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第一章控制系统建模
本章介绍了自动控制原理实验的实验环境,重点掌握利用MATLAB命令对系统建模的方法。
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●1.1实验环境介绍
本节课将介绍MATLAB、Simulink以及虚拟仿真平台的实验环境和基本操作。
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●1.2控制系统建模的matlab方法
本节课介绍控制系统模型描述的方法,用MATLAB描述系统数学模型、模型转换的命令及对系统结构图进行化简的方法。
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第二章线性系统的时域分析
本章介绍系统的时域分析法,要求能够利用MATLAB求取系统时域响应、性能指标及稳定性判断,能够应用Simulink对系统进行仿真。
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●2.1典型输入信号与时域性能指标
本节将要学习控制系统中典型输入信号和时域性能指标,介绍虚拟仿真实验平台环境及基本操作方法。
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●2.2二阶系统时域分析研究
本节课将利用MATLAB和虚拟仿真平台,分析二阶系统时域性能与系统参数的关系,并研究系统性能改善的方法。
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●2.3高阶系统时域分析研究
本节课利用MATLAB研究闭环零极点对高阶系统动态性能的影响及主导极点与偶极子的作用。
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●2.4线性系统稳定性能分析
本节课学习线性系统稳定性能的分析方法,并用MATLAB研究系统参数对稳定性的影响。
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●2.5基于Simulink的控制系统稳态误差分析
本节课学习利用Simulink分析控制系统稳态误差的方法,分析系统型别及开环增益对稳态误差的影响。
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●2.6线性系统时域分析综合实验
本节课将根据线性控制系统的时域分析方法,完成一个实际系统的设计。
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第三章线性系统的根轨迹分析
本章介绍根轨迹的概念及绘制规则。重点掌握利用MATLAB绘制系统根轨迹并根据根轨迹分析系统性能的方法。
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●3.1线性系统根轨迹绘制
本节将要学习常规和广义根轨迹的绘制方法。掌握用MATLAB绘制系统根轨迹、分析根轨迹的方法。
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●3.2线性系统性能分析
本节课将根据系统闭环根轨迹对线性系统性能进行分析,利用MATLAB测试增加零点、极点对控制系统的影响。
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●3.3根轨迹分析综合实验
本节课根据系统的闭环根轨迹,结合MATLAB完成对系统的分析与设计。
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第四章线性系统的频域分析
控制系统的频率特性是系统(或元件)对不同频率正弦输入信号的响应特性。本章重点介绍常用频率特性曲线:Nyquist图、Bode图、Nichols图的绘制与分析方法。
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●4.1典型环节频率特性分析
本节学习典型环节的频率特性,并在虚拟仿真实验平台中研究其特征参数发生变化时,频率特性曲线的变化情况。
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●4.2控制系统的Nyquist图及频域分析
利用MATLAB软件绘制控制系统的Nyquist图,并根据奈奎斯特稳定判据来判断控制系统的稳定性。
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●4.3控制系统的Bode图及频域分析
运用MATLAB绘制控制系统的Bode图并根据控制系统对数频率稳定判据分析控制系统稳定性的方法。
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●4.4控制系统的Nichols图及闭环频率特性分析
利用MATLAB软件绘制系统Nichols图,掌握闭环系统频率特性中谐振峰值、谐振频率和带宽的求法。
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●4.5控制系统稳定裕度分析
利用MATLAB来求解控制系统的稳定裕度,并根据稳定裕度分析控制系统的稳定性。
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第五章线性系统的校正方法
控制系统的校正是指在系统中加入一些参数可以根据需要而改变的机构或装置,使系统整个特性发生变化,从而满足给定的各项性能指标。本章主要介绍控制系统常用校正方法。
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●5.1控制系统时域法串联校正设计
本节课学习控制系统时域串联校正的方法。在虚拟仿真平台中,完成控制系统串联校正网络设计。
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●5.2控制系统频域法串联超前校正设计
利用虚拟仿真实验平台完成控制系统的频域法串联超前校正网络的设计。
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●5.3控制系统频域法串联滞后校正设计
利用自动控制原理虚拟仿真实验平台设计串联滞后校正网络。
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●5.4控制系统PID校正
通过自动控制原理虚拟仿真实验平台研究线性系统PID控制器的设计。