西安石油大学教案(章节备课) 学时:12h 第五章线性系统的频域分析法12h 5-1引言 5-2频率特性 5一3开环系统的典型环节分解和开环频率特性 章节 -4频率域稳定判据 5-5稳定裕度 5-6闭环系统的频域性能指标 习题 补充: Matlab的应用 1.频率特性的定义 2.频率特性的几何表示 (1)幅相频率特性曲线(2)对数频率特性曲线(3)对数幅相频率特性 曲线 3.典型环节的频率特性及最小相位系统 知识点和分析方法 4.奈奎斯特稳定性判据 5.稳定裕量(1)幅值裕量h(2)相位裕量γ 6.对数频率稳定性判据 7.尼柯尔斯曲线 8.带宽频率和带宽 9.谐振峰值及频率 1.重点 (1)开环频率特性的绘制(包括极坐标图和对数坐标图) (2)奈奎斯特稳定判据 (3)开环频率特性指标 重点 (4)闭环频率特性指标。 2.难点 难点 (1)非最小相位系统频率特性: (2)奈奎斯特路径有变化时奈奎斯特稳定判据的应用 (3)截止频率的计算 (4)幅值裕量的计算
西安石油大学教案(章节备课) 学 时： 12h 章节 第五章 线性系统的频域分析法 12h 5—1 引言 5—2 频率特性 5—3 开环系统的典型环节分解和开环频率特性 5—4 频率域稳定判据 5—5 稳定裕度 5—6 闭环系统的频域性能指标 习题 补充：Matlab 的应用 知识点和分析方法 1. 频率特性的定义 2. 频率特性的几何表示 （1）幅相频率特性曲线（2）对数频率特性曲线（3）对数幅相频率特性 曲线 3. 典型环节的频率特性及最小相位系统 4. 奈奎斯特稳定性判据 5. 稳定裕量（1）幅值裕量 h （2）相位裕量 6. 对数频率稳定性判据 7. 尼柯尔斯曲线 8. 带宽频率和带宽 9. 谐振峰值及频率 重点 难点 1. 重点 （1）开环频率特性的绘制(包括极坐标图和对数坐标图)； （2）奈奎斯特稳定判据； （3）开环频率特性指标； （4）闭环频率特性指标。 2. 难点 （1）非最小相位系统频率特性； （2）奈奎斯特路径有变化时奈奎斯特稳定判据的应用； （3）截止频率 c 的计算 （4）幅值裕量的计算
(1)运用频率特性分析系统的稳态响应 (2)确定系统的动态误差系数。 (3)做 Nyquist曲线图,Bode图 (4)稳定性判据 要求掌握内容 (5)相位裕量、幅值裕量的计算。 (6)闭环频率特性的基本知识和有关指标 (7)系统指标的近似估算。 (8)用实验数据确定传递函数,由Bode图得到系统的传递函数。 多媒体教学及黑板板书结合 授思路,采用的教学 重点突出:贯穿于每堂课的教学中,讲到重点时语言警示、文字用加 方法和辅助手段,板书 计,重点如何突出,粗加重提醒 难点如何解决,师生互难点:讲透讲清,多举实例。重要的概念、公式希望学生在理解的基 础上记忆 师生互动:新课前的复习提问,重点内容请学生复述,到黑板前解题 5-5概略 NYQUIST曲线绘制 5-7频率特性概念 5-9概略 NYQUIST曲线绘制 5-11BODE幅频特性曲线绘制(渐近线) 本章思考题和题5-12由幅频特性曲线反求开环传函 5-14 NYQUIST判据应用(10小题) 5-19典型环节十滞后环节 NYQUIST曲线绘制及判稳 5-21相位裕量、幅值裕量的计算 5-23相位裕量、幅值裕量的计算 主要 参考资料 同前 MAYTLAB应用主要内容 备注 1.BODE、 NYQUIST、 NICHOLSE函数绘频率特性曲线用法 2. MARGIN函数计算相位裕量、幅值裕量
要求掌握内容 （1）运用频率特性分析系统的稳态响应。 （2）确定系统的动态误差系数。 （3）做 Nyquist 曲线图，Bode 图。 （4）稳定性判据。 （5）相位裕量、幅值裕量的计算。 （6）闭环频率特性的基本知识和有关指标。 （7）系统指标的近似估算。 （8）用实验数据确定传递函数，由 Bode 图得到系统的传递函数。 教授思路，采用的教学 方法和 辅助手段，板书 设计，重点如何突出， 难点如何解决，师生互 动等 多媒体教学及黑板板书结合。 重点突出：贯穿于每堂课的教学中，讲到重点时语言警示、文字用加 粗加重提醒 难点：讲透讲清，多举实例。重要的概念、公式希望学生在理解的基 础上记忆 师生互动：新课前的复习提问，重点内容请学生复述，到黑板前解题 本章思考题和习题 5-5 概略 NYQUIST 曲线绘制 5-7 频率特性概念 5-9 概略 NYQUIST 曲线绘制 5-11 BODE 幅频特性曲线绘制（渐近线） 5-12 由幅频特性曲线反求开环传函 5-14 NYQUIST 判据应用（10 小题） 5-19 典型环节＋滞后环节 NYQUIST 曲线绘制及判稳 5-21 相位裕量、幅值裕量的计算 5-23 相位裕量、幅值裕量的计算 主要 参考资料 同前 备注 MAYTLAB 应用主要内容： 1． BODE、NYQUIST、NICHOLSE 函数绘频率特性曲线用法 2． MARGIN 函数计算相位裕量、幅值裕量
西安石油大学教案(章节备课) 学时:10h 第六章线性系统的校正方法10h 6-1系统的设计与校正问题 章节62常用校正装置及其特性 6一3串联校正(超前、滞后与超前+滞后) 6-4反馈校正 6-5复合校正 理想的频率特性 2.系统的校正 3.校正方式 知识点和 4.常用校正网络及其特性 分析方法5.频率响应校正方法 6.根轨迹校正 7.复合校正 1.重点 (1)正确理解控制系统校正的概念;明确系统校正的方式、校正的本质和校正装 置的基本设计方法 (2)正确理解串联校正的基本控制规律,及其控制作用的物理本质。 (3)掌握串联超前、串联滞后和滞后一超前校正的特点及其对系统的作用。 4)掌握希望对数幅频特性曲线的绘制方法,能利用系统开环对数渐近幅频特性 重点曲线,定性分析校正装置对原系统性能的影响 难点 (5)熟悉几种典型的有源及无源校正装置 (6)掌握根轨迹校正方法 2.难点 (1)根据性能指标确定选取的校正方案。 (2)校正网络参数的确定 (3)相位裕量和幅值裕量的验算。 (1)掌握校正网络频率特性及其作用。 (2)正确选择校正网络。 要求掌握(3)重点掌握串联校正的设计方法,包括频率设计法和轨迹设计法。 内容 (4)掌握反馈校正、复合校正设计方法 (5)掌握指标验证方法
西安石油大学教案(章节备课) 学 时： 10h 章节 第六章 线性系统的校正方法 10h 6—1 系统的设计与校正问题 6—2 常用校正装置及其特性 6—3 串联校正（超前、滞后与超前+滞后） 6—4 反馈校正 6—5 复合校正 知识点和 分析方法 1. 理想的频率特性 2. 系统的校正 3. 校正方式 4. 常用校正网络及其特性 5. 频率响应校正方法 6. 根轨迹校正 7. 复合校正 重点 难点 1. 重点 （1）正确理解控制系统校正的概念；明确系统校正的方式、校正的本质和校正装 置的基本设计方法。 （2）正确理解串联校正的基本控制规律，及其控制作用的物理本质。 （3）掌握串联超前、串联滞后和滞后一超前校正的特点及其对系统的作用。 （4）掌握希望对数幅频特性曲线的绘制方法，能利用系统开环对数渐近幅频特性 曲线，定性分析校正装置对原系统性能的影响。 （5）熟悉几种典型的有源及无源校正装置。 （6）掌握根轨迹校正方法。 2. 难点 （1）根据性能指标确定选取的校正方案。 （2）校正网络参数的确定。 （3）相位裕量和幅值裕量的验算。 要求掌握 内容 （1）掌握校正网络频率特性及其作用。 （2）正确选择校正网络。 （3）重点掌握串联校正的设计方法，包括频率设计法和轨迹设计法。 （4）掌握反馈校正、复合校正设计方法。 （5）掌握指标验证方法
教授思 咯,采用 多媒体教学及黑板板书结合 的教学方 重点突出:贯穿于每堂课的教学中,讲到重点时语言警示、文字用加粗加重提醒 法和辅 两手段,难点:讲透讲清,多举实例。重要的概念、公式希望学生在理解的基础上记忆 板书设师生互动:新课前的复习提问,重点内容请学生复述,到黑板前解题 重点 如何突 难点 如何解 决,师生 互动等 6-1串联超前校正 6-2时域指标转频域,再用串联校正 本章思考63串联超前校正 和习题 6-5(1)串联超前校正(需考虑拓宽频带)(2)串联滞后校正 6-6串联滞后+超前校正 6-8三种校正网络性能比较 主要 参考资料习题 备注 课程设计会用到本章内容
教授思 路，采用 的教学方 法和 辅 助手段， 板书设 计，重点 如何突 出，难点 如何解 决，师生 互动等 多媒体教学及黑板板书结合。 重点突出：贯穿于每堂课的教学中，讲到重点时语言警示、文字用加粗加重提醒 难点：讲透讲清，多举实例。重要的概念、公式希望学生在理解的基础上记忆 师生互动：新课前的复习提问，重点内容请学生复述，到黑板前解题 本章思考题 和习题 6-1 串联超前校正 6-2 时域指标转频域，再用串联校正 6-3 串联超前校正 6-5 （1）串联超前校正（需考虑拓宽频带）（2）串联滞后校正 6-6 串联滞后＋超前校正 6-8 三种校正网络性能比较 主要 参考资料 习题 备注 课程设计会用到本章内容
西安石油大学教案(章节备课) 学时:1h 第九章线性系统的状态空间分析与综合12h 9-1线性系统的状态空间描述 9-2线性系统的可控性与可观测性 章节9-3线性定常系统的线性变换 9-4线性定常系统的反馈结构及状态观测器 9-5李雅普诺夫稳定性分析 习题 1.线性系统的状态空间描述 识点和分 2.线性系统的可控性与可观测性 析方法 3.线性定常系统的状态反馈与状态观测器 4.李雅普诺夫稳定性分析 1.重点 (1)状态转移矩阵的定义;矩阵指数的求取:状态方程的解 (2)系统能控性和能观测性定义的理解;系统能控性和能观测性的判别。 重点 (3)状态反馈的设计 难点2.难点 (1)矩阵的求逆、矩阵的秩、矩阵的相乘等矩阵运算 (2)矩阵指数的计算,状态方程的求解。 3)系统能控性、能观测性问题以及稳定性概念的理解。 1.熟练掌握建立元件、系统状态空间表达式的方法。 2.掌握状态空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式 变换的基本方法 3.正确理解可控性、可观测性的基本概念。 要求掌握内 熟练掌握判定系统可控、可观测性的充要条件及有关方法 容 5.正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念,熟练掌握按系统指 标要求确定状态反馈矩阵K的方法。 6.正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念,熟练掌握指标要求 确定输出反馈矩阵H的方法。 7.初步掌握寻求系统李雅普诺夫函数判定系统稳定性的方法
西安石油大学教案(章节备课) 学 时： 12h 章节 第九章 线性系统的状态空间分析与综合 12h 9-1 线性系统的状态空间描述 9-2 线性系统的可控性与可观测性 9-3 线性定常系统的线性变换 9-4 线性定常系统的反馈结构及状态观测器 9-5 李雅普诺夫稳定性分析 习题 知 识 点 和 分 析方法 1． 线性系统的状态空间描述 2． 线性系统的可控性与可观测性 3． 线性定常系统的状态反馈与状态观测器 4． 李雅普诺夫稳定性分析 重点 难点 1. 重点 （1）状态转移矩阵的定义；矩阵指数的求取；状态方程的解。 （2）系统能控性和能观测性定义的理解；系统能控性和能观测性的判别。 （3）状态反馈的设计。 2. 难点 （1）矩阵的求逆、矩阵的秩、矩阵的相乘等矩阵运算。 （2）矩阵指数的计算，状态方程的求解。 （3）系统能控性、能观测性问题以及稳定性概念的理解。 要求掌握内 容 1．熟练掌握建立元件、系统状态空间表达式的方法。 2．掌握状态空间表达式向可控、可观测标准形、对角形、约当形等规范形式 变换的基本方法。 3．正确理解可控性、可观测性的基本概念。 4．熟练掌握判定系统可控、可观测性的充要条件及有关方法。 5．正确理解利用状态反馈任意配置系统极点的有关概念，熟练掌握按系统指 标要求确定状态反馈矩阵 K 的方法。 6．正确理解利用输出反馈任意配置系统极点的有关概念，熟练掌握指标要求 确定输出反馈矩阵 H 的方法。 7．初步掌握寻求系统李雅普诺夫函数判定系统稳定性的方法