《計(jì)算機(jī)控制》教學(xué)大綱

1、計(jì)算機(jī)控制教學(xué)大綱大綱說(shuō)明課程代碼： 3335050總學(xué)時(shí)： 48學(xué)時(shí)（講課 42學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn) 6學(xué)時(shí)）總學(xué)分： 3課程類別：專業(yè)模塊選修課 適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 預(yù)修要求：自控原理、微機(jī)原理 一、課程的性質(zhì)、目的、任務(wù) :（ 一 ） 性質(zhì) 屬于機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科生的專業(yè)模塊課程，為選修課。（ 二 ） 目的 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與方法已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域，如煉油、化工、煉鋼、發(fā)電、環(huán)境治理等方面， 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)已成為過(guò)程工業(yè)的重要組成部分。為此，要求學(xué)生不僅了解與掌握計(jì)算機(jī)控制理論、計(jì)算 機(jī)技術(shù)，而且能夠設(shè)計(jì)可滿足實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。（ 三 ） 任務(wù) 通過(guò)本

2、課程的學(xué)習(xí)，使從事機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)常用的控制規(guī)律設(shè)計(jì) 方法，了解復(fù)雜控制規(guī)律的設(shè)計(jì)方法，初步掌握計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并能結(jié)合具 體的工業(yè)過(guò)程設(shè)計(jì)合理的控制方案，并加以工程實(shí)施。二、課程教學(xué)的基本要求： 1掌握計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)的原理與組成，了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)，了解計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng)的發(fā)展概況及趨勢(shì)。2掌握過(guò)程輸入 / 輸出通道的設(shè)計(jì)方法。 3掌握常用的數(shù)字控制算法設(shè)計(jì)及仿真方法，了解復(fù)雜數(shù)字控制控制器的設(shè)計(jì)方法。 4了解控制計(jì)算機(jī)的組成 , 掌握數(shù)據(jù)預(yù)處理及數(shù)字濾波的常用方法。5了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性的概念 , 掌握常用的硬件可靠性

3、技術(shù)和軟件可靠性技術(shù)。 6了解網(wǎng)絡(luò)集成式分散控制系統(tǒng) , 掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn)過(guò)程。三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的建議：多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)方法相結(jié)合四、題、課程習(xí)題要求 習(xí)題的基本要求是：鞏固和深入理解所學(xué)過(guò)的基本概念、基本理論，提高計(jì)算技能。培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn) 解決問(wèn)題的能力和嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)。習(xí)題可包括思考題和計(jì)算題，課外習(xí)題和課內(nèi)習(xí)題。五、大綱的使用說(shuō)明： 本大綱適用于本科機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)，因?yàn)楸菊n程涉及自控原理 、微機(jī)原理及接口技術(shù)等專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，故適宜在第四學(xué)年開(kāi)課。本教學(xué)大綱所列內(nèi)容大部分通過(guò)講課教學(xué)環(huán)節(jié)完成，少數(shù)內(nèi)容也可以通過(guò)其他教學(xué)環(huán)節(jié)和自學(xué)來(lái)完成。講授內(nèi)容可

4、按學(xué)時(shí)作適當(dāng)增刪。大綱正文第一章：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)引論學(xué)時(shí)： 2學(xué)時(shí)（講課 2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)： 掌握計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)的原理與組成，了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn)，了解計(jì) 算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況及趨勢(shì)。重點(diǎn)： 計(jì)算機(jī)控制控制系統(tǒng)的原理與組成。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的原理與組成 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類與特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展概況及趨勢(shì)難點(diǎn)：第一節(jié)：第二節(jié)：第三節(jié)：習(xí)題：2第二章：過(guò)程輸入/輸出通道學(xué)時(shí)： 6 學(xué)時(shí)（講課 4 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 2 學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)： 掌握信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)、模擬量輸入 輸出通道、數(shù)字量輸入 輸出通道。 重點(diǎn)： 信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)。難點(diǎn)： 信號(hào)的采樣與復(fù)現(xiàn)。 第一節(jié)：信號(hào)的采樣與復(fù)

5、現(xiàn) 第二節(jié)：模擬量輸入通道 第三節(jié)：模擬量輸出通道 第四節(jié)：數(shù)字量輸入 / 輸出通道 習(xí)題 ： 6第三章：數(shù)字控制器設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)：16 學(xué)時(shí)（講課 14 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)： 掌握數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、掌握數(shù)字 PID 控制算法及其改進(jìn)算法、掌握最少拍 控制器及達(dá)林算法、掌握控制算法仿真的方法數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù) 數(shù)字 PID 控制 最少拍控制器 達(dá)林算法 控制算法仿真重點(diǎn)： 數(shù)字 PID 控制算法、達(dá)林算法 難點(diǎn)： 最少拍控制器及達(dá)林算法 第一節(jié)： 第二節(jié)： 第三節(jié)： 第四節(jié)： 第五節(jié)：習(xí)題 ： 6第四章：復(fù)雜數(shù)字制器設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)： 6 學(xué)時(shí) （講課 6 學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：

6、掌握 Smith 控制算法、了解串級(jí)控制算法和動(dòng)態(tài)矩陣控制算法 重點(diǎn)： Smith 控制算法難點(diǎn)： 動(dòng)態(tài)矩陣控制算法 第一節(jié)：純滯后系統(tǒng)的 Smith 控制算法 第二節(jié)：串級(jí)控制算法 第三節(jié)：動(dòng)態(tài)矩陣控制算法習(xí)題 ： 2第五章：控制計(jì)算機(jī)的組成學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí) （ 講課 2 學(xué)時(shí) ）本章講授要點(diǎn)：了解控制計(jì)算機(jī)的構(gòu)成及種類、了解工業(yè)PC機(jī)重點(diǎn)：控制計(jì)算機(jī)的構(gòu)成、工業(yè) PC機(jī)難點(diǎn)：第一節(jié)：控制計(jì)算機(jī)的構(gòu)成第二節(jié)：控制計(jì)算機(jī)的種類第三節(jié)：工業(yè)PC機(jī)習(xí)題：第六章：控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)： 6 學(xué)時(shí) （講課 4 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn) 2 學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)： 掌握線性化處理、標(biāo)度變換和越限報(bào)警的程序設(shè)計(jì)方法，

7、掌握常用的數(shù)字濾波方法， 了解監(jiān)控組態(tài)軟件重點(diǎn)： 數(shù)字濾波 難點(diǎn)： 數(shù)字濾波 第一節(jié)：測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理 第二節(jié)：數(shù)字濾波 第三節(jié)：監(jiān)控組態(tài)軟件習(xí)題 ： 2第七章：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性學(xué)時(shí)： 6 學(xué)時(shí)（講課 6 學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)： 了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性的概念，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件可靠性技術(shù)和軟件 可靠性技術(shù)重點(diǎn)： 抗干擾技術(shù)難點(diǎn)： 抗干擾技術(shù) 第一節(jié)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可靠性概述 第二節(jié)：硬件系統(tǒng)可靠性技術(shù) 第三節(jié)：軟件可靠性技術(shù)習(xí)題：第八章：網(wǎng)絡(luò)集成式分算控制系統(tǒng)學(xué)時(shí)： 2 學(xué)時(shí) （講課 2學(xué)時(shí) ）本章講授要點(diǎn)：了解數(shù)據(jù)通信與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，了解集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 重點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)總線

8、控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信與工業(yè)網(wǎng)絡(luò) 集散控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)難點(diǎn)：第一節(jié)：第二節(jié)：第三節(jié)：習(xí)題：第九章：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（講課2學(xué)時(shí)）本章講授要點(diǎn)：了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程 重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程 難點(diǎn)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程第一節(jié)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法第二節(jié)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程 第三節(jié)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例習(xí)題：本課程對(duì)學(xué)生自學(xué)的要求 ：課后學(xué)生應(yīng)及時(shí)復(fù)習(xí)，并獨(dú)立完成布置的作業(yè)，以消化和鞏固所學(xué)知識(shí)。 課時(shí)數(shù)分配表：序號(hào)內(nèi)容課時(shí)實(shí)驗(yàn)小計(jì)1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)引論222過(guò)程輸入/輸出通道4

9、263常用數(shù)字控制器設(shè)計(jì)142164復(fù)雜數(shù)字控制器設(shè)計(jì)665控制計(jì)算機(jī)的組成226控制系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)4267計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性668網(wǎng)絡(luò)集成式分散控制系統(tǒng)229計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程22合計(jì)42648考核方式與要求：考核方式：閉卷考試。要求：必須獨(dú)立完成全部作業(yè)，按大綱內(nèi)容要求全面復(fù)習(xí)后參加考試。推薦教材與參考書目：推薦教材：選用普通高等教育規(guī)劃教材，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，夏揚(yáng)主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年第一版。課程主要參考書目：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)計(jì)算機(jī)控制技術(shù). 王勤 . 東南大學(xué)出版社 , 2003. 王建華 , 黃可清 . 高等教育出版社 , 2003. 李明學(xué) ,

10、 周廣興等 . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 , 2003.計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)大綱、總則1. 本大綱的適用范圍，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為機(jī)械制1) 本大綱相關(guān)的課程名稱及課程屬性 相關(guān)的課程名稱：計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 課程屬性：模塊選修課程 本實(shí)驗(yàn)大綱相關(guān)的課程名稱為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門模塊選修課。計(jì)算2) 本大綱的適用范圍 本大綱適用于嘉興學(xué)院機(jī)電學(xué)院機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)本科學(xué)生在完成 機(jī)控制技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)時(shí)使用。3) 實(shí)驗(yàn)總時(shí)數(shù)6 學(xué)時(shí)。設(shè)計(jì)方法和技術(shù)， 培2. 本大綱的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)分析、 養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力，為今后從事工程應(yīng)用和科學(xué)研究打好

11、基礎(chǔ)。本實(shí)驗(yàn)的要求如下：1.學(xué)會(huì)用MATLAB語(yǔ)言編寫數(shù)字控制器的程序，通過(guò)上機(jī)實(shí)習(xí)加深對(duì)課堂所學(xué)知識(shí) 的理解。2機(jī)前應(yīng)按照要求把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容準(zhǔn)備好，能預(yù)計(jì)出可能出現(xiàn)的結(jié)果。 3觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。4實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。5. 本實(shí)驗(yàn)課程的重點(diǎn)和內(nèi)容1) 信號(hào)采樣與復(fù)現(xiàn)2) 控制算法仿真3) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試3. 本大綱的所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備1) 計(jì)算機(jī)(有 MAX+ PLUSSI軟件)2) GW48-CK系統(tǒng)3) 接口板、示波器、信號(hào)發(fā)生器、電源、萬(wàn)用表、若干芯片、導(dǎo)線。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排1)2)3)4)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目一 信號(hào)采樣與復(fù)現(xiàn) 實(shí)驗(yàn)類型 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)屬性 必開(kāi)實(shí)驗(yàn) 學(xué)時(shí)數(shù) 2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康腶. 驗(yàn)證采樣定理 5) 實(shí)驗(yàn)要求 1了解模擬信號(hào)的采樣原理及采樣過(guò)程。 2了解保持器的工作原理及信號(hào)重構(gòu)過(guò)程驗(yàn)證采樣定理。 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目二 控制算法仿真研究1)2)3)4)實(shí)驗(yàn)類型 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)開(kāi)設(shè)屬