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学习好资料欢迎下载山东科技大学《自动控制原理》（经典部分）课程教案授课时间：2007－2008学年第1学期适用专业、班级：自动化2005－1、2、3班**人：***编写时间：2007年7月)())()m n s z s p --221)(1)21)(1)i j s s T s T s ζττζ++++++ 极点形成系统的模态，授课学时：2学时章节名称第二章第三节控制系统的结构图与信号流图（1）备注教学目的和要求1、会绘制结构图。
2、会由结构图等效变换求传递函数。
重点难点重点：结构图的绘制；由结构图等效变换求传递函数。
难点：复杂结构图的等效变换。
教学方法教学手段1、教学方法：课堂讲授法为主；用精讲多练的方法突出重点，用分析举例的方法突破难点。
2、教学手段：以传统的口述、粉笔加黑板的手段为主。
教学进程设计（含教学内容、教学设计、时间分配等）一、引入（约3min）从“用数学图形描述系统的优点”引入新课。
二、教学进程设计（一）结构图的组成（约7min）1、信号线：表示信号的传递方向。
2、方框：表示输入和输出的运算关系，即C(S)=R(S)*G(S)。
3、比较点：表示两个以上信号进行代数运算。
4、引出点：一个信号引出两个或以上分支。
（二）结构图的绘制（约40min）绘制：列写微分方程组，并列写拉氏变换后的子方程；绘制各子方程的结构图，然后根据变量关系将各子结构图依次连接起来，得到系统的结构图。
例题讲解。
（二）结构图的简化（约46min）任何复杂的系统结构图，各方框之间的基本连接方式只有串联、并联和反馈连接三种。
方框结构图的简化是通过移动引出点、比较点、交换比较点，进行方框运算后，将串联、并联和反馈连接的方框合并，求出系统传递函数。
1、串联的简化：12()()()G s G s G s=2、并联的简化：12()()()G s G s G s=±3、反馈连接方框的简化：11()()1()()G ssG s H sΦ=4、比较点的移动：移动前后保持信号的等效性。
自动控制原理前置课程1. 电路理论在学习自动控制原理之前，我们首先需要掌握电路理论的基础知识。
电路理论是研究电流、电压、电阻等电学量之间的关系的学科。
了解电路理论可以帮助我们理解自动控制原理中的电路模型和信号传输。
2. 数学分析自动控制原理是一门应用数学的学科，因此在学习之前，我们需要具备一定的数学基础。
数学分析包括微积分、线性代数等内容，这些内容在自动控制原理中经常被用到。
熟练掌握数学分析可以帮助我们理解自动控制原理的数学模型和求解方法。
3. 信号与系统信号与系统是自动控制原理的基础，它研究的是信号的产生、传输和处理。
在学习自动控制原理之前，我们需要了解信号的基本概念、信号的分类以及信号的时域和频域表示方法。
此外，我们还需要学习系统的定义、系统的性质以及系统的时域和频域分析方法。
自动控制原理概述自动控制原理是一门研究如何设计、分析和应用控制系统的学科。
控制系统是由传感器、执行器和控制器组成的，它能够自动调节系统的输出，使其达到预期的目标。
自动控制原理涉及到信号处理、数学建模、系统分析、控制器设计等方面的知识。
自动控制原理的主要内容包括：1.系统建模与分析：通过数学建模的方法，将实际系统抽象成数学模型，并对系统进行分析，得到系统的性质和行为。
2.控制器设计：根据系统的数学模型和性质，设计合适的控制器来实现对系统的控制。
3.系统稳定性分析：分析系统的稳定性是自动控制原理中非常重要的一部分。
稳定性分析可以保证系统在各种工况下都能够正常运行。
4.鲁棒性设计：自动控制系统通常会受到外界干扰和参数变化的影响，鲁棒性设计可以保证系统对这些干扰和变化具有一定的抵抗能力。
5.优化控制：优化控制是在满足系统约束条件的前提下，寻找系统输出的最优解。
通过优化控制可以提高系统的性能和效率。
自动控制原理的应用自动控制原理广泛应用于各个领域，包括工业控制、航空航天、电力系统、交通运输、环境保护等。
下面列举了一些自动控制原理在实际应用中的例子：1.温度控制：在工业生产中，常常需要对温度进行控制。
自动控制原理前置课程自动控制原理是电气工程、自动化及相关专业的一门重要课程，它涉及到系统建模、稳定性分析、控制器设计等多个方面。
在学习自动控制原理之前，需要掌握一系列的前置课程，以便更好地理解和应用自动控制原理。
一、自动控制原理概述自动控制原理主要研究如何实现自动化控制，通过对系统的建模、分析和控制，使系统在不同条件下达到预期性能。
这门课程的核心内容包括线性系统、非线性系统、稳定性分析、状态观测器、状态反馈控制器等。
学习自动控制原理，可以更好地理解和应用控制系统，提高工程实践能力。
二、前置课程分析1.数学基础课程：自动控制原理涉及大量的数学知识，如微积分、线性代数、概率论等。
掌握这些数学基础知识，有助于理解自动控制原理中的建模、分析和控制器设计等环节。
2.物理基础课程：自动控制原理中的很多概念和原理都与物理学密切相关，如力学、电磁学等。
学习这些物理课程，可以加深对自动控制原理的理解，提高解决实际问题的能力。
3.电气工程相关课程：如电路原理、信号与系统、电力电子技术等。
这些课程为自动控制原理提供了实际应用背景，学习这些课程可以更好地将自动控制原理应用于实际工程中。
三、自动控制原理的应用领域自动控制原理在众多领域都有广泛的应用，如工业控制系统、机器人控制、飞行器控制、交通运输系统控制等。
学习自动控制原理，不仅可以提高理论水平，还能为实际工程应用奠定基础。
四、学习自动控制原理的方法与建议1.注重理论联系实际：在学习过程中，要关注理论知识与实际工程应用的结合，通过实例加深对自动控制原理的理解。
2.加强数学基础：数学知识是学习自动控制原理的基础，要重视数学课程的学习，提高自己的数学素养。
3.多做练习题：通过做习题，检验自己对自动控制原理的理解和掌握程度，及时发现并弥补自己的知识盲点。
4.参加学术活动：积极参加相关学术活动，与同行交流自动控制原理的最新研究成果和应用经验，拓宽自己的视野。
5.动手实践：在实际项目中应用自动控制原理，提高自己的实际操作能力和解决问题的能力。
⾃动控制原理实验1-6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12s 2s s 3s (s)23++++=G )12()1()76()2(5)(3322++++++=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 G4. 已知系统前向通道的传递函数反馈通道的传递函数求负反馈闭环传递函数5、⽤系统Simulink 模型结构图化简控制系统模型已知系统结构图，求系统闭环传递函数。
