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学习情境1 自动控制系统概述1

【技能目标】1

【知识目标】1

【情感目标】1

【学习任务】1

【相关知识】1

学习任务1 引言1

学习任务2 自动控制的基本原理与方式3

学习任务3 自动控制系统组成和分类7

学习任务4 自动控制系统的性能要求8

【小结】9

【思考和练习】10

学习情境2 自动控制系统的数学模型12

【技能目标】12

【知识目标】12

【情感目标】12

【学习任务】12

【相关知识】12

学习任务1 控制系统的动态微分方程13

学习任务2 传递函数15

学习任务3 系统结构框图及其等效变换20

学习任务4 信号流图及梅逊公式26

【实验模块】28

实验 典型环节的模拟研究28

【小结】29

【思考和练习】29

学习情境3 控制系统的时域分析法32

【技能目标】32

【知识目标】32

【情感目标】32

【学习任务】32

【相关知识】32

学习任务1 典型输入信号和阶跃响应性能指标33

学习任务2 一阶系统的时域分析36

学习任务3 二阶系统的时域分析38

学习任务4 控制系统的稳定性分析44

学习任务5 控制系统的稳态误差分析47

【实验模块】51

实验1 典型系统的动态特性与稳定性测试51

实验2 二阶系统特征参数对系统性能的影响54

【小结】57

【思考和练习】58

学习情境4 控制系统的根轨迹分析法61

【技能目标】61

【知识目标】61

【情感目标】61

【学习任务】61

【相关知识】61

学习任务1 根轨迹的基本概念62

学习任务2 绘制根轨迹的基本方法64

学习任务3 广义根轨迹68

学习任务4 控制系统的根轨迹分析71

【实验模块】75

实验 闭环零极点对系统性能的影响75

【小结】79

【思考和练习】80

学习情境5 控制系统的频率分析82

【技能目标】82

【知识目标】82

【情感目标】82

【学习任务】82

【相关知识】82

学习任务1 频率特性的基本概念83

学习任务2 典型环节的频率特性86

学习任务3 控制系统的开环频率特性曲线的绘制92

学习任务4 频率特性法分析系统的稳定性94

学习任务5 开环频率特性与性能指标的关系101

【实验模块】104

实验 典型系统的频率特性测试104

【小结】106

【思考与练习】107

学习情境6 控制系统的综合校正109

【技能目标】109

【知识目标】109

【情感目标】109

【学习任务】109

【相关知识】109

学习任务1 系统校正的基础109

学习任务2 串联超前校正111

学习任务3 串联滞后校正114

学习任务4 串联滞后－超前校正116

学习任务5 反馈校正118

【实验模块】122

实验 线性系统的串联校正122

【小结】126

【思考和练习】126

学习情境7 非线性系统128

【技能目标】128

【知识目标】128

【情感目标】128

【学习任务】128

【相关知识】128

学习任务1 非线性控制系统概述129

学习任务2 非线性系统的相平面法132

学习任务3 非线性系统的描述函数法136

学习任务4 改善非线性系统性能的措施144

【实验模块】146

实验1 非线性系统的相平面法分析146

实验2 非线性系统的描述函数法分析149

【小结】151

【思考和练习】151

学习情境8 采样控制系统155

【技能目标】155

【知识目标】155

【情感目标】155

【学习任务】155

【相关知识】155

学习任务1 采样控制系统的基本概念和数学基础156

学习任务2 采样控制系统的脉冲传递函数170

学习任务3 采样控制系统的动态性能分析175

学习任务4 采样控制系统的稳定性分析180

学习任务5 采样控制系统的稳态误差分析183

【小结】186

【思考和练习】186

附录189

参考文献192