段，使用图表、实例等形式，生动直观地呈现知识点，提高学生学习的效果。
六、教学时长：36学时七、考核方式：1. 平时成绩：包括课堂表现、实验成绩等；2. 期中考试：占总成绩的40%；3. 期末考试：占总成绩的60%。
八、教材：1. 主教材：《机械制图基础》；2. 参考书：《机械工程基础》，《机械设计基础》。
九、实验教学：1. 实验项目：机械加工实验、机械制图实验等；2. 实验教学目标：通过实验教学，使学生能够熟练掌握机械制图和机械加工的基本技能，增强学生的实践能力。
JA_70358《机械工程控制基础 第2版》_李连进(教案大纲)段晓雅[5页]
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**大学《机械工程控制基础》课程教学大纲一、教学内容第一章绪论1.1机械工程的发展与控制理论的应用1.2机械工程自动控制系统的基本结构及工作原理1.3机械自动控制系统的分类1.4 对自动控制系统的基本要求教学难点：掌握反馈的概念与作用。
教学重点：掌握机械控制系统组成和原理，了解机械控制基础的研究对象和基本任务。
第二章自动控制系统的数学模型和传递函数2.1 系统数学模型的建立2.2非线性数学模型的线性化2.3拉普拉斯变换2.4传递函数2.5 系统方框图和信号流图2.6工程实例中的数学模型与传递函数教学难点：系统微分方程的建立。
教学重点：系统微分方程的建立，系统传递函数的推导及方框图的简化。
第三章系统的时域分析法3.1 时域响应概述3.2 典型的输入信号3.3 控制系统的时域性能指标3.4 一阶系统的时间响应3.5 二阶系统的时间响应3.6 欠阻尼二阶系统的时域性能指标3.7 高阶系统的时域响应教学难点：二阶系统的计算。
教学重点：二阶系统响应的五个性能指标的定义及计算，系统误差的分析与计算。
第四章控制系统的频域分析法4.1 频率特性的概述4.2 典型环节频率特性的极坐标图4.3 系统奈奎斯特图的画法4.4 典型环节频率特性的对数坐标图4.5 频率特性的性能指标4.6 最小相位系统和非最小相位系统4.7 闭环频率特性及频域性能指标教学难点：绘制系统Bode图。
教学重点：频率特性的定义及求法，频率特性与系统稳态输出的关系，系统频率特性的极坐标图、对数极坐标图的作图方法。
第五章线性控制系统的稳定性5.1系统稳定性的基本概念及稳定条件5.2代数稳定性判据5.3几何稳定性判据5.4系统的相对稳定性5.5工程实例中的稳定性分析教学难点：Nyquist稳定性判据、Bode稳定性判据。
教学重点：几种稳定性判据，相对稳定性指标的计算及意义， Nquist稳定性判据的应用。
第六章控制系统的误差分析和计算6.1 系统稳态误差的基本概念6.2 系统稳态误差的计算6.3 减小稳态误差的途径6.4 动态误差系数6.5 工程实例中的误差分析教学难点：动态误差系数分析与计算。
控制工程基础(第三章)
辽宁科技学院教案课程名称：控制工程基础任课教师：杨光开课系部：机械学院开课教研室：机制开课学期：2012～2013学年度第2学期辽宁科技学院教案（参考样式）4、一般情况结论：5、典型输入信号的选择原则能反映系统在工作过程中的大部分实际情况；如：若实际系统的输入具有突一阶系统单位脉冲响应的特点❑瞬态响应：(1/T )e –t /T ；稳态响应：0；❑xo(0)=1/T,随时间的推移，xo(t)指数衰减；对于实际系统，通常应用具有较小脉冲宽度（脉冲宽度小于ln[1-x(t)]与时间t成线性关系。
一阶系统单位速度响应的特点(1)瞬态响应：T e – t /T ；稳态响应：(2)经过足够长的时间(稳态时，如t此时输出为：t – T，即输出相对于输入滞后时间对一阶系统即：系统对输入信号导数的响应等于系统对该输入信号响应的导数。
同样可知，系统对输入信号积分的响应等于系统对该输入信号响应的积分，上图可知，T越大，惯性越大。
一阶系统的性能指标：ts，它是一阶系统在阶跃输入作用下，达到稳态值的(1-△)所需的时间(△为容许误差)。
辽宁科技学院教案（参考样式）dnc特点:d.无阻尼（ξ=0）状态e.负阻尼（ξ<0）状态结论:(1)二阶系统的阻尼比ξ决定了其振荡特性：评价系统快速性的性能指标（1）上升时间tr响应曲线从零时刻出发首次到达稳态值所需时间。
对无超调系可见，峰值时间等于阻尼振荡周期Td＝2π/ωd的一半。
且ξ定，ωn越大，tp越小；ωn一定，ξ越大，tp 越大。
当包络线进入允许误差范围之内时，阶跃响应曲线必然也处于允许误差范围内。
因此利用：∆±=--±1211ξξωte n。
(完整word版)《机械工程控制基础》教案
《机械工程控制基础》教案学时分配总学时：32学时授课学时：28学时实验：4学时。
基础课程先修课:大学物理、理论力学、工程数学、电工学、高等数学、机械原理。
课程性质《机械工程控制基础》是高等工业院校机械类专业普遍开设的一门重要的技术基础课，在整个教学计划中，以主干课程的角色,起着承上启下的作用，具有十分重要的地位。
本课程是一门专业基础理论课程，详述了研究对象的建模方法、系统响应分析方法,系统介绍了单输入单输出线性定常系统的时域性能分析、频域性能分析、系统的稳定性分析方法，介绍系统性能校正方法，为《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《计算机控制技术》等机械电子工程专业的后续课程打下基础。
课程的主要任务通过本课程的学习，使学生掌握经典控制理论的基本概念和基础知识，掌握机械工程中的研究对象的建模方法；掌握一阶、二阶系统的时域性能分析和频域性能分析方法;能熟练地根据Nyquist图、Bode图判断系统的稳定性；掌握系统性能校正方法；使学生能分析系统的性能,能改进或设计简单的控制系统。
第一次课第1章绪论1.1机械控制基础的研究对象、课程的基本任务、控制系统的基本要求一、机械控制基础的研究对象 : 系统、输入、输出1、自动控制系统基本组成系统输出指控制系统所要控制的物理量，表征对象或过程的状态的特性。
2、典型闭环控制系统的框图的构成输入信号输出量给定值偏差控制器执行机构被控对象-测量变送器给定环节：给出与系统输出量希望值相对应的系统输入量。
测量环节：测量系统输出量的实际值，并把输出量的量纲转化成与输入量相同。
比较环节：比较系统的输入量和主反馈信号，并给出两者之间的偏差。
放大环节：对微弱的偏差信号进行放大和变换，使之具有足够的幅值和功率，以适应执行元件动作的要求。
执行环节：根据放大后的偏差信号产生控制、动作，操作系统的输出量，使之按照输入量的变化规律而变化。
二、课程的基本任务研究系统、输入、输出之间的动态关系三、控制系统的基本要求：稳、快、准1.2 控制理论的研究内容、发展、应用、学习方法。
机械工程控制基础教案
第一章绪论[教学内容]1．控制理论学科的发展概况2．控制理论的研究对象3．控制系统的工作原理及基本要求4．学习目的和学习方法[教学安排]安排的教学时数：4学时[知识点及基本要求]了解机械控制工程理论的由来和发展，了解其在机械制造领域中的作用。
熟悉有关“反馈与反馈控制”的基本概念。
学习分析具体控制系统的组成环节，知道系统的被控对象、被控量、扰动量、控制量等，会画工作原理方框图。
[重点和难点]反馈与反馈控制；控制系统的概念；[教学法设计]应用多媒体课件，开展案例教学。
第二章控制系统的数学模型[教学内容]1．控制系统动态微分方程的建立以及非线性方程的线性化；2．传递函数的概念及传递函数方块图的简化方法；3．典型环节的传递函数；[教学安排]本章安排的教学时数：6学时2.1.1 线性系统与非线性系统；2.1.2 线性系统微分方程的列写；2.1.3系统非线性微分方程的线性化。
安排2学时。
2.2.1 传递函数的定义；2.2.2传递函数的常见形式；2.3.1控制系统的基本联接方式；2.3.2扰动作用下的闭环控制系统。
安排2学时2.3.3 传递函数方块图的绘制；2.3.4传递函数方块图的变换；2.3.5传递函数方块图的简化。
安排2学时。
2.4 典型环节的传递函数。
安排2学时。
[知识点及其基本要求]2.1 控制系统的微分方程线性系统与非线性系统，以质量-弹簧系统等为例引出线性系统与非线性系统的概念，让学生对概念有明确的理解；线性系统微分方程的列写，是本次课的重点，通过力学、电学等方面的实例让学生掌握动态系统建模的方法；系统非线性微分方程的线性化，让学生理解非线性动态微分方程线性化的处理方法。
2.2 传递函数传递函数的定义，是本次课的重点讲解内容，通过实例让学生理解为什么要引入传递函数表述动态系统；传递函数的常见形式，让学生了解它的多种表达方式；控制系统的基本联接方式，主要掌握串联、并联和反馈控制等基本联接方式；扰动作用下的闭环控制系统。
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金山职业技术学院授课教案
课程名称：机械工程控制基础 No6 授课日期
授课班级10机电
授课类型讲授授课时数 3 教学周数/
授课主题传递函数
教学目标熟悉传递函数的意义
重点难点理解传递函数
教具挂图
教学过程
及
时间分配
主要教学内容
教学方法
的运用
一、传递函数
引言：传递函数是在拉氏变换基础上引申出来的复数域数学模型。
传递
函数不仅可以表征系统的动态特性，而且可以用来研究系统的结构或参
数变化对系统性能的影响。
经典控制理论中广泛应用的根轨迹法和频域
法，就是以传递函数为基础建立起来的。
因此，传递函数是经典控制理
论中最基本也是最重要的数学模型。
二、传递函数的定义
传递函数是指在零初始条件下，线性定常系统输出量的拉氏变换与输
入量的拉氏变换之比
线性定常系统的微分方程一般可写为
在零初始条件下对上式两端进行拉氏变换，可得相应的代数方程
系统的传递函数为
传递函数是在零初始条件下定义的。
零初始条件有两方面含义：一是指输入是在 t=0 以后才作用于系统，因此，系统输入量及其各阶导数在 t<=0时均为零；二是指输入作用于系统之前，系统是“相对静止”的，即系统输出量及各阶导数在t<=0时的值也为零。
例2-5 试求如图2-5所示RLC 无源网络的传递函数
10111011()()()
()m m m m
n n n n
b s b s b s b C s G s m n R s a s a s a s a
----++++==≤++++
三、传递函数的性质
传递函数是复变量s的有理真分式函数，具有复变函数的所有性质，n≥m且所有系数均为实数。
传递函数只取决于系统的结构参数，与外作用及初始条件无关。
传递函数与微分方程有直接联系。
传递函数的拉氏变换是脉冲响应。
传递函数与S平面上的零点、极点分布图相对应。
四、传递函数的零点和极点
零点：传递函数中分子多项式为零的值称为传递函数的零点，通常用Z i表示，在复平面坐标中用“0”表示。
极点：传递函数中分母多项式为零的值，称为传递函数的极点，通常用P j表示，在复平面坐标中用“X”表示。
零、极点可以是实数、复数（若为复数则共轭成对出现），在复平面上总能找到相对应的一点，故系统的传递函数与复平面有相应的对应关系。
因此在传递函数分子多项式和分母多项式互质时，传递函数的零、极点分布图也表征了系统的动态性能。
五、典型环节及其传递函数
在控制系统的分析中，常常将一个系统分解成若干典型环节；或是在系统设计中，在系统某处增加若干环节。
所谓典型环节就是构成系统的一些基本要素，它们在系统分析和设计中起着重要作用。
1.比例环节
又称为放大环节，其输出量以一定比例不失真也无时间滞后地复现输入信号。
输入量与输出量之间的表达式为。