2006-2007学年第一学期 《现代控制理论》课教案 薛朝妹 电子工程学院安全教研室 授课班级:安全工程专业0301、0302班 总学时 28 实验学时:0
2006-2007 学年第一学期 《现代控制理论》课教案 薛朝妹 电子工程学院安全教研室 授课班级： 安全工程专业 0301、0302 班 总学时： 28 实验学时：0
西安石油大学教案 院(系):电子工程学院 教研室(系):安全教研室 课程 必修课()限选课(√ 现代控制理论 课程类别 名称 公共任选课() 总学时 学分 1.5 上机 学时 学时 学时 专业 安全工程专业 班级 安全001-0302 课教师 薛朝妹 职称 讲师 本课程是安全工程专业03级的一门专业方向课,属于限选课。 通过本课程的学习,使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念,掌握线性离散系统 分析和设计的一般规律。使学生能够利用脉冲传递函数对离散系统的稳定性、稳态误差、动 教学目的态性能进行分析,实现对离散系统的设计 和要求 本课程还要求学生掌握非线性控制系统的基本内容,掌握非线性控制系统的特点,非线 性特性的线性化,非线性特性对系统的影响,利用相平面法及描述函数法对非线性系统进行 分析。 本课程的学习将为后续课程的学习打好基础,也为学生以后从事实际工作和科研奠定 定的理论基础。 l、线性离散系统控制理论的基本概念,信号的离散化与信号保持器,Z变换定理。 2、闭环脉冲传递函数的求取,系统动、静态特性的分析 教学重点、3、离散系统的设计(串联模拟校正,最少拍系统的设计)。 难点4、非线性控制系统的特点,非线性特性的线性化,非线性特性对系统的影响。 5、非线性系统的描述函数分析 6、相轨迹的绘制与分析。奇点及奇线的分析与确定,自激振荡存在性及自振参数的确定。 1、胡寿松主编.自动控制原理第四版,科学出版社,2004年 教材和参|2、戴忠达主编自动控制理论基础清华大学出版社,2001年 考书|3、张子旭主编自动控制系统分析与设计陕西科学技术出版社,197年 4、[日本]绪方胜彦著.离散时间控制系统.西安交通大学出版社,1990年
西安石油大学教案 院(系)： 电子工程学院 教研室(系)：安全教研室 课程 名称 现代控制理论 课程类别 必修课（）限选课（√ ） 公共任选课（ ） 总学时 28 学分 1.5 讲授 学时 28 上机 学时 0 实验 学时 0 专 业 安全工程专业 班 级 安全 0301-0302 任课教师 薛朝妹 职 称 讲师 教学目的 和要求 本课程是安全工程专业 03 级的一门专业方向课，属于限选课。 通过本课程的学习，使学生建立线性离散系统控制理论的基本概念，掌握线性离散系统 分析和设计的一般规律。使学生能够利用脉冲传递函数对离散系统的稳定性、稳态误差、动 态性能进行分析，实现对离散系统的设计。 本课程还要求学生掌握非线性控制系统的基本内容，掌握非线性控制系统的特点，非线 性特性的线性化，非线性特性对系统的影响，利用相平面法及描述函数法对非线性系统进行 分析。 本课程的学习将为后续课程的学习打好基础，也为学生以后从事实际工作和科研奠定一 定的理论基础。 教学重点、 难点 1、 线性离散系统控制理论的基本概念，信号的离散化与信号保持器，Z 变换定理。 2、 闭环脉冲传递函数的求取，系统动、静态特性的分析。 3、 离散系统的设计（串联模拟校正，最少拍系统的设计）。 4、 非线性控制系统的特点，非线性特性的线性化，非线性特性对系统的影响。 5、非线性系统的描述函数分析； 6、相轨迹的绘制与分析。奇点及奇线的分析与确定，自激振荡存在性及自振参数的确定。 教材和参 考书 1、胡寿松主编.自动控制原理第四版，科学出版社，2004 年 2、戴忠达主编.自动控制理论基础.清华大学出版社，2001 年 3、张子旭主编.自动控制系统分析与设计.陕西科学技术出版社，1997 年 4、[日本]绪方胜彦著.离散时间控制系统.西安交通大学出版社,1990 年
西安石油大学教案(章节备课) 学时:16 章节 第一章线性离散系统的分析与校正 l、线性离散系统基本概念、采样定理、信号保持、Z变换理论 2、线性离散系统的数学模型。 3、线性离散系统分析与设计 识点和分析方法「分析方法:通过介绍Z变換理论、双线性变换等内容,使学生清楚离散系 统与连续系统在分析方法上的联系与区别,从而更加深刻地理解采样劳斯 定理等内容 占 闭环脉冲传递函数的求取,稳定性分析及离散系统的设计一一串联模 难点 拟校正,最少拍系统的设计 l、离散系统的基本概念;信号采样与保持的数学描述 Z变换理论 3、离散系统的数学模型 要求掌握内容 4、离散系统的稳定性与稳态误差。 5、离散系统的动态性能分析。 6、离散系统的设计一一最小拍系统的设计。 课堂教学采用多种教学手段,采用板书的形式进行教学。在本章的教 教授思路,采用的教学过程中,采用启发式教学法、反馈式教学法等方法提高教学质量。课堂 方法和辅助手段,教学以教师授课为主,教学中突出重点难点,同时在板书中清晰地表示出 板书设计,重点如何来,板书工整、认真、严谨。在课堂教学中,注意师生互动,采用提问、 出,难点如何解决 上讲台做题等方式,对教学效果及时进行反馈。同时注意启发学生发现问 师生互动等 题、提出问题、解决问题的能力,改革考核方式,提高其学习的积极性和 主动性。 P3467-1(1)7-2(1)(2)(3)(4)7-3(1)7-4(2)7-5(2) 7-77-8(1)(3)7-97-107-137-157-187-197-217-22
西安石油大学教案(章节备课) 学 时： 16 章节 第一章 线性离散系统的分析与校正 知识点和分析方法 1、 线性离散系统基本概念、采样定理、信号保持、Z 变换理论 2、 线性离散系统的数学模型。 3、 线性离散系统分析与设计。 分析方法：通过介绍 Z 变换理论、双线性变换等内容，使学生清楚离散系 统与连续系统在分析方法上的联系与区别，从而更加深刻地理解采样劳斯 定理等内容。 重点 难点 闭环脉冲传递函数的求取，稳定性分析及离散系统的设计——串联模 拟校正，最少拍系统的设计。 要求掌握内容 1、 离散系统的基本概念；信号采样与保持的数学描述。 2、 Z 变换理论。 3、 离散系统的数学模型。 4、 离散系统的稳定性与稳态误差。 5、 离散系统的动态性能分析。 6、 离散系统的设计——最小拍系统的设计。 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 课堂教学采用多种教学手段，采用板书的形式进行教学。在本章的教 学过程中，采用启发式教学法、反馈式教学法等方法提高教学质量。课堂 教学以教师授课为主，教学中突出重点难点，同时在板书中清晰地表示出 来，板书工整、认真、严谨。在课堂教学中，注意师生互动，采用提问、 上讲台做题等方式，对教学效果及时进行反馈。同时注意启发学生发现问 题、提出问题、解决问题的能力，改革考核方式，提高其学习的积极性和 主动性。 本章思考题和习题 P346 7-1 （1）7-2 （1） （2） （3）（4）7-3 （1） 7-4 （2）7-5 （2） 7-7 7-8 （1）（3）7-9 7-10 7-13 7-15 7-18 7-19 7-21 7-22
1、胡寿松主编.自动控制原理第四版,科学出版社,2004年 主要 2、戴忠达主编.自动控制理论基础.清华大学出版社,2001年 参考资料 3、张子旭主编.自动控制系统分析与设计.陕西科学技术出版社,1997年 4、[日本]绪方胜彦著.离散时间控制系统西安交通大学出版社,1990年 在课程的学习过程中,可以自行采用 Matlab软件平台辅助解题 每节在单元总结时给出相关的单元练习,要求学生认真完成 备注 为了配合课堂教学,使学生更好地掌握课程内容,安排约20道课外题, 安排1-2次课程讨论
主要 参考资料 1、胡寿松主编.自动控制原理第四版，科学出版社，2004 年 2、戴忠达主编.自动控制理论基础.清华大学出版社，2001 年 3、张子旭主编.自动控制系统分析与设计.陕西科学技术出版社，1997 年 4、[日本]绪方胜彦著.离散时间控制系统.西安交通大学出版社,1990 年 备注 在课程的学习过程中，可以自行采用 Matlab 软件平台辅助解题。 每节在单元总结时给出相关的单元练习，要求学生认真完成。 为了配合课堂教学，使学生更好地掌握课程内容，安排约 20 道课外题， 安排 1-2 次课程讨论
西安石油大学教案(章节备课) 学时:12 章节 第二章非线性控制系统分析 1、非线性系统概述 2、描述函数法。 知识点和分析方法 3、相平面法 分析方法:描述函数法和相平面法是非线性系统所特有的两种分析方法 是本章的重点内容。 重点 非线性系统的描述函数分析;相轨迹的绘制与分析,奇点及奇线的分 难点 析与确定,自激振荡的存在性及自振参数的确定。 1、非线性系统概述:一般概念,非线性系统的特征,非线性系统的研究方 2、描述函数法:基本概念,用描述函数分析非线性系统1)负倒描述函 数2)稳定性判据3)自振的稳定性判据自振的分析与计算,典型非线 要求掌握内容 性环节的描述函数及负倒描述函数。 3、相平面法:基本概念,相平面性质:1)对称性2)奇点与普通点 3)过X轴之斜率一—正交性4)相轨迹方向 相轨迹的绘制方法,1)直接积分法2)消去参变量t 用相平面分析非线性系统,奇点及奇线的分析与确定 课堂教学采用多种教学手段,采用板书的形式进行教学。在本章的教 教授思路,采用的教学过程中,采用启发式教学法、反馈式教学法等方法提高教学质量。课堂 方法和辅助手段,教学以教师授课为主,教学中突出重点难点,同时在板书中清晰地表示出 板书设计,重点如何来,板书工整、认真、严谨。在课堂教学中,注意师生互动,采用提问、 出,难点如何解决 上讲台做题等方式,对教学效果及时进行反馈。同时注意启发学生发现问 师生互动等 题、提出问题、解决问题的能力,改革考核方式,提高其学习的积极性和 主动性 P3938-1(1)(2)8-28-3(1)(4)8-98-10 本章思考题和习题 8-168-178-208-15
西安石油大学教案(章节备课) 学 时： 12 章节 第二章 非线性控制系统分析 知识点和分析方法 1、 非线性系统概述。 2、 描述函数法。 3、 相平面法 分析方法：描述函数法和相平面法是非线性系统所特有的两种分析方法， 是本章的重点内容。 重点 难点 非线性系统的描述函数分析；相轨迹的绘制与分析，奇点及奇线的分 析与确定，自激振荡的存在性及自振参数的确定。 要求掌握内容 1、 非线性系统概述：一般概念，非线性系统的特征，非线性系统的研究方 法。 2、描述函数法：基本概念，用描述函数分析非线性系统 1) 负倒描述函 数 2) 稳定性判据 3) 自振的稳定性判据自振的分析与计算，典型非线 性环节的描述函数及负倒描述函数。 3、相平面法：基本概念，相平面性质：1)对称性 2)奇点与普通点 3)过 X 轴之斜率——正交性 4) 相轨迹方向 相轨迹的绘制方法，1) 直接积分法 2) 消去参变量 t 用相平面分析非线性系统，奇点及奇线的分析与确定 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 课堂教学采用多种教学手段，采用板书的形式进行教学。在本章的教 学过程中，采用启发式教学法、反馈式教学法等方法提高教学质量。课堂 教学以教师授课为主，教学中突出重点难点，同时在板书中清晰地表示出 来，板书工整、认真、严谨。在课堂教学中，注意师生互动，采用提问、 上讲台做题等方式，对教学效果及时进行反馈。同时注意启发学生发现问 题、提出问题、解决问题的能力，改革考核方式，提高其学习的积极性和 主动性。 本章思考题和习题 P393 8-1（1）（2） 8-2 8-3（1）（4） 8-9 8-10 8-16 8-17 8-20 8-15