計算機控制系統(tǒng)課程教學大綱

1、計算機控制系統(tǒng)課程教學大綱課程名稱：計算機控制系統(tǒng)課程類別（必修/選修）：選修課程英文名稱： Computer Control System總學時/周學時/學分：48/3/3其中實驗（實訓、討論等）學時：16先修課程：自動控制原理、數字電子技術、PLC原理與應用、單片機及接口技術、Matlab授課時間：6-17周星期三7-8節(jié)，星期五1-2 節(jié)授課地點：6F203授課對象：2016自動化1、2、3、4班開課院系：電子工程與智能化學院任課教師姓名/職稱：劉學良/講師聯系電話728497Email: .c n答疑時間、地點與方式：1.每次上課的課

2、前、課間; 發(fā)放作業(yè)時，采用集中講解方式。 3.課程結束后安和課后 （9A403），采用一對一的問答方式；2.每次f排集中復習和答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（2）課程論文（）其它（）使用教材：1.康波，李云霞計算機控制系統(tǒng)（第二版）電子工業(yè)出版社，2015.教學參考資料：1、 高金源，夏潔.計算機控制系統(tǒng).清華大學出版社,2007.2、 Katsuhiko Ogata.離散時間控制系統(tǒng).機械工業(yè)出版社，2014.3、劉建昌，關守平，周瑋等.計算機控制系統(tǒng).科學出版社，2015課程簡介：計算機控制系統(tǒng)是電子、電氣工程及其自動化和自動化相關專業(yè)本科生的專業(yè)骨干課程之一， 主要介紹計算機控制系統(tǒng)

3、的基本控制技術、硬件和軟件構成、設計方法，以及工程實現及應用方面的相關問題，是一門理論與應用緊密結合的課程。課程目的是培養(yǎng)學生應用計算機技術實現控制系統(tǒng)的理論與方法。通過本課程的學習， 可以了解計算機控制理論的基本概念和思想，能比較熟練地進行一般應用問題的設計，熟悉采用軟件工具進行仿真和控制程序設計技術。課程教學目標1. 能夠通過多種途徑求解計算機控制系統(tǒng)的輸出響應，掌握穩(wěn)定性判定方法及與連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的區(qū)別和聯系。2. 理解掌握PID控制思想和PID參數的整定方法，并應用 于實際生產生活。3. 熟練掌握連續(xù)域離散化的基本思想和設計方法及與離 散化設計方法的區(qū)別和聯系。4. 熟練掌握最少拍無波

4、紋控制系統(tǒng)的設計方法、大林算 法。5. 熟練掌握計算機控制系統(tǒng)的組成和設計流程，了解計算機控制系統(tǒng)領域的先進知識，鍛煉學生形成在計算機控制系統(tǒng) 設計上的整體觀念，應用各種手段查閱文獻資料、獲取信息、 拓展知識領域、繼續(xù)學習并提高業(yè)務水平的能力。本課程與學生核心能力培養(yǎng)之間的 關聯（可多選）：核心能力 1.運用數學、基礎科 學、電氣工程基礎和專業(yè)知識的能 力，用于發(fā)現、描述和分析電氣裝 備制造、電力系統(tǒng)和電氣自動化等 相關復雜問題；核心能力 2.獨立完成電氣工程 相關實驗，以及分析與解釋數據的 能力；核心能力 3.具有對常用電氣工 程系統(tǒng)進行安裝、調試、維護的工 程實踐能力；核心能力 4.能夠針

5、對電氣工程 有關的復雜工程問題，開發(fā)、選擇 與使用恰當的技術、資源、現代工 程工具和信息技術工具的能力；核心能力5.項目管理、有效溝通 協(xié)調、團隊合作及創(chuàng)新能力；核心能力6.發(fā)掘、分析及解決復 雜電氣工程問題的能力；核心能力 7.認識科技發(fā)展現狀 與趨勢，培養(yǎng)持續(xù)學習的習慣與能 力，適應專業(yè)或職業(yè)發(fā)展趨勢；核心能力8.理解職業(yè)道德、專業(yè) 倫理與認知社會責任的能力。理論教學進程表周次教學主題教學時長教學的重點與難點教學方式作業(yè)安排6計算機控制緒論2學時自動控制系統(tǒng)的基本概念，計算機控制 系統(tǒng)的組成、典型應用形式、發(fā)展現狀 及理論與設計問題講授+討論第1章 作業(yè)，1.1 ， 1.56計算機控制系統(tǒng)

6、 信號變換2學時模數變換與數模變換，信號的采樣講授+討論7信號恢復與重構2學時信號的理想恢復，信號的非理想重構講授+討論第2章 作業(yè)， 2.5-2.77Z變換理論2學時Z變換定義及方法、性質講授+討論8Z變換的性質和 定理2學時滯后定理、超前定理、初值和終值定理講授+討論8Z反變換方法2學時長除法和部分分式法講授+討論9線性定常離散系 統(tǒng)差分方程，Z傳遞函數2學時閉環(huán)Z傳遞函數的求解，計算機控制系 統(tǒng)的輸出響應計算講授+討論第3章作業(yè)3.4（1），3.7，3.810計算機控制系統(tǒng) 經典分析方法2學時計算機控制系統(tǒng)穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差分 析講授+討論10計算機控制系統(tǒng) 經典分析及設計 方法2學時計算

7、機控制系統(tǒng)的響應特性分析，頻率 特性分析，基于連續(xù)系統(tǒng)理論的數字控 制器設計基本原理講授+討論第4章 作業(yè)， 4.5，4.5，4.911基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數字控制器 設計2學時離散化方法：后向差分法，雙線性變換 法講授+討論12基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數字控制器 設計2學時數字PID算法及改進算法講授+討論13基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數字控制器 設計2學時數字PID的參數整定，Smith預估控制 器設計講授+討論第5章作業(yè)，5.4，5.5，5.714數字控制器Z域 直接設計方法2學時基于Z傳遞函數設計的基本原理，最少 拍控制系統(tǒng)的設計講授+討論15數字控制器Z域 直接設計方法2學時最少拍無紋波控制系

8、統(tǒng)的設計講授+討論17數字控制器Z域 直接設計方法2學時最少拍無紋控制系統(tǒng)的改進設計，大林 算法講授+討論第6章 作業(yè)，6.7，6.817作業(yè)講解及總復 習2學時作業(yè)講解及總復習講授+討論合計：32學時實踐教學進程表周次實驗項目名稱學時重點與難點項目類型（驗證 /綜合/設計）教學 方式9基于Matlab的離 散系統(tǒng)數學模型求解（必作一）2常用的連續(xù)系統(tǒng)數學模型形式；Matlab環(huán)境下的求解命令；M文件的編寫驗證講授 實踐11數字PID控制器設 計與仿真（必做 二）2數字PID控制器的原理與設計方法驗證講授 實踐12傳感器與執(zhí)行器 操作與使用（必做 三）2常用傳感器與執(zhí)行器的工作原理與 操作方法

9、驗證講授 實踐13水箱特性測試實驗（必做四）2水箱控制對象的特性表現與分析驗證講授 實踐14水箱液位控制實驗（必做五）2采用PID控制方法實現水箱液位控 制驗證講授 實踐15最少拍隨動系統(tǒng) 設計與仿真（必 做八）2最少拍控制器的原理與設計方法驗證講授 實踐16水箱液位-流量 串級控制實驗（必做七）4串級控制系統(tǒng)的特點和串級控制系 統(tǒng)的設計方法綜合講授 實踐基于Matlab 的連續(xù)系統(tǒng)數學模 型求解（選做一）課夕卜2 學時1、常用的連續(xù)系統(tǒng)數學模型形式；2、Matlab環(huán)境下的求解命令驗證自行 實踐壓力、液位變送 器的認識及校驗（選做二）課外2學時壓力、液位變送器的使用方法及校正驗證自行 實踐合

10、計：16成績評定方法及標準考核內容評價標準權重平時作業(yè)1.獨立、按時在規(guī)疋時間內兀成作業(yè)；2.作業(yè)質量5%實驗考核1.在規(guī)定時間內完成指定任務；2.實驗數據的正確性，實驗報告的質量；3.現場問題解答情況。10%期中考試（1-3章）1.評價標準：試卷參考解答。2.要求：能靈活運用所學知識15%和方法進行求解，獨立、按時完成考試。期末考試（1-6章）1.評價標準：試卷參考解答。2.要求：能靈活運用所學知識和 方法進行求解，獨立、按時完成考試70%大綱編寫時間：2018.3.9系（專業(yè)）課程委員會審查意見：我系（專業(yè)）課程委員會已對本課程教學大綱進行了審查，冋意執(zhí)行。系（專業(yè)）課程委員會主任簽名：日期：年月日注：1、課程教學目標：請精煉概括3-5條目標，并注明每條目標所要求的學習目標層次（理解、運用、分析、綜合和