《自动控制原理》课程实验教学大纲.doc

《自动控制原理》实验教学大纲 课程代码：EIST2009 课程名称：自动控制原理 英文名称：Automatic Control Theory 实验室名称：检测技术实验室 课程学时：72实验学时：18 一、本课程实验教学目的与要求 控制工程基础课程是自动化、电气工程、仪器与仪表、测控技术、电子信息、机电一体化等专业的重点课程，为提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，实验课起着非常重要的作用，是“控制工程基础”课程教学中不可缺少的环节。本课程实验结合“控制工程基础”课程的基本内容，设计出多个基础性和设计性实验单元，希望学生通过实验，验证课程中的控制理论，并且在拓展和思考环节中，进一步提高综合运用能力。 二、主要仪器设备及现有台套数 自动控制原理教学实验系统 30套 三、实验课程内容和学时分配 序号 实验项目名称 目的、要求 实验内容 学时分配 实验类型 每组人数 必开、选开 1 控制系统的MATLAB仿真 熟悉MATLAB在自动控制原理上的应用；进一步理解控制系统的基本理论及提高运用计算机辅助工具进行系统分析和设计的能力。 控制系统数学模型的建立 控制系统时域设计 控制系统复域设计 控制系统频域设计 控制系统校正设计 3 基础性 1-2人 必开 2 典型环节的特性分析 学习使用自动控制原理教学实验系统；观测典型环节的阶跃响应曲线。 熟悉使用TDN-AC/ACS+系统及其操作软件 典型环节：比例、积分、惯性、PD、PI、PID的模拟 4 基础性 1-2人 必开 3 控制系统的动态响应及其稳定性分析 验证理解典型二阶和典型三阶系统的阶跃响应曲线，研究系统参数的变化对系统动态性能和稳定性的影响。 二阶系统在不同阻尼工况下的阶跃响应 三阶系统的稳定性分析 3 基础性 1-2人 必开 4 频率特性测试 理解频率特性的物理意义；掌握利用Bode图推导系统的开环传递函数 根据实验所测数据分别作出相应的幅频和相频特性曲线； 用测量的实验数据确定系统的传递函数； 分析实验数据，分析理论值与实测值之间的误差。 3 基础性 1-2人 必开 5 控制系统串联校正研究 理解校正的方式和作用 测量未校正系统与串联超前校正系统性能指标,分析 校正系统作用。 2 设计性 1-2人 必开 6 采样系统分析 理解采样原理及采样过程；分析z变换法在研究采样系统时的局限性；研究采样周期的变化对系统稳定性的影响。 理解采样原理 及采样过程； 分析z变换法在 研究采样系统时的局限性； 研究采样周期 的变化对系统稳定性的影响。 3 基础性 1-2人 必开 四、考核方式 1、实验报告：本课程实验报告应包括实验名称、实验目的、实验原理、实验内容、实验步骤、实验记录、实验结果、思考问答等内容。 2、考核方式 （1）本课程包含六个实验，每个实验所占分值见下表： 实验项目 分值 累加总分 实验一 控制系统的MATLAB仿真 15 100 实验二 典型环节的特性分析 25 实验三 控制系统的动态响应及其稳定性分析 15 实验四 频率特性测试 15 实验五 控制系统串联校正研究 15 实验六 采样系统分析 15 （2）每个实验的成绩：实验操作分（60%）和实验报告（40%）两个部分； （3）缺席一个实验，该实验不得分； （4）实验课成绩占课程总成绩的10%。 五、实验教材、参考书 1、教材：自动控制原理/计算机控制技术教学实验系统实验指导书. 西安唐都科教仪器公司 2、参考书：《自动控制原理实验教程》.程鹏主编.清华大学出版社.2008年