自動(dòng)控制技術(shù)及應(yīng)用（第2版）教案全套 陳慧蓉 單元1-5 自動(dòng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)-線性系統(tǒng)的校正與設(shè)計(jì)

⑥傳遞函數(shù)的兩種表現(xiàn)形式注意：在介紹兩種表示形式之前要介紹零極點(diǎn)的概念，可觀看零極點(diǎn)概念的動(dòng)畫提問：傳遞函數(shù)一般有兩種表示方法，即零極點(diǎn)形式和典型環(huán)節(jié)形式。零極點(diǎn)形式通式為：其中，（）為零點(diǎn)，（）為極點(diǎn)。典型環(huán)節(jié)形式通式為：其中，為時(shí)間常數(shù)。注意：通常所說的增益是典型環(huán)節(jié)形式下的增益k而不是零極點(diǎn)形式下的增益。提問：2.3.2傳遞函數(shù)的求取1．由微分方程求傳遞函數(shù)注意：結(jié)合課前討論進(jìn)行講解2．用復(fù)阻抗法求電網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“傳遞函數(shù)測(cè)驗(yàn)”完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育1．講授微分方程建立融入“辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論，發(fā)現(xiàn)科學(xué)、認(rèn)識(shí)自我”；2．微分方程通過拉氏變換得到傳遞函數(shù)所蘊(yùn)含的“誠信、友愛、平等的思想”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“傳遞函數(shù)測(cè)驗(yàn)”完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第14-15課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練1用MATLAB建立傳遞函數(shù)參數(shù)模型教學(xué)目標(biāo)知識(shí)熟悉MATLAB實(shí)驗(yàn)環(huán)境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。掌握MATLAB建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的命令。掌握使用MATLAB命令進(jìn)行模型相互轉(zhuǎn)化的方法。技能具有用MATLAB軟件描述系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的仿真能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：MATLAB建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的命令；使用MATLAB命令進(jìn)行模型相互轉(zhuǎn)化難點(diǎn)：使用MATLAB命令進(jìn)行模型相互轉(zhuǎn)化教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)講授MATLAB軟件時(shí)融入“愛國(guó)精神、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練1用MATLAB建立傳遞函數(shù)參數(shù)模型1、多項(xiàng)式模型建立多項(xiàng)式模型也稱為傳遞函數(shù)模型。連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型為在MATLAB中用分子、分母多項(xiàng)式用降冪系數(shù)的行向量表示為用函數(shù)tf()來建立控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型，其命令調(diào)用格式為2、零極點(diǎn)增益模型建立零極點(diǎn)模型是傳遞函數(shù)模型的另一種表現(xiàn)形式，其表達(dá)形式如下：式中，K為零極點(diǎn)形式增益，（）為零點(diǎn)，（）為極點(diǎn)。在MATLAB中，零極點(diǎn)增益模型用[z,p,K]矢量組表示。即z=[z1,z2,…,zm]p=[p1,p2,...,pn]k=[K]用函數(shù)命令zpk()來建立系統(tǒng)的零極點(diǎn)增益模型，其調(diào)用格式為g=zpk(z,p,k)注意：在編輯程序時(shí)，分子分母多項(xiàng)式可調(diào)用多項(xiàng)式乘積函數(shù)conv()建立，調(diào)用tf（）函數(shù)可建立系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型，再調(diào)用zpk()函數(shù)可建立系統(tǒng)零極點(diǎn)增益模型。3、模型間的相互轉(zhuǎn)化函數(shù)tf2zp()是將多項(xiàng)式模型轉(zhuǎn)化為零極點(diǎn)增益模型，其調(diào)用格式為[z,p,k]=tf2zp(num,den)函數(shù)zp2tf()是將零極點(diǎn)增益模型轉(zhuǎn)化為多項(xiàng)式模型，其調(diào)用格式為[num,den]=zp2tf(z,p,k)二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）驗(yàn)證多項(xiàng)式模型建立示例2-14、零極點(diǎn)增益模型建立示例2-15和模型間相互轉(zhuǎn)化示例2-16。（2）熟練使用各函數(shù)命令，編寫M文件，完成以下實(shí)踐內(nèi)容，并記錄結(jié)果?！緦?shí)踐1】生成下列傳遞函數(shù)的MATLAB多項(xiàng)式模型，并轉(zhuǎn)換成零極點(diǎn)增益模型。①；②【實(shí)踐2】生成下列傳遞函數(shù)的MATLAB零極點(diǎn)增益模型，并轉(zhuǎn)換成多項(xiàng)式模型。①；②（3）分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生上機(jī)實(shí)訓(xùn)完成課堂任務(wù)并將仿真結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育講授MATLAB軟件時(shí)融入“愛國(guó)精神、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第16-18課時(shí)授課課題2.3.3典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型；2.6SIMULINK建立系統(tǒng)模型及數(shù)字仿真教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型；熟悉SIMULINK建立系統(tǒng)模型及數(shù)字仿真技能1．具有使用SIMULINK建立系統(tǒng)框圖模型能力；2．具有利用SIMULINK進(jìn)行數(shù)字仿真能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型；SIMULINK仿真難點(diǎn)：判別系統(tǒng)是由那些典型環(huán)節(jié)組成教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)講授MATLAB軟件時(shí)融入“愛國(guó)精神、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授2.3復(fù)域數(shù)學(xué)模型——傳遞函數(shù)2.3.3典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型1、比例環(huán)節(jié)2、慣性環(huán)節(jié)3、積分環(huán)節(jié)4、微分環(huán)節(jié)（1）理想微分環(huán)節(jié)（2）實(shí)際微分環(huán)節(jié)（3）比例微分環(huán)節(jié)5、振蕩環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)：在時(shí)二階系統(tǒng)為振蕩環(huán)節(jié)，在時(shí)二階系統(tǒng)為兩個(gè)慣性環(huán)節(jié)串聯(lián)組成6、延時(shí)環(huán)節(jié)由于在實(shí)際電路中，延遲時(shí)間很短，故為了分析計(jì)算方便，可對(duì)延遲環(huán)節(jié)做近似處理，很小，延遲環(huán)節(jié)可用一個(gè)小慣性環(huán)節(jié)代替。提問：2.6SIMULINK建立系統(tǒng)模型及數(shù)字仿真1.建立仿真模型點(diǎn)擊SimulinkLibraryBrowser的模塊庫里面需要的模塊拖untitled-Simulink的文件。然后繼續(xù)拖拽建立Simulink的數(shù)字仿真模型，如圖所示。仿真模型建立2.仿真參數(shù)的設(shè)置在untitled-Simulink的文件圖標(biāo)工具欄中選擇并點(diǎn)擊按鈕就會(huì)彈出仿真參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，或者在模型窗口的主菜單中選擇“Simulation”菜單下的ModelConfigurationParameters命令也可彈出仿真參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。下面主要介紹解算器（Solver）和仿真數(shù)據(jù)輸入/輸出（DataImport/Export）兩個(gè)選項(xiàng)頁面的設(shè)置。解算器（Solver）選項(xiàng)頁分成“Simulationtime”和“Solveroptions”兩個(gè)區(qū)域，“Simulationtime”區(qū)域設(shè)置仿真的起始和結(jié)束時(shí)間，“Solveroptions”區(qū)域選擇解算器類型和解算器算法。如圖所示。解算器設(shè)置界面仿真數(shù)據(jù)輸入/輸出（DataImport/Export）選項(xiàng)頁主要是用來設(shè)置Simulink仿真模型與MATLAB工作空間Workspace之間交換數(shù)據(jù)的有關(guān)選項(xiàng)?！癓oadfromworkspace”選項(xiàng)組可以將MATLAB工作空間已存的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Simulink模型的“輸入模塊（In）”中；“Savetoworkspaceorfile”選項(xiàng)組可以將仿真結(jié)果數(shù)據(jù)保存到MATLAB工作空間中。Time選項(xiàng)：用于設(shè)置保存于MATLAB工作空間中的仿真運(yùn)行時(shí)間變量名；States選項(xiàng)：用于設(shè)置保存于MATLAB工作空間中的狀態(tài)變量名；Output選項(xiàng)：用于設(shè)置保存于MATLAB工作空間中的輸出數(shù)據(jù)變量名；Format選項(xiàng)：用于設(shè)置數(shù)據(jù)保存格式，數(shù)組(Array)、結(jié)構(gòu)體(Structure)、帶時(shí)間的構(gòu)架(StructureWithTime)等。如圖所示。仿真數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)置界面3.Simulink模型仿真打開已建立的結(jié)構(gòu)圖模型“untitled-Simulink”，點(diǎn)擊工具欄“Run”命令按鈕，如圖所示。Simulink模型仿真界面仿真結(jié)果示波器（Scope）顯示雙擊“Scope”模塊，就會(huì)顯示仿真結(jié)果，仿真結(jié)果如圖所示?？梢酝ㄟ^工具欄中改變仿真結(jié)果顯示時(shí)間，也可以通過“Simulationtime”區(qū)域設(shè)置仿真的起始和結(jié)束時(shí)間。Simulink模型仿真結(jié)果仿真結(jié)果返回到MATLAB命令窗口在建立的模型新加入“Simout”模塊（雙擊該模塊可以重新命名），并將其與輸出端進(jìn)行連接，點(diǎn)擊工具欄“Run”命令按鈕，如圖所示?；氐組atlab工作界面，在命令窗口鍵入“plot（simout）”命令，后按<enter>鍵就會(huì)得到我們所需要的圖形。如圖所示。simout模塊模塊仿真結(jié)果返回到MATLAB命令窗口可以通過對(duì)圖中的Figure窗口進(jìn)行編輯，改變圖形的字體、線條、縱橫坐標(biāo)以及對(duì)某一時(shí)刻進(jìn)行標(biāo)記等。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“典型環(huán)節(jié)數(shù)學(xué)模型測(cè)驗(yàn)”完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成上機(jī)實(shí)訓(xùn)任務(wù)使用運(yùn)算放大器、電阻、電容等分立元件構(gòu)成各種典型環(huán)節(jié)的模擬電路，如下所示：1、比列環(huán)節(jié)電路參數(shù)為：2、積分環(huán)節(jié)電路參數(shù)為：3、慣性環(huán)節(jié)電路參數(shù)為：4、比列積分（PI）電路參數(shù)為：5、比列微分（PD）電路參數(shù)為：要求：分析各典型環(huán)節(jié)的模擬電路，建立它們的數(shù)學(xué)模型；使用simulink軟件仿真出各環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)；并將仿真數(shù)據(jù)上傳課程平臺(tái)說明：使用simulink軟件仿真出各環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)將于下節(jié)課實(shí)訓(xùn)的示波器實(shí)測(cè)進(jìn)行比較四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育講授MATLAB軟件時(shí)融入“愛國(guó)精神、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“傳遞函數(shù)測(cè)驗(yàn)”完成各典型環(huán)節(jié)的單位階躍響應(yīng)仿真數(shù)據(jù)上傳平臺(tái)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第19-20課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練2控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬與測(cè)試教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握控制系統(tǒng)中各典型環(huán)節(jié)的電路模擬掌握各典型環(huán)節(jié)特征參數(shù)的測(cè)量方法技能具有運(yùn)用模擬電子組件構(gòu)造控制系統(tǒng)能力具有根據(jù)階躍響應(yīng)曲線建立其傳遞函數(shù)的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電路搭建與分析難點(diǎn)：電路搭建與分析教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練2控制系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬與測(cè)試（1）使用運(yùn)算放大器、電阻、電容等分立元件構(gòu)成各種典型環(huán)節(jié)的模擬電路，利用復(fù)阻抗法求出各典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)。參考如表所示。說明：由于運(yùn)算放大器均采用反相端輸入，為了使輸出響應(yīng)曲線更直觀，便于分析，輸出響應(yīng)曲線應(yīng)該為正，故在模擬電路中加了反相器。表-1各典型環(huán)節(jié)模擬電路及相應(yīng)傳遞函數(shù)名稱模擬電路圖傳遞函數(shù)比例（P）積分（I）比例積分（PI），比例微分（PD），，慣性環(huán)節(jié)（T），（2）搭建電路，測(cè)試各典型環(huán)節(jié)在單位階躍信號(hào)作用下的輸出響應(yīng)。（3）改變各典型環(huán)節(jié)的相關(guān)參數(shù)，觀測(cè)對(duì)輸出響應(yīng)的影響。二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）分析各典型環(huán)節(jié)的模擬電路，根據(jù)電路參數(shù)，確定各典型環(huán)節(jié)特征參數(shù)，并建立它們的數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)。（2）搭建各典型環(huán)節(jié)模擬電路，當(dāng)輸入階躍信號(hào)時(shí)，用示波器觀測(cè)輸出端的實(shí)際響應(yīng)曲線Uo(t)，改變比例參數(shù)，重新觀測(cè)結(jié)果，并將結(jié)果記錄到表2中。（3）總結(jié)各環(huán)節(jié)的特性，能夠由典型環(huán)節(jié)構(gòu)造復(fù)合控制系統(tǒng)。（4）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。表2典型環(huán)節(jié)階躍響應(yīng)及其特征參數(shù)數(shù)據(jù)記錄表典型環(huán)節(jié)電路參數(shù)特征參數(shù)傳遞函數(shù)階躍響應(yīng)曲線（MATLAB）階躍響應(yīng)曲線（實(shí)測(cè)）比例環(huán)節(jié)慣性環(huán)節(jié)積分環(huán)節(jié)比例積分環(huán)節(jié)比例微分環(huán)節(jié)說明：仿真的單位階躍響應(yīng)曲線已經(jīng)在上次課完成，將其與本次課示波器實(shí)測(cè)進(jìn)行比較，并說明原因。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第21-23課時(shí)授課課題2.4控制系統(tǒng)的方框圖教學(xué)目標(biāo)知識(shí)熟悉方框圖的組成掌握串聯(lián)、并聯(lián)、反饋三種基本連接方式的等效。掌握引出點(diǎn)和分支點(diǎn)的移動(dòng)規(guī)則。掌握梅遜公式的應(yīng)用理解反饋控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)。技能1．具有控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立與簡(jiǎn)化處理能力；2．具有應(yīng)用梅遜公式解決問題的能力；素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：前向通道、回路及不接觸回路概念；三種基本連接方式的簡(jiǎn)化；梅遜公式應(yīng)用難點(diǎn)：梅遜公式應(yīng)用教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)引出點(diǎn)與比較點(diǎn)移動(dòng)解除交叉，移動(dòng)時(shí)不能改變系統(tǒng)內(nèi)在本質(zhì)所蘊(yùn)含的“不能忘本的愛國(guó)主義精神”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授2.4控制系統(tǒng)的方框圖2.4.1方框圖的組成與建立1、方框圖的組成控制系統(tǒng)方框圖一般由四種基本符號(hào)構(gòu)成2、方框圖的建立舉例：以RLC電路為例說明，簡(jiǎn)單介紹，學(xué)生了解方框圖建立過程2.4.2有關(guān)方框圖的幾個(gè)概念（重點(diǎn)介紹）前向通路：沿信號(hào)傳遞方向，即箭頭指向，從系統(tǒng)的輸入端到輸出端的信號(hào)通路，稱為前向通路回路：若通路的終點(diǎn)就是始點(diǎn)，且通路中各點(diǎn)要過只經(jīng)過一次不接觸回路：回路中沒有公共部分稱為互不接觸回路提醒：多舉例多提問以便學(xué)生重點(diǎn)掌握這幾個(gè)概念2.4.3方框圖的等效變換與簡(jiǎn)化方框圖有三種基本連接方式，分別為串聯(lián)、并聯(lián)、反饋。1、串聯(lián)2、并聯(lián)3、反饋提問：等效傳遞函數(shù)是，為什么這用閉環(huán)傳遞函數(shù)G(s)為前向通道傳遞函數(shù)；H(s)為反饋通道傳遞函數(shù)，H(s)=1稱為單位反饋；注意：區(qū)別開環(huán)傳遞函數(shù)與開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)強(qiáng)調(diào)：開環(huán)傳遞函數(shù)是針對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)而言，是假設(shè)反饋斷開舉例：引出點(diǎn)和比較點(diǎn)的移動(dòng)說明為什么要進(jìn)行移動(dòng)：移動(dòng)必須滿足下面的兩條原則：（1）移動(dòng)前后前向通道的傳遞函數(shù)必須保持不變。（2）移動(dòng)前后回路的傳遞函數(shù)也要保持不變。注意：移動(dòng)時(shí)，在滿足上述兩條原則的基礎(chǔ)上，還要注意不能改變?cè)到y(tǒng)的性質(zhì)，注意：這部分內(nèi)容是難點(diǎn)，但不作為重點(diǎn)介紹，引出可利用梅遜公式無須做上述等效變換，便可求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，故在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。2.4.4梅遜公式（1）為特征式為前向通道的個(gè)數(shù)；為第條前向通道傳遞函數(shù)；為相應(yīng)的余因子式。強(qiáng)調(diào)：應(yīng)用梅遜公式的步驟和方法舉例說明如何利用梅遜求出系統(tǒng)傳遞函數(shù)2.5反饋控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)2.5.1系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)2.5.2系統(tǒng)的誤差傳遞函數(shù)三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“框圖簡(jiǎn)化在線作業(yè)”完成“梅遜公式應(yīng)用在線作業(yè)”完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育引出點(diǎn)與比較點(diǎn)移動(dòng)解除交叉，移動(dòng)時(shí)不能改變系統(tǒng)內(nèi)在本質(zhì)所蘊(yùn)含的“不能忘本的愛國(guó)主義精神”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“框圖簡(jiǎn)化在線作業(yè)”完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“梅遜公式應(yīng)用在線作業(yè)”完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第24-25課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練3基于MATLAB的模型等效變換與簡(jiǎn)化教學(xué)目標(biāo)知識(shí)熟悉MATLAB實(shí)驗(yàn)環(huán)境，掌握MATLAB命令窗口的基本操作。掌握MATLAB建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的命令。掌握使用MATLAB命令化簡(jiǎn)模型基本連接的方法。技能具有運(yùn)用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型等效變換與簡(jiǎn)化的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：三種基本連接方式的模型等效難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練3基于MATLAB的模型等效變換與簡(jiǎn)化（1）串聯(lián)連接模型等效在MATLAB中，可使用series()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。注意：series()函數(shù)只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型的串聯(lián)，如果串聯(lián)模型多于兩個(gè)，則必須多次調(diào)用。（2）并聯(lián)連接模型等效在MATLAB中，可使用parallel()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。注意：parallel()函數(shù)只能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模型的并聯(lián)，如果并聯(lián)模型多于兩個(gè)，則必須多次調(diào)用。（3）反饋連接模型等效在MATLAB中，可使用feedback()函數(shù)實(shí)現(xiàn)。特殊地，若系統(tǒng)為單位反饋系統(tǒng)，即G2=1,可使用cloop()函數(shù)求得。其調(diào)用格式為[num,den]=cloop(num1,den1,sign)同樣，sign是反饋極性，sign缺省時(shí)默認(rèn)為負(fù)反饋，sign=－1；正反饋時(shí)，sign=1。（4）梅遜公式計(jì)算系統(tǒng)傳遞函數(shù)二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）熟練使用各函數(shù)命令，編寫M文件，完成以下實(shí)踐內(nèi)容，并記錄結(jié)果?！緦?shí)踐1】已知系統(tǒng)，求它的單位負(fù)反饋閉環(huán)傳遞函數(shù)?！緦?shí)踐2】已知系統(tǒng)方框圖如圖所示，求其閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)?！緦?shí)踐3】已知系統(tǒng)方框圖如圖所示，用模型等效和梅遜公式兩種方法求其閉環(huán)系統(tǒng)傳遞函數(shù)。（3）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第26-28課時(shí)授課課題3.1系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)與性能指標(biāo)，3.2一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)理解控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)掌握控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)掌握一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)求取技能能夠利用時(shí)域分析法進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析能夠根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：控制系統(tǒng)性能指標(biāo)，一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)求取難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)由系統(tǒng)性能指標(biāo)關(guān)系融入“辯證唯物主義矛盾觀”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授引入環(huán)節(jié)：時(shí)域分析法是解析法，是一種直接在時(shí)間域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析的方法，具有直觀準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，并且可以提供系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息。3.1系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)與性能指標(biāo)3.1.1控制系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)1、動(dòng)態(tài)響應(yīng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)也稱為暫態(tài)響應(yīng)或瞬態(tài)響應(yīng)，是指系統(tǒng)在典型輸入信號(hào)作用下，系統(tǒng)輸出量從初始狀態(tài)到最終狀態(tài)的響應(yīng)過程。2、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)說明：系統(tǒng)響應(yīng)是由動(dòng)態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)兩部分組成，對(duì)應(yīng)地，系統(tǒng)性能是由動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能兩部分組成。3.1.2控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)1、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)（重點(diǎn)介紹）（1）延遲時(shí)間td（2）上升時(shí)間tr（3）峰值時(shí)間tp（4）調(diào)節(jié)時(shí)間ts（5）超調(diào)量：2、穩(wěn)態(tài)性能：穩(wěn)態(tài)誤差提醒：一般以最大超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間和穩(wěn)態(tài)誤差來評(píng)價(jià)系統(tǒng)響應(yīng)的平穩(wěn)性、快速性和穩(wěn)態(tài)精度。3.2一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析3.2.1一階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型一階系統(tǒng)的微分方程為閉環(huán)傳遞函數(shù)為式中T為時(shí)間常數(shù)注意：時(shí)間常數(shù)T是表征一階系統(tǒng)特征的唯一參數(shù)。3.2.2一階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)及動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)1、一階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)注意：實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定一階系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)T2、一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)提問：動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)有哪些？如何定義？根據(jù)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的定義，一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)為上升時(shí)間：=2.20T調(diào)節(jié)時(shí)間：=3T（=5%）或=4T（=2%）系統(tǒng)響應(yīng)沒有振蕩，也就沒有超調(diào)，故峰值時(shí)間和超調(diào)量都不存在。說明：一階系統(tǒng)性能主要由時(shí)間常數(shù)T確定。時(shí)間常數(shù)T反映系統(tǒng)的慣性，所以一階系統(tǒng)的慣性越小，其響應(yīng)過程越快；反之，慣性越大，響應(yīng)越慢。舉例：介紹如何進(jìn)行一階系統(tǒng)性能指標(biāo)計(jì)算三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育由系統(tǒng)性能指標(biāo)關(guān)系融入“辯證唯物主義矛盾觀”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“一階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能”測(cè)驗(yàn)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第29-30課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練4基于MATLAB的控制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)學(xué)會(huì)使用MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線學(xué)會(huì)使用MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)的任意激勵(lì)輸入下的響應(yīng)曲線掌握準(zhǔn)確讀取動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的方法技能能夠利用MATLAB軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真與分析素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線及讀取動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的方法難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練4基于MATLAB的控制系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)分析（1）單位階躍響應(yīng)曲線繪制step()函數(shù)可以計(jì)算連續(xù)系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)，其調(diào)用格式為①step(num,den)orstep(sys)——作出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線圖，時(shí)間自動(dòng)給定。對(duì)象sys可以是tf()，zpk()函數(shù)中任何一個(gè)建立的系統(tǒng)模型。②step(num,den,t)——作出系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線圖，時(shí)間人工給定。（2）動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的讀取方法1：根據(jù)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的定義，用鼠標(biāo)在單位階躍響應(yīng)曲線上單擊相應(yīng)的點(diǎn)，讀出該點(diǎn)的坐標(biāo)值，從而得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。方法2：在單位階躍響應(yīng)曲線圖中，利用快捷菜單中的命令，可以在曲線對(duì)應(yīng)位置自動(dòng)顯示動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)值。注意：方法1存在一定的誤差，若要從圖中準(zhǔn)確讀出系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，可采用方法2。（3）觀察系統(tǒng)在任意輸入激勵(lì)下的響應(yīng)在MATLAB中，函數(shù)lsim()可以求出系統(tǒng)的任意輸入激勵(lì)的響應(yīng)。常用格式為lsim(sys,u,t)函數(shù)中的u是輸入激勵(lì)，是向量，t也必須是向量，且維數(shù)與u的維數(shù)相同。對(duì)象sys可以是tf()，zpk()函數(shù)中任何一個(gè)建立的系統(tǒng)模型。二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）熟練使用各函數(shù)命令，編寫M文件，完成以下實(shí)踐內(nèi)容，并記錄結(jié)果?！緦?shí)踐1】已知系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)，試?yán)L制其在5

s內(nèi)的單位階躍響應(yīng)曲線，并測(cè)出動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)?！緦?shí)踐2】已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為，試?yán)L制單位負(fù)反饋閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并測(cè)出動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)?！緦?shí)踐3】當(dāng)輸入為，試?yán)L制實(shí)踐2所示系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。（2）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第31-33課時(shí)授課課題3.3二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析；3.4高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)理解二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及單位階躍響應(yīng)掌握欠阻尼二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析了解二階系統(tǒng)性能改善技能能熟練進(jìn)行二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)分析；能根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)分析系統(tǒng)。培養(yǎng)動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問題的能力；學(xué)會(huì)系統(tǒng)性能分析方法素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：欠阻尼二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)由系統(tǒng)性能指標(biāo)關(guān)系融入“辯證唯物主義矛盾觀”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授3.3二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析3.3.1二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型注意：阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率為表征二階系統(tǒng)特性的兩個(gè)參數(shù)，在不同的物理系統(tǒng)中，、所代表的物理意義是不同的.提醒：對(duì)于不同的值，二階系統(tǒng)特征根和的性質(zhì)是不同的，即特征根、在復(fù)平面上分布位置是不同的，相應(yīng)地單位階躍響應(yīng)的形式也不同。3.3.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)注意：不同ζ值，特征根分布也不同，得到的響應(yīng)曲線也不同，分情況討論1、過阻尼（）情況2、臨界阻尼（）情況注意：系統(tǒng)響應(yīng)速度比過阻尼情況要快3、欠阻尼（）情況（重點(diǎn)介紹）此時(shí)系統(tǒng)特征根（閉環(huán)極點(diǎn)）為一對(duì)具有負(fù)實(shí)部的共軛復(fù)數(shù)根4．無阻尼（）情況提醒：無阻尼系統(tǒng)二階系統(tǒng)屬于不穩(wěn)定的系統(tǒng)提醒：二階控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般取=0.4～0.8為宜，此時(shí)其超調(diào)量適度，調(diào)節(jié)時(shí)間較短注意：=0.707時(shí)的阻尼比為最佳阻尼比，相應(yīng)系統(tǒng)稱為二階最佳。3.3.3欠阻尼二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)（重點(diǎn)介紹）提醒：超調(diào)量?jī)H是阻尼比的函數(shù)，而與無阻尼自然振蕩頻率無關(guān)說明：阻尼比越大，超調(diào)量越小，系統(tǒng)平穩(wěn)性越好。舉例：3.3.4二階系統(tǒng)性能的改善3.4高階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析高階系統(tǒng)其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)的確定是比較復(fù)雜的。工程上常采用閉環(huán)主導(dǎo)極點(diǎn)和偶極子的概念對(duì)高階系統(tǒng)進(jìn)行近似分析，或直接采用MATLAB軟件進(jìn)行高階系統(tǒng)分析。注意：觀看主導(dǎo)極點(diǎn)和偶極子動(dòng)畫并加以實(shí)例說明如何將高階近似為低階來進(jìn)行分析注意：（1）利用主導(dǎo)極點(diǎn)概念進(jìn)行近似分析時(shí)，只能分析動(dòng)態(tài)性能；（2）引入主導(dǎo)極點(diǎn)概念，可近似將高階轉(zhuǎn)化為低階處理，注意忽略的只是非主導(dǎo)極點(diǎn)的時(shí)間常數(shù)表示式，而不是零極點(diǎn)的表示形式，否則，將對(duì)系統(tǒng)的增益造成影響三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及單位階躍響應(yīng)”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育由系統(tǒng)性能指標(biāo)關(guān)系融入“辯證唯物主義矛盾觀”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及單位階躍響應(yīng)”測(cè)驗(yàn)完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“欠阻尼二階系統(tǒng)性能”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第34-35課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練5典型二階系統(tǒng)模擬電路及性能分析測(cè)試教學(xué)目標(biāo)知識(shí)研究二階系統(tǒng)的特征參數(shù)，阻尼比和無阻尼自然振蕩頻率ωn對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響，定量分析和ωn與超調(diào)量和調(diào)節(jié)時(shí)間ts之間的關(guān)系；掌握利用MATLAB軟件分析二階系統(tǒng)性能，并分析不同參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響；學(xué)會(huì)根據(jù)二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線判斷控制系統(tǒng)的阻尼狀態(tài)技能培養(yǎng)動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問題的能力；學(xué)會(huì)系統(tǒng)性能分析方法素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電路搭建與分析難點(diǎn)：電路搭建與分析教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練5典型二階系統(tǒng)模擬電路及性能分析測(cè)試（1）由典型環(huán)節(jié)構(gòu)造二階系統(tǒng)模擬電路分析模擬電路圖中各個(gè)運(yùn)算放大器的功能，根據(jù)所掌握的數(shù)學(xué)模型建立方法，建立二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。圖中，，（2）搭建電路，測(cè)試在單位階躍信號(hào)作用下的輸出響應(yīng)。（3）研究阻尼比的變化對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）分析模擬電路圖中各個(gè)運(yùn)算放大器的功能，根據(jù)所掌握的數(shù)學(xué)模型建立方法，建立二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。（2）取R值分別等于100

K、40

K、20

K和10

K，利用MATLAB軟件進(jìn)行二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能仿真分析，繪制出階躍響應(yīng)曲線，測(cè)出并記錄超調(diào)量，上升時(shí)間峰值時(shí)間和調(diào)整時(shí)間ts等參數(shù)填入表3-1中。（3）搭建二階系統(tǒng)模擬電路，通過改變二階系統(tǒng)電路圖中電位器R阻值變化，使R分別等于100

K、40

K、20

K和10

K，用示波器分別觀測(cè)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)波形，并將結(jié)果記錄到表3-1中。（4）根據(jù)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，討論最佳二階系統(tǒng)的條件。（5）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。表3-1二階系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)記錄表參數(shù)項(xiàng)目R(k)

n(1/s)

%tp(s)tr(s)ts(s)階躍響應(yīng)曲線測(cè)量仿真測(cè)量仿真測(cè)量仿真測(cè)量仿真0<

<1欠阻尼響應(yīng)1020

=1臨界阻尼響應(yīng)40——

>1過阻尼響應(yīng)100——說明：仿真部分已經(jīng)在上次實(shí)訓(xùn)課完成，將其與本次課示波器實(shí)測(cè)進(jìn)行比較，并說明原因。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第36-38課時(shí)授課課題3.5線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)了解穩(wěn)定的基本概念掌握穩(wěn)定的充要條件掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)技能能夠利用穩(wěn)定充要條件和勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：穩(wěn)定充要條件，勞斯穩(wěn)定判據(jù)難點(diǎn)：勞斯穩(wěn)定判據(jù)教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)1.穩(wěn)定性是系統(tǒng)的首要性能，映射出國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定才能進(jìn)行五個(gè)文明建設(shè)2.謝緒凱打破常規(guī)，32歲提出系統(tǒng)穩(wěn)定性的新代數(shù)判據(jù)“謝緒愷判據(jù)”，成為國(guó)際上自動(dòng)化學(xué)界首次以中國(guó)人名字命名的成果，引導(dǎo)學(xué)生要勤于思考，勇于探索，敢于創(chuàng)新。教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授3.5線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析3.5.1穩(wěn)定性的基本概念1、穩(wěn)定性定義提醒：穩(wěn)定是系統(tǒng)的一種固有特性，它只取決于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)而與初始條件及外作用無關(guān)。2、絕對(duì)穩(wěn)定性與相對(duì)穩(wěn)定性強(qiáng)調(diào)：注意區(qū)別絕對(duì)穩(wěn)定性和相對(duì)穩(wěn)定性3.5.2線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件說明：線性系統(tǒng)穩(wěn)定的充分必要條件是：閉環(huán)系統(tǒng)特征方程的所有根（也就是閉環(huán)傳遞函數(shù)的所有極點(diǎn)）均具有負(fù)實(shí)部，或者說，均位于s平面的左半平面。3.5.3勞斯穩(wěn)定判據(jù)（重點(diǎn)介紹）提問：如何寫出系統(tǒng)特征方程注意：在判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，首先判斷其必要條件，若不滿足必要條件，則系統(tǒng)一定不穩(wěn)定。但是，假若滿足必要條件，并不能判定系統(tǒng)穩(wěn)定，還需要進(jìn)行充分條件的判斷。強(qiáng)醒：觀察并掌握勞斯表列寫的規(guī)律舉例：說明如何利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性強(qiáng)醒：兩種特殊情況，如何利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性是難點(diǎn)這時(shí)將第一列系數(shù)為零的項(xiàng)，用一個(gè)很小的正數(shù)來代替這個(gè)零，使勞斯陣列表繼續(xù)運(yùn)算下去。舉例：說明第一種特殊情況下，如何利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性【實(shí)例】設(shè)系統(tǒng)特征方程為，試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。強(qiáng)醒：若勞斯陣列表中某一行（設(shè)為第k行）的所有系數(shù)均為零，則說明特征方程中存在一些絕對(duì)值相同但符號(hào)相異的特征根。例如兩個(gè)互為相反數(shù)的實(shí)根和（或）一對(duì)共軛純虛根。處理方法：a．利用第k-1行（全零行的上一行）的系數(shù)構(gòu)成輔助多項(xiàng)式A(s)；b．將構(gòu)造的輔助多項(xiàng)式A(s)求取對(duì)s的導(dǎo)數(shù)，并用求導(dǎo)后的系數(shù)代替第k行的系數(shù)；c．繼續(xù)計(jì)算勞斯陣列表；d．令輔助多項(xiàng)式A（s）=0可求得所有絕對(duì)值相同但符號(hào)相異的根（屬于驗(yàn)證，列勞斯表不需要此步驟）。舉例：說明第一種特殊情況下，如何利用勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性【實(shí)例】設(shè)系統(tǒng)特征方程為，試用勞斯穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“穩(wěn)定性分析”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育穩(wěn)定性是系統(tǒng)的首要性能，映射出國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定才能進(jìn)行五個(gè)文明建設(shè)；謝緒凱打破常規(guī)，32歲提出系統(tǒng)穩(wěn)定性的新代數(shù)判據(jù)“謝緒愷判據(jù)”，成為國(guó)際上自動(dòng)化學(xué)界首次以中國(guó)人名字命名的成果，引導(dǎo)學(xué)生要勤于思考，勇于探索，敢于創(chuàng)新。（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“穩(wěn)定性分析”測(cè)驗(yàn)完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“勞斯穩(wěn)定判據(jù)能”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第39-40課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練6三階控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)觀察系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象，總結(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件；研究系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)參數(shù)（開環(huán)增益和時(shí)間常數(shù)）與系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)系，并加深理解系統(tǒng)的穩(wěn)定性只取決于系統(tǒng)特征根（閉環(huán)極點(diǎn)），而與系統(tǒng)的零點(diǎn)無關(guān)；掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用技能能運(yùn)用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性；培養(yǎng)動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問題的能力；學(xué)會(huì)系統(tǒng)性能分析方法素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電路搭建與分析難點(diǎn)：電路搭建與分析教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練6三階控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析（1）由典型環(huán)節(jié)構(gòu)造三階控制系統(tǒng)模擬電路分析模擬電路圖中各個(gè)運(yùn)算放大器的功能，根據(jù)所掌握的數(shù)學(xué)模型建立方法，建立二階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。圖。三階控制系統(tǒng)的開環(huán)傳函數(shù)為（2）研究系統(tǒng)的穩(wěn)定條件與開環(huán)增益的關(guān)系，確定系統(tǒng)穩(wěn)定的范圍可見，系統(tǒng)臨界穩(wěn)定時(shí)，可調(diào)電阻。對(duì)系統(tǒng)做單位階躍響應(yīng)，在附近調(diào)節(jié)，觀察系統(tǒng)在臨界穩(wěn)定、穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀態(tài)，即系統(tǒng)發(fā)生等幅振蕩、減幅振蕩和增幅振蕩時(shí)，系統(tǒng)開環(huán)增益的變化。（3）研究時(shí)間常數(shù)的改變對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響（4）在系統(tǒng)開環(huán)增益不變的情況下，研究不同時(shí)間常數(shù)的匹配，系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能發(fā)生的變化二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）根據(jù)所掌握的數(shù)學(xué)模型建立方法，建立三階系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。（2）R值分別等于、和，利用MATLAB軟件進(jìn)行三階系統(tǒng)仿真分析，繪制出階躍響應(yīng)曲線，找出系統(tǒng)輸出產(chǎn)生等幅振蕩、減幅振蕩和增幅振蕩時(shí)相應(yīng)的R值及K值，將他們記錄在表3-4中。表3-4三階系統(tǒng)穩(wěn)定性分析記錄表，，。仿真輸出曲線測(cè)試輸出波形RK減幅振蕩等幅振蕩增幅振蕩（3）搭建三階系統(tǒng)模擬電路，通過改變?nèi)A系統(tǒng)電路圖中電位器R阻值變化，使R分別等于、和，用示波器分別觀測(cè)系統(tǒng)的階躍的輸出響應(yīng)波形，找出系統(tǒng)輸出產(chǎn)生等幅振蕩、減幅振蕩和增幅振蕩時(shí)相應(yīng)的R值及K值，將他們記錄在表3-4中。（4）在情況下，將第一個(gè)慣性環(huán)節(jié)時(shí)間常數(shù)由0.1s變?yōu)?s，觀察系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，并記錄系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)：超調(diào)量，上升時(shí)間峰值時(shí)間和調(diào)節(jié)時(shí)間等參數(shù)填入表3-5中。表3-5R=100k系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)及其動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)記錄表三階系統(tǒng)%trtpts階躍響應(yīng)曲線（5）根據(jù)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，討論時(shí)間常數(shù)改變對(duì)系統(tǒng)性能影響。（6）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第41-43課時(shí)授課課題3.5線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)了解穩(wěn)定的基本概念掌握穩(wěn)定的充要條件掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)技能能夠利用穩(wěn)定充要條件和勞斯穩(wěn)定判據(jù)分析系統(tǒng)穩(wěn)定性素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：穩(wěn)定充要條件，勞斯穩(wěn)定判據(jù)難點(diǎn)：勞斯穩(wěn)定判據(jù)教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授3.6線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能分析3.6.1誤差與穩(wěn)態(tài)誤差1、誤差提醒：我們所研究的是從輸入端定義2、穩(wěn)態(tài)誤差由于控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)分為給定輸入信號(hào)和擾動(dòng)輸入信號(hào)，因而系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差相應(yīng)的由兩部分組成：說明：穩(wěn)態(tài)誤差取決于輸入信號(hào)的性質(zhì)和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)類型及參量。3.6.2系統(tǒng)型別注意：區(qū)別階和型的概念提問：3.6.3給定輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算（重點(diǎn)介紹）1、階躍輸入信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差及靜態(tài)位置誤差系數(shù)2、斜坡輸入信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差及靜態(tài)速度誤差系數(shù)3、加速度輸入信號(hào)作用下穩(wěn)態(tài)誤差及靜態(tài)加速度誤差系數(shù)總結(jié)：系統(tǒng)型別、靜態(tài)誤差系數(shù)與輸入信號(hào)之間的關(guān)系說明：系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差只與系統(tǒng)的開環(huán)增益、輸入信號(hào)及系統(tǒng)型別有關(guān)，因而減小或消除誤差的措施有：提高開環(huán)積分環(huán)節(jié)的階次v和增加開環(huán)增益K，但應(yīng)以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性為前提。舉例：【實(shí)例】已知系統(tǒng)方框圖中，求r(t)=1(t)+2t下的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差。3.6.4擾動(dòng)輸入信號(hào)作用下的穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算以實(shí)例來說明擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差與哪些因素有關(guān)舉例：說明：要減小擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)使擾動(dòng)作用點(diǎn)前的的前向通道中的增益適當(dāng)大一些；要消除擾動(dòng)穩(wěn)態(tài)誤差，應(yīng)在擾動(dòng)量作用點(diǎn)之前的前向通道中增加積分環(huán)節(jié)。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“穩(wěn)態(tài)性能分析”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“穩(wěn)態(tài)性能分析”測(cè)驗(yàn)完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第44-45課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練7基于Simulink控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握使用Simulink仿真環(huán)境進(jìn)行控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析的方法；了解穩(wěn)態(tài)誤差分析的前提條件是系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)；研究系統(tǒng)在不同典型輸入信號(hào)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差的變化；分析系統(tǒng)在擾動(dòng)輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差分析系統(tǒng)型次及開環(huán)增益對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響。。技能具有運(yùn)用SimulinkB進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練7基于Simulink控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析研究系統(tǒng)在不同典型輸入信號(hào)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差的變化【實(shí)踐1】已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，分別作出K=1和K=10時(shí)，系統(tǒng)在各典型輸入信號(hào)作用下的響應(yīng)曲線和誤差響應(yīng)曲線，并讀出穩(wěn)態(tài)誤差，分析仿真結(jié)果。（2）研究系統(tǒng)型次不同，穩(wěn)態(tài)誤差的變化【實(shí)踐2】①將實(shí)踐1系統(tǒng)的積分環(huán)節(jié)換為一個(gè)慣性環(huán)節(jié)，開環(huán)增益改為1，系統(tǒng)變?yōu)?型系統(tǒng)，開環(huán)傳遞函數(shù)為，在輸入端分別給定單位階躍信號(hào)和單位斜坡信號(hào)，重新仿真運(yùn)行，觀察輸出響應(yīng)曲線和誤差響應(yīng)曲線，并讀出穩(wěn)態(tài)誤差，分析仿真結(jié)果。②將實(shí)踐1系統(tǒng)變?yōu)棰蛐拖到y(tǒng)，為使系統(tǒng)穩(wěn)定，在前向通道中增加比例微分環(huán)節(jié)，開環(huán)傳遞函數(shù)為，在輸入端分別給定單位斜坡信號(hào)和單位加速度信號(hào)，重新仿真運(yùn)行，觀察輸出響應(yīng)曲線和誤差響應(yīng)曲線，并讀出穩(wěn)態(tài)誤差，分析仿真結(jié)果。（3）分析系統(tǒng)在擾動(dòng)輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）熟練運(yùn)用Simulink構(gòu)造實(shí)踐1，實(shí)踐2和實(shí)踐3的結(jié)構(gòu)圖，能正確設(shè)置各模塊參數(shù)，實(shí)現(xiàn)觀測(cè)效果。（2）熟練使用各函數(shù)命令，編寫M文件，完成任務(wù)內(nèi)容，并記錄結(jié)果。（3）從以下幾個(gè)方面進(jìn)行實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)的分析：①系統(tǒng)在不同典型輸入信號(hào)作用下，穩(wěn)態(tài)誤差變化的規(guī)律；②系統(tǒng)開環(huán)增益的變化對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響；③系統(tǒng)型別的變化對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響；④分析系統(tǒng)在擾動(dòng)輸入作用下的穩(wěn)態(tài)誤差。（4）完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第46-48課時(shí)授課課題4.1頻率特性基本概念教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握頻率特性定義及頻率特性與傳函關(guān)系理解頻率特性的表示方法技能能夠利用頻域分析法進(jìn)行系統(tǒng)性能分析能夠根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：頻率特性定義及頻率特性與傳函關(guān)系，頻率特性表示方法難點(diǎn)：頻率特性表示方法教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)1．頻率特性與傳函關(guān)系、頻率特性數(shù)學(xué)表示與圖形表示所蘊(yùn)含的“誠信、友愛、平等思想”；2．奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，完成討論“正弦量三要素”及“正弦量相量表示”預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.1頻率特性基本概念4.1.1頻率特性定義（重點(diǎn)介紹）以RC電路來說明說明：在系統(tǒng)的輸入端加上一正弦信號(hào)，其穩(wěn)態(tài)輸出響應(yīng)也是一個(gè)正弦信號(hào)，頻率與輸入信號(hào)頻率相同，但幅值和相角發(fā)生變化，且變化取決于輸入信號(hào)的頻率。提醒：為幅頻特性，是穩(wěn)態(tài)輸出與輸入的幅值之比；為相頻特性，是穩(wěn)態(tài)輸出與輸入之間的相角差4.1.2頻率特性與傳遞函數(shù)關(guān)系頻率特性和傳遞函數(shù)都是系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，傳遞函數(shù)是復(fù)數(shù)域中的數(shù)學(xué)模型，頻率特性是頻域中的數(shù)學(xué)模型，頻率特性是傳遞函數(shù)的一種特殊情形。4.1.3頻率特性的數(shù)學(xué)表示法（重點(diǎn)介紹）注意：數(shù)學(xué)表示方法學(xué)生不容易掌握所以需要從基本的復(fù)數(shù)表示講解提問：3+4j,3-4j,-3+4j,-3-4j的數(shù)學(xué)表示4.1.4頻率特性的圖形表示法1、幅相頻率特性曲線RC網(wǎng)絡(luò)的幅相頻率特性曲線來說明。注意：（1）極坐標(biāo)圖上要標(biāo)箭頭，箭頭為ω增大方向；（2）由于ω從0→+∞和ω從—∞→0的幅相曲線關(guān)于實(shí)軸對(duì)稱，因此一般只繪制ω從0→+∞的幅相曲線。2、對(duì)數(shù)頻率特性曲線RC網(wǎng)絡(luò)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線來說明。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“頻率特性基本概念”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育1．頻率特性與傳函關(guān)系、頻率特性數(shù)學(xué)表示與圖形表示所蘊(yùn)含的“誠信、友愛、平等思想”；2．奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“頻率特性基本概念”測(cè)驗(yàn)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第49-50課時(shí)授課課題4.2典型環(huán)節(jié)頻率特性教學(xué)目標(biāo)知識(shí)理解各典型環(huán)節(jié)頻率特性曲線繪制技能能夠利用頻域分析法進(jìn)行系統(tǒng)性能分析能夠根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：典型環(huán)節(jié)頻率特性曲線繪制難點(diǎn)：振蕩環(huán)節(jié)頻率特性曲線繪制教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.2典型環(huán)節(jié)頻率特性注意：講解時(shí)以提問帶復(fù)習(xí)的形式4.2.1比例環(huán)節(jié)頻率特性4.2.2積分環(huán)節(jié)頻率特性4.2.3積分環(huán)節(jié)頻率特性4.2.4慣性環(huán)節(jié)的頻率特性說明：兩漸近線交點(diǎn)的頻率為，它稱為慣性環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)折頻率或交接頻率。注意：轉(zhuǎn)折頻率概念的理解4.2.5比例微分環(huán)節(jié)的頻率特性說明：比例微分環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率（交接頻率）為4.2.6振蕩環(huán)節(jié)的頻率特性提醒：學(xué)生不容易理解和掌握其相頻特性，講解時(shí)要說明為啥是分段函數(shù)說明：為兩條漸近線的交點(diǎn)，稱為振蕩環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)折頻率（交接頻率）4.2.7延遲環(huán)節(jié)的頻率特性三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“典型環(huán)節(jié)頻率特性”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“典型環(huán)節(jié)頻率特性”測(cè)驗(yàn)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第51-53課時(shí)授課課題4.3開環(huán)幅相頻率特性曲線繪制，4.4開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制教學(xué)目標(biāo)知識(shí)理解開環(huán)幅相頻率特性曲線繪制步驟；掌握開環(huán)幅相頻率特性曲線規(guī)律了解疊加法繪制開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線掌握直接法繪制開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線技能能夠根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線判別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型，進(jìn)行系統(tǒng)性能分析素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：開環(huán)幅相頻率特性曲線規(guī)律，直接法繪制開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，完成討論“如何判別系統(tǒng)是由哪些典型環(huán)節(jié)組成”預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.3開環(huán)幅相頻率特性曲線繪制提問：系統(tǒng)開環(huán)頻率特性與系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)之間的關(guān)系舉例：以實(shí)例來說明開環(huán)幅相頻率特性曲線如何繪制。總結(jié)規(guī)律：提問：給出系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性曲線求系統(tǒng)單位階躍輸入作用下穩(wěn)態(tài)誤差4.4開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制4.4.1疊加法繪制注意：如果系統(tǒng)由n個(gè)典型環(huán)節(jié)串聯(lián)而成，則其對(duì)數(shù)幅相頻率特性曲線可由對(duì)應(yīng)的n個(gè)典型環(huán)節(jié)對(duì)數(shù)幅相頻率特性曲線疊加而得到。舉例：以實(shí)例來說明如何利用疊加法進(jìn)行開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制。提醒：關(guān)注A點(diǎn)和B點(diǎn)4.4.2直接法繪制（重點(diǎn)介紹）以實(shí)例來說明如何利用直接法進(jìn)行開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制。【實(shí)例】已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)，繪制其開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻漸近特性曲線。注意：對(duì)數(shù)幅頻特性曲線可采用簡(jiǎn)便方法直接繪制，而對(duì)數(shù)相頻特性曲線只能采用疊加法繪制。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線繪制”在線作業(yè)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線繪制”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第54-55課時(shí)授課課題4.4開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握直接法繪制開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線理解最小相位系統(tǒng)概念掌握傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒?yàn)確定技能能夠根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)頻率特性曲線判別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型，進(jìn)行系統(tǒng)性能分析能夠根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：最小相位系統(tǒng)概念，傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒?yàn)確定難點(diǎn)：傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒?yàn)確定教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，完成討論“如何判別系統(tǒng)是由哪些典型環(huán)節(jié)組成”預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.4開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制4.4.3最小相位系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零點(diǎn)和極點(diǎn)在S復(fù)平面上的分布情況，來定義最小相位系統(tǒng)和非最小相位系統(tǒng)。注意：最小相位系統(tǒng)的特點(diǎn)是：具有相同幅頻特性的一些系統(tǒng)，其中最小相位系統(tǒng)的相角變化范圍是最小的。提問：4.4.4傳遞函數(shù)的頻域?qū)嶒?yàn)確定（重點(diǎn)介紹）舉例：以實(shí)例來說明如何根據(jù)最小相位系統(tǒng)開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻頻率特性曲線來確定系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)。提醒：多舉例多帶學(xué)生做練習(xí)三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制”測(cè)驗(yàn)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育奈奎斯特（H.Nyquist）、伯德（H.W.Bode）探索并提出在頻域內(nèi)研究系統(tǒng)的頻率響應(yīng)法，引導(dǎo)學(xué)生具有“開拓進(jìn)取，孜孜不倦，勇于探索的精神”（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制”測(cè)驗(yàn)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第56-58課時(shí)授課課題4.5頻率域的穩(wěn)定判據(jù)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)了解映射定理掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及對(duì)數(shù)頻域穩(wěn)定判據(jù)技能能夠利用頻域的穩(wěn)定判據(jù)判別系統(tǒng)穩(wěn)定性素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)及對(duì)數(shù)頻域穩(wěn)定判據(jù)難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)分析系統(tǒng)需首先進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)，映射出國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定才能進(jìn)行五個(gè)文明建設(shè)，才能構(gòu)建和諧社會(huì)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料，完成討論課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.5頻率域的穩(wěn)定判據(jù)4.5.1閉環(huán)特征式的構(gòu)造與特點(diǎn)提醒：閉環(huán)特征式特點(diǎn)須理解和掌握，以方便后面知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。4.5.2映射定理（幅角定理）4.5.3開環(huán)傳遞函數(shù)不含積分環(huán)節(jié)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（重點(diǎn)介紹）1、s平面上的封閉曲線Γ的選擇提問：穩(wěn)定的充要條件是什么？說明：s平面上的封閉曲線Γ即奈氏回線肯定包圍了QUOTEF(s)的位于s平面右半平面的所有零點(diǎn)和極點(diǎn)。2、映射曲線的繪制結(jié)論：當(dāng)QUOTEs沿封閉曲線Γ即奈氏回線運(yùn)動(dòng)一周，在QUOTEGk(s)平面上的映射曲線ΓGH為開環(huán)幅相頻率特性QUOTEGk(jω)曲線，ω的變化范圍為-∞到+∞。3、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)提醒：1.比較2鐘方法2.特別關(guān)注穿越的概念以實(shí)例來說明如何應(yīng)用4.5.4開環(huán)傳遞函數(shù)含積分環(huán)節(jié)的奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)提醒：s平面上的封閉曲線Γ的改變以實(shí)例來說明如何應(yīng)用4.5.5對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)1、Nyquist圖與Bode圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系提醒：2、對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)表述以實(shí)例來說明如何應(yīng)用三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“頻域穩(wěn)定判據(jù)”在線作業(yè)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育分析系統(tǒng)需首先進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)，映射出國(guó)家社會(huì)穩(wěn)定才能進(jìn)行五個(gè)文明建設(shè)，才能構(gòu)建和諧社會(huì)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“頻域穩(wěn)定判據(jù)”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第59-60課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練8線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析教學(xué)目標(biāo)知識(shí)加深了解模擬典型環(huán)節(jié)頻率特性的物理概念。掌握模擬典型環(huán)節(jié)頻率特性的測(cè)試方法，能夠根據(jù)不同環(huán)節(jié)，不同特征參數(shù)確定測(cè)試信號(hào)的幅值和頻率。掌握頻率特性曲線繪制方法，并能根據(jù)頻率特性曲線建立其傳遞函數(shù)。了解模擬典型環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線與理想環(huán)節(jié)的不同。技能能利用頻域分析法進(jìn)行系統(tǒng)分析的能力；培養(yǎng)動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問題的能力；學(xué)會(huì)系統(tǒng)性能分析方法素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：電路搭建與分析難點(diǎn)：電路搭建與分析教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練8線性系統(tǒng)的頻率響應(yīng)分析（1）使用運(yùn)算放大器、電阻、電容等分立元件構(gòu)成各種典型環(huán)節(jié)的模擬電路，利用復(fù)阻抗法求出各典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)，確定其對(duì)數(shù)頻率特性。（2）頻域法測(cè)試典型環(huán)節(jié)頻率特性（3）根據(jù)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)繪制系統(tǒng)對(duì)數(shù)幅頻特性曲線。二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）分析各典型環(huán)節(jié)的模擬電路，根據(jù)電路參數(shù)，確定各典型環(huán)節(jié)特征參數(shù)，并建立它們的數(shù)學(xué)模型傳遞函數(shù)。（2）各典型環(huán)節(jié)頻率特性測(cè)試慣性環(huán)節(jié)，設(shè)置正弦輸入信號(hào)的幅值為1V，頻率從1Hz開始逐步提高，到16Hz附近需仔細(xì)測(cè)定，一直測(cè)試到頻率約為300Hz為止，或到難于檢測(cè)出時(shí)為止。將實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)記錄到表4-3中。表4-3慣性環(huán)節(jié)頻率特性測(cè)試數(shù)據(jù)記錄()相位差（3）根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)繪制對(duì)數(shù)頻率特性曲線。（4）根據(jù)實(shí)測(cè)對(duì)數(shù)頻率特性曲線，作漸近處理，推算傳遞函數(shù)。（5）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第61-63課時(shí)授課課題4.6穩(wěn)定裕度,4.7頻率特性與系統(tǒng)性能關(guān)系教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握相角裕度和幅值裕度概念及計(jì)算掌握開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能技能具備利用頻域分析法進(jìn)行系統(tǒng)分析的能力；能夠根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)綜合的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：相角裕度和幅值裕度概念及計(jì)算，開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)1.穩(wěn)定裕度的含義映射做事要留有余地，做好充分準(zhǔn)備，這樣才能遇事沉著、冷靜，游刃有余處理任何事情；2.頻域三頻段理論映射在不同階段要規(guī)劃好不同的人生目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生要確定目標(biāo)，有了目標(biāo)才有努力的方向；3.講授頻域帶寬與抗干擾的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生做人做事要有底線，堅(jiān)持社會(huì)主義核心價(jià)值觀，堅(jiān)守法律法規(guī)底線，堅(jiān)守職業(yè)道德與素養(yǎng)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容，完成討論“相對(duì)穩(wěn)定性”預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、復(fù)習(xí)上次課內(nèi)容并對(duì)任務(wù)完成情況進(jìn)行分析總結(jié)二、新課講授4.6穩(wěn)定裕度4.6.1相角裕度（或PM）（重點(diǎn)介紹）提問：什么是剪切頻率（也稱穿越頻率，開環(huán)截止頻率）？以實(shí)例來說明相角裕度如何求取4.6.2幅值裕度（或GM）4.7頻率特性與系統(tǒng)性能關(guān)系4.7.1開環(huán)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)間的關(guān)系1、典型二階系統(tǒng)開環(huán)頻域指標(biāo)與時(shí)域指標(biāo)間關(guān)系2、高階系統(tǒng)時(shí)域指標(biāo)的估算4.7.2開環(huán)頻率特性分析閉環(huán)系統(tǒng)性能（重點(diǎn)介紹）1、低頻段2、中頻段3、高頻段三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成“穩(wěn)定裕度計(jì)算”在線作業(yè)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)完成主題討論四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育1.穩(wěn)定裕度的含義映射做事要留有余地，做好充分準(zhǔn)備，這樣才能遇事沉著、冷靜，游刃有余處理任何事情；2.頻域三頻段理論映射在不同階段要規(guī)劃好不同的人生目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生要確定目標(biāo)，有了目標(biāo)才有努力的方向；3.講授頻域帶寬與抗干擾的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生做人做事要有底線，堅(jiān)持社會(huì)主義核心價(jià)值觀，堅(jiān)守法律法規(guī)底線，堅(jiān)守職業(yè)道德與素養(yǎng)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容完成智慧職教MOOC平臺(tái)中“穩(wěn)定裕度計(jì)算”在線作業(yè)完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第64-65課時(shí)授課課題技能訓(xùn)練9基于MATLAB系統(tǒng)頻域分析（包含①繪制幅相頻率特性曲線及其穩(wěn)定性分析；②基于MATLAB繪制對(duì)數(shù)頻率特性曲線及其頻域分析）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)學(xué)會(huì)使用MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)的幅相頻率特性曲線（Nyquist圖和對(duì)數(shù)頻率特性曲線（Bode圖）能夠分析控制系統(tǒng)幅相頻率特性曲線的基本規(guī)律加深理解控制系統(tǒng)奈奎斯特判據(jù)的實(shí)際應(yīng)用掌握控制系統(tǒng)頻域指標(biāo)的分析方法。熟練掌握運(yùn)用對(duì)數(shù)頻率特性曲線分析控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。技能能夠利用MATLAB軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真與分析素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：MATLAB編程繪制控制系統(tǒng)頻率特性曲線，控制系統(tǒng)頻域指標(biāo)的分析方法難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容預(yù)習(xí)本次課內(nèi)容，觀看平臺(tái)發(fā)布的視頻資料課中：一、介紹本次本次技能訓(xùn)練內(nèi)容技能訓(xùn)練9基于MATLAB的系統(tǒng)頻域分析1、繪制幅相頻率特性曲線及其穩(wěn)定性分析（1）開環(huán)幅相頻率特性曲線繪制nyquist（）函數(shù)可以用來繪制系統(tǒng)的開環(huán)幅相頻率特性曲線，其調(diào)用格式為nyquist(num,den)——作出系統(tǒng)的幅相頻率特性曲線圖，角頻率向量的范圍自動(dòng)設(shè)定，默認(rèn)ω的范圍為（-∞，+∞）[re,im,w]=nyquist(num,den)——返回變量格式不作曲線，其中re為頻率響應(yīng)的實(shí)部，im為頻率響應(yīng)的虛部，w是頻率點(diǎn)。（2）根據(jù)開環(huán)幅相頻率特性曲線判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性2、基于MATLAB繪制對(duì)數(shù)頻率特性曲線及其頻域分析（1）開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線繪制①bode（）函數(shù)可以用來繪制系統(tǒng)的開環(huán)對(duì)數(shù)頻率特性曲線，其調(diào)用格式為bode(num,den)——作出系統(tǒng)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線圖，角頻率向量的范圍自動(dòng)設(shè)定。②[mag,phase,w]=bode(num,den)——返回變量格式不作曲線，其中mag是系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性的幅值向量，注意此幅值不是分貝值，需進(jìn)行轉(zhuǎn)換；phase是系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率特性的相角向量，單位為（0）；w是頻率向量，單位為rad/s。（2）計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度margin（）函數(shù)可以從系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線中計(jì)算系統(tǒng)的相角裕度Pm和幅值裕度Gm，以及對(duì)應(yīng)的頻率，其調(diào)用格式為margin(num,den)——給定開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，作出系統(tǒng)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線圖，并在圖上標(biāo)注幅值裕度Gm和對(duì)應(yīng)的頻率wcg，相角裕度Pm和對(duì)應(yīng)的頻率wcp。[Gm,Pm,wcg,wcp]=margin(num,den)——返回變量格式，不作圖。（3）系統(tǒng)對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定性分析二、布置任務(wù)，學(xué)生完成任務(wù)（1）熟練使用各函數(shù)命令，編寫M文件，完成以下實(shí)踐內(nèi)容，并記錄結(jié)果?！緦?shí)踐1】已知系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為繪制系統(tǒng)的Nyquist圖，判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并用閉環(huán)單位階躍響應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)證?！緦?shí)踐2】已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為分別繪制時(shí)系統(tǒng)的Nyquist圖，分析系統(tǒng)開環(huán)增益不同時(shí)，系統(tǒng)Nyquist圖的差異，以及對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響?！緦?shí)踐3】已知單位負(fù)反饋系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為①當(dāng)K=4時(shí)，繪制其Nyquist圖和Bode圖；②當(dāng)K=4時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)的相位裕度和幅值裕度，并在Bode圖上標(biāo)注剪切頻率，相角裕度，相位穿越頻率，幅值裕度；③如果希望系統(tǒng)幅值裕度為16dB，求出對(duì)應(yīng)的K值，并驗(yàn)證。（2）分析結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告。三、學(xué)習(xí)任務(wù)完成課程平臺(tái)資源學(xué)習(xí)學(xué)生實(shí)訓(xùn)任務(wù)并將結(jié)果上傳完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告四、課堂小結(jié)教師對(duì)本次課進(jìn)行總結(jié)融入思政教育實(shí)訓(xùn)中團(tuán)結(jié)協(xié)作，互幫互助，具有大局意識(shí)，團(tuán)隊(duì)意識(shí)（課程思政）課后：一、教師在線上與學(xué)生互動(dòng)交流二、學(xué)生完成以下任務(wù)分析實(shí)踐結(jié)果與數(shù)據(jù)，完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告完成自評(píng)互評(píng)及課堂評(píng)價(jià)課后反思第66-68課時(shí)授課課題5.1校正概述，5.2串聯(lián)校正教學(xué)目標(biāo)知識(shí)掌握控制系統(tǒng)校正的概念、校正的形式理解串聯(lián)相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正裝置及特性掌握用頻率特性法確定串聯(lián)校正裝置參數(shù)的方法技能具備利用頻率特性法進(jìn)行系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的能力素養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)工作作風(fēng)，用于探索，敢于創(chuàng)新精神教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：頻率特性法確定串聯(lián)校正裝置參數(shù)的方法難點(diǎn)：同上教學(xué)資源1.教學(xué)PPT和視頻資料2.智慧職教職教云資料3.MOOC課程《自動(dòng)控制技術(shù)》教學(xué)方法和手段講授法、討論法、案例法、練習(xí)法思政活動(dòng)1.校正含義映射做人做事要有校正意識(shí)，不斷修正，完善自我；2.講授系統(tǒng)校正，不同系統(tǒng)，不同發(fā)展階段對(duì)系統(tǒng)要求不同，引導(dǎo)學(xué)生要用發(fā)展的眼光看問題，與時(shí)俱進(jìn)，終身學(xué)習(xí)，始終擁有先進(jìn)理念和較高的職業(yè)素養(yǎng)教學(xué)安排課前：一、教師在智慧職教平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料并布置相關(guān)任務(wù)二、學(xué)生在智慧職教平臺(tái)查閱課前任務(wù)并完成以下任務(wù)復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容，完成討論“系