教學大綱表
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課程名稱 (中文) 動態系統
(英文) System Dynamics
開課單位 機械與材料工程學系
課程代碼 M3800A
授課教師 陸冠群
學分數 3.0 必/選修 必修 開課年級 大三
先修科目或先備能力:微分方程、拉普拉斯轉換
課程概述與目標: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 Katsuhiko Ogata, System Dynamics, 4th Edition, Pearson Prentice Hall, 2004, (新月圖書代理)
參考教材 C. M. Close and D. K. Frederick, Modeling and Analysis of Dynamic Systems, John Wiley & Sons Inc., 2001
課程大綱 學生學習目標 單元學習活動 學習成效評量 備註
單元主題 內容綱要
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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  • 作業
  •  
    4 The Laplace transform Quiz 藉由平時考瞭解學生學習狀況
  • 講授
  • 平時考
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  • 作業
  •  
    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
  • 講授
  • 平時考
  •  
    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
  • 講授
  •  
    9 Mid Term 期中考試週 藉由期中考試檢驗學生學習成果
  • 期中考
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  • 作業
  •  
    13 Electrical Systems Quiz 藉由平時考瞭解學生學習狀況
  • 講授
  • 平時考
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  •  
    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
  • 講授
  • 作業
  •  
    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
  • 講授
  • 平時考
  •  
    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
  • 期末考
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    教學要點概述:
    教材編選: ■ 自編教材 ■ 教科書作者提供
    評量方法: 期末考:30%   期中考:30%   其他評量:5%   平時考:30%   作業:5%  
    教學資源: ■ 教材電子檔 □ 課程網站
    扣考規定:http://eboard.ttu.edu.tw/ttuwebpost/showcontent-news.php?id=504