自动控制原理线性系统的时域分析法二阶系统稳态误差课件

欠阻尼二阶系统动态性能分析与计算h(t)=1sin(oat+B)令h()=1取其解中的最小值,得t=-:BT得h(t)=h(∞)100%%o=e-T/100%h(∞)由包络线求调节时间3.5得t[on自动控制原理线性系统的时域分析法二阶系统稳态误差欠阻尼二阶系统动态性能分析与计算h(t)=1sin(oat+B)令h()=1取其解中的最小值,得t=-:BT得h(t)=h(∞)100%%o=e-T/100%h(∞)由包络线求调节时间3.5得t[onC(S)=Mo(S∑S;(i=1,2,3,,n)为D(S)=0的根则C()=∑Ae3AMo(S)DO)(S-SS=S若ReS;<0则limc(t)=0t→若ReS;>0则imc(t)=∞线性系统稳定的充要条件:其特征根全部位于S平面的左半部。稳定判据1.Routh稳定判据系统的特征方程为D(s)=asn+an,sn1+.+as+an=0线性系统稳定的充分必要条件是:劳斯表中第一列系数全部为正。劳斯判据指出,若劳斯表中第一列系数全部为正,则所有闭环极点均位于左半s平面若劳斯表第一列系数有负数,则系统是不稳定的,说明有闭环极点位于右半s平面,且位于右半s平面的闭环极点数正好等于劳斯表第一列系数符号改变的次数。要提高初中化学教学质量，必须根据初中学生的年龄特征、化学生科的特点，充分发挥教师的主导作用，发挥学生的积极性，使学生得到系统而牢固的化学知识，并提高其分析问题和解决问题的能力。要达到这一目的，应掌握好初中化学教学的基本方法。一、解剖概念，帮助学生理解内容许多学生在学习化学中发现很多基本概念特别是微观世界，摸不到，看不见，难以理解。因此教师在教学中可以利用各种直观手段，尽量做到抽象问题具体化，复杂问题简单化。让学生看得真切，印象就会深刻，有助于学生把抽象的概念具体化，使学生学得扎实，理解深刻，易于记忆。教师可以通过模型、图表和多媒体演示等直观手段帮助学生形成化学基本概念。比如学习分子和原子的概念时，学生对微观概念难于理解，这时借助多媒体动画来演示，形象逼真，易于掌握。化学学科的实践性很强，如果在平时的教学中我们重视从直观教学中帮助学生形成化学基本概念，引导学生把注意力放在观察现象上，那么学生形成概念就会变的容易而又直观。二、注重实验，用实验引出概念为进一步调动学生化学实验的积极性和参与意识，让学生根据已学知识来自己设计实验，完成实验。例如，将初中化学乙醇和苯、甲醛和乙酸等物质的鉴别改为由学生自己设计动手的实验。原来学生只在作业本上完成乙醇和苯、甲醛和乙酸等物质的鉴别、分离，现在改为由他们先设计合理方案，自己选择仪器，然后独立在实验室完成自己设计自己动手的实验。这样安排，老师虽然费时费力，但学生的实验积极性和参与意识增强了。他们千方百计翻书查资料，设计出最好、最合理的方案来，甚至有的同学还能找到连老师都没想到的简单易行的好方案来。这种放手让学生参与的做法激励了学生积极思考的意识，增强了化学实验思维能力，拓宽了学生知识面，变被动、机械的学习为主动灵活的学习，学生动手能力也有了很大的提高。学生们普遍反映这种实验解题比过去只按书本背几种混和、分离、鉴别、加什么试剂、有什么现象的死背硬记更有意义；做这样的实验，不但觉得学得开心，而且知道怎样做，做后记得也牢，同时也改变了过去实验只能按课本“照方抓药”，个别人动手大家观看的现象。在学生做实验时，教师应现场指导，耐心解答学生提出的各种问题，并结合实验采取及时提问、出思考题等手段，启发学生积极思考、解答疑难，使他们的注意力更为集中，观察现象更仔细，实验的兴趣更浓厚。三、合作探究，拓展学生的学习活动新课程要求我们改变学生的学习方式，大力提倡学生自主学习、合作探究学习。在初中化学新课程的教学中，教师要以改变学生的学习方式为突破口，从而提高教学的有效性。合作探究学习不仅能使学生掌握化学知识与原理，而且能培养学生的合作意识、合作交流能力与创新能力。在组织学生进行探究学习的时候，要选择适合的课堂，尤其要注重学生思维能力的锻炼。比如，人类及其他动物的呼吸会消耗氧气，产生二氧化碳；各种燃料的燃烧消耗氧气，产生二氧化碳；植物的光合作用消耗二氧化碳，产生氧气。那么针对上述的因素，你对空气中的二氧化碳的含量的变化有什么观点呢？很多学生进行了预测：有的学生说，二氧化碳的含量会越来越高；有的学生猜测，二氧化碳的含量能保持不变；有的学生说，要视具体的环境而定，风能将含量高的吹向含量低的地方；还有的学生说，晚上没有光了，光合作用不发生了，所以晚上的二氧化碳的含量要高于白天。在设计方案的环节上，教师要组织学生进行广泛的讨论，以小组的形式进行，将每个小组设计的方案进行比较，以利于促进每个学生的积极思考。四、强化训练，加强学习后的知识巩固在化学教学过程中，教师要自始至终严格要求，从一字一词一句抓起，培养学生严谨的科学态度，学习科学知识，一定要认真；要注重引导学生养成良好的学习习惯，课前预习，课中注意听讲，从理解入手，课后复习并独立完成作业。教师的任务就是开拓学生的思路，把“讲懂”变成学生“想懂”，进而提高同学们的自学能力。要达到这一目的，注重技能培养，使学生学会取巧，变巧为快，培养学生敏捷思维。在讲授知识时，联想前后知识，比较相似概念，使知识成为一个完整的网络结构，从而培养学生的思维的广阔性。在化学教学中，不仅要教给学生知识、能力，还要教给学生学习的方法，通过典型示例介绍他人学习经验或自己在实践中摸索、创造出一些学习的方法，来提高教学质量。总之，化学课堂的有效教学是为学生的发展服务的，学习不再是只为了分数、为了升学，而在于技能掌握、科学素养的提高、科学的价值观及科学态度的形成，在于科学的探究能力及合作精神的培养，在于创新潜能的激发。在教师的指导下，学生能真正参与到课堂中来，为获得知识、掌握技能、提高能力、关注社会中与化学有关的热点问题、树立辩证唯物主义世界观、树立责任感和使命感而学。素质教育要求学生全面发展。学生的全面发展不仅指个体的学生各方面都得到充分发展，也指学生整体中的每一位学生都得到和谐、动态平衡的发展。然而长期以来，由于受传统模式的束缚，教师从备课、授课、作业、辅导、考查到评价，很少顾及学生学习水平、智力及个性的差异，在教学中采取“一刀切”，久而久之，出现了“优生吃不饱，后进生吃不了”的学生“失业”现象，造成在课堂教学活动中学生的主体作用得不到充分发挥，从而限制了学生的全面发展。一、了解差异。学生分层考虑到学生在分层上引发“标签”效应，经过研讨，采用了“异质分组”，即以“六人学习小组”为单位的综合编组。把学困生分别安插到每个六人小组中去，课堂上精心组织六人小组先自学，再讨论，后质疑，让学困生与中上生处于平等地位。还给每个小组“约法三章”：讨论时先让学困生发表见解；板练时先给学困生机会；出错时先帮学困生找错因。表面上看来，学困生在老师的精心安排下“无形”地融入其他学生中，事实上在他们遇到困难时，他们的自卑心理并未消失。实验表明，位置的改变并未改变学困生在心理上给自己的定位，而且许多学困生与优生的关系也不融洽，同时，老师进行异步施教，分层辅导也颇感麻烦和吃力。几经研讨后，我大胆尝试如下做法：根据学生的学习基础。学习能力和习惯等，将学生分成两层。一层为F(放)组；一层为H(扶)组。分组时，我们通过民主分组，共同磋商的办法确定学生分层。前一排两个小组均为H组，每个H组各派两位管理能力强，学习成绩优异的学生担任正副组长，并负责旁边两位同学的学习。同时采用小组得分制的方法，各组进行竞争。让不同层次的学生都能产生参与学习竞争的欲望，使他们感到分层不是为了给他们评定一个等级，更不是将它作为一种惩罚手段，而是为他们更好地学习。同时也坦诚地告诉学困生，现在自己虽然落后，但通过努力，以后一定会赶上别人。这样H组的学生感到学习有奔头，F组的同学感到更有劲头，很好地激发不同组学生的超越与防超越的健康、正当竞争的心理，形成相互促进、共同提高的机制与良好的学习竞争氛围。二、针对差异，目标分层小学分层次教学倡导教与学的动态平衡。为了寻求小学数学教与学的和谐，我首先在教学目标的制定上体现分层递进，即针对不同层次的学生制定不同的教学目标，让学生根据自己的学力选择起点。在制定认知领域的教学目标时，我分别拟定基础目标、中等目标和较高目标。三类目标之间存在着递进关系，后一层包含着前一层次的要求，是基于前一层次而确立的。学生可以自由选择适合自己的目标层次。这样，教师对教学内容的层次安排是固定的，但每个层次的学生不是固定的。由于不同层次的学生采取了从易到难、循序渐进、分步到位的方法，从而使各层次的学生自然而然地沿着知识发展的阶梯拾级而上。三、面向差异，因材施教异步施教是小学分层次教学的核心环节。一个班级由个体差异悬殊的学生组成，要开展适应各层次学生的教学活动是课堂教学中最难操作的部分，它要求教学分合有致，动静结合，面向全体，因材施教。F组的学生可直接自学，自己动手操作，发现问题，小组讨论，取长补短，解决问题；H组可设计配置接受新知的准备题，让学生进行练习，对练习中发现的知识缺漏进行补偿，扫除新授课的障碍，使学生在教师的直接指导下，学会思考，完成学习任务，掌握学习方法，逐步形成自学能力。四、根据差异。分层练习学生的练习分为三类：一类是练习巩固题(全班学生必做题)，即根据中等水平学生设计的，水平稍低的学生经过努力也能完成；二类是根据能力较差学生的水平将难度较大的课后习题进行分解或给予具体的提示；三类是提高题和发展深化题，即根据能力高的学生的学习水平和教材内容设计的要求较高、难度较大的题目。学生可根据自己的水平选做题目，练习要求也分层次，对基础差的学生可以要求一题一解，就题论题，落实大纲要求；对基础好的学生可以要求一题多解，沟通知识的横向联系，培养思维的灵活性和创造性。五、尊重差异，分层评价恰如其分的评价，能在很大程度上调动学生的学习积极性，保护后进生的自尊心，推动优秀生进一步发展。教师的评价应恰当、公正、热情，坚持以表扬为主，特别要鼓励那些基础差，学习成绩落后的，但经过努力有进步的同学。纵观近几年来的实践，我认为小学分层次教学的实施有益于学生的全面发展，有利于学生主体性的发挥，同时对培养学生的个性品质也有良好的促进作用。因此，课堂上学生学得比过去活泼、轻松、自主、激情了。C(S)=Mo(S∑S;(i=1,2,3,,n)为D(S)=0的根则C()=∑Ae3AMo(S)DO)(S-SS=S若ReS;<0则limc(t)=0t→若ReS;>0则imc(t)=∞线性系统稳定的充要条件:其特征根全部位于S平面的左半部。稳定判据1.Routh稳定判据系统的特征方程为D(s)=asn+an,sn1+.+as+an=0线性系统稳定的充分必要条件是:劳斯表中第一列系数全部为正。劳斯判据指出,若劳斯表中第一列系数全部为正,则所有闭环极点均位于左半s平面若劳斯表第一列系数有负数,则系统是不稳定的,说明有闭环极点位于右半s平面,且位于右半s平面的闭环极点数正好等于劳斯表第一列系数符号改变的次数。设系统特征方程为:劳斯表介绍s6+2s5+3s4+4s3+5s2+6s+7=057劳斯表7s3-828+878s1-8(28+8)-720787第一列出现零元素时,用正无穷小量￡代替。劳斯判据系统稳定的必要条件:1357特征方程各项系数S6均大于零!s4|1有正有负一定不稳定!s3E-8缺项一定不稳定!28+8788(28078系统稳定的充分条件:劳斯表第一列元素不变号!若变号系统不稳定!变号的次数为特征根在右半平面的个数!劳斯表出现零行设系统特征方程为:①有大小相等符号相反的s4+5s3+7s2+5s+6=0特征根时会出现零行761②2由零行的上一行构成辅助方程:劳斯表s2+1=0对其求导得零行系数:2s继续计算劳斯表第一列全大于零所以系统稳定③求解辅啦:劳斯表出现零行1,2系统一定不稳定由综合除法可得另两个根为S34=-2,35:稳定判据的应用1)利用稳定判据,可以判断系统的稳定性。2)利用稳定判据,可以判断系统稳定时,参数的取值范围。例设单位负反馈系统,开环传递函数为G(S)=s(0.052+0.4s+1)试确定系统稳定时K的取值范围。解:系统的特征方程式为:0.05s3+0.4s2+s+K=0建立劳斯表:0.05Ks0.4-0.05KK系统稳定时,要求0<K<83)利用稳定判据,也可以判断系统的稳定裕度。系统稳定时,要求所有闭环极点在s平面的左边,闭环极点离虚轴越远,系统稳定性越好,闭环极点离开虚轴的距离,可以作为衡量系统的稳定裕度。在系统的特征方程D(s)=0中,令s=s1a,得到D(s1)=0,利用稳定判据,若D(s-1)=0的所有解都在s1平面左边,则原系统的特征根在s=a左边。例设单位负反馈系统,开环传递函数为KG(s)=S(0.05s2+0.4s+1)若要求闭环极点在s=-1左边