x!DOCTYPE html> 启控智教 · 自动控制原理智慧教学系统
自动控制原理 · 智慧教学系统
第 1 章 自动控制的一般概念 · 欢迎开启智慧学习之旅
🏠 工作台 / 知识点学习 · 按章节进度递进

📚 课程章节

🏠 工作台 / 仿真与设计实验 · 仿真互动 + 设计实验统一入口
↔ 左右区域宽度 60%
🔬 仿真互动软件
第二章 控制系统的数学模型

结构图与梅森公式求解器

上传图片·梅森公式求传函

上传结构图或导入结构描述,自动套梅森公式求闭环传递函数,支持分步推导。

第三章 时域分析法

一阶系统阶跃响应水槽仿真

一阶系统阶跃响应水槽仿真

水位上升直观可视化,调节 T 观察响应

二阶系统时域分析

ωn²/(s²+2ζωn·s+ωn²)

过/欠/临界阻尼全档,性能指标(tr/tp/ts/Mp)曲线同步。

汽车喷漆机械臂控制·过/临界阻尼演示

G(s)=9K/(s²+10s+9K)

机械臂喷漆作业:K=1 过阻尼、K=2.777 临界阻尼二阶响应对照,含数学模型与喷漆动画。

电梯高度控制动画

G(s)=K/[s(0.1s+1)]

K=1/2.5/10 三态:过阻尼 / 临界 / 欠阻尼,含动画与极点图。

潜艇深度控制仿真 — 速度反馈的作用

速度反馈 Kv·P

调整控制器增益与速度反馈系数,对比潜艇深度响应(含/不含速度反馈)

劳斯判据互动教学

行列式首列符号

自动列劳斯表,首列符号变化次数即右半平面极点数,稳定性一眼判定。

连续系统稳态误差互动教学

ess=R/(1+Kp)、R/Kv、1/Ka

0 型 / Ⅰ 型 / Ⅱ 型系统 × 阶跃·斜坡·抛物线实时演算,
含扰动误差与 Kp/Kv/Ka 静态误差系数表。

PID 控制仿真演示

G(s)=Kp+Kd·s+Ki/s

三环(P/I/D)整定互动,实时阶跃响应对照,直观看参数如何影响超调与稳态误差。

四旋翼无人机高度控制 · PID 手动调参

m·ẍ=U−mg−bẋ · 纯反馈 PID

单自由度高度回路二阶模型,手动整定 Kp/Ki/Kd;含目标高度设定、推力·重力·误差矢量动画、阵风扰动与突加负载、实时响应曲线与超调·调节时间指标。

第四章 根轨迹法

根轨迹互动教学

1+K·G(s)H(s)=0

极点随 K 连续移动的轨迹,绘制法则 + 分离点/出射角交互验证。

第五章 频率特性法

频率特性互动教学

G(jω)

伯德图 / 奈奎斯特图联动,幅相裕度与稳定性关系实时呈现。

奈奎斯特判据互动教学

奈奎斯特判据互动教学软件

绘制 G(jω) 闭合曲线,自动算绕 −1 点净圈数 N,由 N=P−Z 判稳

频率特性互动教学(精简版)

频率特性互动教学软件(精简版)

伯德图 / 奈奎斯特图联动

频率特性互动教学(带延迟)

频率特性互动教学软件(带延迟环节版)

含 e^(-τs) 延迟环节版本

频率特性演示·RC串联电路

频率特性演示——RC串联电路

RC 电路实操演示

频率特性演示·弹簧质量块阻尼器

频率特性演示——弹簧质量块阻尼器系统

机械系统实操演示

幅角原理互动演示

幅角原理互动演示

幅角定理的几何可视化

第六章 离散系统(Z 变换)

Z 变换原理互动教学

Z 变换 · 脉冲传递函数

差分方程→Z 变换→脉冲传递函数,离散化全过程可视化。

第七章 非线性系统(描述函数)

负倒描述函数原理互动教学

−1/N(A) 曲线

在 G(jω) 平面绘制 N(A) 与 −1/N(A),相交即极限环自振。

⚙️ 设计实验(设备仿真)
🚀 v2.0 设备仿真已上线

基于真实控制对象的虚拟实验平台,支持参数调节、实时动画与性能指标对比。以下 6 套设备仿真已可运行,点击卡片即可进入实验。

① 建模与辨识② 控制器设计③ 实时仿真④ 实验报告
🧲

磁悬浮球控制 设备仿真 · v2.0

非线性电磁悬浮,平衡点附近线性化 + PID 反馈镇定。可拖动小球、调 PID 增益,观察悬浮与失稳。

非线性平衡点线性化PID 镇定
预计 45 min难度 ★★★★☆
⚖️

球杆系统 设备仿真 · v2.0

角度控制小球位置,二阶非线性 + PID 整定实战。直观理解积分饱和与参数鲁棒性。

二阶系统PID 整定非线性
预计 40 min难度 ★★★☆☆
🏗️

倒立摆 设备仿真 · v2.0

经典欠驱动系统,串级 PID 控制(角度 PD + 位置 PID)。外环对目标、内环稳摆杆,给扰动看恢复。

串级 PID角度 PD位置积分
预计 50 min难度 ★★★★★
🚁

直升机云台 设备仿真 · v2.0

二自由度 MIMO 耦合,和/差解耦 + 双回路设计。体验俯仰/偏航解耦与跟踪。

MIMO解耦双回路
预计 60 min难度 ★★★★★
🛸

四旋翼无人机姿态比例微分控制 设备仿真 · v2.1

四电机和差推力分配:总推力控高度、前后差控俯仰、左右差控横滚、对角差控偏航。高度回路 PID、姿态三回路 PD 多回路整定实战。

多旋翼四通道PID/PD和差分配
预计 55 min难度 ★★★★★
🛸

四旋翼无人机高度控制 · PID 手动调参 设备仿真 · v2.2

单自由度高度回路二阶模型 m·ẍ=U−mg−bẋ,纯反馈 PID 手动整定 Kp/Ki/Kd。含目标高度设定、推力/重力/误差矢量动画、阵风扰动与突加负载、实时响应曲线与超调/调节时间指标。

高度回路PID 手动整定稳态误差扰动
预计 30 min难度 ★★★☆☆
🏠 工作台 / 自主学习和迭代巩固 · 错因归类 + 自适应变式 + 间隔复习
理论闭环(抽题→判分→结构化自析→变式迭代)+ 实践闭环(设计→整定→仿真比对→达标)

📊 错因归类 · 按章节与错误类型聚合

基于你的历史错题,按错因自动归类。横向看趋势、纵向看薄弱点。

🎯 变式训练 · 基于错因生成同类题反哺训练

每一道变式题都来自你最近的高频错因,做对即"卡点已修"。

⏰ 间隔复习 · 遗忘曲线驱动的最佳复习时机

艾宾浩斯曲线:1d → 2d → 4d → 7d → 15d。系统按此节奏推送复习,让同一错因不再反复卡住。

🏠 工作台 / 测试评估 · 智能题库
✅ 自动判分
跨章节综合能力测试
常见误区与易错点专项训练
🏠 工作台 / 反思日记 · 学习复盘(扣住"教学评"之评—学闭环)

✍️ 新建反思(结构化复盘)

Q1 · 我卡在哪?(哪个知识点 / 哪类错因)
Q2 · 我用了什么方法解决?(查资料 / 仿真验证 / 问同学 / 重做习题)
Q3 · 下次怎么改?(形成可迁移的策略)

📚 我的反思(0 篇)本地保存,不与服务器同步

🏠 工作台 / 智能体问答 · 差异化三模式(已接入知识点库 + 教学评透视)
🅰️ 苏格拉底式追问链 — 我不给答案,只追问。你答错我也不纠错,反问「你为什么这么想?」
你好,我是启控智教的智能体助教 🤖。我可以:
· 用 A苏格拉底 方式追问你的思路;
· 用 B反向 模式故意设错请你审;
· 用 C元认知 模式附上置信度 / 假设 / 可反驳点 / 验证路径。
试试问我:「劳斯判据首列全零行怎么办?」「二阶系统超调怎么算?」「梅森公式怎么用?」
🤖 问答模式
🏠 工作台 / 学习报告 · 教学评一致性仪表盘
🏠 工作台 / 班级看板 · 自动化 2 班(教师端)
班级人数
38
平均掌握度
71%
薄弱知识点 Top1
奈奎斯特判稳
批判型学生
9

⚠️ 薄弱点 Top 5

  • 薄弱 奈奎斯特判稳(12 人未掌握)
  • 薄弱 根轨迹分离点求解(10 人)
  • 薄弱 结构图化简(8 人)
  • 薄弱 二阶指标计算(7 人)
  • 薄弱 PID 抗扰整定(6 人)

★ 批判能力分布(质疑命中率)

高(≥80%)中(50-80%)低(<50%)
规划中 · v3.0(班级 9 维雷达 + 批判能力分布)
🎛️ 启控智教 自动控制原理 · 智慧教学系统 教学评一致
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以控制之道,启教学之智

把教学过程,设计成一个 PID 闭环

用控制理论调节你自己的学习——课前预判、当堂纠偏、课后累积,直到真正掌握。

📚 7 章 28 小节 🧪 26 款互动仿真 📝 112+ 习题题库 ⚙️ 6 类校正内核
P · 即时纠偏当堂检测,错了立刻练
I · 累积消差错题归档,按 1·2·4·7·15 天复习
D · 预判未来课前前测,提前发现薄弱点

八大模块

点击卡片直接进入
📚知识点学习7 章 28 小节
🧪仿真与设计实验26 款互动仿真
🔁自主学习迭代错因归类 · 间隔复习
📝测试评估前测到后测 · 量规
💭反思日记记录认知改变
🤖智能体问答三模式 · 不给答案
📊学习报告掌握度 · 能力雷达
👩‍🏫班级看板薄弱点 · 以学定教
课前预习课中实践课后巩固查看报告

教师:班级看板查看薄弱点 Top5 与掉队预警,据此调整教案

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