课程简介

课程名称

自动控制原理实验

课程编号

10300530，10900340

英文名称

Experiments on Theory of Automatic Control

适用专业

1：电气工程及其自动化

2：测控技术与仪器

3：自动化

4：民航电子电气工程

总学时

16

理论学时

0

总学分

1

实验学时

16

考核方式

考试

平时成绩比例

60%

考试成绩比例

40%

考查

理论考查+实验操作

教材

（作者、教材名称、出版社）

王素青、沈莉丽、侯瑞 《自动控制原理实验与实践》  国防工业出版社

课程性质

必修

先修课程

1：电路

2：模拟电子技术

3：数字电子技术

4：自动控制原理

教学目的

使学生掌握和了解自动控制系统理论的基本原理和方法，学会对典型的系统进行时域和频域分析，掌握基本自动控制系统的校正设计方法，掌握MATLAB软件及Simulink工具箱的使用方法并能够将软件应用到自动控制系统中。

序号

实 验 项 目 名 称

学时

主 要 内 容 及 要 求

实验类型

1

线性控制系统的时域分析

2

在实验箱上搭建一阶系统电路，能根据阶跃响应曲线测出系统的动态性能指标；搭建典型欠阻尼二阶系统电路，改变系统阻尼，观察阶跃响应曲线，能根据曲线测出系统的动态性能指标，分析阻尼变化对系统性能的影响。

验证性

2

基于Simulink的自动控制系统仿真研究

2

熟悉MATLAB软件中的Simulink工具箱的使用方法，利用Simulink建立原系统、加入比例微分校正后、加入测速反馈校正后的3个模型，通过仿真得出系统的单位阶跃响应曲线，并测出系统的动态性能指标，分析加入比例微分校正和测速反馈校正对原系统性能的影响以及两种校正的区别。

综合性

3

根轨迹法校正

2

学会应用MATLAB软件绘制系统的根轨迹图，并根据性能指标要求，在MATLAB中的Rltool环境下利用根轨迹法进行控制器的分析与设计，调试直至达到系统的性能指标要求。

综合性

4

线性控制系统的频域分析

2

根据系统的性能指标要求，在实验箱上搭建满足要求的电路，对电路进行频率特性测试，根据系统的开环、闭环的幅频、相频特性曲线测出系统的频域性能指标。

设计性

5

用频域法设计串联超前校正网络

2

根据系统的性能指标要求，设计串联超前校正网络，根据设计好的电路在实验箱上进行搭建，对校正后的系统进行性能指标测试，直至达到指标要求；分析参数变化对系统性能的影响。

设计性

6

用频域法设计串联滞后校正网络

2

根据系统的性能指标要求，设计串联滞后校正网络，应用MATLAB软件仿真出原系统、校正后的系统的阶跃响应曲线和幅频、相频特性曲线，测量其性能指标直至满足要求；分析参数变化对系统性能的影响。

设计性

7

直流电机闭环调速系统设计

2

掌握PID控制规律及控制器实现；了解和掌握PID控制器控制参数的工程整定方法；掌握用MATLAB软件仿真数字PID控制系统的方法；观察和分析在PID控制系统中，PID控制参数的改变对系统性能的影响；掌握直流电机模型的辨识及直流电机原理。

创新性

8

自动控制原理实验考查

2

考查学生在实验箱上搭建模拟电路的熟练程度；考查学生应用MATLAB软件来分析自动控制原理中问题的能力；考查学生对自动控制原理理论概念的掌握情况及学会通过实验的方法对控制系统进行分析与设计；考查学生在实验过程中调试及排除故障的能力，分析问题与解决问题的能力，即实践动手能力。

综合性