控制技术教学大纲(计本)

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1、《计算机控制技术》课程教学大纲学时：60学分：3.5理论学时：48实验学时：12面向专业：计算机科学与技术专升本课程代码：2600010先开课程：《微型计算机原理及应用》课程性质：必修执笔人：史新梁审定人：陈龙猛、于仁师第一部分：理论教学部分一、说明1、课程的性质、地位和任务：本课程是计算机专业的"选修课程"，属工程技术类课程。通过学习这门课，使学生们初步掌握一些自动控制的基础理论，以及了解计算机如何应用于自动控制领域。同时，通过一些计算机控制系统的实例（可编程控制器、数控系统），使学生对计算机在自动化领域中的应用有一定的感性认识。对他们今后能

2、很快适应这方面的工作奠定很好的基础。学习本课程以前，应先修《微型计算机原理及应用》等课程。2、课程教学和教改基本要求：通过学习本课程，学生应该掌握输入输出接口及过程通道的设计方法，数字程序控制技术，常规及复杂控制技术及基本应用程序的设计与实现方法。同时，学生应了解并基本能够将计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程，设计出相应的计算机控制系统。最后，通过本课程的学习，学生还应基本了解相关的现代控制技术以及分散型测控网络技术。课程教学改革：通过教学方法的改进，教学手段的提高，本课程在理论教学内容方面，除了加强基本原理的讲解外，还注重加强对新技术

3、、新知识的讲授，注重对学生的能力、综合应用素质的培养。二、教学内容与课时分配第一章自动控制系统的基本概念（3学时）本章主要内容：介绍微型计算机控制控制系统及其组成，微型计算机控制系统的典型形式，工业控制机的组成结构及特点，计算机控制系统的发展概况和趋势。本章重点和难点：控制系统的几个重要概念；计算机控制系统的典型形式；计算机控制系统的性能及其指标。建议教学方法：理论教学思考题：1.计算机控制系统的典型形式有哪些？2.工业控制机主要可分为哪几类？3.PLC由哪几部分组成？第二章自动控制系统分析基础（8学时）本章主要内容：控制系统的数学模型；传递函

4、数。本章重点和难点：控制系统数学模型的建立，结构图的等效变换，系统的传递函数。建议教学方法：结合数学理论，讲解控制系统分析理论。思考题：结构图的等效变换第三章连续控制系统的分析与设计（10学时）本章主要内容：系统响应指标与输入信号；时域分析法；频率响应分析法；用频率法校正系统。本章重点和难点：典型环节的传递函数；系统性能；幅频特性曲线和相频特性曲线；系统校正。建议教学方法：结合数学理论，分析系统公式的推导，加深理论的理解。思考题：(1)评价系统性能。(2)绘制幅频特性曲线和相频特性曲线。第四章数据采集系统设计（6学时）本章主要内容：数据采集系统

5、；过程通道；模拟量输入输出通道，数字量输入输出通道；数据处理与滤波。本章重点和难点：A/D,D/A转换器建议教学方法：结合程序设计，分析理解数据采集系统工作原理。思考题：(1)列举出几种数字滤波的方法，并简要说明基本原理(2)说出三种线性化处理的方法第五章顺序与数字程序控制（4学时）本章主要内容：顺序控制与可编程序控制器；开环数字程序控制；平面圆弧插补算法。本章重点和难点：逐点比较算法；圆弧插补，直线插补算法。建议教学方法：结合程序设计，讲解算法。思考题：利用圆弧插补算法画园。第六章数字控制器的模拟化设计技术（7学时）本章主要内容：数字控制器的

6、设计方法；数字PID控制器的设计；数字PID控制算法的改进。本章重点和难点：前向差分法和后向差分法；数字PID位置式控制算法和增量式控制算法。建议教学方法：结合数学理论，深入理解本章知识。思考题：(1)PID增量算法与位置算法比较各有何优缺点?(2)如何将模拟控制器进行离散化?期中考试（2学时）第七章离散控制系统设计（2学时）本章主要内容：离散系统分析基础本章重点和难点：Z变换定义，性质。建议教学方法：运用数学理论推导。思考题：(1)说出Z变换的性质(2)简述利用Z变换解线性差分方程的一般步骤第八章计算机控制系统设计与实现（2学时）本章主要内容

7、：系统设计的原则与步骤；系统的工程设计与实现；计算机控制系统设计实例。本章重点和难点：计算机应用系统的设计。建议教学方法：结合自动化控制知识讲解。思考题：如何判断系统的能控性、能观性？第九章工业控制网络（2学时）本章主要内容：集散控制系统；现场总线概述；五种有影响的现场总线。本章重点和难点：集散控制系统；现场总线。建议教学方法：结合自动控制知识讲解。思考题：(1)简要叙述五种有影响的现场总线？(2)集散控制系统的特点是什么？总复习（2学时）引导学生对各章重点进行复习，使知识能前后贯通，并在以后的实践中应用。三、考核方式和要求采用笔试，闭卷的方式

8、，占70%，平时作业占15%。第二部分：实验教学部分一、说明1、本门课程实验的性质任务、目的与要求本课程实验是课本理论知识的应用，通过学生亲自动手操作