自动控制稳定性分析Microsoft Word 文档.doc

教师教案本 （2009— 2010学年度 第一 学期） 专业名称 电气自动化 课程名称 自动控制原理 授课教师 邵宏文 学 校 南京高等职业技术学校 南京高等职业技术学校课堂教学设计 授课时间：2009年 11月9日 第11周 星期1_ 教学目标 线性定常系统稳定性分析 教学准备 授课教师 课 时 课 程 学生应掌握稳定的基本概念，学会分析系统稳定的条件，掌握线形定常系统的稳定性结论，熟练的根据传递函数判断低阶系统的稳定性.。　　 教 案 □∨ 　邵宏文 　1 　自动控制原理 多媒体课件 □∨ 班 级 授课地点 课 题 教学讲义 □∨ 　507211 　507211 　线性定常系统稳定性分析 重点 掌握系统稳定的充要条件　 学生工作页 □ 课堂特殊要求（指教师、学生的课前准备活动等） 要求学生复习高中数学和高等数学， 复习二阶系统传递函数和特征方程的意义。 预习本次课程内容。 教 具 □∨ 难点 学习分析系统稳定的条件　 授课形式 讲授　 教学环节 时间分配 教师活动 学生活动 教学方法 媒体手段 　回顾 　5 提问　 回答 互动　 　黑板、多媒体 　新课程 　25 　概念讲授， 回答、启发性思维　 讲授　 　黑板、多媒体 　总结 10 稳定性结论、提问 回答 互动　 　黑板、多媒体 　习题布置 　5 　补充题 　 抄写题目 互动　 　黑板 　 　 　 　 　 板书设计第3章第2节 线形定常系统的稳定性分析 稳定的基本概念 系统稳定的充要条件 线形定常系统的稳定性结论 工作任务/教学情境设置 课后作业 补充题 课后反思 教 案 纸 教学环节 及时间分配、备注 师生活动 教学内容 复习上节课内容5分钟 新课内容25分钟 稳定的基本概念 提问，回答。 问题 二阶系统特征方程式形式 阻尼系数、系统自有频率 阻尼系数1阻尼系数1 0阻尼系数1 的意义 教学目标 线形定常系统的稳定性分析 稳定的基本概念 系统稳定的充要条件 线形定常系统的稳定性结论 3.5 线形定常系统的稳定性 对系统进行各类品质指标的分析也必须在系统稳定的前提下进行。 稳定是控制系统能够正常运行的首要条件。 分析系统的稳定性问题。 提出保证系统稳定的措施，是自动控制理论的基本任务之一。 3.5.1 稳定的基本概念和系统稳定的充要条件 ①基本概念 控制系统在实际运行过程中，总会受到外界和内部一些因素的干扰，例如，负载和能源的波动、系统参数的变化、环境条件的改变等。这些因素总是存在的，如果系统设计时不考虑这些因素，设计出来的系统不稳定，那这样的系统是不成功的，需要重新设计，或调整某些参数或结构。 有关稳定性的定义和理论较多。 ⑴控制系统稳定性的严格定义和理论阐述是由俄国学者李雅普诺夫于1892年提出的，它主要用于判别时变系统和非线性系统的稳定性。 1、“时间分配”中理实一体课程、美术等4节及以上连排的课程，要标明课时分配及每课时的时间分配；其他课程标明时间分配。“时间分配”为预设时间，实施过程中根据情况适当微调。 2、教学重点和难点及解决措施、板书、辅助手段等内容在“备注”栏中注明。 第 1 页 南京高等职业技术学校教学科研部编印 教 案 纸 教学环节 及时间分配、备注 师生活动 教学内容 系统稳定的充要条件 ⑵设一线性定常系统原处于某一平衡状态，若它瞬间受到某一扰动作用而偏离了原来的平衡状态，当此扰动撤消后，系统仍能回到原有的平衡状态，则称该系统是稳定的。反之，系统为不稳定。由此可知：线形系统的稳定性取决于系统的固有特征（结构、参数），与系统的输入信号无关。 基于稳定性研究的问题是扰动作用去除后系统的运动情况，它与系统的输入信号无关，只取决于系统本身的特征，因而可用系统的脉冲响应函数来描述。 如果脉冲响应函数是收敛的，即有 (3-52) 表示系统仍能回到原有的平衡状态，因而系统是稳定的。由此可知，系统的稳定与其脉冲响应函数的收敛是一致的。 平衡点 系统在扰动作用下偏离了原来的平衡位置，当扰动消除后，系统能回到原来的平衡位置，则称系统稳定；否则系统不稳定。 对线性定常系统，若其脉冲响应收敛，则系统稳定，否则不稳定 ●线性定常若稳定，则原点是其唯一的平衡点，且系统一定在大范围内渐进稳定。 由于单位脉冲函数的拉氏反变换等于1，所以系统的脉冲响应函数就是系统闭环传递函数的拉氏反变