《物联网控制技术》课程教学大纲.docx
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1、物联网控制技术IoT Control Technology一、课程基本情况课程类别:专业方向课课程学分:2学分课程总学时:32学时,其中讲课:26学时,实验(含上机):6学时,课外0学时 课程性质:选修开课学期:第6学期先修课程:智能感知、计算机网络适用专业:物联网工程教 材:彭力主编,物联网控制基础,机械工业出版社,2014年出版等。开课单位:计算机与软件学院二、课程性质、教学目标和任务本课程介绍了物联网中所需要的控制理论和技术,包括经典控制理论、现代控制理论、计 算机控制技术、传感网中的控制技术和网络控制系统。物联网工程专业的学生,其知识结 构中应该具有控制技术,基于这个目的,本书力求在有
2、限的学时内凝练控制技术的精华, 补足学生这方面的知识需求,完成会分析、能设计、有创新这三大任务。通过本门课程的 学习,学生可了解自动控制的基本原理、基本知识和基本分析方法,正确理解和运用自动 控制的相关理论,掌握一套比拟完整的系统分析、设计和计算方法,并具备一定的实验技 能,不仅为后续课程的学习奠定基础,而且为解决实际控制问题直接提供理论和方法。本课程是电子信息类本科生的一门必修主干课程,对学生的后续课程的学习有着至关重要 的作用。三、教学内容和要求第一章自动控制系统的基本概念(1学时)1.1 引言开环控制系统与闭环控制系统1.1.1 基本概念自动控制系统结构框图1.1.2 开环控制系统与闭环
3、控制系统对闭环控制系统的基本要求1.1.3 基本概念五、参考书目(1)冉文学主编.物联网技术,高等教育出版社,2014(2)黄莉主编.物流信息与物联网技术.清华大学出版社,2013L3.2对控制系统的基本要求自动控制系统的类型了解自动控制的基本概念、任务、控制方式及控制过程的简单分析,建立对本学科的一个 较为明确的认识。重点:自动控制系统基本概念、基本要求及类型难点:自动控制系统基本概念、基本要求及类型第二章自动控制系统的数学模型(1学时)数学模型及建模的基本概念2.1.1 动态微分方程的编写非线性系统(数模)的线性化2.1.2 运动方程无量纲化典型系统微分方程的列写2.2 传递函数典型环节传
4、递函数分析2.2.1 比例环节(放大环节)惯性环节2.2.2 积分环节微分环节2.2.3 振荡环节延迟环节2.3 环节的连接方式串联2.3.1 并联反应了解数学模型及建模的基本概念、掌握传递函数,熟悉典型环节传递函数分析,掌握环节 的连接方式。重点:数学模型及建模的基本概念、传递函数。难点:典型环节传递函数分析。第三章控制系统的时域分析(2学时)时域分析法介绍3.1 时域性能指标系统的动态和稳态性能指标3.1.1 典型输入信号323脉冲响应函数3.2 一阶系统的动态响应单位阶跃响应3.2.1 单位斜坡响应单位脉冲响应3.2.2 单位阶跃、单位斜坡、单位脉冲响应的关系二阶系统的动态响应3.2.3
5、 二阶系统的数学模型欠阻尼情况下二阶系统的动态性能指标的计算3.2.4 改善二阶系统性能的措施高阶系统的动态响应和简化分析3.3 自动控制系统的稳定性分析及代数判据稳定性的基本概念3.3.1 控制系统稳定的充分必要条件系统稳定性代数判据3.4 控制系统的稳态误差分析系统稳态误差的概念3.4.1 控制系统按开环结构中积分环节数分类给定值输入下的稳态误差计算3.4.2 扰动输入下稳态误差的计算了解时域分析、一阶系统的动态响应、二阶系统的动态响应,掌握高阶系统的动态响应和 简化分析、自动控制系统的稳定性分析及代数判据,熟悉控制系统的稳态误差分析 重点:高阶系统的动态响应和简化分析、自动控制系统的稳定
6、性分析及代数判据。难点:控制系统的稳态误差分析。第四章控制系统的频域分析(3学时)频率特性的基本概念4.1.1 频域分析法的基本思想频域分析法的特点4.1.2 频率特性的定义频率特性的表示方法421频率特性的解析式方法频率特性的图示方法4.2 典型环节的频率特性比例环节4.2.1 积分环节微分环节4.2.2 惯性环节振荡环节4.2.3 延时环节控制系统的开环频率特性4.2.4 开环频率特性的极坐标图开环频率特性的对数频率特性图4.3 控制系统的稳定性分析奈奎斯特判据的优点4.3.1 奈奎斯特判据的理论依据奈奎斯特判据4.3.2 相对稳定性频域分析法中的系统性能指标461静态性能指标在奈奎斯特曲
7、线或伯德曲线上的呈现形式控制系统的动态频域指标4.3.3 频域指标的计算了解频率特性的基本概念及表示方法、典型环节的频率特性,熟悉傅控制系统的开环频率 特性,掌握系频域分析法中的系统性能指标。重点:典型环节的频率特性。难点:系频域分析法中的系统性能指标。第五章控制系统的校正方法(2学时)校正的基本概念5.1.1 控制系统的校正及其思路设计指标5.1.2 控制系统设计的结构及特点系统校正的方法5.2 串联校正典型环节特性超前校正环节特性5.2.1 滞后校正环节特性滞后超前校正环节特性5.3 用频域法设计串联校正环节希望的开环频率特性5.3.1 串联超前校正的一般步骤了解校正的基本概念,熟悉串联校
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