測控技術(shù)與儀器(課程介紹)

1、 2. 課程設(shè)置課程設(shè)置第第5學(xué)期：學(xué)期：專必：專必：傳感器技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技傳感器技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、測控電路術(shù)、測控電路 專選：專選： matlab語言、語言、信號與系統(tǒng)信號與系統(tǒng)第第6學(xué)期：學(xué)期：專必：專必：自動控制原理自動控制原理專選：專選：機(jī)電傳動控制、可編程控制器原理及應(yīng)用、單片機(jī)電傳動控制、可編程控制器原理及應(yīng)用、單片機(jī)原理與應(yīng)用、機(jī)原理與應(yīng)用、互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、工程光學(xué)互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)、工程光學(xué)第第7學(xué)期：學(xué)期：專選：專選： DSP原理及應(yīng)用原理及應(yīng)用、 電子電子EDA技術(shù)、冶金過程技術(shù)、冶金過程檢測與控制、檢測與控制、計(jì)算機(jī)測控技

2、術(shù)、測控儀器設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)測控技術(shù)、測控儀器設(shè)計(jì)、嵌入、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、式系統(tǒng)設(shè)計(jì)、虛擬儀器與虛擬測試技術(shù)虛擬儀器與虛擬測試技術(shù)、流體傳動與、流體傳動與控制、控制、檢測儀表與過程控制檢測儀表與過程控制第第8學(xué)期：學(xué)期：公益勞動、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)教育公益勞動、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、畢業(yè)教育先修課程為先修課程為高等數(shù)學(xué)高等數(shù)學(xué)、電電路分析路分析、模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)，后續(xù)課程為，后續(xù)課程為微機(jī)原微機(jī)原理與接口技術(shù)理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用單片機(jī)原理與應(yīng)用，它實(shí)際上，它實(shí)際上是計(jì)算機(jī)課程的是計(jì)算機(jī)課程的“基礎(chǔ)篇基礎(chǔ)篇”， 主要學(xué)習(xí)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)，主要學(xué)習(xí)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)，集成邏輯門電路，組合邏輯

3、電路，觸發(fā)器，時序邏輯集成邏輯門電路，組合邏輯電路，觸發(fā)器，時序邏輯電路，半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件，脈沖波形的電路，半導(dǎo)體存儲器和可編程邏輯器件，脈沖波形的產(chǎn)生與變換等。產(chǎn)生與變換等。 （1）課程特點(diǎn)）課程特點(diǎn) 是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。是測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。它以各類傳感器的工作機(jī)理為線索，詳細(xì)介紹了各它以各類傳感器的工作機(jī)理為線索，詳細(xì)介紹了各類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的測量電路類傳感器的工作原理、基本結(jié)構(gòu)、相應(yīng)的測量電路和在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，使學(xué)生掌握傳感器的使用和在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用，使學(xué)生掌握傳感器的使用方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)的基本技能。方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4、的基本技能。 了解在各個領(lǐng)域中的傳感器的作用，掌握傳感器的了解在各個領(lǐng)域中的傳感器的作用，掌握傳感器的定義、組成、分類和技術(shù)指標(biāo)。定義、組成、分類和技術(shù)指標(biāo)。 掌握應(yīng)變效應(yīng)、壓阻效應(yīng)、金屬絲靈敏系數(shù)和應(yīng)變掌握應(yīng)變效應(yīng)、壓阻效應(yīng)、金屬絲靈敏系數(shù)和應(yīng)變片靈敏系數(shù)、電阻式傳感器的工作原理及應(yīng)用。片靈敏系數(shù)、電阻式傳感器的工作原理及應(yīng)用。 掌握電容傳感器的工作原理、類型、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要掌握電容傳感器的工作原理、類型、特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及應(yīng)用。點(diǎn)及應(yīng)用。 掌握壓電式傳感器的壓電效應(yīng)、等效電路、測量電掌握壓電式傳感器的壓電效應(yīng)、等效電路、測量電路及其應(yīng)用。路及其應(yīng)用。 掌握編碼數(shù)字式傳感器的工作原理、碼盤掌握編

5、碼數(shù)字式傳感器的工作原理、碼盤-編碼編碼器的組成及應(yīng)用。器的組成及應(yīng)用。 掌握熱電效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、熱電回路定律、熱掌握熱電效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、熱電回路定律、熱電偶冷端補(bǔ)償?shù)姆椒盁犭娮铚y量電路原理，了解其電偶冷端補(bǔ)償?shù)姆椒盁犭娮铚y量電路原理，了解其他溫度傳感器原理及使用方法。他溫度傳感器原理及使用方法。 掌握固態(tài)傳感器的種類、磁敏傳感器、霍爾傳感掌握固態(tài)傳感器的種類、磁敏傳感器、霍爾傳感器的工作原理、誤差和補(bǔ)償方法及應(yīng)用。器的工作原理、誤差和補(bǔ)償方法及應(yīng)用。 掌握各種光電效應(yīng)、光電器件工作原理和應(yīng)用、掌握各種光電效應(yīng)、光電器件工作原理和應(yīng)用、光纖傳感器特點(diǎn)和類型及應(yīng)用。光纖傳感器特點(diǎn)和類型及應(yīng)用

6、。輔助電源輔助電源敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路基本轉(zhuǎn)換電路被測量被測量敏感元件敏感元件:直接感受被測量，并輸出與被測量成確定直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 5. 5. 微機(jī)原理與接口技術(shù)微機(jī)原理與接口技術(shù) （1 1）課程特點(diǎn)）課程特點(diǎn) 微型計(jì)算機(jī)

7、現(xiàn)已應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，微型計(jì)算機(jī)現(xiàn)已應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，它的普及與應(yīng)用使人們傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)、生活乃它的普及與應(yīng)用使人們傳統(tǒng)的工作、學(xué)習(xí)、生活乃至思維方式發(fā)生了巨大變化。微機(jī)原理與接口技術(shù)至思維方式發(fā)生了巨大變化。微機(jī)原理與接口技術(shù)幾乎是所有理工科大專院校學(xué)生的一門必修課。是幾乎是所有理工科大專院校學(xué)生的一門必修課。是考研的專業(yè)課之一?？佳械膶I(yè)課之一。（2）課程目的）課程目的 要求掌握微型計(jì)算機(jī)的硬件組成及使用；學(xué)會運(yùn)要求掌握微型計(jì)算機(jī)的硬件組成及使用；學(xué)會運(yùn)用指令系統(tǒng)和匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；熟悉各種類型用指令系統(tǒng)和匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；熟悉各種類型的接口及其應(yīng)用，樹立起微型計(jì)

8、算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本的接口及其應(yīng)用，樹立起微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念；概念；培養(yǎng)利用硬件與軟件相結(jié)合的方法分析解決本培養(yǎng)利用硬件與軟件相結(jié)合的方法分析解決本專業(yè)領(lǐng)域問題的思維方式和初步能力專業(yè)領(lǐng)域問題的思維方式和初步能力。 為以后跟蹤計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)為以后跟蹤計(jì)算機(jī)技術(shù)的新發(fā)展，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和應(yīng)用相關(guān)方面的新知識、新技術(shù)打下必要基礎(chǔ)用相關(guān)方面的新知識、新技術(shù)打下必要基礎(chǔ)。 （3）課程內(nèi)容）課程內(nèi)容 課程以課程以PC系列微機(jī)作為主要背景機(jī)系列微機(jī)作為主要背景機(jī)，包括微機(jī)硬包括微機(jī)硬件組成及工作原理，微機(jī)接口技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)三大件組成及工作原理，微機(jī)接口技術(shù)，微機(jī)應(yīng)用技術(shù)三大部分

9、內(nèi)容部分內(nèi)容。主要包括微機(jī)系統(tǒng)概述、典型微處理器、指主要包括微機(jī)系統(tǒng)概述、典型微處理器、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、存儲器系統(tǒng)、微機(jī)總線與令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、存儲器系統(tǒng)、微機(jī)總線與輸入輸出技術(shù)、中斷系統(tǒng)、典型接口芯片及其應(yīng)用等輸入輸出技術(shù)、中斷系統(tǒng)、典型接口芯片及其應(yīng)用等內(nèi)容。內(nèi)容。 強(qiáng)調(diào)與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加強(qiáng)匯編語言程序設(shè)強(qiáng)調(diào)與工業(yè)實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，加強(qiáng)匯編語言程序設(shè)計(jì)和接口電路設(shè)計(jì)等部分的理論教學(xué)及實(shí)際操作，提高計(jì)和接口電路設(shè)計(jì)等部分的理論教學(xué)及實(shí)際操作，提高系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)能力系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)能力。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成硬件硬件微型機(jī)系統(tǒng)微型機(jī)系統(tǒng)外圍設(shè)備外圍設(shè)

10、備過程控制過程控制I/O通道通道A/D,D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器開關(guān)量等開關(guān)量等外部設(shè)備外部設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備顯示器、打印機(jī)等輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)等輸出設(shè)備 軟驅(qū)、硬盤及磁帶等外存儲器軟驅(qū)、硬盤及磁帶等外存儲器主主 機(jī)機(jī)輸入輸出輸入輸出(I/O)接口電路接口電路微處理器微處理器(CPU)運(yùn)算器運(yùn)算器(算術(shù)邏輯運(yùn)算單元算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU)控制器控制器(控制單元控制單元CU)寄存器陣列寄存器陣列(RA)內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器RAM, ROM, EPROMEEPROM, Cash等等系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件軟件軟件用戶（應(yīng)用）軟件用戶（應(yīng)用）軟件地址總線地址總線AB定時電路定時電路輸入設(shè)

11、備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備I/O接口接口ROMRAM數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線DB控制總線控制總線CB微微處處理理器器(CPU)& 74LS138ABC8253D0A0CLK0GATE0OUT0CLK1GATE1OUT1CLK2GATE2OUT2D7D7 D0RDWRA1CS0Y1G2BG2AG1&A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A15IOWIOR 測控電路不是一般意義上電子技術(shù)課程的深測控電路不是一般意義上電子技術(shù)課程的深化與提高，而是如何在電子技術(shù)與測量、控制之間化與提高，而是如何在電子技術(shù)與測量、控制之間架起一座橋梁，使學(xué)生熟悉怎樣運(yùn)用電子技術(shù)來解架起一座橋梁，使學(xué)生熟悉怎

12、樣運(yùn)用電子技術(shù)來解決測量與控制中的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)測控的總體思想，圍決測量與控制中的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)測控的總體思想，圍繞精、快、靈和測控任務(wù)的要求來選用和設(shè)計(jì)電路。繞精、快、靈和測控任務(wù)的要求來選用和設(shè)計(jì)電路。結(jié)合檢測、控制兩方面電路進(jìn)行闡述，目前正向著結(jié)合檢測、控制兩方面電路進(jìn)行闡述，目前正向著檢測、控制電路高度融合方向發(fā)展。檢測、控制電路高度融合方向發(fā)展。（2）主要內(nèi)容）主要內(nèi)容傳感器傳感器 測量控測量控 制電路制電路 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)容包括：信號放大電路，信號調(diào)制解調(diào)電路，信號內(nèi)容包括：信號放大電路，信號調(diào)制解調(diào)電路，信號分離電路，信號運(yùn)算電路，分離電路，信號運(yùn)算電路， 信號轉(zhuǎn)換電路，信號細(xì)信號轉(zhuǎn)

13、換電路，信號細(xì)分與辨向電路，邏輯控制電路，連續(xù)信號控制電路，分與辨向電路，邏輯控制電路，連續(xù)信號控制電路，典型測控電路分析等。典型測控電路分析等。指令傳感器指令傳感器電路電路傳傳 感感 器器顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示執(zhí)行機(jī)構(gòu)計(jì)計(jì) 算算 機(jī)機(jī)鎖鎖 存存 器器計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù) 器器轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量放放 大大 器器整形電路整形電路細(xì)分電路細(xì)分電路手動采樣手動采樣鎖存指令鎖存指令辨向電路辨向電路增量碼數(shù)字式測量電路的基本組成增量碼數(shù)字式測量電路的基本組成 4.MATLAB 4.MATLAB語言語言 MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室的簡稱，是一款商業(yè)數(shù)學(xué)軟是矩陣實(shí)驗(yàn)室的簡稱，是一款商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，件，MATLAB

14、可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，因此用十分相似，因此用MATLAB來解算問題要比用來解算問題要比用C語言，語言，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，使它成為等語言完成相同的事情

15、簡捷得多，使它成為一個功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。一個功能強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。 自動控制原理是一門理論性較強(qiáng)的課程。作為電類各專業(yè)自動控制原理是一門理論性較強(qiáng)的課程。作為電類各專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，它既是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程的深入，又是專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，它既是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程的深入，又是專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，課程的理論基礎(chǔ)，研究內(nèi)容：構(gòu)成自動控制系統(tǒng)的一般規(guī)律。研究內(nèi)容：構(gòu)成自動控制系統(tǒng)的一般規(guī)律。研究對象：各種自動控制系統(tǒng)，例如連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)。研究對象：各種自動控制系統(tǒng)，例如連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)。研究手段：現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析工具。研究手段：現(xiàn)代數(shù)學(xué)分析工具。 拉斯變換和傳遞函數(shù)拉斯變換和傳遞函數(shù)經(jīng)典控制理論經(jīng)典控

16、制理論 矩陣?yán)碚摰裙こ虜?shù)學(xué)矩陣?yán)碚摰裙こ虜?shù)學(xué)現(xiàn)代控制理論現(xiàn)代控制理論控制系統(tǒng)的性能和典型測試信號控制系統(tǒng)的性能和典型測試信號（3 3）學(xué)習(xí)方法）學(xué)習(xí)方法抓住重點(diǎn)抓住重點(diǎn)掌握基本概念掌握基本概念 自動控制原理自動控制原理引入了一系列互相關(guān)聯(lián)的基本概引入了一系列互相關(guān)聯(lián)的基本概念，如穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性，輸入與輸出，動態(tài)念，如穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性，輸入與輸出，動態(tài)與穩(wěn)態(tài)，反饋與前饋等，是學(xué)習(xí)理解的重點(diǎn)。與穩(wěn)態(tài)，反饋與前饋等，是學(xué)習(xí)理解的重點(diǎn)。認(rèn)真思考認(rèn)真思考提高抽象思維能力提高抽象思維能力 自動控制原理自動控制原理的理論性較強(qiáng)，抽象程度較高。的理論性較強(qiáng)，抽象程度較高。要充分了解抽象的基礎(chǔ)，在

17、實(shí)際應(yīng)用中反復(fù)體會。要充分了解抽象的基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用中反復(fù)體會。抓住主線抓住主線建立不同方法間的聯(lián)系建立不同方法間的聯(lián)系 穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性是對控制系統(tǒng)的基本要穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性是對控制系統(tǒng)的基本要求，。穩(wěn)、準(zhǔn)、快貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻求，。穩(wěn)、準(zhǔn)、快貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻域分析方法的始終，也是系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)要求。域分析方法的始終，也是系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)要求。 6. 6. 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制 （1 1）課程特點(diǎn)）課程特點(diǎn) 機(jī)電傳動控制機(jī)電傳動控制融合了電力拖動、自動控制融合了電力拖動、自動控制原理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器原理、計(jì)算機(jī)技術(shù)、繼電器- -接觸器控制、電力電子接觸器

18、控制、電力電子技術(shù)、交、直流調(diào)速系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)，是機(jī)電一體化技術(shù)、交、直流調(diào)速系統(tǒng)等相關(guān)技術(shù)，是機(jī)電一體化技術(shù)的重要課程。即把機(jī)電一體化技術(shù)所需要的技術(shù)的重要課程。即把機(jī)電一體化技術(shù)所需要的強(qiáng)電強(qiáng)電控制知識都集中控制知識都集中在這一門課程中。在這一門課程中。 它的先修課程是它的先修課程是電路分析電路分析、模擬電子模擬電子、數(shù)字電子數(shù)字電子、自動控制原理自動控制原理等；為后續(xù)課程如等；為后續(xù)課程如PLCPLC、計(jì)算機(jī)測控技術(shù)計(jì)算機(jī)測控技術(shù)等打下基礎(chǔ)。等打下基礎(chǔ)。 （2 2）課程內(nèi)容）課程內(nèi)容 現(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械一般由工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、原現(xiàn)代生產(chǎn)機(jī)械一般由工作機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、原動機(jī)極其控制系統(tǒng)等幾個部

19、分組成，即由電動機(jī)通動機(jī)極其控制系統(tǒng)等幾個部分組成，即由電動機(jī)通過傳動機(jī)構(gòu)帶動工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作時，這種傳動方過傳動機(jī)構(gòu)帶動工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作時，這種傳動方式稱為式稱為“機(jī)電傳動機(jī)電傳動”。 人們一般把電動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)一起稱為人們一般把電動機(jī)及其傳動機(jī)構(gòu)一起稱為“機(jī)機(jī)電傳動電傳動”部分，把滿足加工工藝要求使電動機(jī)啟動、部分，把滿足加工工藝要求使電動機(jī)啟動、制動、反向、調(diào)速、快速定位等的電氣控制和電氣制動、反向、調(diào)速、快速定位等的電氣控制和電氣操作稱為操作稱為“控制控制”部分。部分。 人們對機(jī)電傳動控制提出的要求：人們對機(jī)電傳動控制提出的要求： 對于專用加工設(shè)備和數(shù)控機(jī)床的控制要求有很高對于專用加

20、工設(shè)備和數(shù)控機(jī)床的控制要求有很高的的精度精度；對重型數(shù)控機(jī)床要求有很高的；對重型數(shù)控機(jī)床要求有很高的調(diào)速范圍調(diào)速范圍；對；對可逆式軋鋼機(jī)拖動系統(tǒng)要求可逆式軋鋼機(jī)拖動系統(tǒng)要求正反轉(zhuǎn)換向頻繁正反轉(zhuǎn)換向頻繁；現(xiàn)代大；現(xiàn)代大型生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)要求各拖動系統(tǒng)能相互型生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)要求各拖動系統(tǒng)能相互協(xié)調(diào)協(xié)調(diào)；軍事和宇航方面的火炮瞄準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星姿態(tài)的軍事和宇航方面的火炮瞄準(zhǔn)、慣性導(dǎo)航、衛(wèi)星姿態(tài)的控制等，不僅要求控制等，不僅要求精度高精度高，更要求，更要求穩(wěn)定性能好穩(wěn)定性能好；民用；民用方面如電梯拖動系統(tǒng)要求啟動、制動方面如電梯拖動系統(tǒng)要求啟動、制動快速、平穩(wěn)快速、平穩(wěn)、停、停車位置車位置準(zhǔn)

21、確可靠準(zhǔn)確可靠；家用電器中的控制要求；家用電器中的控制要求結(jié)構(gòu)精巧、結(jié)構(gòu)精巧、功能全、成本低功能全、成本低等。等。 （3 3）課程任務(wù)）課程任務(wù) 了解機(jī)電傳動的一般知識；掌握機(jī)電傳動控制的了解機(jī)電傳動的一般知識；掌握機(jī)電傳動控制的靜態(tài)特性和動態(tài)特性；掌握直流電機(jī)和交流電機(jī)的靜態(tài)特性和動態(tài)特性；掌握直流電機(jī)和交流電機(jī)的工作原理、特性極其應(yīng)用；了解控制電機(jī)與特種電工作原理、特性極其應(yīng)用；了解控制電機(jī)與特種電機(jī)的工作原理極其應(yīng)用知識；了解典型生產(chǎn)機(jī)械常機(jī)的工作原理極其應(yīng)用知識；了解典型生產(chǎn)機(jī)械常用的低壓電器，掌握繼電器用的低壓電器，掌握繼電器-接觸器控制的基本線路，接觸器控制的基本線路，學(xué)會分析常見

22、典型生產(chǎn)機(jī)械控制線路，掌握電動機(jī)學(xué)會分析常見典型生產(chǎn)機(jī)械控制線路，掌握電動機(jī)控制線路的設(shè)計(jì)方法極其元器件的選擇原則；掌握控制線路的設(shè)計(jì)方法極其元器件的選擇原則；掌握現(xiàn)代電力電子技術(shù)在機(jī)電傳動中的應(yīng)用；掌握交流現(xiàn)代電力電子技術(shù)在機(jī)電傳動中的應(yīng)用；掌握交流和直流調(diào)速系統(tǒng)的方法。和直流調(diào)速系統(tǒng)的方法。7.7.可編程控制器（可編程控制器（PLCPLC） 可編程控制器的特點(diǎn)是：硬件配置靈活，組態(tài)方可編程控制器的特點(diǎn)是：硬件配置靈活，組態(tài)方便，編程方法簡便，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)較惡劣的工便，編程方法簡便，抗干擾能力強(qiáng)，能適應(yīng)較惡劣的工業(yè)環(huán)境，體積小，維護(hù)費(fèi)用低。業(yè)環(huán)境，體積小，維護(hù)費(fèi)用低。（1）PLC能接

23、收、處理和輸出各種開關(guān)量、模擬量和能接收、處理和輸出各種開關(guān)量、模擬量和不同碼制的數(shù)碼，除能實(shí)現(xiàn)一般的邏輯控制（順序、步不同碼制的數(shù)碼，除能實(shí)現(xiàn)一般的邏輯控制（順序、步進(jìn)、時序、條件和鎖存等）功能外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算、進(jìn)、時序、條件和鎖存等）功能外，還能實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信等功能，配備適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備可以數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)通信等功能，配備適當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備可以進(jìn)行打印。進(jìn)行打印。（2）由于編程軟件化（可新編程序、可修改程序和可）由于編程軟件化（可新編程序、可修改程序和可接口性），當(dāng)生產(chǎn)工藝（或流程）改變時只需要修改軟接口性），當(dāng)生產(chǎn)工藝（或流程）改變時只需要修改軟件，而不需要改變硬件即可滿足

24、新的控制要求，大大方件，而不需要改變硬件即可滿足新的控制要求，大大方便了設(shè)計(jì)和現(xiàn)場使用，縮短了設(shè)計(jì)施工和調(diào)試周期。便了設(shè)計(jì)和現(xiàn)場使用，縮短了設(shè)計(jì)施工和調(diào)試周期。（3）PLC能與上一級計(jì)算機(jī)直接相連，在綜合自動化能與上一級計(jì)算機(jī)直接相連，在綜合自動化控制系統(tǒng)中可以合理地實(shí)現(xiàn)分級控制，作為基礎(chǔ)控制控制系統(tǒng)中可以合理地實(shí)現(xiàn)分級控制，作為基礎(chǔ)控制級使用。級使用。（4）PLC采用獨(dú)特而簡便的編程方法，并采用與工藝采用獨(dú)特而簡便的編程方法，并采用與工藝流程相適應(yīng)的一般符號。編程方法簡明通俗，易學(xué)、流程相適應(yīng)的一般符號。編程方法簡明通俗，易學(xué)、易編、易改，很容易將原來的繼電器控制線路直接翻易編、易改，很容易

25、將原來的繼電器控制線路直接翻譯到譯到PLC軟件上。軟件上。8.8.單片機(jī)單片機(jī) 單片機(jī)又稱單片微控制器單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯它不是完成某一個邏輯功能的芯片功能的芯片,而是把一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。而是把一個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。也就是一塊設(shè)備。也就是一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價格芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜（不超過便宜（不超過10元），為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便元），為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。利條件。 我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、我

26、們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、VCD等等的家電里面都可以看到它的身影！它是作為控制等等的家電里面都可以看到它的身影！它是作為控制部分的核心部件。部分的核心部件。9 9、虛擬儀器、虛擬儀器 虛擬儀器主要是以計(jì)算機(jī)為核心，通過最大限度虛擬儀器主要是以計(jì)算機(jī)為核心，通過最大限度地利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，使計(jì)算機(jī)不但能完成傳地利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源，使計(jì)算機(jī)不但能完成傳統(tǒng)儀器測量控制、數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理工作，而且可以用統(tǒng)儀器測量控制、數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理工作，而且可以用強(qiáng)大的軟件去代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的某些硬件功能強(qiáng)大的軟件去代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器的某些硬件功能。 靈活高效的軟件靈活高效的軟件能幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶能

27、幫助您創(chuàng)建完全自定義的用戶界面，界面，模塊化的硬件模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，能方便地提供全方位的系統(tǒng)集成，標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應(yīng)用的需求。 PROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMPROCESSOR BUSConditioningTimingA/DD/ADI/OTI/ODISPLAY AND CONTROL488 PORT PMathMEMORYPROMControl PanelFlo

28、wPressure Alarm ConditionsSTOPTemperature信號的采集與控制信號的采集與控制信號的分析與處理信號的分析與處理結(jié)果的表達(dá)與輸出結(jié)果的表達(dá)與輸出虛擬儀器虛擬儀器傳統(tǒng)儀器傳統(tǒng)儀器開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用低開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用低開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用高開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用高技術(shù)是更新周期短（技術(shù)是更新周期短（0.50.51 1年）年）技術(shù)更新周期長（技術(shù)更新周期長（5 51010年年）軟件是關(guān)鍵軟件是關(guān)鍵硬件是關(guān)鍵硬件是關(guān)鍵價格低價格低價格昂貴價格昂貴開放靈活與計(jì)算機(jī)同步，可重復(fù)用開放靈活與計(jì)算機(jī)同步，可重復(fù)用和重配置和重配置固定固定可用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)周邊各儀器可用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)絡(luò)周邊各儀器只可連有限的設(shè)備

29、只可連有限的設(shè)備自動、智能化、遠(yuǎn)距離傳輸自動、智能化、遠(yuǎn)距離傳輸功能單一，操作不便功能單一，操作不便10.10.檢測儀表與過程控制檢測儀表與過程控制 主要討論生產(chǎn)過程自動化中使用的各種測控儀表的主要討論生產(chǎn)過程自動化中使用的各種測控儀表的工作原理，以及和過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整定方法。工作原理，以及和過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)整定方法。 上篇為自動化儀表，介紹工業(yè)上最常用的檢測儀表、上篇為自動化儀表，介紹工業(yè)上最常用的檢測儀表、控制儀表、執(zhí)行器及防爆柵的工作原理及使用特點(diǎn)。重控制儀表、執(zhí)行器及防爆柵的工作原理及使用特點(diǎn)。重點(diǎn)討論電動單元組合儀表、數(shù)字調(diào)節(jié)器、集散控制系統(tǒng)點(diǎn)討論電動單元組合儀表、數(shù)字調(diào)節(jié)器、

30、集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。 下篇為過程控制系統(tǒng)，在介紹對象動態(tài)特性的測試下篇為過程控制系統(tǒng)，在介紹對象動態(tài)特性的測試方法、單回路及串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和調(diào)節(jié)器參數(shù)方法、單回路及串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的基礎(chǔ)上，介紹解耦控制、推理控制及預(yù)測控制等整定的基礎(chǔ)上，介紹解耦控制、推理控制及預(yù)測控制等先進(jìn)控制系統(tǒng)的基本原理。先進(jìn)控制系統(tǒng)的基本原理。 工業(yè)儀表的種類很多，按被參數(shù)分有溫度、壓力、工業(yè)儀表的種類很多，按被參數(shù)分有溫度、壓力、流量、物位、機(jī)械量、流程分析儀器等。流量、物位、機(jī)械量、流程分析儀器等。 工業(yè)儀表按功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)工業(yè)儀表按

31、功能可分為檢測儀表、顯示儀表、調(diào)節(jié)儀表等。儀表等。 檢測儀表主要用于檢測工業(yè)生產(chǎn)過程的參數(shù)，如溫檢測儀表主要用于檢測工業(yè)生產(chǎn)過程的參數(shù)，如溫度、壓力、流量、物位和機(jī)械量等，有時也帶有記錄和度、壓力、流量、物位和機(jī)械量等，有時也帶有記錄和調(diào)節(jié)功能。調(diào)節(jié)功能。 顯示儀表將與檢測儀表、變送器和傳感器配套使用，顯示儀表將與檢測儀表、變送器和傳感器配套使用，按顯示方式不同分為模擬式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表按顯示方式不同分為模擬式顯示儀表、數(shù)字式顯示儀表和字符圖像顯示儀等。和字符圖像顯示儀等。 調(diào)節(jié)儀表又稱調(diào)節(jié)器。它的作用是將生產(chǎn)過程中的調(diào)節(jié)儀表又稱調(diào)節(jié)器。它的作用是將生產(chǎn)過程中的被測參數(shù)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比

32、較，然后按一定調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)被測參數(shù)與設(shè)定參數(shù)進(jìn)行比較，然后按一定調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出調(diào)節(jié)信號給執(zhí)行器。出調(diào)節(jié)信號給執(zhí)行器。 調(diào)節(jié)儀表按調(diào)節(jié)方式不同分為斷續(xù)調(diào)節(jié)器和連續(xù)調(diào)節(jié)儀表按調(diào)節(jié)方式不同分為斷續(xù)調(diào)節(jié)器和連續(xù)調(diào)節(jié)器；按結(jié)構(gòu)形式又分為基地式、單元組合式和組調(diào)節(jié)器；按結(jié)構(gòu)形式又分為基地式、單元組合式和組裝式；按工作能源和介質(zhì)分為自力式、電動式、氣動裝式；按工作能源和介質(zhì)分為自力式、電動式、氣動式和液動式。有的調(diào)節(jié)儀表也帶有檢測和顯示部分。式和液動式。有的調(diào)節(jié)儀表也帶有檢測和顯示部分。 執(zhí)行器又稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它用于接受來自調(diào)節(jié)儀表執(zhí)行器又稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它用于接受來自調(diào)節(jié)儀表的調(diào)節(jié)信號和調(diào)節(jié)規(guī)律，直接調(diào)節(jié)工業(yè)生產(chǎn)過

33、程的輸?shù)恼{(diào)節(jié)信號和調(diào)節(jié)規(guī)律，直接調(diào)節(jié)工業(yè)生產(chǎn)過程的輸入、輸出量。集中控制裝置能對分散參數(shù)進(jìn)行集中檢入、輸出量。集中控制裝置能對分散參數(shù)進(jìn)行集中檢測和控制，按預(yù)定的程序進(jìn)行控制或?qū)Ρ粶y量進(jìn)行處測和控制，按預(yù)定的程序進(jìn)行控制或?qū)Ρ粶y量進(jìn)行處理。集中控制裝置包括巡回檢測裝置、順序控制器和理。集中控制裝置包括巡回檢測裝置、順序控制器和數(shù)據(jù)處理裝置等。數(shù)據(jù)處理裝置等。 上研究生的有三分之一，工作的三分之二中有一些上研究生的有三分之一，工作的三分之二中有一些是進(jìn)工廠是進(jìn)工廠的，的，進(jìn)公司進(jìn)公司的，剩下的三分之一零散各種工的，剩下的三分之一零散各種工作。作。1.技術(shù)方向技術(shù)方向 工廠的工作主要是開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售大型工廠的工作主要是開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及銷售大型精密機(jī)床、精密測量設(shè)備和精密位