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电气自动化专业电气控制技术优秀教案范本一、课程信息1.1 课程名称：电气控制技术1.2 课程性质：专业必修课1.3 学时安排：48学时二、教学目标本教学案旨在培养学生的电气控制技术，让他们掌握基本的电气控制原理以及能够独立设计并调试电气控制系统。
具体教学目标如下：2.1 理论目标：a) 理解电气控制系统的基本原理和组成部分；b) 能够分析电气控制系统的各种信号传递方式；c) 掌握PLC编程和HMI编程的基本知识。
2.2 技能目标：a) 能够使用常见的电气控制元件和仪器设备，并进行正确的接线；b) 能够进行简单的PLC编程，并调试电气控制系统；c) 能够利用HMI界面设计控制界面，并实现人机交互功能。
三、教学内容与方法3.1 教学内容a) 电气控制系统概述；b) 电气控制元件与设备；c) 传感器及其信号处理；d) 电动机控制；e) PLC编程与调试；f) HMI界面设计与编程。
3.2 教学方法为了达到教学目标，将采用以下教学方法：a) 理论授课：通过教师讲解、案例分析等方式，向学生传授电气控制的基本理论知识；b) 实验操作：在实验室中进行电气控制设备的使用和调试，让学生亲自操作并培养实际操作能力；c) 课堂讨论：通过课堂讨论，促进学生对电气控制问题的思考和分析能力；d) 作业与实践：布置电气控制相关的作业和实践项目，以培养学生的综合运用能力。
四、考核评价4.1 考核方式a) 平时成绩：包括课堂表现、课堂作业以及实验操作等；b) 期中考试：对学生的理论知识进行考核；c) 期末考试：对学生的实际操作能力进行考核。
4.2 评价标准a) 平时成绩占总评成绩的30%；b) 期中考试占总评成绩的30%；c) 期末考试占总评成绩的40%。
五、教学资源5.1 参考教材a) 《电气控制技术导论》；b) 《PLC编程与应用》；c) 《HMI界面设计与实践》。
5.2 实验设备a) 电气控制实验箱；b) PLC编程实验器；c) HMI界面设计软件。
自动控制原理教案一、教材分析《自动控制原理》是自动化专业的一门基础课程，主要介绍自动控制原理的基本概念、基本原理和基本方法。
通过学习本课程，学生能够掌握自动控制系统的基本知识，了解自动控制原理在工程实践中的应用，并具备设计和分析自动控制系统的能力。
本教材主要包括以下内容：一、自动控制系统的基本概念和基本原理；二、控制系统的数学模型；三、时域分析方法；四、频域分析方法；五、稳定性分析与设计；六、校正与补偿。
二、教学目标1. 理论目标：（1）了解自动控制系统的基本概念和基本原理；（2）掌握控制系统的数学模型表示方法；（3）掌握时域分析方法和频域分析方法；（4）掌握自动控制系统的稳定性分析与设计方法；（5）了解校正与补偿的基本方法。
2. 实践目标：（1）培养学生分析和设计自动控制系统的能力；（2）培养学生运用自动控制原理解决实际问题的能力；（3）培养学生团队协作和沟通能力。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）自动控制系统的基本概念和基本原理；（2）控制系统的数学模型表示方法；（3）时域分析方法和频域分析方法。
2. 教学难点：（1）自动控制系统的稳定性分析与设计方法；（2）校正与补偿的基本方法。
四、教学内容与教学方法1. 教学内容：第一章自动控制系统基本概念1.1 自动控制系统的定义和分类1.2 自动控制系统的基本组成1.3 自动控制系统的特点第二章自动控制系统数学模型2.1 自动控制系统的数学模型表示2.2 控制系统的状态方程表示2.3 控制系统的传递函数表示第三章时域分析方法3.1 系统的时域响应3.2 时域性能指标3.3 时域分析的基本方法第四章频域分析方法4.1 复频域的基本概念4.2 频域性能指标4.3 常用频域分析方法第五章稳定性分析与设计5.1 稳定性的基本概念5.2 稳定性的判据5.3 稳定性的设计方法第六章校正与补偿6.1 校正与补偿的基本概念6.2 控制系统的传感器6.3 控制系统的执行器6.4 控制系统的校正与补偿方法2. 教学方法：（1）理论教学：讲授自动控制原理的基本概念、基本原理和基本方法；（2）案例分析：通过实例分析和讨论，加深学生对自动控制原理的理解；（3）实验设计：设计实际的控制系统，通过实验验证和巩固所学的知识；（4）讨论与互动：鼓励学生积极参与课堂讨论和互动，提高学生的思维能力和团队合作能力。
《自动控制原理》电子教案自动控制原理是一门应用于工程系统中的基础课程，主要教授控制系统的基本原理、方法和技术。
本教案分为导入、教学过程、课堂活动、作业布置和教学总结五个部分。
一、导入控制系统是现代工程中不可或缺的部分，它在各个领域中都有着广泛的应用，如机械、电子、航空航天、化工等。
本课程将重点介绍控制系统的基本原理和常用的控制方法，通过理论与实践相结合的方式，让学生对自动控制有一个全面的了解。
二、教学过程1.引入控制系统的概念和意义-通过举例说明控制系统在日常生活中的应用，如电梯、温度调节器等。
-引导学生思考控制系统的目的是什么，如稳定性、精确度、鲁棒性等。
2.基本概念和术语-介绍控制系统的基本构成要素，如输入、输出、传感器、执行器等。
-解释控制系统的基本术语，如开环控制、闭环控制、反馈、控制器等。
3.数学模型建立与分析-介绍控制系统的数学建模方法，如微分方程、状态空间等。
-通过实例演示如何建立系统的数学模型，如电机控制系统、液位控制系统等。
-分析系统的稳定性和动态响应，引入根轨迹和频率响应的概念。
4.控制方法与技术-介绍常见的控制方法，如比例、积分、微分控制器，PID控制器等。
-讲解先进的控制技术，如自适应控制、鲁棒控制、优化控制等。
-针对不同的控制任务，介绍相应的控制算法和调参方法。
5.实验与仿真-安排实验课程，让学生通过实际操作来深入理解控制系统的原理和方法。
-使用仿真软件进行虚拟实验，提供学生自主学习和实践的机会。
三、课堂活动1.小组讨论：请学生分小组讨论不同控制系统的应用，并分享自己的观点和想法。
2.解答问题：教师提供一些与课程内容相关的问题，鼓励学生积极参与回答，加深对知识的理解。
3.实例分析：教师提供一些典型的控制系统实例，让学生逐步分析其数学模型和控制方法。
四、作业布置1.阅读相关文献资料，进一步了解控制系统的发展和应用。
2.完成课后习题，加强对知识的巩固。
3.准备下一堂课的报告，选择一个感兴趣的控制系统进行介绍。
青岛大学教案学院：自动化工程学院系别：控制工程系课程名称：自动控制原理任课教师：董心壮青岛大学教务处制教案编写说明一、教案编写应明确的几个概念1、教学大纲教学大纲是根据培养方案，以系统和连贯的形式，提纲挈领地表达有关教学内容的纲领性文件。
2、教学日历是教师组织课程教学的具体方案表，应明确规定教学进程、授课内容提要、各种教学环节、方式、课外作业的安排等。
教学日历按课程和授课对象〔教学班〕编写，由任课教师按教学执行方案规定的教学任务、课程教学根本要求及教学大纲的要求，结合授课班级学习情况、课表、校历等编写。
3、教案教案是为实现教学大纲的具体细化而精心设计的授课框架，也是教师为实施课堂教学而作出以课时为单位的具体行动方案或教学方案。
其作用是对课堂教学的总的导向、规划和组织，是课堂教学规划的蓝本。
此外，还有三个附带性作用：一是备忘录作用。
由文字载体保存的信息可供随时提取或查阅；二是资料库作用。
从长远角度看，教案中保存着教师从各种渠道获得的珍贵材料，以及自身的经验与心得，积累多了自然形成一座资料宝库；三是教改课题源作用。
教案的丰富案例、精心思索过的问题、教学后的得失体会等往往成为教师选择教改研究课题的源泉。
4、讲稿讲稿是丰富和细化教案中的具体要求并实现教学设想的实质内容和书面台词，是根据教学内容对教案的具体化。
讲稿与教案不同之处主要表现在一是讲稿所承载的是知识信息，教案所承载的是课堂教学的组织管理信息。
二是讲稿的思路形成受教学过程的知识逻辑支配，而教案的思路形成受教学过程的管理逻辑支配。
三是在内容上，讲稿涉及的是知识性工程，教案涉及的是组织性工程。
四是在表现形式上，讲稿篇幅较长，教案那么是几百字或千余字即可。
二、教案一般应具备以下几个根本要素1、教学目的(教学目标)：某一堂课学习预期到达的效果。
2、教学内容：某一堂课教学知识信息的总和及其重点、难点。
3、教学方法：是教师把自己的学识传授给学生的手段。
在教学中，教师不应仅是传授知识和技能，更重要的是教会学生主动学习和掌握知识的能力和方法。
电气自动化技术专业自动控制原理与应用课程的优秀教案范本如何进行PLC程序的编写与调试PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化控制领域的电子设备。
它通过编写和调试PLC程序，实现对工业生产过程的精确控制，大大提高了生产效率和质量。
在电气自动化技术专业的课程中，学生需要学习PLC程序的编写与调试技巧，因此教案的设计对于培养学生的实际操作能力尤为重要。
本文将介绍一份优秀的教案范本，以指导教师如何进行电气自动化技术专业自动控制原理与应用课程的PLC程序编写与调试教学。
在编写教案之前，教师应先明确教学目标和教学内容。
教学目标是指通过该教案，学生应达到的知识和能力水平。
本教案的目标是让学生掌握PLC程序的基本语法和常用指令，理解PLC程序的运行原理，并能够编写和调试简单的PLC程序。
教学内容主要包括PLC程序的编写原理和步骤、PLC程序的调试方法和注意事项等。
一、PLC程序编写原理和步骤1. 确定程序功能：在编写PLC程序之前，教师需要明确程序的功能和要实现的控制任务。
例如，控制一个简单的流水线系统，包括启动、停止和自动循环等功能。
2. 设计程序逻辑：根据程序功能，教师需要设计PLC程序的逻辑处理流程。
可以使用流程图或其他图形化工具进行设计，明确每个步骤的输入、输出和相应的PLC指令。
3. 编写程序代码：根据设计好的逻辑处理流程，教师可以开始编写PLC程序代码。
代码通常使用一种特定的编程语言（如Ladder Diagram），并且遵循编程规范和语法要求。
4. 调试程序：编写完程序代码后，教师需要对程序进行调试，以确保其正确性和可靠性。
调试过程中，可以通过PLC模拟器或实际硬件设备进行验证，查看程序是否按照设计要求执行。
二、PLC程序调试方法和注意事项1. 可靠性验证：在进行正式调试之前，教师应先对程序进行可靠性验证。
验证的方法可以是利用PLC模拟器进行仿真或者使用实际硬件设备进行验证。
确保程序能够准确、稳定地控制被控对象。
自动控制原理-教案一、课程简介1.1 课程背景自动控制原理是工程技术和科学研究中的重要基础，广泛应用于工业、农业、医疗、航空航天等领域。
本课程旨在介绍自动控制的基本理论、方法和应用，使学生掌握自动控制系统的基本原理和设计方法，具备分析和解决自动控制问题的能力。
1.2 教学目标（1）理解自动控制的基本概念、原理和分类；（2）掌握线性系统的数学模型建立和求解方法；（3）熟悉系统的稳定性、瞬态和稳态性能分析；（4）学会设计简单的线性控制器；（5）了解自动控制技术的应用和发展趋势。
二、教学内容2.1 自动控制的基本概念（1）自动控制系统的定义和分类；（2）自动控制系统的组成和基本环节；（3）自动控制系统的性能指标。
2.2 线性系统的数学模型（1）连续时间线性系统的数学模型；（2）离散时间线性系统的数学模型；（3）系统的状态空间表示。
2.3 系统的稳定性分析（1）连续时间线性系统的稳定性；（2）离散时间线性系统的稳定性；（3）系统稳定性的判定方法。
2.4 系统的瞬态和稳态性能分析（1）连续时间线性系统的瞬态响应；（2）离散时间线性系统的瞬态响应；（3）系统的稳态性能分析。
2.5 控制器的设计方法（1）PID控制器的设计；（2）状态反馈控制器的设计；（3）观测器的设计。
三、教学方法3.1 讲授法通过课堂讲授，系统地介绍自动控制原理的基本概念、理论和方法。
3.2 案例分析法通过分析实际案例，使学生更好地理解自动控制系统的原理和应用。
3.3 实验法安排实验课程，让学生亲自动手进行实验，培养实际操作能力和问题解决能力。
3.4 讨论法组织学生进行课堂讨论，促进学生思考和交流，提高分析和解决问题的能力。
四、教学评估4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总成绩的30%。
4.2 期中考试通过期中考试检验学生对自动控制原理的基本概念、理论和方法的掌握程度，占总成绩的30%。
4.3 期末考试通过期末考试全面评估学生对自动控制原理的掌握程度，占总成绩的40%。
《自动控制原理》课程教案一、管理信息课程代码：制订人：所属系部：批准人：制订时间：二、基本信息学分：6学时：96学时，其中理论教学96 学时，实践教学学时课程类型：专业课适用专业：机电一体化先修课：高等数学、电工电子技术、计算机基础后修课：自动生产线安装与调试、数控机床原理与编程三、课程定位与设计思路3．1课程定位本课程是机电一体化专业基础课。
随着科学技术的不断发展各行各业对自动化程度的要求也越来越高，这就要求从事工业自动化等专业的工程技术人员要有扎实的专业技术基础，以适应技术发展的需要。
而《自动控制原理》是在学生掌握了必要的基础课程之后，向学习专业课阶段过渡的首要环节，是专业课程学习的重要特征，起到了承前启后的重要作用。
通过本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析、计算、实验的初步能力，从理论上为后续专业课程的学习创造必要的条件，为学生将来从事工业自动化专业的工程技术工作和科研工作打下坚实的基础。
教学方式：课堂讲授为主，结合实验和课程设计，从理性和感性上了解、熟悉本课程基本知识、基本理论及基本方法，初步具备本课程应用能力。
3．2设计思路本课程主要介绍自动控制原理的基本概念和基本的分析与设计方法。
课程采用“一纵三横”的设计思路，具体来说，“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的建模、分析及设计方法这条主线；“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性，稳准快三个字是分析的核心，也是设计的归宿。
在课程讲授中，贯彻少而精的原则，即对重点、难点讲深讲透；注意理论联系专业实际，例子贴近生活，注重揭示抽象概念的物理意义；注意传统教法与现代教法的有机结合，充分运用各种教学手段，特别注重发挥课程教学网站的作用。
在课程学习中，注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节，深刻理解课程内容中的重点和难点，重点掌握自动控制原理的基本概念和基本分析与设计方法。
自动控制原理课程教案(电气专54课时)
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
《自动控制原理》课程教案
课程名称：自动控制原理
学时/学分： 54/3
开课系部：机电系
适用专业：电气自动化
教案编写：王锋
山东农业工程学院教务处制
教学内容及过程
教学内容与教学设计引言
拉普拉斯拉斯变换可用于求解常系数线性微分方程，是研究线性系统的一种有效而重要的工具。
拉普拉斯拉斯变换是一种积分变换，它把时域中的常系数线性微分方程变换为复频域中的常系数线性代数方程。
因此，进行计算比较简单，这正是拉普拉斯拉斯变换（简称：拉氏变换）法的优点所在。
拉普拉斯拉斯变换的定义
一个定义在区间的函数,其拉氏变换定义为
L[f(t)]=F(s)=
式中：s=б+jω为复数，有时称变量S为复频域。
应用拉普拉斯拉斯变换进行电路分析有称为电路的复频域分析，有时称为运算法
F(s)又称为f(t)的象函数，而f(t)称为F(s)的原函数。
通常用
“L[ ]”表示对方括号内的函数作拉氏变换。
拉普拉斯变换的基本性质
本节将介绍拉氏变换的一些基本性质，利用这些基本性质，可以很容易的求得一些较复杂的原函数的象函数，同时，这些基本性质对于分析线性非时变网络也是非常必要的。
一、唯一性
定义在区间的时间函数与其拉氏变换存在一一对应关系。
根据可以唯一的确定其拉氏变换；反之，根据，可以唯一
的确定时间函数。
唯一性是拉氏变换非常重要的性质，正是这个性质，才是我们有可能将时域中的问题变换为复频域中的问题进行求解，并使在复频域中求得的结果有可能再返回到时域中去。
唯一性的证明从略。
二、线性性质
若和是两个任意的时间函数，其拉氏变换分别为和
，和是两个任意常数，则有
证根据拉氏变换的定义可得
例求的拉氏变换。
解
三、时域导数性质（微分性质）
例应用时域导数性质求的象函数。
四、时域积分性质（积分规则）
例：求单位斜坡函数及的象函数。
五、时域平移性质（延迟性质）
的模型窗口。
2)将所需的模块方框图拖入模型窗口。
3)调整模块输入端口的个数。
4)按信息流动的顺序将模块连接起来。
5)最后可建立系统方块图，并可保存为example.mdl文件。
例在SIMULINK下建立系统仿真结构图如下图所示。
思
考
与
训
练
把matlab用熟练
课
后
小
结
练习要多，熟能生巧。
教学内容及过程旁批
教学内容与教学设计
系统输出响应及性能分析：
1、二阶系统闭环传递函数的标准形式为
2
2
2
2
)
(
)
(
)
(
n
n
n
s
s
s
R
s
C
s
ω
ξω
ω
+
+
=
=
Φ
若
n
ω确定，系统的瞬态响应和ξ的取值有关。
下面用MATLAB分析在不同的ξ值时，系统的单位阶跃响应。
所用的MATLAB程序如下：
%
n
ω=1
t=0:0.1:12;num=[1];
zeta1=0;den1=[1 2*zeta1 1];
zeta3=0.3;den3=[1 2*zeta3 1];
zeta5=0.5;den5=[1 2*zeta5 1];
zeta7=0.7;den7=[1 2*zeta7 1];
zeta9=1.0;den9=[1 2*zeta9 1];
[y1,x,t]=step(num,den1,t);
[y3,x,t]=step(num,den3,t);
[y5,x,t]=step(num,den5,t);
[y7,x,t]=step(num,den7,t);
[y9,x,t]=step(num,den9,t);
plot(t,y1,t,y3,t,y5,t,y7,t,y9,)
grid on;
运行结果见图。
2、已知
A
A
K
s
s
K
s
5
5.
34
5
)
(
2+
+
=
Φ，分别计算K A＝
200时，系统的性能指标t
p
，t
s
，%
σ。
解 MATLAB程序如下：
t=0:0.01:2;
num=[1000];
den=[1 34.5 1000];
[y,x,t]=step(num,den,t);
plot(t,y);
教学内容及过程旁批
教学内容与教学设计
1、振荡环节传递函数的标准形式为
2
2
2
2
)
(
)
(
)
(
n
n
n
s
s
s
R
s
C
s
ω
ζω
ω
+
+
=
=
Φ
当
n
ω确定时，系统的频率特性与ζ的取值有关。
用MATLAB绘出1
=
n
ω时，在不同ζ取值下，系统的Bode图和Nyquist图。
解 1）作Bode图程序：
num=[1];
zeta1=0.1;den1=[1 2*zeta1 1];
zeta3=0.3;den3=[1 2*zeta3 1];
zeta5=0.5;den5=[1 2*zeta5 1];
zeta7=0.7;den7=[1 2*zeta7 1];
zeta9=1.0;den9=[1 2*zeta9 1];
[mag1,phase1,w1]=bode(num,den1);
[mag3,phase3,w3]=bode(num,den3);
[mag5,phase5,w5]=bode(num,den5);
[mag7,phase7,w7]=bode(num,den7);
[mag9,phase9,w9]=bode(num,den9);
subplot(211);
semilogx(w1,20*log10(mag1),w3,20*log10(mag 3),…
w5,20*log10(mag5),w7,20*log10(mag7),
w9,20*log10(mag9));
subplot(212);
semilogx(w1,phase1,w3,phase3,w5,phase5,w7, phase7,w9,phase9);
运行结果见图。
2）作Nyquist图程序：
num=[1];
zeta1=0.4;den1=[1 2*zeta1 1]; zeta6=0.6;den6=[1 2*zeta6 1]; zeta8=0.8;den8=[1 2*zeta8 1]; [re1,im1]=nyquist(num,den1); [re2,im2]=nyquist(num,den6);
[re3,im3]=nyquist(num,den8); plot(re1,im1,re2,im2,re3,im3); 运行结果见图。
2、 已知系统的开环传递函数)
12()
10()(++=s s s s G ，求
开环对数频率特性曲线。
解 MATLAB 程序如下：
z=[-10];p=[0,-1/2];k=1/2; h=zpk(z,p,k); bode(h); grid
运行结果见图。
3、 开环传递函数为
)
100167.0)(10368.0)(1162.0(33
.2)()(+++=
s s s s H s G
作出开环伯德图，并求系统的稳定裕量。
解 命令窗口输入
h1=tf([2.33],[0.162 1]); h2=tf([1],[0.0368 1]);
h3=tf([1],[0.00167 1]);
h=h1*h2*h3;
[num,den]=tfdata(h);
[mag,phase,w]=bode(num,den);
subplot(211);
semilogx(w,20*log10(mag));grid;
subplot(212);
semilogx(w,phase);grid;
[gm,pm,wcg,wcp]=margin(mag,phase,w)
运行结果见图。
同时，在MATLAB命令窗口中可以得到系统的稳定裕量：
gm = 53.9692
pm = 93.6601
wcg = 141.9068
wcp = 11.6305
若要生成带有裕量标记的伯德图，则可将程序中最后一条改为
margin(mag,phase,w);
此时，所得图形见图。
思考
与
训练
绘制下列系统的伯德图和乃奎斯特图，并求系统的频域指标相位裕量和幅值裕量，
根据乃奎斯特图分析系统的稳定性，根据仿真结果分析系统的结构和参数与系统性能
的关系。
(1)
1
2.0
01
.0
1
)
(
2+
+
=
s
s
s
G。
