控制系統的頻率特性分析法
(一)學習目的與要求
通過本章的學習,使學生了解系統頻率特性的一般概念,學會繪制系統開環頻率特性(包括復平面內的頻率特性和對數幅相頻率特性),掌握運用系統開環頻率特性分析系統性能及動態過程的方法。
(二)課程內容
第一節
頻率特性的定義,頻率特性與傳遞函數之間的關系。
第二節
繪制六個基本環節的頻率特性曲線。
第三節
開環頻率特性曲線的概略繪制方法。
第四節
判斷系統穩定的奈氏判據。討論對數頻率特性的奈氏穩定性判別。
第五節
開環頻率特性的重要性能指標及其與系統三大性能之間的關系。
(三)考核知識點
1、頻率特性的基本概念。
2、典型環節的頻率特性繪制。
3、開環系統的頻率特性。
4、乃奎斯特穩定性判據。
5、頻率法分析系統的穩態性能。
(四)考核要求
1、頻率特性的基本概念(次重點)
(1)識記:頻率特性的概念及其與傳遞函數的關系。
2、典型環節的頻率特性(重點)
(1)簡單應用:正確繪制幾種典型環節的頻率特性(包括復平面上開環幅相頻率特性和對數幅頻、相頻特性)。
3、系統的開環頻率特性(次重點)
(1)簡單應用:正確繪制開環系統的幅相頻率特性(乃奎斯特圖)和對數幅頻、相頻特性(伯德圖)。
4、頻域法分析閉環系統的穩定性(重點)
(1)領會:幅角原理和乃奎斯特穩定性判據及對數頻率穩定性判據。
(2)綜合應用:熟練掌握乃奎斯特穩定判據和對數頻率穩定判據,應用上述穩定判據判斷系統的穩定性。
5、用開環頻率特性分析系統的性能(次重點)
(1)領會:開環頻率特性與系統性能的關系
第六章 控制系統的校正
(一)學習目的與要求
通過本章的學習使學生了解系統校正的基本方法,理解各種校正方法的基本原理。
(二)課程內容
系統性能指標的分類,對數幅頻特性的形狀與系統性能指標的關系,校正方式
第二節
相位超前校正裝置的結構、頻率特性及作用,校正的方法。
第三節
串聯滯后校正裝置的結構、頻率特性及作用,校正的方法。
相位滯后-超前校正裝置的結構、頻率特性及作用,校正的方法。
第五節
常用的幾類期望對數頻率特性,期望串聯校正方法
第六節
PID控制器的結構,常用的幾種組合方式,PID控制器的頻率特性及作用。
第七節
局部反饋對系統性能的影響,局部校正的方法
(三)考核知識點
1、校正的基本概念。
2、常用校正裝置。
3、串聯校正。
4、反饋校正。
(四)考核要求
1、控制系統校正的基本概念(一般)
(1)識記:校正的概念,常用的校正方式有兩種(串聯校正和反饋校正)。
(2)領會:對數幅頻特性的形狀對系統性能指標的影響
2、串聯校正(一般)
(1)領會:串聯超前校正、串聯滯后校正、串聯滯后—超前校正、期望串聯校正的原理。
3、PID控制器(一般)
(1)領會:PID控制器的作用。
4、反饋校正(一般)
(1)領會:局部反饋校正的一般特性。
三、關于大綱的說明與考核實施要求
(一)自學考試大綱的目的和作用
課程自學大綱是根據專業自學考試計劃的要求,結合自學考試的特點而確定。其目的是對個人自學、社會助學和課程考試命題進行指導和規定。
課程自學大綱明確了課程學習的內容以及深廣度,規定了課程自學考試的范圍和標準。因此,它是編寫自學考試教材和輔導書的依據,是社會助學組織進行自學輔導的依據,是自學者學習教材、掌握課程內容知識范圍和程度的依據,也是進行自學考試命題的依據。
(二)課程自學考試大綱與教材的關系
課程自學考試大綱是進行學習和考核的依據,教材是學習掌握課程知識的基本內容與范圍,教材的內容是大綱所規定的課程知識和內容的擴展與發揮。課程內容在教材中可以體現一定的深度或難度,但在大綱中對考核的要求一定要適當。
大綱與教材所體現的課程內容應基本一致;大綱里面的課程內容和考核知識點,教材里一般也要有。反過來教材里的內容,大綱里就不一定體現。
(三)自學教材
指定使用教材:《自動控制原理》 陳鐵牛 主編 機械工業出版社 2006年7月第1版.
參考教材:《自動控制原理》 孫炳達 主編 機械工業出版社 2007年2月版
《自控控制原理》 張晉格 主編 哈爾濱工業大學出版社 2004年5月版
《控制工程基礎》 孔祥東 主編 機械工業出版社 2008年1月版
(四)自學要求和自學方法的指導
本大綱的課程基本要求是依據專業考試計劃和專業培養目標而確定的,課程基本要求還明確了課程的基本內容,以及對基本內容掌握的程度。基本要求中的知識點構成了課程內容的主體部分。因此,課程內容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學考試的主要內容。
為有效地指導個人自學和社會助學,本大綱已指明了課程的重點和難點,在各章的基本要求中也指明了各章內容的重點和難點。
建議學生在自學時應做到以下幾點:
1、在開始學習指定教材每一章之前,應先閱讀大綱中有關這一章考核知識點及對知識點的能力層次要求即考核目標,使閱讀教材有的放矢。
2、閱讀教材時,要仔細閱讀逐句推敲,深刻理解基本概念、基本理論,牢固掌握基本方法與技能。
3、自學過程中堅持做好讀書筆記,做到有歸納、有總結、有理解、有提高。自學過程中除了勤于思考外,還要勤于提問,勤于請教,切忌死記硬背,生搬硬套,急于求成。要注意所學內容縱向和橫向的聯系。
(五)對社會助學的要求
1、熟知考試大綱對課程提出的目標總要求和各章掌握的知識點;熟知各知識點要求達到的能力層次,并深刻體會與理解各知識點的考核目標。
2、輔導時應以考試大綱為準,指定教材為基礎,避免隨意超綱,且應突出重點。
3、助學學時:本課程共5學分,建議總助學80學時。課時分配如下:
章 次
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內 容
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學 時
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第一章
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自動控制系統的基本概念
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4
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第二章
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自動控制系統的數學描述方法
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10
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第三章
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控制系統的時域分析法
|
14
|
第四章
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控制系統的根軌跡分析法
|
10
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第五章
|
控制系統的頻域分析法
|
14
|
第六章
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控制系統的校正
|
6
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總復習
|
6
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總 計
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64
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