《自动控制原理》教学大纲.docx

《自动控制原理》教学大纲
一、课程基本信息
课程类别
学科基础课程
课程性质
理论
课程属性
必修
课程名称
自动控制原理
课程英文名称
Automatic Control Theory
课程编码
F05XB2理解。老师要再三反复使用例题阐明学习目的。
教学方法与策略：线下教学。利用线性案例培养学生推导频率特性的公式。带领学生观察频率逐渐增加，系统的增益变化情况。当系统进入不稳定区，应当采取的维稳措施。
课前：预习复变函数。
课堂：思考频率特性的物理性，学会操作频率特性的数学手段。
课后：用心了解作业背后的题目意义，并自己完成作业。
目标1
目标2
频率特性的图示方法
6
重点：掌握奈奎斯图，伯德图的制作，并了解如何应用判据来设计稳定的频率响应。
难点： 奈奎斯图使用极坐标制图，伯德图使用对数坐标制图，学生并不熟悉，无法深入感觉理解。老师要再三反复使用例题阐明学习目的、及达成目的的方法，学生则需爱知爱学，配合跟上学习。
教学方法与策略：线下教学。利用线性案例培养学生绘制奈奎斯图，伯德图。带领学生观察频率逐渐增加，系统的增益变化情况。当系统进入不稳定区，应当采取的维稳措施。
课前：复习频率特性。
课堂：思考奈奎斯，伯德图的物理性，并学会如何有图中读出系统特性。
课后：了解作业背后的题目意义，并自己完成作业。
目标2
系统的稳定性
6
重点：掌握奈奎斯图，伯德图的稳定判据，规范系统稳定性。
课前：预习奈奎斯，伯
目标2
目标3
难点：奈奎斯图，伯德图为抽象的工具图，要教会学生从中萃取信息，判断稳定频率，并不容易。
思政元素：既然已到设计阶段，鼓励学生关心国内制造业的工程热点问题，打开眼界，努力学习。
教学方法与策略：线下教学。在课堂上，以板书的形式，举出频率响应判据的例子，与学生共同完成奈奎斯图判据设计。
德图的制作，与含义。
课堂：了解如何使用两图来促进系统的稳定性。
课后：反复练习奈奎斯图，并能朗朗上口对稳定性进行批判。
系统的性能指标与校正
6
重点：掌握系统超前、滞后、顺馈、反馈的设计理念，并熟悉如何使用PID系统改善稳定性。
难点：超前、落后、顺馈、反馈需配合方框图、学者不易领略。必须依循方框图进行设计、推导工作。
思政元素：既然已到设计阶段，鼓励学生关心国内制造业，并应用在东莞的制造业。
教学方法与策略：线下教学。在课堂上，以板书的形式，举出频率响应反馈的例子，与学生共同完成。
课前：复习PID及伯德图。
课堂：听懂超前，滞后反馈的物理诉求，并学习处置的数学方法。
课后：沉浸式复习超前滞后的物理意义及诉求。完成作业。
目标3
（二）实践教学
实践类型
项目名称
学时
主要教学内容
项目
类型
项目
要求
支撑课程目标
实验
控制系统比例环节模拟
2
重点：使用运算放大器（op-amp）电子电路，模拟控制系统中的比例放大环节。
难点：必须先教会学生运算放大器的原理，才能有效模拟传递函数。
验证
实验5人一组，完成实验报告。实验报告须有详细的实验记录。
目标1
目标2
实验
惯性环节频率响应模拟
2
重点：使用运算放大器（op-amp）电子电路，模拟控制系统中的惯性环节
难点：惯性环节