控制基础实验大纲［可编辑］

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1、《控制基础》实验课程教学大纲10.6.16课程名称：控制基础英文名称：BasicControlExperiments课程编号:08833182面向专业：白动化学时学分：32/1一、实验课程（在人才培养中的）作用和具体目标与自动控制原理课程教学讲授紧密结合，并通过教学实验强化教学效果，加深对白动控制原理课程基础理论知识和基木分析设计方法的理解，学会综合设计与解决问题的方法。木实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握a动控制系统的基木原理、掌握分析系统动、静态性能和稳定性的一•般方法和手段，初

2、步了解系统校正的一些常用方法,同时使学生学会用系统分析的方法分析和解决问题。具体要求：（1）了解闭环反馈控制系统的构成原理及一般组成；学会确定控制系统反馈极性的方法；了解闭环控制系统对被调节最的调节作用；（2）通过频率响应实验，掌握用正弦信号和示波器测定开环系统的频率特性。学会在幅频特性Oil线上确定开环系统的参数；（3）研究附加零、极点对闭环系统动态特性的影响；了解校正在控制系统屮的作用，掌握选取校正线路和参数的方法；（4）理解和掌握相平面分析方法原理和应用；（4）理解掌握采样器和保持器的构成原

3、理，掌握信号被采样保持后的波形•采样频率Z间的关系，验证香农定理；（5）理解和掌握状态反馈的基本概念，能通过状态反馈极点配置设计完成控制器综合；（6）理解掌握观测器概念和特点，掌握观测器的设计和实现:（7）掌握利用Matlab/Simulink软件实现对系统分析、设计、仿真实现和实时控制的方法和手段。二、实验课程内容、学时分配与组织序号实验项目名称内容提要实验性质实验类型组数每人备注1闭环电压控制系统研究了解闭环反馈控制系统的构成原理及一•般组成；学会确定控制系统反馈极性的方法；了解闭环控制系统对

4、被调节量的调节作用池i基本型21必做2频率特性的测试与系统参数的确定通过频率响应实验，掌握用正弦信号和示波器测定开环系统的频率特性。学会在幅频特性曲线上确定开环系统的参数专业基础基木型（应用型）31必做3串联校正研究串入参数“不好”的滞后校正、好的滞后校正、超前校正、PID校正，测各指标并比较专业基础基本型21必做4Matlab/Simulink仿真会用Matlab>Simulink建立多种形式的数学模型，以及之间的转换、联接，能绘制时域、频域、复域等曲线，分析零点、极点对系统性能的影响。专业基础

5、提高型（设计应用）31必做+选做5非线性控制系统研究对具有继电特性的二阶系统，观察其相平面轨迹。引入速度反馈，通过观察相平面轨迹III］线及阶跃响应曲线，分析速度反馈对控制系统性能的改善。专业基础提高型（设计应用）31选做6采样控制系统了解采样器和保持器构成原理。观察信号被采样保持后的波形与采样频率Z间的关系，验证香农定理。用电机等构成一个离散位置随动系统，采用串联校正使其满足给定的性能指标。专业基础基本型31选做7状态反馈系统给定一个能控的二阶系统，并给出期望性能指标。要求用状态反馈进行极点配置

6、,使其满足期望指标,并测量阶跃响应曲线验证。专业基础基本型31必做8状态观测器设计并实现一个全阶状态观测器。合理选择观测器极点，分析不同观测器极点对观测性能的彫响。专业基础提高型（设计应用）31必做+选做9综介设计与测试对一个发电机系统，要求用现代控制理论知识设计控制系统，使其满足下列指标：系统稳态谋差为零，过渡时间小于（）.5秒，超调量小于20%o2研究创新型103必做注:1、课程中要求培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上，独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力；2、每个实验项目的

7、要求都分为基木部分和提髙部分，以满足不同层次的学牛的需要，引导鼓励学生进行自创性研究实验，基本部分实验内容必做，提高部分选做。3、要求学生学会对实际物理系统进行数学抽象，并用已学过的数学工具进行系统分析和综合，养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯。学会借助于计算机进行系统分析和设计。为综合设计打下良好基础；4、要求学生实验前要预习半小时以上，实验目的切确。实验时态度认真，遵守纪律，注意安全。写实验报告吋，对实验原理的透彻理解，实验曲线、实验数据说明的问题要充分解释，实验结论清楚准确。三、教学

8、管理模式与注意事项教学管理模式：基木验证+提高丿应用实验过程采用非开放模式，由专门教师和实验助教指导，在实验课程屮注意及时引导学生处理在实验操作中出现的问题，安排2-3次（现场或课堂）实验理论指导。综合设计测试部分可根据实验室条件采取半开放或全开放形式，允许学生灵活安排时间，同时根据需要安排基础性指导。实验课学时合计32学时。实验分单元验证+提高应用与综合设计测试两部分，安排在两个学期进行：单元验证+提高应用实验与理论课同步进行，学时22;综合测试10学时（安排在理论课结束后的下一