自动控制原理B教案.docx
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自动控制原理B教案
内蒙古工业大学
教案
2009/2010学年第二学期
学院信息工程学院
系别自动化系
课程名称自动控制原理B
授课对象建环07-1,2
主讲教师温素芳
职称讲师
课程学时56
内蒙古工业大学教案（课程）
教案编写时间：
2010年3月1日
课程名称
自动控制原理B
课程代码
020113101
总学时：
56学时
讲课：
48学时
上机：
学时
实验：
8学时
其他：
学时
学时
56
课程类别
公共课（）基础课（）专业课（）
技术基础课（√）专业选修课（）公共选修课（）
授课对象
建环07-1，2
教材：
1．夏德钤.自动控制原理（第三版）.北京：
机械工业出版社.2007
2．刘志鸿.自动控制原理实验指导书.自编.2009
主要参考资料：
1．李友善.自动控制原理（第三版）.北京：
国防工业出版社.2005
2．吴麒.自动控制原理（第二版）.北京：
清华大学出版社.2006
3．RichardC.Dorf.ModernControlSystems（第九版）.北京：
科学出版社.2002
4．胡寿松.自动控制原理（第五版）.北京：
科学出版社.2007
教学目的、要求：
通过本课程的学习，使学生掌握用系统的观点分析问题和解决问题，了解用物理方法对工业对象进行数学抽象的一般规律，理解描述对象特性的一些基本概念，掌握不同类型对象特性的分析方法。
具有初步的系统分析和设计能力，为后续课程的学习和从事专业技术工作奠定基础。
1．了解自动控制系统的组成及分类，掌握系统方框图的绘制方法；
2．了解建立系统微分方程的一般方法；掌握传递函数的概念、定义和性质；掌握结构图等效变换的方法；
3．掌握控制系统的三种典型分析方法：
时域分析法、频率特分析性和根轨迹法；
4．掌握串联校正的设计方法；
5．掌握离散系统的稳定性判定方法、稳态误差的分析方法；
教学重点、难点：
该课程简要介绍物理系统的一般建模方法，着重介绍反馈控制原理的三种基本分析方法，一般系统的设计方法，简略介绍离散控制系统的分析方法，为学生将来从事自动控制方面的设计奠定理论基础。
其教学重点和难点为
1．控制系统的复数域数学模型和结构图等效变换；
2．二阶系统的时域分析，线性系统的稳定性分析及稳态误差计算；
3．系统根轨迹及其系统性能的影响；频率特性分析和频率域稳定判据；
4．串联校正的设计方法；
5．离散系统的稳定性分析和稳态误差计算；
注：
1、本页内容针对所讲授课程的总体情况填写；2、预留版面不够可另附页。
内蒙古工业大学教案（课次）
第1次课2学时
授课题目：
第一章绪论
§1-1自动控制的基本概念
§1-2自动控制系统的分类
§1-3自动控制系统的发展简史
§1-4对自动控制系统的基本要求
§1-5本课程的安排
教学目的、要求：
了解自动控制理论的发展历史，掌握自动控制的基本原理和方式，掌握自动控制系统的分类以及对自动控制系统的基本要求。
教学重点、难点：
教学重点：
自动控制的基本原理和方式；教学难点：
自动控制的基本原理
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
§1-1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）
§1-2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
§1-3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（ClassicalControl）
3．现代控制时期（ModernControl）
4．智能控制时期
§1-4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
2．所研究的任务
§1-5本课程的安排（0.1学时）
作业布置：
无
主要参考资料：
1．[美]KatsuhikoOgata.现代控制工程.北京：
电子工业出版社.2003
2．RichardC.Dorf.ModernControlSystems（第九版）.北京：
科学出版社.2002
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第4次课2学时
授课题目：
2-4拉氏反变换
2-5拉氏变换的应用
教学目的、要求：
掌握拉氏反变换的方法，理解应用拉氏变换解微分方程的方法。
教学重点、难点：
利用部分分式法求拉氏反变换。
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
2-4拉氏反变换
一、反变换的定义
二、部分分式法求解拉氏反变换
1、分母多项式无重根举四个例子具体说明
2、分母多项式有重根举两个例子具体说明
三、利用卷积定理求反变换
举例说明
2-5拉氏变换的应用
用拉氏变换法求解微分方程
通过举例，说明用拉氏变换法解微分方程的步骤及方法。
作业布置：
自编作业题
主要参考资料：
1．胡寿松.自动控制原理（第四版）.北京：
科学出版社.2001
2．李友善.自动控制原理（修订版）.北京：
国防工业出版社.1989
3．吴麒.自动控制原理.北京：
清华大学出版社.1990
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第5次课2学时
授课题目：
第三章线性系统的数学模型
§3-1控制系统的时域数学模型
§3-2控制系统的复数域数学模型
教学目的、要求：
了解建立系统微分方程的一般方法，掌握传递函数的概念、定义和性质。
了解传递函数的局限性，掌握传递函数的求取方法，熟悉典型环节及其传递函数。
教学重点、难点：
教学重点：
传递函数的概念、定义和性质；传递函数的求取方法。
教学难点：
传递函数的性质及求取方法。
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
§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
作业布置：
2-1（a）2-2（a）
主要参考资料：
1．胡寿松.自动控制原理（第五版）.北京：
科学出版社.2007
2．李友善.自动控制原理（第三版）.北京：
国防工业出版社.2005
3．吴麒.自动控制原理（第二版）.北京：
清华大学出版社.2006
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第6次课2学时
授课题目：
§3-3典型环节的数学模型
§3-4控制系统的结构图与信号流图
教学目的、要求：
了解典型环节的传递函数；掌握结构图的组成及等效变换原则。
教学重点、难点：
结构图的等效变换
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
§3-3典型环节及其传递函数（0.5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
§3-4控制系统的结构图与信号流图
一、结构图的组成（0.2学时）
二、结构图的三种基本连接方式（0.2学时）
1、串联
2、并联
3、反馈
三、结构图的等效变换及简化
1、6个等效变换法则（0.5学时）
2、举例讲解等效变换的应用（0.6学时）
作业布置：
2-8（a）
主要参考资料：
1．胡寿松.自动控制原理（第四版）.北京：
科学出版社.2001
2．李友善.自动控制原理（第三版）.北京：
国防工业出版社.2005
3．吴麒.自动控制原理（第二版）.北京：
清华大学出版社.2006
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第7次课2学时
授课题目：
§3-4控制系统的结构图与信号流图
教学目的、要求：
掌握结构图的等效变换原则；理解信号流图的组成及性质，掌握应用梅森增益公式化简结构的方法。
教学重点、难点：
结构图的等效变换；梅森增益公式。
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
三、结构图的等效变换及简化
举例讲解等效变换的应用（0.6学时）
四、信号流图及梅森增益公式
1．信号流图的组成及性质（0.7学时）
（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（0.7学时）
（1）梅森增益公式
（2）举例
作业布置：
2-102-12
主要参考资料：
1．胡寿松.自动控制原理（第四版）.北京：
科学出版社.2001
2．李友善.自动控制原理（第三版）.北京：
国防工业出版社.2005
3．吴麒.自动控制原理（第二版）.北京：
清华大学出版社.2006
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第8次课2学时
授课题目：
第四章线性系统的时域分析法
§4-1系统时间响应的性能指标
§4-2一阶系统时间响应
教学目的、要求：
掌握系统时间响应的性能指标，掌握一阶系统的数学模型、典型时域响应特点及特征参数。
教学重点、难点：
系统时间响应的性能指标。
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
§4-1系统时间响应的性能指标（1学时）
1．典型输入信号
2．典型初始状态
3．典型时间响应
4．阶跃响应的性能指标
§4-2一阶系统的时间响应（1学时）
1．一阶系统的数学模型
2．一阶系统的单位阶跃响应
3．一阶系统的单位脉冲响应
4．一阶系统的单位斜坡响应
5．一阶系统的单位加速度响应
作业布置：
主要参考资料：
1．胡寿松.自动控制原理（第四版）.北京：
科学出版社.2001
2．李友善.自动控制原理（修订版）.北京：
国防工业出版社.1989
3．吴麒.自动控制原理.北京：
清华大学出版社.1990
课后自我总结分析：
注：
各栏大小可根据需要进行调整。
内蒙古工业大学教案（课次）
第9次课2学时
授课题目：
第四章线性系统的时域分析法
§4-3二阶系统的时间响应
教学目的、要求：
掌握二阶系统的数学模型、典型时域响应特点及特征参数。
掌握欠阻尼二阶系统特征参数、极点位置与动态性能之间的相互关系。
教学重点、难点：
欠阻尼二阶系统的响应特征
教学组织（含课堂教学内容、教学方法、辅助手段、师生互动、时间分配、板书设计等）：
§4
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