《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱

《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》教學(xué)大綱Thesystemcontrolledbycomputertechnology一、課程基本信息學(xué)時(shí)：32學(xué)分：2考核方式：考查（考查成績(jī)占總成績(jī)70%，平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)30%）中文簡(jiǎn)介：

本課程是機(jī)械自動(dòng)化類各專業(yè)的“專業(yè)主干課程”，屬工程技術(shù)類課程。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠具備獨(dú)立設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的能力，使得計(jì)算機(jī)控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，交通運(yùn)輸以及國(guó)防建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在科學(xué)研究和各個(gè)工業(yè)部門的生產(chǎn)實(shí)踐中已有相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，而且將應(yīng)用得越來(lái)越廣。《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》課程作為電氣工程學(xué)院和機(jī)電工程學(xué)院有關(guān)專業(yè)的主干課，無(wú)論是在絕大多數(shù)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，還是學(xué)生畢業(yè)后從事自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行時(shí)都是用的最多的一門課之一。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生獲得計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方面必要的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，了解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展概況，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是機(jī)械工程類專業(yè)的學(xué)科專業(yè)選修課。二、教學(xué)目的與要求本課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的能力。通過(guò)對(duì)基本概念、基本理論、基本設(shè)計(jì)方法、基本實(shí)驗(yàn)技能的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試的基本知識(shí)與技能。通過(guò)工程實(shí)例教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)訓(xùn)練，增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高解決工程問(wèn)題的能力。在本課程的教與學(xué)中需要注重軟件與硬件、元件與系統(tǒng)、弱電與強(qiáng)電、算法與程序?qū)崿F(xiàn)的密切結(jié)合。

工業(yè)控制是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)控制正是為了適應(yīng)這一領(lǐng)域的需要而發(fā)展起來(lái)的一門專業(yè)技術(shù)。它主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，并設(shè)計(jì)出所需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。開(kāi)設(shè)本課程的目的在于使學(xué)生了解和掌握以微型機(jī)為核心組成的控制系統(tǒng)的硬件、軟件基礎(chǔ)知識(shí)和基本應(yīng)用技術(shù)。了解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)方面的最新知識(shí)，在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)進(jìn)一步掌握設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思路和方法，具備對(duì)一般性問(wèn)題的分析和解決能力；培養(yǎng)自學(xué)能力，能將已學(xué)過(guò)的知識(shí)靈活運(yùn)用。三、教學(xué)方法與手段本課程的教學(xué)模式包括：課堂講授、習(xí)題課、課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。通過(guò)本課程各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、動(dòng)手能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，通過(guò)本課程的教學(xué)，讓學(xué)生清晰、整潔地表達(dá)自己解決問(wèn)題的思路和步驟的能力，培養(yǎng)和提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理、概括、消化吸收的能力，以及圍繞課堂教學(xué)內(nèi)容，閱讀參考書籍和資料，自我擴(kuò)充知識(shí)領(lǐng)域的能力。主要是通過(guò)作業(yè)、問(wèn)答、講授等形式為教學(xué)手段。四、教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)本課程的教學(xué)由兩大部分組成：(一)理論教學(xué)內(nèi)容；(二)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。理論教學(xué)中的重點(diǎn)是第四章—數(shù)字PID及其算法和第五章—直接數(shù)字控制及其算法。其中幾種發(fā)展的PID算法、串級(jí)控制技術(shù)等內(nèi)容是本課程的難點(diǎn)。本課程在教學(xué)中充分利用實(shí)驗(yàn)室，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)實(shí)際動(dòng)手操作能力，以便做到感性認(rèn)識(shí)與理性認(rèn)識(shí)的統(tǒng)一。第一章

緒論(6學(xué)時(shí))

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的概念、組成。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類以及發(fā)展。

重點(diǎn)講授計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和分類。

第二章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法(4學(xué)時(shí))

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的模擬化設(shè)計(jì)方法。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的直接數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。

第三章

數(shù)字PID控制算法(4學(xué)時(shí))

1、模擬PID控制算法的數(shù)字實(shí)現(xiàn)。

2、幾種發(fā)展的數(shù)字PID控制算法。

3、數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定方法。

重點(diǎn)講解數(shù)字PID控制算法的基本表達(dá)式，幾種發(fā)展的數(shù)字PID控制算法及數(shù)字PID控制器參數(shù)的整定方法。使學(xué)生能夠針對(duì)給出的控制對(duì)象數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)出符合性能指標(biāo)要求的數(shù)字PID控制器，并且對(duì)其能夠進(jìn)行仿真研究。

第四章

最小拍控制與純滯后補(bǔ)償（4學(xué)時(shí)）

重點(diǎn)講解Smith純滯后補(bǔ)償控制技術(shù)和Dahlin控制算法。使學(xué)生能夠針對(duì)給出的控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)出符合性能指標(biāo)要求的Smith純滯后補(bǔ)償器和Dahlin控制器，并且對(duì)其能夠進(jìn)行仿真研究。第五章

模糊控制（2學(xué)時(shí)

）

第六章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）

第七章

總線技術(shù)與組態(tài)軟件(4學(xué)時(shí))

第八章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）

第九章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)(6學(xué)時(shí))

1、電源、地線、傳輸線干擾及其對(duì)策。

2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件抗干擾措施。

3、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件抗干擾措施。

重點(diǎn)講解控制系統(tǒng)硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)，使學(xué)生能夠掌握數(shù)字濾波方法。

第九章

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(2學(xué)時(shí))

結(jié)合實(shí)例介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與步驟，使學(xué)生能夠獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。五、推薦教材和教學(xué)參考資源推薦教材