《自动控制理论》实验教学大纲
课程名称：自动控制理论课程性质：非独立设课使用教材：自编课程编号：面向专业：自动化课程学分：
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。
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。
二阶系统的瞬态响应
实验二
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)、n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0<<1，=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n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响应曲线。
2.画出三阶系统线性定常系统的实验电路，并写出其闭环传递函数，表明电路中的各参数。
3.根据测得的系统单位阶跃响应曲线，分析开环增益对系统动态特性及稳定性的影响。
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：
1.给系统加阶跃信号前，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。
2.在对系统整体联调前，先对每一个环节进行阶跃信号测试，保证该环节输出正常。
实验四
线性定常系统的稳态误差
一、实验类型：综合性实验
二、实验目的：
1.通过本实验，理解系统的跟踪误差与其结构、参数与输入信号的形式、幅值大小之间的关系；
2.研究系统的开环增益K对稳态误差的影响。
三、实验内容与要求：
1. 观测0型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态
误差；
2.观测I型二阶系统的单位阶跃响应和单位斜坡响应，并实测它们的稳态误差；
3.观测II型二阶系统的单位斜坡响应和单位抛物坡，并实测它们的稳态误差。
4.画出0型二阶系统的方框图和模拟电路图，并由实验测得系统在单位阶跃和单位斜坡信号输入时的稳态误差。
5.画出Ⅰ型二阶系统的方框图和模拟电路图，并由实验测得系统在单位阶跃和单位斜坡信号输入时的稳态误差。
6.画出Ⅱ型二阶系统的方框图和模拟电路图，并由实验测得系统在单位斜坡和单位抛物线函数作用下的稳态误差。
7.观察由改变输入阶跃信号的幅值，斜坡信号的速度，对二阶系统稳态误差的影响。并分析其产生的原因。
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：
1.给系统加阶跃信号前，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。
2.在对系统整体联调前，先对每一个环节进行阶跃信号测试，保证该环节输出正常。
实验五典型环节和系统频率特性的测量
一、实验类型：设计性实验
二、实验目的：
1.了解典型环节和系统的频率特性曲线的测试方法；
2.掌握根据频率特性曲线求取传递函数的方法。
三、实验内容与要求：
1.惯性环节的频率特性测试；
2.二阶系统频率特性测试；
3.由实验测得的频率特性曲线，求取相应的传递函数。
4.写出被测环节和系统的传递函数，并画出相应的模拟电路图；
5.把实验测得的数据和理论计算数据列表，绘出它们的Bode图，并分析
实测的Bode图产生误差的原因；
6.用上位机实验时，根据由实验测得二阶系统闭环幅频特性曲线，据此写出该系统的传递函数，并把计算所得的谐振峰值和谐振频率与实验结果相比较；
7.绘出被测环节和系统的幅频特性。
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：
1、给系统加阶跃信号前，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。
2、借助于Matlab绘制半对数坐标系下的频率特性曲线。
线性定常系统的串联校正
实验六
一、实验类型：设计性实验
二、实验目的：
1.通过实验，理解所加校正装置的结构、特性和对系统性能的影响；
2.掌握串联校正几种常用的设计方法和对系统的实时调试技术。
三、实验内容与要求：
1.观测未加校正装置时系统的动、静态性能；
2.按动态性能的要求，分别用时域法或频域法（期望特性）设计串联校正装置；
3.观测引入校正装置后系统的动、静态性能，并予以实时调试，使之动、
静态性能均满足设计要求；
4.利用上位机软件，分别对校正前和校正后的系统进行仿真，并与上述模拟系统实验的结果相比较。
5.根据对系统性能的要求，设计系统的串联校正装置，并画出它的电路图；
6.根据实验结果，画出校正前系统的阶跃响应曲线及相应的动态性能指标；
7.观测引入校正装置后系统的阶跃响应曲线，并将由实验测得的性能指标与理论计算值作比较；
8.实时调整校正装置的相关参数，使系统的动、静态性能均满足设计要求，并分析相应参数的改变对系统性能的影响。
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：
1.给系统加阶跃信号前，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。
2.在对系统整体联调前，先对每一个环节进行阶跃信号测试，保证该环节
输出正常。
实验七典型非线性环节的静态特性
一、实验类型：验证性实验
二、实验目的：
1.了解典型非线性环节输出—输入的静态特性及其相关的特征参数；
2.掌握典型非线性环节用模拟电路实现的方法。
三、实验内容与要求：
1.继电器型非线性环节静特性的电路模拟；
2.饱和型非线性环节静特性的电路模拟；
3.具有死区特性非线性环节静特性的电路模拟；
4.具有间隙特性非线性环节静特性的电路模拟。
5.画出各典型非线性环节的模拟电路图，并选择好相应的参数；
6.根据实验，绘制相应非线性环节的实际静态特性，并与理想情况下的静态特性相比较，分析电路参数对特性曲线的影响。
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：
实验面板上的非线性单元中，有些期间只是绘制了图形符号在图中，并没有在电路中实际接入，注意用导线连接相应单元。
非线性系统的描述函数法
实验八
一、实验类型：综合性实验
二、实验目的：
1.进一步熟悉非线性控制系统的电路模拟方法；
2.掌握用描述函数法分析非线性控制系统；
3．通过实验进一步了解非线性系统产生自持振荡的条件和非线性参数对系统性能的影响。
三、实验内容与要求：
1.用描述函数法分析继电器型非线性三阶系统的稳定性，并由实验测量自持振荡的振幅和频率；
2.用描述函数法分析饱和型非线性三阶系统的稳定性，并由实验测量自持振荡的振幅和频率；
3.掌握饱和型非线性系统消除自持振荡的方法。
4.观测继电型非线性系统的自持振荡，将由实验测量自振荡的幅值与频率与理论计算值相比较，并分析两者产生差异的原因。
5.调节系统的开环增益K，使饱和非线性系统产生自持振荡，由实验测量其幅值与频率，并与理论计算值相比较。
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：
各非线性环节在接入线性系统前，注意检查其输入输出特性并记录相应参数。
采样控制系统的分析
实验九
一、实验类型：验证性实验
二、实验目的：
1.熟悉用LF398组成的采样控制系统；
2.通过本实验进一步理解香农定理和零阶保持器ZOH的原理及其实现方法；
3.观察系统在阶跃作用下的稳态误差。研究开环增益K和采样周期T的变
化对系统动态性能的影响。
三、实验内容与要求：
1. 利用实验平台设计一个对象为二阶环节的模拟电路，并与采样电路组成一个数-模混合系统。
2. 分别改变系统的开环增益K和采样周期T S，研究它们对系统动态性能及稳态精度的影响。
3.画出系统相应的模拟电路图；
4.研究采样周期T的变化对系统性能的影响。
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：
用虚拟示波器中的信号发生器可提供一路周期信号。
实验十
采样控制系统的动态校正
一、实验类型：设计性实验
二、实验目的：
1.通过实验进一步理解采样定理的基本理论；
2.掌握采样控制系统校正装置的设计和调试方法；
3.通过实验进一步认识到采样控制系统与线性连续定常系统的本质区别和
采样周期T对系统性能的影响。
三、实验内容与要求：
1.利用本实验平台构造一个被控对象为二阶环节的模拟电路；
2.在满足K V的要求下，观测系统的单位阶跃响应曲线，据此确定超调量
值；
p
3. 在满足K V的要求且采样时间T=0.1s时，观测该系统加入校正环节(见“实验六”连续系统的校正环节)后的单位阶跃响应曲线并求其p值。
4、画出未校正系统相应的模拟电路图；
5、设计并绘制加校正环节后系统的采样控制电路图；
6、研究加校正环节后系统的动态性能，并画出校正后系统的阶跃响应曲线；
7、研究采样周期T的变化对系统性能的响应。
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：
1.给系统加阶跃信号前，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。
2.用虚拟示波器中的信号发生器可提供一路周期信号。
制定人：任鸟飞
审核人：胡皓
负责人：胡皓
制定日期：2016年9月
自动控制原理实验 实验报告 实验三闭环电压控制系统研究 学号姓名 时间2014年10月21日 评定成绩审阅教师
实验三闭环电压控制系统研究 一、实验目的： （1）通过实例展示，认识自动控制系统的组成、功能及自动控制原理课程所要解决的问题。 （2）会正确实现闭环负反馈。 （3）通过开、闭环实验数据说明闭环控制效果。 二、预习与回答： （1）在实际控制系统调试时，如何正确实现负反馈闭环？ 答：负反馈闭环，不是单纯的加减问题，它是通过增量法实现的，具体如下： 1.系统开环； 2.输入一个增或减的变化量； 3.相应的，反馈变化量会有增减； 4.若增大，也增大，则需用减法器； 5.若增大，减小，则需用加法器，即。 （2）你认为表格中加1KΩ载后，开环的电压值与闭环的电压值，哪个更接近2V？ 答：闭环更接近。因为在开环系统下出现扰动时，系统前部分不会产生变化。故而系统不具有调节能力，对扰动的反应很大，也就会与2V相去甚远。 但在闭环系统下出现扰动时，由于有反馈的存在，扰动产生的影响会被反馈到输入端，系统就从输入部分产生了调整，经过调整后的电压值会与2V相差更小些。 因此，闭环的电压值更接近2V。 （3）学自动控制原理课程，在控制系统设计中主要设计哪一部份？ 答：应当是系统的整体框架及误差调节部分。对于一个系统，功能部分是“被控对象”部分，这部分可由对应专业设计，反馈部分大多是传感器，因此可由传感器的专业设计，而自控原理关注的是系统整体的稳定性，因此，控制系统设计中心就要集中在整个系统的协调和误差调节环节。 二、实验原理： （1）利用各种实际物理装置（如电子装置、机械装置、化工装置等）在数学上的“相似性”，将各种实际物理装置从感兴趣的角度经过简化、并抽象成相同的数学形式。我们在设计控制系统时，不必研究每一种实际装置，而用几种“等价”的数学形式来表达、研究和设计。又由于人本身的自然属性，人对数学而言，不能直接感受它的自然物理属性，这给我们分析和设计带来了困难。所以，我们又用替代、模拟、仿真的形式把数学形式再变成“模拟实物”来研究。这样，就可以“秀才不出门，遍知天下事”。实际上，在后面的课程里，不同专业的学生将面对不同的实际物理对象，而“模拟实物”的实验方式可以做到举一反三，我们就是用下列“模拟实物”——电路系统，替代各种实际物理对象。
《自动控制原理》 实验报告 姓名： 学号： 专业： 班级： 时段： 成绩： 工学院自动化系
实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的 1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。 2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。 3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验原理 1．比例环节的传递函数为 K R K R R R Z Z s G 200,1002)(211 212==-=-=- = 其对应的模拟电路及SIMULINK 图形如图1-3所示。 三、实验内容 按下列各典型环节的传递函数，建立相应的SIMULINK 仿真模型，观察并记录其单位阶跃响应波形。 ① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ； ② 惯性环节11)(1+= s s G 和1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节s s G =)(1 ⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G ⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+= 四、实验结果及分析 图1-3 比例环节的模拟电路及SIMULINK 图形
① 仿真模型及波形图1)(1=s G 和2)(1=s G ② 仿真模型及波形图11)(1+= s s G 和1 5.01)(2+=s s G 11)(1+= s s G 1 5.01 )(2+=s s G ③ 积分环节s s G 1)(1= ④ 微分环节
附件二：实验课程教学大纲模板： 《课程名称》实验课程(课程实验)教学大纲 课程编码：（依据培养方案的课程编码） 课程性质：（见编写说明） 适用专业：****** 学时学分：**学时**学分 ****** 所需先修 课： 编写单位：****** 编写人：****** 审定人：****** 编写时间：20**年**月 一、实验课程简介 简述课程内容、本门课程在专业学习中的地位作用。 二、教学目标和要求 明确本门实验课总的目标和要求，通过实验培养学生总体上了解或掌握什么方法或技能，达到什么目标；对学生有什么具体要求（比如：理解实验原理及实验方案，掌握正确操作规程；掌握各种仪器的使用，了解其性能参数、适应范围及注意事项等）。 三、与其他课程的关系 提出本课程在教学内容及教学环节等方面与其它相关课程的联系与分工。（包括理论课程与实验课程） 四、考核形式及要求 明确说明是考试课还是考查课，考试的形式是开卷还是闭卷，成绩的合成及评分标准，平时、期中、期末或实验操作等各教学环节的考核各占总分数的百分比等。考核应以考核实验技能为主。
六、使用教材及参考书 使用教材和参考书按作者、教材名称、版次、出版社所在地、出版社、出版时间顺序填写，小四号宋体，[体例]如下： 使用教材：童庆炳.文学理论课程（第二版）.北京:高等教育出版社,2004. 参考书[体例]如下： 参考书： [1]霍元极.高等代数（第一版）.北京:北京师范大学出版社,2004. [2]【美】理查德·格里格,菲利普·津巴多.王垒,等译.心理学与生活(第19版).北京:人民邮电出版社,2016. [3] 七、其他说明 针对本实验课程的特点，提出应当采取的教学方法、实验教学组织方法和实验考核等方面的建议等（也可省去该项）。 编写说明： 1．本大纲原则上全系统一按本参考模式编写。 2．每个项目里的填写说明作为参考，在大的框架统一（尤其是项目名称和顺序要统一）和版面格式统一的前提下，各系可根据学科的具体情况对填写内容适当修改。
《电工电子学》课程实验教学大纲(一) （材料科学专业，环境工程专业，轮机工程，热能与动力专业） 一、课程基本情况 1、课程名称：电工电子学实验 Experimet of Electrotechnics and Electronics 2、课程编号：132000771 3、课程类别：专业基础 4、实验课性质：独立设课 5、课程总学时：材料科学专业，环境工程专业80学时，轮机工程，热能与动力122学时 6、实验学时： 32学时， 7、实验学分：1学分 8、先修或同修课程：高等数学，物理学，电工电子学 9、适用专业：材料科学专业，环境工程专业，轮机工程，热能与动力专业 10、大纲执笔：应用电子教研室王艳红职称：副教授 11、大纲审批： 12、制定时间：2006年3月19日 二、实验教学目的和任务 《电工与电子学》是非电类专业一门很强的技术基础课程，其实验是课程的重要部分，是非电类专业的必修课。 随着科学技术的迅速发展，理工科大学生不仅需要掌握电路与电子学方面的基本理论，而且还需要掌握基本的实验技能及一定的科研能力。通过该课程的学习，使学生巩固和加深电路与电子学的基本知识，通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力，其中以培养学生实践基础和实践理论为主，为专业实践能力、创新能力，奠定扎实的基础。同时注意培养
学生实事、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作和学习后续课程打下良好的基础。 三、实验教学基本要求 本课程是非电类专业的技术基础课程，根据非电类专业的特点及要求。它把测量方法、仪器仪表的原理及使用融在相应的实验中，培养学生的实际工作能力。通过课程的实践与教学，学生应达到以下要求。 1、进一步巩固和加深对电路、模拟电子技术、电机、继电接触控制基本知识的理解，提高综合运用所学知识、独立设计电路的能力。 2、掌握仪器仪表的工作原理，能正确使用仪器设备，掌握测试方法和测试技能。 3、能独立撰写实验报告书，准确地分析实验结果，正确地绘制实验曲线和实验电路。 4、课前做好预习，明确实验容和实验目的。 四、实验项目表及学时分配 本课程试验共安排47学时，其中23学时为必选实验，24学时为可选实验，按教学计划要求不同专业学生分别完成实验学时数为32学时和12学时（少学时专业的实验在必做中选定实验）.。
自动化控制实验报告(DOC 43页)
本科生实验报告 实验课程自动控制原理 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号2013 指导教师 实验地点6C901 实验成绩 二〇一五年四月——二〇一五年五月
线性系统的时域分析 实验一（3.1.1）典型环节的模拟研究 一. 实验目的 1． 了解和掌握各典型环节模拟电路的构成方法、传递函数表达式及输出时域函数表达式 2． 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响 二．典型环节的结构图及传递函数 方 框 图 传递函数 比例 （P ） K (S) U (S) U (S)G i O == 积分 （I ） TS 1 (S)U (S)U (S)G i O == 比例积分 （PI ） )TS 1 1(K (S)U (S)U (S)G i O +== 比例微分 （PD ） )TS 1(K (S) U (S) U (S)G i O +== 惯性 TS 1K (S)U (S)U (S)G i O += =
环节 （T） 比例 积分 微分 （PI D） S T K S T K K (S) U (S) U (S) G d p i p p i O + + = = 三．实验内容及步骤 观察和分析各典型环节的阶跃响应曲线，了解各项电路参数对典型环节动态特性的影响.。 改变被测环节的各项电路参数，画出模拟电路图，阶跃响应曲线，观测结果，填入实验报告 运行LABACT程序，选择自动控制菜单下的线性系统的时域分析下的典型环节的模拟研究中的相应实验项目，就会弹出虚拟示波器的界面，点击开始即可使用本实验机配套的虚拟示波器（B3）单元的CH1测孔测量波形。具体用法参见用户手册中的示波器部分。1)．观察比例环节的阶跃响应曲线 典型比例环节模拟电路如图3-1-1所示。 图3-1-1 典型比例环节模拟电路 传递函数： 1 (S) (S) (S) R R K K U U G i O= = = ；单位阶跃响应：
理论课程及实验课程教学大纲填写说明 （公共基础课、素质必修课、素质选修课适用） A.总说明： 一、适用课程范围：该版教学大纲的填写范围仅为“公共基础课”“素质必修课”和“素质选修课”。课程类别可于《武汉工程大学本科培养方案》中查询。 二、文本格式：请勿改变大纲中标题及文本样式。标题中的课程名称为黑体小二号字体（加 粗）。除标题外，其余需填写内容中的中文及数字的样式为宋体五号字体（勿加粗），英文样式为Times New Roman五号字体（勿加粗）；段落行间距设为单倍行距，段首缩进设为2。 三、表格：请勿改变页边距、表格列宽及单元格的对齐方式。因为软件类型及版本问题， 打开大纲模板文件后表格有可能出现少量错位情况，请帮忙调整至对齐，建议使用WPS打开。 四、名称：单位和课程等名称请务必填写标准化全称，如“计算机科学与工程学院”“毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论”等。 五、联系人：XXX；电话：********；地址：教务处教学评价与发展中心（白宫208） B.分项说明 一、课程信息 ?“课程类别”：公用基础课、素质必修课或素质选修课 ?“课程性质”：必修或选修 ?“计划学时”：请在括号前填写总学时，并在括号内分别填写课内学时和课外学时，如果 没有课外学时，则填写“0”。 ?“选用教材”:《》，ⅹⅹ编著，ⅹⅹ出版社，年；是否自编；是否教育部规划教材 ?“课程网站”：有则填写，没有则填写“无”。 二、课程简介（中英文) ?中文在前、英文在后，中文要求200字以上、500字以下。课程简介必须包括课程定 义、课程总体内容、课程目的及意义等基本内容。此外，可以填写与相关课程的关系、课程改革情况、教学方法、课程特色等其它内容。 ?任何课程都必须有英文课程简介。 三、课程教学要求 ?从知识、能力、素质三个方面分条目进行阐述。其中的一条或者若干条应能对应《工程 教育认证标准》（2015版）12项毕业要求中的相关条目。 ?问题1：为什么要将“课程教学要求”中的一条或者若干条对应《工程教育认证标准》 （2015版）12项毕业要求中的相关条目？ 答：根据学校“以工程实践为主，满足复合型、创新性、国际化、工程化人才成长需要”的人才培养目标定位，作为面向全校学生开设的课程，各公共基础课、素质必修课、素质选修课的课程教学要求应该在达成“业务培养要求”中的知识、能力、素质三类要求的基础上，保证其中有一条或若干条能与《工程教育认证标准》（2015版）中工科专业学生的12项毕业要求中的一条或若干条相关联。 ?问题2：什么是“《工程教育认证标准》（2015版）中的12项毕业要求”
实验一MATLAB 仿真基础 一、实验目的： （1）熟悉MATLAB 实验环境，掌握MATLAB 命令窗口的基本操作。 （2）掌握MATLAB 建立控制系统数学模型的命令及模型相互转换的方法。 （3）掌握使用MATLAB 命令化简模型基本连接的方法。 （4）学会使用Simulink 模型结构图化简复杂控制系统模型的方法。 二、实验设备和仪器 1．计算机；2. MATLAB 软件 三、实验原理 函数tf ( ) 来建立控制系统的传递函数模型，用函数printsys ( ) 来输出控制系统的函数，用函数命令zpk ( ) 来建立系统的零极点增益模型，其函数调用格式为：sys = zpk ( z, p, k )零极点模型转换为多项式模型[num , den] = zp2tf ( z, p, k ) 多项式模型转化为零极点模型 [z , p , k] = tf2zp ( num, den ) 两个环节反馈连接后，其等效传递函数可用feedback ( ) 函数求得。 则feedback （）函数调用格式为： sys = feedback （sys1, sys2, sign ） 其中sign 是反馈极性，sign 缺省时，默认为负反馈，sign ＝-1；正反馈时，sign ＝1；单位反馈时，sys2＝1，且不能省略。 四、实验内容： 1.已知系统传递函数，建立传递函数模型 2.已知系统传递函数，建立零极点增益模型 3．将多项式模型转化为零极点模型 1 2s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(332 2++++++= s s s s s s s s G 12s 2s s 3s (s)23++++= G )12()1()76()2(5)(3322++++++=s s s s s s s s G
实验报告 课程名称：自动控制原理 实验项目：典型环节的时域相应 实验地点：自动控制实验室 实验日期：2017 年 3 月22 日 指导教师：乔学工 实验一典型环节的时域特性 一、实验目的 1.熟悉并掌握TDN-ACC+设备的使用方法及各典型环节模拟电路的构成方法。
2.熟悉各种典型环节的理想阶跃相应曲线和实际阶跃响应曲线。对比差异，分析原因。 3.了解参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、实验设备 PC 机一台，TD-ACC+(或TD-ACS)实验系统一套。 三、实验原理及内容 下面列出各典型环节的方框图、传递函数、模拟电路图、阶跃响应，实验前应熟悉了解。 1．比例环节 (P) (1)方框图 (2)传递函数： K S Ui S Uo =) () ( (3)阶跃响应：) 0()(≥=t K t U O 其中 01/R R K = (4)模拟电路图： (5) 理想与实际阶跃响应对照曲线： ① 取R0 = 200K ；R1 = 100K 。 ② 取R0 = 200K ；R1 = 200K 。
2．积分环节 (I) (1)方框图 (2)传递函数： TS S Ui S Uo 1 )()(= (3)阶跃响应： ) 0(1)(≥= t t T t Uo 其中 C R T 0= (4)模拟电路图 (5) 理想与实际阶跃响应曲线对照： ① 取R0 = 200K ；C = 1uF 。 ② 取R0 = 200K ；C = 2uF 。
1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 理想阶跃响应曲线 0.4s 1 Uo 0t Ui(t) Uo(t) 实测阶跃响应曲线 0.4s 10V 无穷 3．比例积分环节 (PI) (1)方框图： (2)传递函数： (3)阶跃响应： (4)模拟电路图： (5)理想与实际阶跃响应曲线对照： ①取 R0 = R1 = 200K；C = 1uF。 理想阶跃响应曲线实测阶跃响应曲线 ②取 R0=R1=200K；C=2uF。 K 1 + U i(S)+ U o(S) + Uo 10V U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t Uo 无穷 U o(t) 2 U i(t ) 0 0 .2s t
实验课程教学大纲模板
《课程中文名称》实验教学大纲一、课程基本信息 课程号课程英文名称 课程类型□课程实验 □独立实验课 课程 性质 □必修□ 选修 总学分实验学 分 实验 学时 先修 课程 使用 教材 （教材名称、出版社、出版时间）授课 对象 （专 业） 考核 方式 及成 绩评
（空一行） 序号 实验项目 学时 实 验类 型 分组情况 内容摘要 1 ××××× 2 ××××× 定 教 学 目 标 （说明通过实验可以达到什么目的，学生通过实验可以培养什么、锻炼什么、提高什么等） 课 程 简 介 （介绍实验的主要内容，实验在人才培养方案中的地位及作用，重点、难点等。）
（注：实验类型指：1.演示性实验、2.操作性实验、3.验证性实验、4.综合性实验、5.设计性实验） （空一行） 三、实验内容 （空一行） 实验一×××××实验 实验教学的目的：××××××××××××××××××××××××××××(宋体，小四号) 实验教学的基本要求：××××××××××××(宋体，小四号) 实验时数：×××××××××(宋体，小四号) 实验成绩评定：×××××××××(宋体，小四号) 实验内容：（详细实验内容）××××××××××××××××××××××××××(宋体，小四号) 主要实验设备：（包括实验课程所用设备、软件、工具等）××××××××××××××××××××××××××(宋体，小四号) （空一行） 实验二×××××实验 实验教学的目的： 实验时数： 实验教学的基本要求： 实验成绩评定： 实验内容：（详细实验内容） 主要实验设备：（包括实验课程所用设备、软件、工具等） （空一行） 四、实验报告的格式（学生统一格式，认真写出实验报告） （空一行） 实验名称 （空一行） （一）实验目的： （二）主要仪器设备：（列出实验中主要使用的仪器设备及其他物品）
实验教学大纲的内容 课程名称；课程类别；课程编号；课程性质；适用专业；课程总学时；实验（上机）计划学时；大纲编写依据；实验课程地位及相关课程的联系；实验目的、性质和任务；实验基本要求；实验内容和学时分配；使用教材（指导书）；考核方法和评分标准；使用说明；大纲执笔人；大纲审定人。 实验教学大纲格式要求见附件1. 实验教学大纲填写说明 1、此表中“课程类别”是指“基础课程”、“专业基础课程”和“专业课程”； 2、“课程性质”是指“必修”或者“选修”课程；“实验类型”分为演示实验、验证性实验、综合性实验、设计性实验； 3、“课程总学时”和“实验学时”，前者是指课程包含实验课程在内的总学时数，后者是指该课程中实验课程所占的学时数，应分开填写，独立设课的实验课程只填“实验学时”； 4、“使用说明”主要是对大纲使用的某些情况需要进行的特别说明或者描述。
附件：实验教学大纲内容及格式要求 □□□课程实验教学大纲 大纲制定（修订）时间：年月 课程名称：课程编号： 课程类别：□□课程性质：□□ 适用专业：□□□□□□□□□□ 课程总学时：□□ 实验（上机）计划学时：□□ 开课单位：□□□学院 一、大纲编写依据 二、实验课程地位及相关课程的联系 三、实验目的、性质和任务 1、明确掌握哪些基本理论； 2、训练哪些能力，会使用哪些仪器设备； 3、掌握哪些基本实验方法或测试方法。 四、实验基本要求 1、实验项目和实验内容的选定及其选定原则说明 2、每个实验项目应达到的教学要求和具体规定 六、教材（讲义、指导书）： 《□□□》，□□□编，□□□出版社，出版时间 七、考核方法和评分标准； 八、使用说明： 大纲制定人： 大纲审定人：
实验二 线性系统时域响应分析 一、实验目的 1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在 单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。 2．通过响应曲线观测特征参量ζ和n ω对二阶系统性能的影响。 3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。 二、基础知识及MATLAB 函数 （一）基础知识 时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部 信息，具有直观、准确的特点。为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB 环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。 用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分 别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。由于控制系统分子的阶次m 一般小于其分母的阶次n ，所以num 中的数组元素与分子多项式系数之间自右向左逐次对齐，不足部分用零补齐，缺项系数也用零补上。 1．用MATLAB 求控制系统的瞬态响应 1） 阶跃响应 求系统阶跃响应的指令有： step(num,den) 时间向量t 的范围由软件自动设定，阶跃响应曲线随 即绘出 step(num,den,t) 时间向量t 的范围可以由人工给定（例如t=0:0.1:10） [y ，x]=step(num,den) 返回变量y 为输出向量，x 为状态向量 在MATLAB 程序中，先定义num,den 数组，并调用上述指令，即可生成单位 阶跃输入信号下的阶跃响应曲线图。 考虑下列系统： 25 425)()(2++=s s s R s C 该系统可以表示为两个数组，每一个数组由相应的多项式系数组成，并且以s 的降幂排列。则MATLAB 的调用语句：
自动控制原理实验报告 一、实验名称：一、二阶系统的电子模拟及时域响应的动态测试 二、实验目的 1、了解一、二阶系统阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系 2、学习在电子模拟机上建立典型环节系统模型的方法 3、学习阶跃响应的测试方法 三、实验内容 1、建立一阶系统的电子模型，观测并记录在不同时间常数T时的响应曲线，测定过渡过程时间T s 2、建立二阶系统电子模型，观测并记录不同阻尼比的响应曲线，并测定超调量及过渡过程时间T s 四、实验原理及实验数据 一阶系统 系统传递函数： 由电路图可得，取则K=1，T分别取：0.25, 0.5, 1 T 0.25 0.50 1.00 R2 0.25MΩ0.5M Ω1MΩ C 1μ1μ1μ T S 实测0.7930 1.5160 3.1050 T S 理论0.7473 1.4962 2.9927 阶跃响应曲线图1.1 图1.2 图1.3 误差计算与分析 （1）当T=0.25时，误差==6.12%； （2）当T=0.5时，误差==1.32%； （3）当T=1时，误差==3.58% 误差分析：由于T决定响应参数，而,在实验中R、C的取值上可能存在一定误差，另外，导线的连接上也存在一些误差以及干扰，使实验结果与理论值之间存在一定误差。但是本实验误差在较小范围内，响应曲线也反映了预期要求，所以本实验基本得到了预期结果。 实验结果说明 由本实验结果可看出，一阶系统阶跃响应是单调上升的指数曲线，特征有T确定，T越小，过度过程进行得越快，系统的快速性越好。 二阶系统 图1.1 图1.2 图1.3
系统传递函数： 令 二阶系统模拟线路 0.25 0.50 1.00 R4 210.5 C2 111 实测45.8% 16.9% 0.6% 理论44.5% 16.3% 0% T S实测13.9860 5.4895 4.8480 T S理论14.0065 5.3066 4.8243 阶跃响应曲线图2.1 图2.2 图2.3 注：T s理论根据matlab命令[os,ts,tr]=stepspecs(time,output,output(end),5)得出，否则误差较大。 误差计算及分析 1）当ξ=0.25时，超调量的相对误差= 调节时间的相对误差= 2）当ξ=0.5时，超调量的相对误差==3.7% 调节时间的相对误差==3.4% 4）当ξ=1时，超调量的绝对误差= 调节时间的相对误差==3.46% 误差分析：由于本试验中，用的参量比较多，有R1,R2,R3,R4;C1,C2;在它们的取值的实际调节中不免出现一些误差，误差再累加，导致最终结果出现了比较大的误差，另外，此实验用的导线要多一点，干扰和导线的传到误差也给实验结果造成了一定误差。但是在观察响应曲线方面，这些误差并不影响，这些曲线仍旧体现了它们本身应具有的特点，通过比较它们完全能够了解阶跃响应及其性能指标与系统参数之间的关系，不影响预期的效果。 实验结果说明 由本实验可以看出，当ωn一定时，超调量随着ξ的增加而减小，直到ξ达到某个值时没有了超调；而调节时间随ξ的增大，先减小，直到ξ达到某个值后又增大了。 经理论计算可知，当ξ=0.707时，调节时间最短，而此时的超调量也小于5%，此时的ξ为最佳阻尼比。此实验的ξ分布在0.707两侧，体现了超调量和调节时间随ξ的变化而变化的过程，达到了预期的效果。 图2.2 图2.1 图2.3
多元统计分析课程实验教学大纲 课程编号：******** 课程名称：多元统计分析 课程英文名称：Multivariate Statistical Analysis 总学时：40 理论学时：32 实验学时： 8 课外学时：0 学分：2.5 先修课程要求：高等数学、概率论与数理统计、线性代数 课程属性：非独立设课 实验学时：8 课外学时：0 实验项目数：4 适用专业：金融学 参考教材：王淑芬，《应用统计学（第2版）》，**大学出版社，2011版。 教学参考书： 余锦华，杨维权，《多元统计分析与应用》，**大学出版社，2005 张润楚，《多元统计分析》，科学出版社，2006 何晓群：《多元统计分析（第三版）》，**大学出版社，2012 一、课程简介和基本要求 课程介绍：本课程是金融学专业平台课。 内容涉及统计数据的收集整理与显示，统计数据的特征描述，相关分析与回归分析、聚类分析、主成分分析与因子分析、对应分析。 基本要求：通过本课程的学习,使学生能够对多元统计分析方法的基本思想、基本内容、基本原理有更加深入理解，能够利用SPSS软件运行数据处理方法，从而为学会如何通过建立模型对现实的经济生活进行分析模拟，为实证分析打下一定的理论基础。 二、课程实验目的与要求 实验目的：使学生将前修课的知识有机地联系起来，通过实践培养学生综合运用知识的初步能力。 实验要求： 1. 学生应独立完成规定的上机习题； 2. 通过SPSS软件对案例进行分析，并将结果上传到网络教学平台 三、主要仪器设备及软件
仪器设备：任何手提、台式计算机及网络终端。 软件：SPSS软件 经管实验中心实验室已具备上述实验条件。 四、实验项目设置与内容 五、实验成绩评定 实验成绩分优、良、中、合格、不合格五个等级，实验成绩占该课程总成绩的20％。 六、实验教学应注意的问题 学生应在掌握课程基本理论和基本知识的基础上独立完成所要求必做的实验项目，注重理论联系实际，提高实际操作技能。 七、制定执笔者：李喆审定者：批准者：
《自动控制原理》MATLAB仿真实验控制系统理论、计算方法与计算机技术的结合是当代控制理论发展的标志，因此在以MATLAB为代表的软件平台上，对控制系统进行分析、设计与仿真就成了控制工程师必须熟练掌握的重要知识与技能。 控制系统CAD及仿真是建立在古典控制理论、现代控制理论、计算方法、计算机技术等多方面知识上的综合性学科，是一门综合性与实践性较强的专业课，目前已成为自动化学科重要的研究分支，灵活地掌握与运用它有助于我们深刻理解已学过的有关课程内容，为今后从事控制系统领域的研究与开发工作提供坚实的基础。 本书是编者们对教学、实验与科研工作的总结，并在借鉴国内外控制领域专家、学者研究成果的基础上编写而成的。在内容编排上具有如下几方面的特点： 1、将MATLAB的使用方法和程序设计以简练的篇幅进行介绍，使得直接、快速地了解和掌握MATLAB软件平台成为可能，并采用由浅到深，由易到难逐步深入的方式对控制系统应用MATLAB软件进行刻化； 2、在已学习的古典与现代控制理论的基础上，介绍在MATLAB软件平台上对系统进行分析和设计的方法； 3、重点介绍目前控制系统仿真技术中状态空间法和Simulink仿真的主要思想，达到学以致用的效果； 4、所有的实验、习题都经过精心选择，书中所有的用MATLAB描述的程序都经过严格的上机调试，保证所写程序的可用性，是本书的最重要的特色。
准备工作 熟悉MATLAB的仿真实验环境 一、实验目的 1．学习了解MATLAB的仿真实验环境 2．练习MATLAB命令的基本操作； 3．练习MATLAB的m文件的基本操作。 二、实验步骤 1．学习了解MATLAB仿真实验环境 开机执行程序进入MATLAB环境 在命令提示符位置键入下述命令： help 显示MATLAB的功能目录．并浏览内容。 intro 显示MATLAB语言的基本介绍，如矩阵输人、数值激位计算、曲线绘图等，阅读命令平台上的注释，内容，以尽快MATLAB函数的应用方法。内容，以尽快了解毗LAn函数的应用方法。 help heLp 显示联机帮助查阅功能(要求用中文作简要记录)。 info 显示工具箱中各种工具箱组件信息和开发商的联络信息； demo MATLAB的各种功能演水。 help control 阅读控制系统工具箱命令清单，阅读如下命令的帮助文件内容： help step help impule help cloop help printsys 2.练习MATLAB命令的基本操作 键人常数矩阵输人命令 a＝[1 2 3]与a＝[1；2；3] 记录结果，比较显示结果有何不同、 b＝[1 2 5]与b=[l 2 5]; 记录结果，比较显示结果有何不同! a a’ b b’ 记录结果，比较变量加“'”后的区别。
自动控制原理实验报告 学院： 班级： 姓名： 学号：
西安交通大学实验报告 课程自动控制原理实验日期2014 年12月22 日专业班号交报告日期 2014 年 12月27日姓名学号 实验五直流电机转速控制系统设计 一、实验设备 1.硬件平台——NI ELVIS 2.软件工具——LabVIEW 二、实验任务 1.使用NI ELVIS可变电源提供的电源能力，驱动直流马达旋转，并通过改变电压改变 其运行速度； 2.通过光电开关测量马达转速； 3.通过编程将可变电源所控制的马达和转速计整合在一起，基于计算机实现一个转速自 动控制系统。 三、实验步骤 任务一：通过可变电源控制马达旋转 任务二：通过光电开关测量马达转速 任务三：通过程序自动调整电源电压，从而逼近设定转速
编程思路：PID控制器输入SP为期望转速输出，PV为实际测量得到的电机转速，MV为PID输出控制电压。其中SP由前面板输入；PV通过光电开关测量马达转速得到；将PID 的输出控制电压接到“可变电源控制马达旋转”模块的电压输入控制端，控制可变电源产生所需的直流电机控制电压。通过不断地检测马达转速与期望值对比产生偏差，通过PID控制器产生控制信号，达到直流电机转速的负反馈控制。 PID参数：比例增益：0.0023 积分时间：0.010 微分时间：0.006 采样率和待读取采样：采样率：500kS/s 待读取采样：500 启动死区：电机刚上电时，速度为0，脉冲周期测量为0，脉冲频率测量为无限大。通过设定转速的“虚拟下限”解决。本实验电机转速最大为600r/min。故可将其上限值设为600r/min，超过上限时，转速的虚拟下限设为200r/min。 改进：利用LabVIEW中的移位寄存器对转速测量值取滑动平均。
《大学物理实验》课程教学大纲 1. 课程名称（中文）：物理实验英文名称：Physics Experiments 2.课程编码： 01000102 3.课程类别：基础独立设课 4.课程要求：必修基础实验 5.课程属性：独立设课 6.课程总学时：总学分： 7.实验学时： 51 学时总学分： 1.5学分 8.应开实验学期：第 2 学期至第 3 学期 9.适用专业：土木工程、化学工程与工艺、应用化学、材料科学与工程、生物工程、信息 与计算科学。 10.先修课程：大学物理 11. 编写人：徐子湘俸永格编写日前：2005年9月1日 一、实验课程简介 物理学是实验科学，物理规律的研究都是以严格的实验为基础，实验与数学分析相结合是 物理学研究中的一个特点。物理实验是大学生进行科学实验训练的一门基础课程，在实验过程中，通过理论的运用与现象的观测分析，充分提高学生分析问题与解决问题的能力；充分提高学生综 合运用理论知识解决实际问题的动手能力。本实验课程需学生应达到下列要求： 1、进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 2、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己 独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。 二、实验教学目标与基本要求 1、本课程的主要目的是： （1）学生通过实验学习物理实验的基本理论、典型的实验方法及其物理思想。 （2）获得必要的实验知识和操作技能训练，培养学生的动手能力、工作能力、创造能力，提高学生分析问题、归纳问题、解决问题的能力。 （3）树立实事求是、一丝不苟、严格认真的科学态度。 2、本实验课程应达到下列要求： （1）进一步巩固和加深对大学物理理论知识的理解，提高学生的综合素质。 （2）能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
实验1 控制系统典型环节的模拟实验（一） 实验目的： 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。 实验原理： 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 实验内容及步骤 实验内容： 观测比例、惯性和积分环节的阶跃响应曲线。 实验步骤： 分别按比例，惯性和积分实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行。 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好(先接比例)。(PID先不接) ②将模拟电路输入端(U i)与阶跃信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③按下按钮(或松开按钮)SP时，用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变比例参数，重新观测结果。 ④同理得积分和惯性环节的实际响应曲线，它们的理想曲线和实际响应曲线。 实验数据
实验二控制系统典型环节的模拟实验（二） 实验目的 1．掌握控制系统中各典型环节的电路模拟及其参数的测定方法。 2．测量典型环节的阶跃响应曲线，了解参数变化对环节输出性能的影响。 实验仪器 1．自动控制系统实验箱一台 2．计算机一台 实验原理 控制系统模拟实验采用复合网络法来模拟各种典型环节，即利用运算放大器不同的输入网络和反馈网络模拟各种典型环节，然后按照给定系统的结构图将这些模拟环节连接起来，便得到了相应的模拟系统。再将输入信号加到模拟系统的输入端，并利用计算机等测量仪器，测量系统的输出，便可得到系统的动态响应曲线及性能指标。 实验内容及步骤 内容： 观测PI，PD和PID环节的阶跃响应曲线。 步骤： 分别按PI，PD和PID实验电路原理图连线，完成相关参数设置，运行 ①按各典型环节的模拟电路图将线接好。 ②将模拟电路输入端(U i)与方波信号的输出端Y相连接；模拟电路的输出端(Uo)接至示波器。 ③用示波器观测输出端的实际响应曲线Uo(t)，且将结果记下。改变参数，重新观测结果。 实验数据 实验结论及分析
《材料分析化学》课程实验教学大纲 Material Chemical Analysis 课程编号：07111010 课程教学总学时：45 实验总学时： 15 学分： 1（包含在课程） 先修课程：无机化学 适用专业：高分子材料科学与工程、金属材料工程、无机非金属材料工程、材料 成型及控制工程、冶金工程 一、目的与任务 分析化学实验的目的是使学生通过实验，加深对分析化学理论的理解，训练 学生正确熟练地掌握分析化学实验的基本知识和操作，确立准确的量的概念，提 高学生观察、分析、解决问题的能力，培养学生实事求是的科学态度和认真细致 的工作作风，为学习后续课程和今后从事工作打下良好的基础。通过本课程的学 习，使学生具有解决分析化学实际问题及进行简单科学实验的能力。 二、实验教学的基本要求 （1）学习相关原理，认真写好预习报告，写出实验方法与步骤。 （2）掌握定量分析操作，了解有关分析仪器构造； （3）观察实验现象，测试记录有关数据； （4）对实验数据处理，写出实验报告； （5）分析相应的问题。 三、本课程实验教学的基本内容 实验项 实验项目学时类型要求备注目编号 1分析天平称量练习 2 综合选做 2滴定分析基本操作练习 2 综合必做 3盐酸标准溶液的配制和标定 3 综合必做 4蛋壳中碳酸钙含量的测定 3 设计必做 5水的总硬度的测定 3 综合必做 6可溶性氯化物中氯含量的测定 3 综合必做 7丁二酮肟法测定钢铁中镍含量 4 综合选做 8硅酸盐水泥中Fe2O3、Al2O3、CaO 4 综合选做 和MgO含量的测定 9食醋中总酸量的测定 3 设计选做
10非水滴定法测定α-氨基酸含量 3 综合选做 11配位滴定法测定铝 2 综合选做 12水中COD测定（酸性高锰酸钾法） 3 综合选做 13纸色谱分离-氨基酸的分离与鉴别 3 综合选做 14高锰酸钾法测定过氧化氢的含量 3 综合选做 15直接碘量法测定维生素C的含量 3 设计选做注：实验内容可根据实际情况进行调整。 四、实验成绩的考核与评定方法 实验成绩的考核，以实验预习报告、实验报告和实验过程为考核依据，成绩分优、良、中、及格和不及格五等，占课程成绩的10%～15%。 五、有关说明 最好能配备《分析化学实验计算机仿真》软件，供学生预习。 制定人：吴述平、申小娟 审定人：袁新华 批准人：杨娟 时间：2016.03.01
自动控制原理实验指导书 王娜编写 电气工程与自动化学院 自动化系 2017年11月 实验一控制系统的时域分析
[实验目的] 1、熟悉并掌握Matlab 操作环境和基本方法，如数据表示、绘图等命令； 2、掌握控制信号的拉氏变换与反变换laplace 和ilaplace ，控制系统生成模型的常用函数命令sys=tf(num,den)，会绘制单位阶跃、脉冲响应曲线； 3、会构造控制系统的传递函数、会利用matlab 函数求取系统闭环特征根； 4、会分析控制系统中n ζω， 对系统阶跃、脉冲响应的影响。 [实验内容及步骤] 1、矩阵运算 a) 构建矩阵：A=[1 2;3 4]; B=[5 5;7 8]; 解： >> A=[1 2;3 4] A = 1 2 3 4 >>B=[5 5;7 8] B = 5 5 7 8 b) 已知A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4] ，求矩阵A 的特征值、特征多项式和特征向量. 解：>> A=[1.2 3 5 0.9;5 1.7 5 6;3 9 0 1;1 2 3 4]; >> [V ,D]=eig(A) V = 0.4181 -0.4579 - 0.3096i -0.4579 + 0.3096i -0.6044 0.6211 -0.1757 + 0.2740i -0.1757 - 0.2740i 0.0504 0.5524 0.7474 0.7474 -0.2826 0.3665 -0.1592 - 0.0675i -0.1592 + 0.0675i 0.7432 D = 13.0527 0 0 0 0 -4.1671 + 1.9663i 0 0 0 0 -4.1671 - 1.9663i 0 0 0 0 2.1815 >> p=poly(A) p = -6.9000 -77.2600 -86.1300 604.5500 2. 基本绘图命令 a) 绘制余弦曲线y=cos(x)，x ∈[0，2π] 解：>> x=linspace(0,2*pi); >> y=cos(x); >> plot(x,y)
-150-100 -50 50 实验一 典型环节的模拟研究及阶跃响应分析 1、比例环节 可知比例环节的传递函数为一个常数： 当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号， 相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。 2、 积分环节 积分环节传递函数为： （1）T=0.1(0.033)时，C=1μf (0.33μf )，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033 与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。 3、 惯性环节 i f i o R R U U -=TS 1 CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=15 20
惯性环节传递函数为： K = R f /R 1,T = R f C, （1） 保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ， 0.1μf ）时的输出波形。利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值 较为接近。 T=0.01时 t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28， 相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近 （2） 保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。 K=1时波形即为（1）中T0.1时波形 K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果： t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3% 读数误差较大 K 理论值为2，实验值4.30/2.28， 1 TS K )s (R )s (C +-=