計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)大綱

1、PAGE PAGE - 4 -本科生課程大綱課程名稱計(jì)算機(jī)控制技術(shù)Computer Control Technology課程代碼082303101219課程屬性專業(yè)知識(shí)課時(shí)/學(xué)分54/3課程性質(zhì)必修實(shí)踐學(xué)時(shí)12責(zé)任教師 課外學(xué)時(shí)20課程屬性：公共基礎(chǔ)/通識(shí)教育/學(xué)科基礎(chǔ)/專業(yè)知識(shí)/工作技能，課程性質(zhì)：必修、選修課程介紹課程描述： 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是自動(dòng)化專業(yè)本科生的一門專業(yè)核心課程，講授的計(jì)算機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用技術(shù)，使學(xué)生建立起計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成和應(yīng)用的一般概念，掌握基本的輸入輸出通道、常用的傳感器和執(zhí)行器、采樣及數(shù)據(jù)濾波方法、數(shù)字控制器設(shè)計(jì)方法、計(jì)算機(jī)控制方法及實(shí)例等內(nèi)容，為自動(dòng)化

2、本科生在畢業(yè)后的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)打下良好的控制理論和工程實(shí)踐基礎(chǔ)。課程主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、分類及發(fā)展現(xiàn)狀；輸入輸出通道與接口技術(shù)；數(shù)據(jù)的采樣與復(fù)現(xiàn)、離散控制系統(tǒng)建模的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；數(shù)字控制器的連續(xù)化與離散化設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)控制算法和程序設(shè)計(jì)原則；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用工程方案等內(nèi)容。設(shè)計(jì)思路： 計(jì)算機(jī)控制是自動(dòng)化專業(yè)綜合知識(shí)運(yùn)用的核心部分，是最重要的課程之一。依照章節(jié)劃分，該課程的內(nèi)容主要包括：（1）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述（2）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)（3）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（4）數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)（5）數(shù)字程序控制技術(shù)（6）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（7）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3、。課程與其他課程的關(guān)系：本課程的必須的理論與技術(shù)基礎(chǔ)為自動(dòng)控制原理、現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)、微機(jī)原理與接口技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)與海洋智能儀器，要求在兩門選修電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)、自動(dòng)化儀表與過(guò)程控制兩門課程之一。該課程為后續(xù)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)提供必要的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的知識(shí)。平行開(kāi)設(shè)的智能控制、系統(tǒng)辨識(shí)可擴(kuò)展本課程中計(jì)算機(jī)控制算法的理論方面知識(shí)。二、課程目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)以及學(xué)習(xí)本課程的目的和要求。掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)包括，數(shù)字量輸入輸出接口與過(guò)程通道、模擬量輸入輸出接口與過(guò)程通道、基于串行總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件技術(shù)、硬件抗干擾技術(shù)。掌握模

4、擬量與數(shù)字量輸入、輸出通道的組成、結(jié)構(gòu)及各組成單元的作用，掌握采樣、量化及采樣保持原理。了解干擾的來(lái)源、傳播途徑及通道抑制干擾的方法。掌握信號(hào)的采樣與信號(hào)的復(fù)現(xiàn)，掌握離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，了解離散系統(tǒng)的分析方法。掌握數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)、離散化設(shè)計(jì)技術(shù)，掌握數(shù)字PID控制算法和數(shù)字PID控制器的改進(jìn)，掌握數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定，掌握最少拍控制器的設(shè)計(jì)；了解數(shù)字控制器的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。了解數(shù)字程序設(shè)計(jì)技術(shù)，掌握數(shù)字程序控制原理，逐點(diǎn)比較直線插補(bǔ)與逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)，理解步進(jìn)電機(jī)的工作原理、工作方式。掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的原則與方法，掌握數(shù)據(jù)采集、數(shù)字控制器的工程實(shí)現(xiàn)方法，了解軟

5、件抗干擾技術(shù)。掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與步驟，了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。三、學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)講義PPT。授課過(guò)程中，分小組圍繞教師給定的問(wèn)題進(jìn)行討論，積極參與課堂提問(wèn)和討論。獨(dú)立完成課后設(shè)置的綜合設(shè)計(jì)作業(yè)，并及時(shí)提交完整的、規(guī)范的設(shè)計(jì)報(bào)告。學(xué)有余力的同學(xué)可以進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制算法、現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)。四、教學(xué)進(jìn)度序號(hào)專題或主題計(jì)劃課時(shí)主要內(nèi)容概述實(shí)驗(yàn)實(shí)踐內(nèi)容或課外練習(xí)等1計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及其組成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)2計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)6計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件概況數(shù)字量、模擬量輸入輸出接口與過(guò)程通道，常用執(zhí)行器、傳感器基

6、于串行總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件技術(shù)、硬件抗干擾技術(shù)采樣、量化及采樣保持原理3計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)4信號(hào)的采樣與信號(hào)的復(fù)現(xiàn)離散控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法離散系統(tǒng)的分析方法。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)建模計(jì)算題（需提交電子作業(yè)報(bào)告）4數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)10數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)方法數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)方法數(shù)字PID控制算法及數(shù)字PID控制器的參數(shù)整定最少拍控制器的設(shè)計(jì)數(shù)字控制器的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)建模計(jì)算5數(shù)字程序控制技術(shù)6/4數(shù)字控制器的程序設(shè)計(jì)技術(shù)數(shù)字程序控制原理逐點(diǎn)比較直線插補(bǔ)與逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)6計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)8/4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的原則與方法

7、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字控制器的工程實(shí)現(xiàn)方法軟件抗干擾技術(shù)溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)7計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6/4計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與步驟計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或滑臺(tái)控制實(shí)驗(yàn)五、參考教材與主要參考書(shū)輔小榮.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社，2012.姜學(xué)軍等.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2005.謝劍英.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，國(guó)防工業(yè)出版社，2006.六、成績(jī)?cè)u(píng)定（一）考核方式 A ：A.閉卷考試 B.開(kāi)卷考試 C.論文 D.考查 E.其他（二）成績(jī)綜合評(píng)分體系： 成績(jī)綜合評(píng)分體系比例%1.課堂討論及平常表現(xiàn)102.課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)203.期末考試成績(jī)70總計(jì)100七、學(xué)術(shù)誠(chéng)信學(xué)習(xí)成果不能造假，如