| 課程名稱 Course Title |
(中文) 動態系統 (英文) System Dynamics |
開課單位 Departments |
機械與材料工程學系 | ||
| 課程代碼 Course No. |
M3800A | ||||
| 授課教師 Instructor |
陸冠群 | ||||
| 學分數 Credit |
3.0 | 必/選修 core required/optional |
必修 | 開課年級 Level |
大三 |
| 先修科目或先備能力Course Pre-requisites：微分方程、拉普拉斯轉換 | |||||
| 課程概述與目標 Course Overview and Goals：教授學生動態系統(含機械、電路、機電、熱流系統)數學建模方法，培養系統動態響應解析之能力，並介紹控制系統之基本觀念。 | |||||
| 教科書 Textbook |
Katsuhiko Ogata, System Dynamics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall, 2004, (新月圖書代理) | ||||
| 參考教材 Reference |
C. M. Close and D. K. Frederick, Modeling and Analysis of Dynamic Systems, John Wiley & Sons Inc., 2001 | ||||
| 課程大綱 Syllabus |
學生學習目標 Learning Objectives |
單元學習活動 Learning Activities |
學習成效評量 Evaluation |
備註 Notes |
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| 週 Week | 單元主題 Unit topic |
內容綱要 Content summary |
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| 1 | Introduction to system dynamics | 1. Introduction to control engineering 2. Control System Design 3. Introduction to Mechatronic Systems 4. Classification of Variables and Systems |
讓學生瞭解到控制工程及動態系統的基本概念 |
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| 2 | The Laplace transform | 1. Introduction to Laplace Transformation 2. Laplace Table 3. Translated function |
本單元章節可以讓學生複習各函數的拉普拉斯轉換 |
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| 3 | The Laplace transform | 1. Inverse Laplace Transformation 2. Solving the ODE using Laplace Transformation |
本單元章節可以讓學生學習到逆拉普拉斯轉換，並藉以求解常微分方程式 |
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| 4 | The Laplace transform | Quiz | 藉由平時考瞭解學生學習狀況 |
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| 5 | Translational Mechanical Systems | 1. Variables 2. Element Laws 3. Interconnection Laws 4. Obtaining the System Model |
本單元章節可以讓學生學習如何建立平移機械系統的學模式 |
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| 6 | Rotational Mechanical Systems | 1. Variables 2. Element Laws 3. Interconnection Laws 4. Obtaining the Rotational Mechanical System Model |
本單元章節可以讓學生學習到如何建立旋轉機械系統的數學模式 |
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| 7 | Standard Forms for System Model | 1. Input-Output Model 2. p-operator 3. State-Variable Equations |
本單元章節可以讓學生學習到控制系統所用到的兩種最基本的數學模式 |
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| 8 | Electrical Systems | 1. Element Laws 2. Interconnection Laws 3. Obtaining the input-output Model |
本單元章節一方面複習學生所學過的電路學及電子學基礎知識，並讓學生學習到如何建立電系統的輸入-輸出模式 |
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| 9 | Mid Term | 期中考試週 | 藉由期中考試檢驗學生學習成果 |
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| 10 | Electrical Systems | Obtaining State-Variable Model of Electrical Systems | 本單元章節可以讓學生學習到如何建立電系統的狀態變數模式 |
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| 11 | Mathematical Modeling | 1. Transfer-Function Approach 2. State-Space Approach |
1本單元章節可以讓學生學習到轉移函數、狀態變數模式及相關轉換 |
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| 12 | Electrical Systems | Controlled Sources & op-amp | 本單元章節可以讓學生學習到如何建立運算放大器相關電路的數學模式 |
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| 13 | Electrical Systems | Quiz | 藉由平時考瞭解學生學習狀況 |
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| 14 | Electromechanical Systems | 1. Resistive Coupling 2. Coupling by a Magnetic Field 3. Devices Coupled by Magnetic Field 4. Modeling D.C. Motor |
可以讓學生學習到機電系統的數學模式建立 |
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| 15 | Thermal、 Hydraulic & Pneumatic Systems | 1. Models of Thermal Systems 2. Models of Hydraulic Systems 3. Models of Pneumatic Systems |
本單元章節可以讓學生學習到熱系統、流體及氣體系統的數學模式建立 |
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| 16 | Mathematical Models of Systems | 1. Linear Approximation 2. S-Plane Plot 3. Block Diagram Model 4. Signal-Flow Graph Model |
本單元章節可以讓學生學習到S-平面、方塊圖、訊號流程圖等最基礎的控制概念 |
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| 17 | Analysis of State Variable Models | 1. Solution of State Equation 2. Transfer Matrix |
本單元章節可以讓學生學習到狀態變數模式的解法 |
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| 18 | Final Exam | 期末考試週 | 藉由期末考試檢驗學生本學期課程之學習成果 |
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教學要點概述 Overview of Teaching Points： |