新版自动控制理论实验课程教学大纲讲解.doc

《自动控制理论》实验教学大纲 课程名称：自动控制理论 课程编号： 课程性质：非独立设课 面向专业：自动化 使用教材：自编 课程学分： 考核方法：成绩是考核学习效果的重要手段，实验成绩按学生的实验态度，独立动手能力和实验报告综合评定，以20%的比例计入本门课程的总成绩。实验课总成绩由平时成绩（20%）、实验理论考试成绩（40%）、实验操作考试成绩（40%）三部分组成，满分为100分。实验理论考试内容包含实验原理、实验操作方法、实验现象解析、实验结果评价、实验方案设计等。考试题型以填空、判断、选择、问答为主，同时可结合课程特点设计其他题型。实验操作考试根据课程特点设计若干个考试内容，由学生抽签定题。平时成绩考核满分为20分，平时成绩 = 平时各次实验得分总和÷实验次数（≤20分）。每次实验得分计算办法为：实验报告满分10分（其中未交实验报告或不合格者0分，合格6分，良好8分，优秀10分）；实验操作满分10分（其中旷课或不合格者0分，合格6分，良好8分，优秀10分）。 撰写人：任鸟飞 审核人：胡皓 课程简介：自动控制理论是电气工程及其自动化专业最主要的专业基础必修课。通过本课程的各个教学环节的实践，要求学生能熟练利用模拟电路搭建需要的控制系统、熟练使用虚拟示波器测试系统的各项性能指标，并能根据性能指标的变化分析参数对系统的影响。实验过程中要求学生熟悉自动控制理论中相关的知识点，可以在教师预设的实验前提下自己设计实验方案，完成实验任务。教学大纲要求总学时80，其中理论教学68学时、实验12学时，实验个数6个。 实验项目一览表 序号实验项目名称实验类型及计划学时开设学期开出要求演示验证综合设计1典型环节的电路模拟√4必做2二阶系统的瞬态响应√4必做3高阶系统的瞬态响应和稳定性分析√4选做4线性定常系统的稳态误差√4选做5典型环节和系统频率特性的测量√4必做6线性定常系统的串联校正√4必做7典型非线性环节的静态特性√4必做8非线性系统的描述函数法√4选做9采样控制系统的分析√4选做10采样控制系统的动态校正√4选做合 计 实验一 典型环节的电路模拟 一、实验类型：综合性实验 二、实验目的： 1. 熟悉THBCC-1型实验平台及“THBCC-1”软件的使用； 2. 熟悉各典型环节的阶跃响应特性及其电路模拟； 3. 测量各典型环节的阶跃响应曲线，并了解参数变化对其动态特性的影响。 三、实验内容与要求： 1. 设计并组建各典型环节的模拟电路； 2. 测量各典型环节的阶跃响应，并研究参数变化对其输出响应的影响； 3. 画出各典型环节的实验电路图，并注明参数。 4. 写出各典型环节的传递函数。 5. 根据测得的典型环节单位阶跃响应曲线，分析参数变化对动态特性的影响。 四、仪器设备： 1. THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台； 2. PC机一台(含“THBCC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线； 五、注意事项： 给环节加阶跃信号前，注意按下“锁零按钮”对电容上的电荷清零，保证系统为零初始条件。 实验二 二阶系统的瞬态响应 一、实验类型：综合性实验 二、实验目的： 1. 通过实验了解参数(阻尼比)、的变化对二阶系统动态性能的影响； 2. 掌握二阶系统动态性能的测试方法。 三、实验内容与要求： 1. 观测二阶系统的阻尼比分别在01，=1和1三种情况下的单位阶跃响应曲线； 2. 为一定时，观测系统在不同时的响应曲线。 3. 画出二阶系统线性定常系统的实验电路，并写出闭环传递函数，表明电路中的各参数； 4. 根据测得系统的单位阶跃响应曲线，分析开环增益K和时间常数T对系统的动态性能的影响。 四、仪器设备： 1. THBCC-1型 信号与系统?控制理论及计算机控制技术实验平台； 2. PC机一台(含“THBCC-1”软件)、USB数据采集卡、37针通信线1根、16芯数据排线、USB接口线； 五、注意事项： 实验三 高阶系统的瞬态响应和稳定性分析 一、实验类型：综合性实验 二、实验目的： 1. 通过实验，进一步理解线性系统的稳定性仅取决于系统本身的结构和参数、与外作用及初始条件均无关的特性； 2. 研究系统的开环增益K或其它参数的变化对闭环系统稳定性的影响。 三、实验内容与要求： 1. 观测三阶系统的开环增益K为不同数值时的阶跃