第一篇：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)第1階段測(cè)試題
江南大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育 第一階段測(cè)試卷
考試科目:《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》（第一章、第二章）（總分100分）時(shí)間：90分鐘
學(xué)習(xí)中心（教學(xué)點(diǎn)）批次： 層次： 專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 身份證號(hào)： 姓名： 得分：
一、單項(xiàng)選擇題（本題共15小題，每小題2分，共30分。）
3?(t)?xo(t)?xo(t)?xi(t)x1、某系統(tǒng)的微分方程為 o則它是（）。
A、線性定常系統(tǒng) B、線性系統(tǒng) C、非線性系統(tǒng) D、非線性時(shí)變系統(tǒng)
2、開環(huán)系統(tǒng)的控制信號(hào)取決于（）。
A、系統(tǒng)的實(shí)際輸出 B、系統(tǒng)的實(shí)際輸出與理想輸出之差 C、輸入與輸出之差 D、輸入
3、機(jī)械工程控制論的研究對(duì)象是（）。
A、機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的控制論問題 B、高精度加工機(jī)床的控制論問題 C、自動(dòng)控制機(jī)床的控制論問題 D、機(jī)械工程領(lǐng)域中的控制論問題
4、對(duì)于控制系統(tǒng)，反饋一定存在與于（）。
A、開環(huán)系統(tǒng) B、線性定常系統(tǒng) C、閉環(huán)系統(tǒng) D、線性時(shí)變系統(tǒng)
5、閉環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是系統(tǒng)中存在（）。
A、執(zhí)行環(huán)節(jié) B、運(yùn)算放大環(huán)節(jié) C、反饋環(huán)節(jié) D、比例環(huán)節(jié)
6、開環(huán)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是（）。
A、不能實(shí)行計(jì)算機(jī)控制 B、存在信息反饋 C、容易引起不穩(wěn)定 D、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低
7、線性定常系統(tǒng)的微分方程為 ??(t)?2xo?(t)?3xo(t)?4xi(t)xo則該系統(tǒng)極點(diǎn)為（）。
A、s1??1?j2;s2??1?j2;B、s1?C、2?j;s2?2?j;
s1?2?j;s2?2?j;s3?0 D、以上都對(duì)
8、系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是指（）的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
A、輸入信號(hào) B、輸出信號(hào) C、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 D、系統(tǒng)的特征方程
9、系統(tǒng)傳遞函數(shù)為 G(s)=2 /(2s+3s+1)，則系統(tǒng)放大系數(shù)為（）。A、0.5 B、1 C、2 D、無法確定
10、下圖所屬環(huán)節(jié)為（）。
A、微分環(huán)節(jié) B、積分環(huán)節(jié) C、導(dǎo)前環(huán)節(jié) D、慣性環(huán)節(jié)
11、以下傳遞函數(shù)屬于振蕩環(huán)節(jié)的是（）。
A、G(s)=(2s+1)/(s+3s+2)B、G(s)=1 /(s+3s+2)C、G(s)=1 /(s+s+1)D、G(s)=(2s+1)/(s+s+1)
12、以下關(guān)于信息的說法正確的是（）。
A、不確定性越小的事件信息量越大 B、不確定性越大的事件信息量越大 C、越大的事件信息量越大 D、越小的事件信息量越大
13、某傳遞函數(shù) G(s)=K1+K2(1/s)+K3s，則它是由（）組成的。A、比例環(huán)節(jié) B、微分環(huán)節(jié) C、慣性環(huán)節(jié) D、PID環(huán)節(jié)
14、以下關(guān)于系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型說法正確的是（）。A、只有線性系統(tǒng)才能用數(shù)學(xué)模型表示 B、所有系統(tǒng)都可用精確的數(shù)學(xué)模型表示 C、建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型只能用分析法
D、同一系統(tǒng)可以用不同形式的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行表示
15、在下列系統(tǒng)或過程中不存在反饋的有（）。A、抽水馬桶 B、電飯煲 C、并聯(lián)的電燈 D、教學(xué)過程
222
2二、填空題（本題共6小題，每空1分，共10分）
1、自動(dòng)控制系統(tǒng)按元件的靜態(tài)特性分類，可分為：_____________和_____________。
2、、和準(zhǔn)確性是對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)性能的基本要求。
3、線性系統(tǒng)符合疊加原理,線性系統(tǒng)初始條件為零時(shí),幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)作用在系統(tǒng)上所產(chǎn)生的輸出信號(hào)等于 的和。
4、用時(shí)域法分析控制系統(tǒng)時(shí)，最常用的典型輸入信號(hào)是________。
5、當(dāng)二階系統(tǒng)的特征方程的兩根為_____________________________時(shí),系統(tǒng)稱為臨界阻尼系統(tǒng)；兩根為_____________________________時(shí)，系統(tǒng)稱為欠阻尼二階系統(tǒng)；兩根為_____________________________時(shí)，系統(tǒng)稱為過阻尼二階系統(tǒng)。
6、一階系統(tǒng)1 /(Ts+1)的單位階躍響應(yīng)為。
三、簡(jiǎn)答題(本題共2小題，每小題5分，共10分)
1、控制系統(tǒng)中常用的典型信號(hào)有哪些？
2、定值控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)各有什么特點(diǎn)？
四、計(jì)算題（本題共4小題，每小題10分，共40分）
1、下圖所示系統(tǒng)中，m1、m2是質(zhì)量，k為彈簧的彈性系數(shù)，摩擦力為零，f（t）為外力，x1（t）、x2（t）位移。求系統(tǒng)的微分方程、動(dòng)態(tài)框圖和傳遞函數(shù) X2（s）/F（s）。
2、若某線性定常系統(tǒng)在單位階躍輸入作用下，其輸出為y(t)?1?e?2t?2e?t。試求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。
3、系統(tǒng)如圖所示，求C（s）/R（s）。
4、求下圖所示機(jī)械系統(tǒng)的微分方程。圖中M為輸入轉(zhuǎn)矩，Cm為圓周阻尼，J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。
五、應(yīng)用題（本題共1小題，每小題10分，共10分）
下圖為恒溫箱的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)恒溫箱溫度變化時(shí)，試述系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過程，畫出系統(tǒng)的原理方框圖，指出系統(tǒng)屬于哪一種類型？
電壓放大器ΔU＝Ur-Uf熱電偶電阻絲功率放大器電機(jī)減速器調(diào)壓器～220
附：參考答案：
一、單項(xiàng)選擇題（本題共15小題，每小題2分，共30分）
1、C
2、D
3、D
4、C
5、C
6、D
7、A
8、C
9、B
10、D
11、C
12、B
13、D
14、D
15、C
二、填空題（本題共6小題，每空1分，共10分）
1、線性控制系統(tǒng) 非線性控制系統(tǒng)
2、穩(wěn)定性 快速性
3、各輸入信號(hào)單獨(dú)作用時(shí)所產(chǎn)生的輸出信號(hào)
4、單位階躍信號(hào)
5、兩相等的負(fù)實(shí)數(shù)根 兩共軛復(fù)數(shù)根 兩不相等的負(fù)實(shí)數(shù)根
y(t)?1-e－t/T6、三、簡(jiǎn)答題(本題共2小題，每小題5分，共10分)
1、答：?jiǎn)挝浑A躍函數(shù)、單位斜坡（速度）函數(shù)、單位加速度（拋物線）函數(shù)、單位脈沖函數(shù)和正弦函數(shù)。
2、答：定值控制系統(tǒng)的輸入量是恒值，不變。伺服系統(tǒng)的輸入量是變化的，卻變化規(guī)律是未知的。程序控制系統(tǒng)的輸入量是變化的，變化規(guī)律是已知的。各種系統(tǒng)都要求被控量與輸入量一致，誤差在允許范圍內(nèi)。
四、計(jì)算題（本題共4小題，每小題10分，共40分）
1、解：微分方程是??1x?f(t)?k(x2?x1)?m1? ??k(x?x)?mx1222?X2(s)?取拉普拉斯變換,得
k[X1(s)?X2(s)]m2s2F(s)?k[X2(s)?X1(s)]X1(s)?m1s
2化簡(jiǎn)框圖時(shí)可按虛線移動(dòng)分支點(diǎn)。也可用梅森公式，一條前向通路，2個(gè)回路。
X2(s)k ?2F(s)s(m1m2s2?km1?km2)
2、解：由傳遞函數(shù)的定義有
?
3、解：由圖可得 1s112 Y(s)???ss?2s?12s2?6s?2Y(s)/Xi(s)?2s?3s?2Xi(s)?
G3G4G3G4G2G3G41?G3G4H1?G3G4H21?G3G4H1?G2G3H21?G3G4H11?G2??1?G3G4H1G4G2G3G4G1?C(s)G1G2G3G41?G3G4H1?G2G3H2??G2G3G4R(s)1?G3G4H1?G2G3H2?G1G2G3G4H31?G1??H31?G3G4H1?G2G3H2G2?
4、解：設(shè)系統(tǒng)輸入為M(即M(t))，輸出為θ(即θ(t))，分別對(duì)圓盤和質(zhì)塊進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，???C???M?J?m?Rk(R??x)列寫動(dòng)力學(xué)方程如下：?
??cx?k(R??x)?m?x?消除中間變量x，即可得到系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程
????(R2km?Cc?kJ)????k(cR2?C)???mM???cM??kM mJ?(4)?(mCm?cJ)?mm
五、應(yīng)用題（本題共1小題，每小題10分，共10分）
解：當(dāng)恒溫箱溫度低于（高于）設(shè)定溫度值時(shí)，則有Uf
設(shè)定溫度值ΔU電壓、功率放大器控制電機(jī)減速器熱電偶調(diào)壓器恒溫箱
第二篇：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)教學(xué)大綱
《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱
一、本課程性質(zhì)、地位和任務(wù)
性質(zhì)：《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》是機(jī)電一體化專業(yè)本科段計(jì)劃規(guī)定必考的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。其目的在于使考生能以動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)而不是靜態(tài)的觀點(diǎn)去看待一個(gè)機(jī)械工程系統(tǒng)。
地位和任務(wù)：其從信息的傳遞、轉(zhuǎn)換和反饋角度來分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為；為采用控制的觀點(diǎn)和思想方法解決生產(chǎn)過程中存在的問題以及為了使系統(tǒng)按預(yù)定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)，達(dá)到預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳控制打下基礎(chǔ)；也為后續(xù)課程以及從事機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)。
二、課程教學(xué)的基本要求：
1、深刻理解并熟練掌握采用集中參數(shù)法建立機(jī)、電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；拉普拉斯變換在工程中的應(yīng)用；傳遞函數(shù)與方塊圖的求得、簡(jiǎn)化和演算等。
2、深刻理解聞熟練掌握典型系統(tǒng)（特別是一階系統(tǒng)）的時(shí)域和頻域特性。
3、掌握判別線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念和常用判據(jù)的基本方法，并能判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
4、了解系統(tǒng)識(shí)別的基本原理及相應(yīng)的方法。
5、掌握線性系統(tǒng)性能指標(biāo)以及相應(yīng)的系統(tǒng)綜合校正的方法。
三、本課程與其他課程的關(guān)系
學(xué)習(xí)本課程之前考生應(yīng)具有一定的數(shù)學(xué)、力學(xué)和電工學(xué)基礎(chǔ)，同時(shí)應(yīng)具有一定的機(jī)械工程基礎(chǔ)知識(shí)，以便使考生順利掌握機(jī)械工程教學(xué)模型的建立以信相應(yīng)的運(yùn)算。
四、教學(xué)實(shí)數(shù)分配表
適
用
專
業(yè)
章節(jié)
序號(hào)
章節(jié)名稱
課堂
講授
其它
（練習(xí)）
小計(jì)
機(jī)電一體化專業(yè)
一
緒論
二
拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)方法
三
系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
四
系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析
五
系統(tǒng)的頻率特性
六
系統(tǒng)的穩(wěn)定性
七
機(jī)械工程控制系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)
合計(jì)
五、大綱內(nèi)容
第1章
緒論
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)了解機(jī)械控制工程的基本概念，它的研究對(duì)象及任務(wù)。了解系統(tǒng)的信息傳遞、反饋和反饋控制的概念及控制系統(tǒng)的分類。本章中介紹的一些技術(shù)上的名詞術(shù)語、定義等以后章節(jié)會(huì)經(jīng)常用到需要熟記。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、機(jī)械工程控制的基本含義
2、機(jī)械工程系統(tǒng)中信息傳遞、反饋以信反饋控制的概念
3、本課程特點(diǎn)及內(nèi)容簡(jiǎn)介
三、教學(xué)重點(diǎn)：
1、機(jī)械工程控制的基本含義。
2、信息的傳遞、反饋及反饋控制的概念。
第2章
拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)方法
一、教學(xué)目的：
通過本章的學(xué)習(xí)明確拉普拉斯（簡(jiǎn)稱拉氏）變換是分析研究線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的有力工具，通過拉氏變換將時(shí)域的微分方程變換為復(fù)數(shù)域的代數(shù)方程，掌握拉氏變換的定義，并用定義求常用函數(shù)的拉氏變換，會(huì)查拉氏變換表，掌握拉氏變換的重要性質(zhì)及其應(yīng)用，掌握用部分分式法求拉氏變換的方法以及了解用拉氏變換求解線性微分方程的方法。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、復(fù)數(shù)和復(fù)變函數(shù)
2、拉氏變換及拉氏反變換的定義
3、典型時(shí)間函數(shù)的拉氏變換
4、拉氏變換的性質(zhì)
5、拉氏反變換的數(shù)學(xué)方法
6、用拉氏變換解常微分方程
三、教學(xué)重點(diǎn)：
拉氏變換的定義，用拉氏變換的定義求常用函數(shù)的拉氏變換，拉氏變換的性質(zhì)及其應(yīng)用部分分式法求拉氏反變換的方法，用拉氏變換法解常微分方程。
第3章
系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)明確為了分析、研究機(jī)械工程系統(tǒng)（特別是機(jī)、電綜合系統(tǒng)）的動(dòng)態(tài)特性，或者對(duì)它們進(jìn)行控制，最重要的一步首先是建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，明確數(shù)學(xué)模型的含義，掌握采用解析方法建立一些簡(jiǎn)單機(jī)、電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，傳遞函數(shù)定義、特點(diǎn)及推導(dǎo)方法，方塊圖及其簡(jiǎn)化法則。了解信號(hào)流圖及梅遜公式的應(yīng)用，以及數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)、方塊圖和信號(hào)流程圖之間的關(guān)系。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、概述
2、系統(tǒng)微分方程的建立
3、傳遞函數(shù)
4、方塊圖及動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成5、機(jī)、電系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
6、系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
三、教學(xué)重點(diǎn)：
建立簡(jiǎn)單機(jī)電系統(tǒng)的微分方程，運(yùn)用綜合基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)系統(tǒng)正確地取分離體并分析受力，注意力和方向，列寫系統(tǒng)微分方程。建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)概念，系統(tǒng)構(gòu)成及其傳遞函數(shù)，方塊圖簡(jiǎn)化及其繪制。
第4章
系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)與誤差分析
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)明確一個(gè)系統(tǒng)，在建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（包括微分方程和傳遞函數(shù)）之后就可以采用不同的方法來分析和研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，時(shí)域分析是重要的方法之一，明確系統(tǒng)在外加作用激勵(lì)下，根據(jù)所描述系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，求出系統(tǒng)的輸出量隨時(shí)間變化的規(guī)律，并由此確定系統(tǒng)的性能，明確系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)及其組成，脈沖響應(yīng)函數(shù)的概念，掌握一階、二階系統(tǒng)的典型時(shí)間響應(yīng)和高階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)以及主導(dǎo)極點(diǎn)的概念，系統(tǒng)的誤差與穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算以及與系統(tǒng)型次的關(guān)系。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、時(shí)間響應(yīng)
2、一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
3、二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
4、高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析
5、瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)
6、系統(tǒng)誤差分析
三、教學(xué)重點(diǎn)：
本章時(shí)間響應(yīng)的基本概念，一階系統(tǒng)的時(shí)間呼應(yīng)，二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)及性能指標(biāo)，誤差分析，誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的定義，位置誤差，速度誤差的計(jì)算，干擾作用下的系統(tǒng)誤差計(jì)算。
第5章系統(tǒng)的頻率特性
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)明確頻率特性的基本概念，頻率特性與傳遞函數(shù)的關(guān)系，系統(tǒng)的動(dòng)剛度與動(dòng)柔度的概念，掌握頻率特性的兩種表示方法以及頻率特性與時(shí)間響應(yīng)之間的關(guān)系，各基本環(huán)節(jié)及系統(tǒng)的極坐標(biāo)圖和伯德釁的畫法，閉環(huán)頻率特性及相應(yīng)的性能指標(biāo)，為頻域分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及綜合校正打下基礎(chǔ)。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、頻率特性
2、頻率特性的對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖（伯德圖）
3、頻率特性的極坐標(biāo)圖（乃奎斯特圖）
4、最小相位系統(tǒng)的概念
5、閉環(huán)頻率特性與頻域性能指標(biāo)
6、系統(tǒng)辨識(shí)
三、教學(xué)重點(diǎn)：
頻率特性的基本概念及其兩種表示方法、畫法及特點(diǎn)，閉環(huán)頻率特性的性能指標(biāo)及其計(jì)算方法。
第6章系統(tǒng)的穩(wěn)定性
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)明確穩(wěn)定性的概念，掌握判別系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本準(zhǔn)則，掌握勞斯一胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)和乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)以及系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、穩(wěn)定性
2、勞斯一胡爾維茨穩(wěn)定性判據(jù)
3、乃奎斯特穩(wěn)定性判據(jù)
4、系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性
三、教學(xué)重點(diǎn)：
系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念，勞斯一胡爾維茨判穩(wěn)的方法，乃奎斯特判穩(wěn)的方法，相位裕量和幅值程度的概念及計(jì)算方法和表示。
第7張機(jī)械一程控制系統(tǒng)的技術(shù)與設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目的：
通過本章學(xué)習(xí)明確在預(yù)先規(guī)定了系統(tǒng)的性能指標(biāo)情況下，如何選擇適當(dāng)?shù)男Ｕh(huán)節(jié)和參數(shù)使系統(tǒng)滿足這些要求，因此應(yīng)掌握系統(tǒng)的時(shí)域性能指標(biāo)、頻域性能指標(biāo)以及它們之間的相互關(guān)系，各種校正方法的實(shí)現(xiàn)。
二、教學(xué)內(nèi)容：
1、控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)及校正方式
2、控制系統(tǒng)的串聯(lián)校正
3、反饋和順饋校正
4、PID校正器的設(shè)計(jì)
三、本章重點(diǎn)：
各種性能指標(biāo)的含義及算法，校正的概念，各種校正環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)及其特點(diǎn)。
六、教材與主要參考書
1.教材
機(jī)械工程控制基礎(chǔ)，陳康寧主編，西安交通大學(xué)出版社，1999年。
2.主要參考書
[1]機(jī)械工程控制基礎(chǔ)，王馨、陳康寧主編，西安交通大學(xué)出版社，1992年。
[2]機(jī)械工程控制基礎(chǔ)，楊叔子，楊克沖主編，華中理工大學(xué)出版社，1984年。
[3]機(jī)械工程控制，陽含和主編，機(jī)械工業(yè)出版社，1986年。
第三篇：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)教案
第一章 緒論
[教學(xué)內(nèi)容]
1．控制理論學(xué)科的發(fā)展概況
2．控制理論的研究對(duì)象
3．控制系統(tǒng)的工作原理及基本要求
4．學(xué)習(xí)目的和學(xué)習(xí)方法
[教學(xué)安排]
安排的教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)
[知識(shí)點(diǎn)及基本要求]
了解機(jī)械控制工程理論的由來和發(fā)展，了解其在機(jī)械制造領(lǐng)域中的作用。熟悉有關(guān)“反饋與反饋控制”的基本概念。學(xué)習(xí)分析具體控制系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)，知道系統(tǒng)的被控對(duì)象、被控量、擾動(dòng)量、控制量等，會(huì)畫工作原理方框圖。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
反饋與反饋控制；
控制系統(tǒng)的概念；
[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
應(yīng)用多媒體課件，開展案例教學(xué)。
第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
[教學(xué)內(nèi)容]
1．控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)微分方程的建立以及非線性方程的線性化；
2．傳遞函數(shù)的概念及傳遞函數(shù)方塊圖的簡(jiǎn)化方法；
3．典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；
[教學(xué)安排]
本章安排的教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)
2.1.1 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)；2.1.2 線性系統(tǒng)微分方程的列寫；2.1.3系統(tǒng)非線性微分方程的線性化。安排2學(xué)時(shí)。
2.2.1 傳遞函數(shù)的定義；2.2.2傳遞函數(shù)的常見形式；2.3.1控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式；2.3.2擾動(dòng)作用下的閉環(huán)控制系統(tǒng)。安排2學(xué)時(shí)
2.3.3 傳遞函數(shù)方塊圖的繪制；2.3.4傳遞函數(shù)方塊圖的變換；2.3.5傳遞函數(shù)方塊圖的簡(jiǎn)化。安排2學(xué)時(shí)。
2.4 典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。安排2學(xué)時(shí)。
[知識(shí)點(diǎn)及其基本要求]
2.1 控制系統(tǒng)的微分方程
線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)，以質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)等為例引出線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)的概念，讓學(xué)生對(duì)概念有明確的理解；
線性系統(tǒng)微分方程的列寫，是本次課的重點(diǎn)，通過力學(xué)、電學(xué)等方面的實(shí)例讓學(xué)生掌握動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模的方法；
系統(tǒng)非線性微分方程的線性化，讓學(xué)生理解非線性動(dòng)態(tài)微分方程線性化的處理方法。
2.2 傳遞函數(shù)
傳遞函數(shù)的定義，是本次課的重點(diǎn)講解內(nèi)容，通過實(shí)例讓學(xué)生理解為什么要引入傳遞函數(shù)表述動(dòng)態(tài)系統(tǒng)；
傳遞函數(shù)的常見形式，讓學(xué)生了解它的多種表達(dá)方式；
控制系統(tǒng)的基本聯(lián)接方式，主要掌握串聯(lián)、并聯(lián)和反饋控制等基本聯(lián)接方式；
擾動(dòng)作用下的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
3.3傳遞函數(shù)方塊圖的繪制；
傳遞函數(shù)方塊圖的變換，是學(xué)生掌握的重點(diǎn)和難點(diǎn)；
傳遞函數(shù)方塊圖的簡(jiǎn)化，通過大量的訓(xùn)練能熟練掌握。
2.4典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)
了解每一個(gè)典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)表達(dá)的含義，并能熟練掌握傳遞函數(shù)的表達(dá)式。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
傳遞函數(shù)的定義；
傳遞函數(shù)方框圖的變換和簡(jiǎn)化。
[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
多種實(shí)例分析貫穿本章教學(xué)始終，做到舉一反三，全面理解和熟練應(yīng)用。
[應(yīng)用]
以例子穿插講解。
[板書設(shè)計(jì)]
結(jié)合多媒體課件，進(jìn)行教學(xué)。
第三章 控制系統(tǒng)的時(shí)域分析
[教學(xué)內(nèi)容]
1．時(shí)間響應(yīng)的基本概念及其組成，幾種典型的輸入信號(hào)；
2．一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)，二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)；
3．控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)；
4．控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[教學(xué)安排]
本章安排的教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)
3.1.1 時(shí)間響應(yīng)及其組成；3.1.2 典型輸入信號(hào)；3.2一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。
安排2學(xué)時(shí)。
典型輸入信號(hào)：?jiǎn)挝浑A躍信號(hào)、單位斜坡信號(hào)、單位加速度信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、單位正弦信號(hào)；
一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)介紹一階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)和單位脈沖信號(hào)輸入下的響應(yīng)。
3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。安排2學(xué)時(shí)
介紹二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以及二階系統(tǒng)在單位階躍信號(hào)和單位脈沖信號(hào)輸入下的響應(yīng)。
3.5 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。安排2學(xué)時(shí)。
介紹欠阻尼狀態(tài)下的二階系統(tǒng)在單位階躍輸入的響應(yīng)下瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)：上升時(shí)間、峰值時(shí)間、最大超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間，并舉例求響應(yīng)的響應(yīng)指標(biāo)。
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。安排2學(xué)時(shí)。
穩(wěn)定性的基本概念及線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，Routh（勞斯）穩(wěn)定判據(jù)
[知識(shí)點(diǎn)及其基本要求]
3.1 時(shí)間響應(yīng)與典型輸入信號(hào)
時(shí)間響應(yīng)的概念，以質(zhì)量-彈簧系統(tǒng)為例介紹時(shí)間響應(yīng)的組成：瞬態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，為單位反饋系統(tǒng)時(shí)，其偏差與誤差相等。
選取典型輸入信號(hào)的基本原則，單位階躍信號(hào)、單位斜坡信號(hào)、單位加速度信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、單位脈沖信號(hào)、單位正弦信號(hào)等典型信號(hào)的產(chǎn)生與數(shù)學(xué)表達(dá)式及其拉氏變換；
3.2 一階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
一階系統(tǒng)的微分方程及其傳遞函數(shù)，一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)及其性能參數(shù)，一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)。
3.3 二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)
二階系統(tǒng)的微分方程及其傳遞函數(shù)，分情況討論欠阻尼系統(tǒng)、臨界阻尼系統(tǒng)、過阻尼系統(tǒng)、零阻尼系統(tǒng)。
二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)，討論二階系統(tǒng)在不同阻尼情況下的單位階躍響應(yīng)。二階系統(tǒng)在不同阻尼情況下的單位脈沖響應(yīng)。
3.5 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)
瞬態(tài)響應(yīng)的性能指標(biāo)，根據(jù)欠阻尼狀態(tài)下的二階環(huán)節(jié)對(duì)單位階躍輸入的時(shí)間響應(yīng)，性能指標(biāo)包括上升時(shí)間、峰值時(shí)間、最大超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間。舉例進(jìn)行介紹如何理解與求解這些性能指標(biāo)。
3.6 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性
穩(wěn)定性的基本概念，線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件，判斷控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法有兩大類：直接求解系統(tǒng)特征方程，根據(jù)極點(diǎn)分布來判定系統(tǒng)穩(wěn)定性，另一類是不求解特征方程的間接方法—Routh（勞斯）穩(wěn)定判據(jù)。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
二階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)；
控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)。[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
時(shí)間響應(yīng)基本概念以及典型輸入信號(hào)通過直接法給出；
通過實(shí)例分析計(jì)算控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)以及時(shí)間性能指標(biāo)的計(jì)算，Routh（勞斯）穩(wěn)定判據(jù)的計(jì)算。
[應(yīng)用]
以例子穿插講解。
[板書設(shè)計(jì)]
結(jié)合多媒體課件，進(jìn)行教學(xué)。
第四章 控制系統(tǒng)的頻域分析
[教學(xué)內(nèi)容]
（1）頻率特性的基本概念
（2）頻率特性圖示方法（典型環(huán)節(jié)Nyquist圖和Bode圖）
（3）頻率特性的特征量、最小相位系統(tǒng)
（4）系統(tǒng)穩(wěn)定性的初步概念、Routh判據(jù)
（5）Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)和Bode穩(wěn)定性判據(jù)、（6）系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性 [教學(xué)安排]
計(jì)劃學(xué)時(shí)數(shù)：8 學(xué)時(shí)
（1）頻率特性的基本概念，2學(xué)時(shí)；
（2）頻率特性圖示方法（典型環(huán)節(jié)Nyquist圖和Bode圖），4學(xué)時(shí)；
（3）頻率特性的特征量、最小相位系統(tǒng)，2學(xué)時(shí)；
（4）系統(tǒng)穩(wěn)定性的初步概念、Routh判據(jù)，2學(xué)時(shí)；
（5）Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)和Bode穩(wěn)定性判據(jù)，4學(xué)時(shí)；
（6）系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，2學(xué)時(shí)；
[知識(shí)點(diǎn)及其基本要求]
了解頻率特性的定義及求法；熟悉典型環(huán)節(jié)頻率特性的Nyquist圖和Bode圖；掌握一般系統(tǒng)Nyquist圖和Bode圖的畫法（注意畫圖步驟和圖面標(biāo)注）；能應(yīng)用代數(shù)判據(jù)和幾何判據(jù)完成系統(tǒng)穩(wěn)定性的判別；理解系統(tǒng)頻域性能指標(biāo)及其與時(shí)域指標(biāo)的關(guān)系；理解什么是相對(duì)穩(wěn)定性，掌握穩(wěn)定裕量的計(jì)算方法。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖和Bode圖；
穩(wěn)定性的幾何判據(jù)；
穩(wěn)定裕量的計(jì)算
[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
通過工程實(shí)例引入頻率特性的概念；
使用MATLAB仿真案例
[板書設(shè)計(jì)]
結(jié)合多媒體課件，進(jìn)行教學(xué)。
第五章 控制系統(tǒng)的誤差分析
[教學(xué)內(nèi)容]
1．控制系統(tǒng)的誤差與偏差以及兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
2．瞬態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程、瞬態(tài)誤差與穩(wěn)態(tài)誤差、靜態(tài)誤差與動(dòng)態(tài)誤差；
3．靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差的計(jì)算。
[教學(xué)安排]
本章安排的教學(xué)時(shí)數(shù)：6
5．1 誤差的概念；5．2 系統(tǒng)的類型。安排2學(xué)時(shí)。
結(jié)合定義強(qiáng)調(diào)誤差與偏差的不同以及兩者的對(duì)應(yīng)關(guān)系；
結(jié)合定義強(qiáng)調(diào)各誤差不同、影響因素；
5．3 靜態(tài)誤差；5．4 動(dòng)態(tài)誤差。安排2學(xué)時(shí)。
不同類型系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)、不同輸入信號(hào)作用下的靜態(tài)誤差；結(jié)合實(shí)例進(jìn)行控制系統(tǒng)的靜態(tài)誤差的計(jì)算。
系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)計(jì)算；結(jié)合實(shí)例進(jìn)行控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差的計(jì)算。[知識(shí)點(diǎn)及其基本要求]
5．1 誤差的概念
一、誤差與偏差
控制系統(tǒng)的誤差是系統(tǒng)的實(shí)際輸出與期望輸出的差；控制系統(tǒng)的偏差是系統(tǒng)的輸入信號(hào)與反饋信號(hào)的差。兩者定義是不同的，但是它們都是表示控制系統(tǒng)精度的量，都反映控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，并且它們之間具有確定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。控制系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)時(shí)，其偏差與誤差相等。
二、瞬態(tài)過程與瞬態(tài)誤差
瞬態(tài)過程反映控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性這兩個(gè)方面；對(duì)于穩(wěn)定的系統(tǒng)，實(shí)際上瞬態(tài)誤差在時(shí)間大于調(diào)整時(shí)間后可以認(rèn)為基本衰減為零。
控制系統(tǒng)的誤差主要是穩(wěn)態(tài)誤差。
三、穩(wěn)態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)誤差
穩(wěn)態(tài)過程反映控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)性能，它主要表現(xiàn)在系統(tǒng)跟蹤輸入信號(hào)的準(zhǔn)確度或抑制干擾信號(hào)的能力上；穩(wěn)態(tài)誤差是評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的主要指標(biāo)，是隨時(shí)間變化的量，與系統(tǒng)及其輸入信號(hào)的特性有關(guān)。它分為靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差兩類。
四、靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差
靜態(tài)誤差是系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的極限值，其大小取決于系統(tǒng)靜態(tài)誤差系數(shù)；動(dòng)態(tài)誤差是控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的過程量，反映穩(wěn)態(tài)誤差的變化規(guī)律，其大小取決于系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)和輸入信號(hào)及其各階導(dǎo)數(shù)。
5．2 系統(tǒng)的類型
靜態(tài)誤差為零的系統(tǒng)是無差系統(tǒng)，系統(tǒng)是有差系統(tǒng)還是無差系統(tǒng)取決于系統(tǒng)的類型和輸入信號(hào)的形式。
5．3 靜態(tài)誤差
一、不同類型系統(tǒng)的靜態(tài)誤差系數(shù)
二、不同輸入信號(hào)作用下的靜態(tài)誤差
三、結(jié)合實(shí)例進(jìn)行控制系統(tǒng)的靜態(tài)誤差的計(jì)算。
5．4 動(dòng)態(tài)誤差
一、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)計(jì)算
二、結(jié)合實(shí)例進(jìn)行控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差的計(jì)算。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)計(jì)算；
控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)誤差的計(jì)算。
[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
采用對(duì)比分析各定義的異同，逐步引出靜態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差；
通過實(shí)例分析計(jì)算控制系統(tǒng)的靜態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差。
[應(yīng)用]
例1：已知系統(tǒng)1和系統(tǒng)2的開環(huán)傳遞函數(shù)分別為
試計(jì)算其靜態(tài)誤差系數(shù)和動(dòng)態(tài)誤差系數(shù)。
例2：對(duì)于上例，試計(jì)算當(dāng)控制輸入信號(hào)分別為
時(shí)的靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差。
[板書設(shè)計(jì)]
結(jié)合多媒體課件，進(jìn)行教學(xué)。第六章 控制系統(tǒng)的綜合與校正
[教學(xué)安排]：
教學(xué)時(shí)數(shù) 6；
教學(xué)手段：多媒體教學(xué)與仿真試驗(yàn)；
教輔工具：仿真軟件MATLAB與MULTISIM；
教學(xué)法：形象比喻、設(shè)疑、思考、啟發(fā)、仿真演示與結(jié)論；
[知識(shí)點(diǎn)及其基本要求]
滯后與超前的含義；
滯后容易理解，但系統(tǒng)為什么能做到超前（因?yàn)橄到y(tǒng)信號(hào)是有規(guī)律的）；
系統(tǒng)為什么不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的實(shí)質(zhì)是什么：系統(tǒng)反映過慢，對(duì)高頻不能做出及時(shí)響應(yīng)。
系統(tǒng)要穩(wěn)定，有兩種情況，（1）系統(tǒng)反映很快，在高頻時(shí)，幅值與相位誤差均很小；（2）系統(tǒng)反映較慢，在高頻時(shí)，幅值與相位誤差均很大，既對(duì)高頻不敏感。比喻：大雪天不摔跤的兩種人：反映快或反映慢走路很小心的人。
然后搞清楚校正的實(shí)質(zhì)是什么？
舉例說明超前順饋校正提高穩(wěn)定性與響應(yīng)快速性的方法。
[重點(diǎn)和難點(diǎn)]
掌握系統(tǒng)不穩(wěn)定的實(shí)質(zhì)；
校正的實(shí)質(zhì)。
[教學(xué)法設(shè)計(jì)]
一、用matlab仿真：（1）相位差超過180度，而幅值仍然大于1的系統(tǒng)；（2）觀察這種情況下的反饋系統(tǒng)穩(wěn)定性；分析原因，提出解決方案，同時(shí)理解校正的概念；
用電路仿真，學(xué)生觀察信號(hào)的超前與滯后，并理論計(jì)算超前角與滯后角，與仿真結(jié)果相比較；
二、設(shè)計(jì)PID校正，并分析輸入與輸出的關(guān)系；
用電路仿真，觀察輸入與輸出的情況，比對(duì)學(xué)生的思考。
[應(yīng)用]
超前順饋校正舉例說明提高穩(wěn)定性與響應(yīng)快速性的方法。
第四篇：《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程電子教案
《化工過程控制原理》課程教案
一、課程概況
這是一門化工類各專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握自動(dòng)控制的基本原理和概念，并具備對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)的初步能力，從理論上為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)創(chuàng)造必要的條件，為學(xué)生將來從事工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)的工程技術(shù)工作和科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。計(jì)劃理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。
二、學(xué)習(xí)本課程必備的理論基礎(chǔ)、高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)是本課程的重要基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程前，應(yīng)具備微分方程、差分方程、復(fù)變函數(shù)、積分變換、矩陣等有關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)。、電路與磁路、電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課程，是本課程的先修課程。、學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程前，需要有一定的化工、電機(jī)、自動(dòng)控制元件等方面知識(shí)。
三、課程主要內(nèi)容和學(xué)時(shí)分配 第一章 緒論
主要內(nèi)容：自動(dòng)控制的現(xiàn)狀與發(fā)展、基本概念，自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成機(jī)構(gòu)；自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類、基本要求，自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷史。
基本要求：（1）了解化工過程控制論的基本含義和研究對(duì)象,學(xué)習(xí)本課程的目的和任務(wù)；掌握廣義系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的含義。（2）了解系統(tǒng)、廣義系統(tǒng)的概念，了解系統(tǒng)的基本特性；了解系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型和靜態(tài)模型之間的關(guān)系。（3）掌握反饋的含義，學(xué)會(huì)分析動(dòng)態(tài)系統(tǒng)內(nèi)信息流動(dòng)的過程，掌握系統(tǒng)或過程中存在的反饋。（4）了解廣義系統(tǒng)的幾種分類方法；掌握閉環(huán)控制系統(tǒng)的工作原理、組成；學(xué)會(huì)繪制控制系統(tǒng)的方框圖。（5）了解控制系統(tǒng)中基本名詞和基本變量。（6）了解正反饋、負(fù)反饋、內(nèi)反饋、外反饋的概念。（7）了解對(duì)控制系統(tǒng)的基本要求。
重點(diǎn)：（1）學(xué)會(huì)用系統(tǒng)論、信息論的觀點(diǎn)分析廣義系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性、信息流，理解信息反饋的含義及其作用。（2）掌握控制系統(tǒng)的基本概念、基本變量、基本組成和工作原理；繪制控制系統(tǒng)方框圖。
難點(diǎn) ：廣義系統(tǒng)的信息反饋及控制系統(tǒng)方框圖的繪制。第二章 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
主要內(nèi)容：系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)；傳遞函數(shù)方框圖、相似原理；MATLAB描述?；疽螅海?）了解數(shù)學(xué)模型的基本概念。能夠運(yùn)用動(dòng)力學(xué)、電學(xué)及專業(yè)知識(shí)，列寫機(jī)械系統(tǒng)、電子網(wǎng)絡(luò)的微分方程。（2）掌握傳遞函數(shù)的概念、特點(diǎn)，會(huì)求傳遞函數(shù)的零點(diǎn)、極點(diǎn)及放大系數(shù)。（3）能夠用分析法求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（4）掌握各個(gè)典型環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，傳遞函數(shù)的基本形式及相關(guān)參數(shù)的物理意義。（5）了解傳遞函數(shù)方框圖的組成及意義；能夠根據(jù)系統(tǒng)微分方程，繪制系統(tǒng)傳遞函數(shù)方框圖，并實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化，從而求出系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（6）掌握閉環(huán)系統(tǒng)中前向通道傳遞函數(shù)、開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)的定義及求法。掌握干擾作用下，系統(tǒng)的輸出及傳遞函數(shù)的求法和特點(diǎn)。（7）了解相似原理的概念。（8）了解系統(tǒng)的狀態(tài)空間表示法，了解MATLAB中，數(shù)學(xué)模型的幾種表示法。
重點(diǎn)：（1）系統(tǒng)微分方程的列寫。（2）傳遞函數(shù)的概念、特點(diǎn)及求法；典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。（3）傳遞函數(shù)方框圖的繪制及簡(jiǎn)化。
難點(diǎn)：（1）系統(tǒng)微分方程的列寫。（2）傳遞函數(shù)方框圖的繪制及簡(jiǎn)化。第三章 系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析
主要內(nèi)容：時(shí)間響應(yīng)的基本概念、典型輸入信號(hào)及其變換；一階系統(tǒng)的響應(yīng)特性；二階系統(tǒng)響應(yīng)；系統(tǒng)誤差分析與計(jì)算、高階系統(tǒng)；單位脈沖函數(shù)在時(shí)間響應(yīng)中的作用；MATLAB函數(shù)命令及其應(yīng)用。
基本要求：（1）了解系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的組成；初步掌握系統(tǒng)特征根的實(shí)部和虛部對(duì)系統(tǒng)自由響應(yīng)項(xiàng)的影響情況，掌握系統(tǒng)穩(wěn)定性與特征根實(shí)部之間的關(guān)系。（2）了解控制系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)分析中的常用的典型輸入信號(hào)及其特點(diǎn)。（3）掌握一階系統(tǒng)的定義和基本參數(shù)，能夠求解一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)及單位斜坡響應(yīng)；掌握一階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)曲線的基本形狀及意義。掌握線性系統(tǒng)中，存在微分關(guān)系的輸入，其輸出也存在微分關(guān)系的基本結(jié)論。（4）掌握二階系統(tǒng)的定義和基本參數(shù)；掌握二階系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線、單位階躍響應(yīng)曲線的基本形狀及其振蕩情況與系統(tǒng)阻尼比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；掌握二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的定義及其與系統(tǒng)特征參數(shù)之間的關(guān)系。（5）了解主導(dǎo)極點(diǎn)的定義及作用；（6）掌握系統(tǒng)誤差的定義，掌握系統(tǒng)誤差與系統(tǒng)偏差的關(guān)系，掌握誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的求法；能夠分析系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)以及干擾對(duì)系統(tǒng)偏差的影響。（7）了解單位脈沖響應(yīng)函數(shù)與系統(tǒng)傳遞函數(shù)之間的關(guān)系。
重點(diǎn)：（1）系統(tǒng)穩(wěn)定性與特征根實(shí)部的關(guān)系。（2）一階系統(tǒng)的定義和基本參數(shù)，一階系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)、單位階躍響應(yīng)及單位斜坡響應(yīng)曲線的基本形狀及意義。（3）二階系統(tǒng)的定義和基本參數(shù)；二階系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線、單位階躍響應(yīng)曲線的基本形狀及其振蕩情況與系統(tǒng)阻尼比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的定義及其與系統(tǒng)特征參數(shù)之間的關(guān)系。（4）系統(tǒng)誤差的定義，系統(tǒng)誤差與系統(tǒng)偏差的關(guān)系，誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的求法；系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)以及干擾對(duì)系統(tǒng)偏差的影響。
難點(diǎn) ：（1）二階系統(tǒng)單位脈沖響應(yīng)曲線、單位階躍響應(yīng)曲線的基本形狀及其振蕩情況與系統(tǒng)阻尼比之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；二階系統(tǒng)性能指標(biāo)的定義及其與系統(tǒng)特征參數(shù)之間的關(guān)系。（2）系統(tǒng)的輸入、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)以及干擾對(duì)系統(tǒng)偏差的影響。第四章 系統(tǒng)的頻率特性分析
主要內(nèi)容：頻率特性概念、特點(diǎn)、作用、求取方法；圖示方法（極坐標(biāo)圖、對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖）；頻率特性的特征量、最小相位與非最小相位系統(tǒng)的概念；MATLAB分析頻率特性方法。
基本要求：1．掌握頻率特性的定義和代數(shù)表示法以及與傳遞函數(shù)、單位脈沖響應(yīng)函數(shù)和微分方程之間的相互關(guān)系；掌握頻率特性和頻率響應(yīng)的求法；掌握動(dòng)剛度與動(dòng)柔度的概念。2．掌握頻率特性的圖和
圖的組成原理，熟悉典型環(huán)節(jié)的圖和
圖和
圖的特點(diǎn)及其繪制，掌握一般系統(tǒng)的的圖的特點(diǎn)和繪制。3．了解閉環(huán)頻率特性與開環(huán)頻率特性之間的關(guān)系。4．掌握頻域中性能指標(biāo)的定義和求法；了解頻域性能指標(biāo)與系統(tǒng)性能的關(guān)系。5．了解最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)的概念。
重點(diǎn)：1．頻率特性基本概念、代數(shù)表示法及其特點(diǎn)。2．頻率特性的圖示法的原理、典型環(huán)節(jié)的圖示法及其特點(diǎn)和一般系統(tǒng)頻率特性的兩種圖形的繪制。3．頻域中的性能指標(biāo)。
難點(diǎn)：1．一般系統(tǒng)頻率特性圖的畫法以及對(duì)圖形的分析。2．頻域性能指標(biāo)和時(shí)域性能指標(biāo)之間的基本關(guān)系。第五章 系統(tǒng)的穩(wěn)定性
主要內(nèi)容：穩(wěn)定性的概念與條件；穩(wěn)定性判據(jù)，包括Routh、Nyquist、Bode等三種方法；相對(duì)穩(wěn)定性；MATLAB分析穩(wěn)定性的方法。
基本要求：1．了解系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義、系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；2．掌握件和充要條件，學(xué)會(huì)應(yīng)用
判據(jù)的必要條
判據(jù)判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定，對(duì)于不穩(wěn)定系統(tǒng)，能夠指出系統(tǒng)包含不穩(wěn)定的特征根的個(gè)數(shù)；3．掌握Nyquist判劇；4．理解Nyquist圖和Bode圖之間的關(guān)系； 5．掌握Bode判??；6．理解系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性的概念，會(huì)求相位裕度和幅值裕度，并能夠在Nyquist圖和Bode圖上加以表示。
重點(diǎn)：1．Routh判劇、Nyquist判劇和Bode判劇的應(yīng)用；2．系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定性；相位裕度和幅值裕度求法及其在Nyquist圖和Bode圖的表示法。
難點(diǎn)：Nyquist判劇及其應(yīng)用。第六章 系統(tǒng)的性能指標(biāo)與校正
主要內(nèi)容：性能指標(biāo)、校正的概念與目的；校正的方法，包括串聯(lián)、PID、反饋、順饋等；MATLAB設(shè)計(jì)系統(tǒng)校正的方法。
基本要求：（1）了解系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo)、頻域性能指標(biāo)和綜合性能指標(biāo)的概念；了解頻域性能指標(biāo)和時(shí)域性能指標(biāo)的關(guān)系。（2）了解系統(tǒng)校正的基本概念。（3）掌握增益校正的特點(diǎn)；熟練掌握相位超前校正裝置、相位滯后校正裝置和相位滯后—超前校正裝置的模型、頻率特性及有關(guān)量的概念、求法及意義；掌握各種校正裝置的頻率特性設(shè)計(jì)方法；熟練掌握各種校正的特點(diǎn)。（4）掌握PID校正的基本規(guī)律及各種調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)；掌握PID調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。（5）掌握反饋校正、順饋校正的定義、基本形式、作用和特點(diǎn)。
重點(diǎn)：（1）各種串聯(lián)無源校正裝置的模型、頻率特性及有關(guān)量的概念、求法及意義；各種校正裝置的特點(diǎn)及其設(shè)計(jì)方法。（2）PID校正的基本規(guī)律及各種調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)；PID調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。（3）反饋校正、順饋校正的定義、基本形式、作用和特點(diǎn)。
難點(diǎn)：（1）各種串聯(lián)無源校正裝置的設(shè)計(jì)。（2）PID調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法。
四、教材與參考文獻(xiàn)目錄
教材：《自動(dòng)控制原理》，巨林倉(cāng)等編著，中國(guó)電力出版社出版 參考文獻(xiàn)：
1.《自動(dòng)控制原理》，李友善主編，朱克定主審，國(guó)防科技大學(xué)出版社出版 2.《自動(dòng)控制原理》，孫虎章主編，中央廣播電視大學(xué)出版社出版 3.《自動(dòng)控制原理》，胡壽松主編，國(guó)防工業(yè)出版社出版（第四版）4.《自動(dòng)控制原理》，周其節(jié)主編，華南理工大學(xué)出版社出版
五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求
實(shí)驗(yàn)是該課程重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。目的旨在：驗(yàn)證理論知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)手段與實(shí)踐技能；掌握常用電工儀器儀表的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題、應(yīng)用知識(shí)的能力和創(chuàng)新精神；學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自主實(shí)驗(yàn)，真正培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
1．動(dòng)手能力的培養(yǎng)： 通過實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所用儀器、設(shè)備單元的用途和使用方法有足夠的了解和掌握，并且要求學(xué)生做到：能夠獨(dú)立分析和排除實(shí)驗(yàn)用儀器、設(shè)備單元的常見故障；能夠利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置和儀器、儀表正確獲取、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2．組織實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)：要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的原則要求和指標(biāo)要求，自行擬定實(shí)驗(yàn)提綱，自行設(shè)計(jì)組織實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，自行決定需要測(cè)取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自行決定實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)，自行安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。最終上交完整合格的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
3．分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)：實(shí)驗(yàn)中只向?qū)W生提供必要且完整的實(shí)驗(yàn)裝置說明，提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)要求，以及欲達(dá)到的實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。要求學(xué)生能夠正確運(yùn)用學(xué)過的理論知識(shí)，通過實(shí)驗(yàn)掌握系統(tǒng)的調(diào)試方法，提高工程設(shè)計(jì)能力。
4.思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)：通過啟發(fā)、組織學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，活躍學(xué)生的學(xué)術(shù)思想，使其對(duì)所學(xué)內(nèi)容提出一些新的見解，進(jìn)而 提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。
5．綜合素質(zhì)的培養(yǎng)：通過對(duì)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程組織以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理書寫（實(shí)驗(yàn)報(bào)告中含實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容）等項(xiàng)要求的不斷調(diào)整，全面提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為進(jìn)一步接觸實(shí)踐，走向社會(huì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
六、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及教學(xué)安排
1．MATLAB軟件及其應(yīng)用仿真
2學(xué)時(shí)； 2.典型環(huán)節(jié)及二階系統(tǒng)的暫態(tài)過程分析 2學(xué)時(shí)； 3.線性系統(tǒng)頻率特性的測(cè)試 1學(xué)時(shí)；4.PID控制器的動(dòng)態(tài)特性
1學(xué)時(shí)；
七、實(shí)驗(yàn)教材及參考書
《自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》，《MATLAB語言及其應(yīng)用》
八、教學(xué)方法與手段
多媒體課件教學(xué)，將計(jì)算機(jī)輔助軟件 MATLAB 應(yīng)用于本課程教學(xué)，避免了繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和計(jì)算，化抽象為具體，通過仿真，使學(xué)生更直觀的掌握本課程的基本概念。
九、考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定
考核分為二部分：一是平時(shí)作業(yè)、課堂測(cè)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占總成績(jī)的 40% ；二是該課程的期末考試，占總成績(jī)的 60%。
期末考試試題按 6 ： 3 ： 1 的比例選取與編制，60 分基本題，以考核基本概念為主，可以填空、簡(jiǎn)答與計(jì)算題的形式出題。30 分中等難度考題，以考核重點(diǎn)內(nèi)容為主，形式主要為分析與計(jì)算題。10 分為提高題，以考核基本內(nèi)容中具有較大難度和方法較為靈活的試題為主，能綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)，形式為分析計(jì)算題。
第五篇：機(jī)械工程控制基礎(chǔ)總結(jié)--高建明
《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》考試總結(jié)
山工機(jī)電工程學(xué)院高建明
本次試點(diǎn)本科考試已結(jié)束，成績(jī)已公布，現(xiàn)針對(duì)輔導(dǎo)過程中出現(xiàn)的問題做如下總結(jié)。
所做的工作：
一、參加了輔導(dǎo)培訓(xùn)，明確了輔導(dǎo)思路。
參加了山東大學(xué)組織的輔導(dǎo)培訓(xùn)，明確了考試的要求和動(dòng)態(tài)，把握了考試難點(diǎn)和要求，更好的把握了輔導(dǎo)要求和力度，為更好的搞好輔導(dǎo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、認(rèn)真細(xì)心的做好了備課，準(zhǔn)備了高質(zhì)量的輔導(dǎo)材料。
拿到教材后首先認(rèn)真通讀了教材，從大的方面將本課程考試可能涉及到的知識(shí)點(diǎn)做了總結(jié)和歸納，為后續(xù)的備課做好了準(zhǔn)備，鑒于試點(diǎn)本科輔導(dǎo)密度大的特點(diǎn)，集中時(shí)間提前將所有課程準(zhǔn)備完畢，準(zhǔn)備了高質(zhì)量充足的輔導(dǎo)材料，包括知識(shí)點(diǎn)總結(jié)、國(guó)考?xì)v年真題、多套考前模擬題等等。
三、統(tǒng)一學(xué)生思想，幫助樹立正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，掌握正確的學(xué)習(xí)方法。
鑒于學(xué)生對(duì)試點(diǎn)本科政策認(rèn)識(shí)不到位，不全面的客觀情況，抽出專門時(shí)間對(duì)試點(diǎn)本科的相關(guān)政策進(jìn)行了詳細(xì)和客觀的解讀，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到試點(diǎn)本科的學(xué)習(xí)對(duì)自身能力的提高以及對(duì)個(gè)人職業(yè)生涯都可能會(huì)起到很大的作用，使其學(xué)習(xí)態(tài)度更加端正，變被動(dòng)為主動(dòng)，提高學(xué)習(xí)效率。結(jié)合自身經(jīng)歷，幫助學(xué)生尋找更適合自己的學(xué)習(xí)方法，增加學(xué)習(xí)時(shí)間的同時(shí)，利用正確的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效率，提高考試通過率。
四、嚴(yán)格考勤，通過嚴(yán)格紀(jì)律約束，保證學(xué)習(xí)時(shí)間。
建立點(diǎn)名冊(cè)，嚴(yán)格考勤，保證了學(xué)生的到課率。單獨(dú)組建試點(diǎn)本科班，配備專用教室，保證上課時(shí)間的同時(shí)，也給學(xué)生提供了良好的學(xué)習(xí)氛圍，有力的保證了學(xué)習(xí)時(shí)間，事實(shí)證明效果良好。出現(xiàn)的問題：
一、部分學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，不善思考，不善討論，不善相互學(xué)習(xí)，在以后輔導(dǎo)過程中應(yīng)尋找解決此方面的問題的方法。
二、部分同學(xué)對(duì)布置的作業(yè)不能高質(zhì)量的、及時(shí)的完成，跟不上老師的輔導(dǎo)節(jié)奏，耽誤了進(jìn)度。
三、分析成績(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)有8名同學(xué)成績(jī)?yōu)?7分，從中可以看出在輔導(dǎo)中更應(yīng)注意“臨界”及格的這部分同學(xué)，如果在考前復(fù)習(xí)上稍加用心就能過關(guān)，此現(xiàn)象值得思考。
總之，本次考試在各級(jí)各位領(lǐng)導(dǎo)的指導(dǎo)和關(guān)心下，在各位同事的幫助下，在同學(xué)們的努力配合下，結(jié)果雖差強(qiáng)人意，但及格率比及其他科目還有不小差距，今后會(huì)全面反思，做好工作，爭(zhēng)取取得更好的成績(jī)。
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