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1、计算机控制技术培训大纲（一）计算机控制技术基础1.自动控制的基本概念(1)自动控制的一般概念,闭环负反馈控制，开环控制(2)自动控制系统的组成及各组成部分的功用(3)自动控制系统分类，连续控制系统,计算机控制系统(4)计算机控制系统的组成，特点，应用分类(5)自动控制系统的基本要求,脉冲响应,阶跃响应2.连续控制系统的数学描述(1)控制系统的数学模型及建立数学模型的方法(2)连续控制系统的微分方程描述,线性系统,非线性系统(3)拉氏变换定义，主要性质，拉氏变换与反变换，拉氏变换的应用(4)传递函数定义，性质,零点,极点,特征方程(5)典型环节及
2、其传递函数(6)系统方块图表示，串并联及反馈系统方块图的等效变换。3.连续控制系统分析与校正(1)一阶、二阶系统时域特性，系统时域特性的计算机求解(2)系统稳定性的定义，连续系统稳定性的充要条件，稳定性的代数判据,影响稳定性的因素(3)系统稳态误差的定义,计算稳态误差的方法,系统无静差度,减少稳态误差的方法(4)频率特性的概念,幅频相频特性,对数频率特性,典型环节的渐近对数频率特性，系统开环频率特性(5)稳定裕度、穿越频率概念,稳定性的频域判据,开环频率特性与闭环系统性能的定性关系(以二阶系统为例说明)(6)闭环系统频域指标,频带的概念(7)系
3、统校正概念，串联校正（PID校正）,测速反馈并联校正。4.计算机控制系统的信号特性(1)计算机控制系统信号特性分析(2)采样开关特性，采样信号的时域表示，采样定理(3)信号幅值的量化，量化误差，量化方法。计算机控制系统的量化，量化对系统的影响(4)零阶保持器的时域特性、频率特性、传递函数(5)前置及后置滤波器的概念与作用5.计算机控制系统的数学描述及系统分析(1)离散系统差分方程描述(2)Z变换定义，主要性质，Z变换与反变换方法，用Z变换求解差分方程(3)脉冲传递函数定义及性质，差分方程与脉冲传递函数的关系(4)离散系统的方块图表示，方块图的等
4、效变换，闭环传递函数的求取(5)离散系统的稳定性，稳定的充要条件，低阶（1，2阶）系统代数判据，影响离散系统稳定性的因素(6)离散系统的稳态误差(7)离散系统的动态响应求取方法1.计算机控制系统的控制算法及程序实现(1)连续控制算法的计算机实现：一阶差分变换及双线性变换(2)数字PID算法：位置及增量算法，积分分离法，微分算法的改进，数字PID的参数整定(3)控制算法的程序实现（直接实现，串联实现，并联实现）2.控制用计算机系统(1)控制用计算机系统的基本组成与配置(2)对主机、模入模出通道、开入开出通道、采样／保持等部件的要求以及性能指标的选
5、取(3)对实时控制软件的要求，实时控制软件的组成，编程语言选择，实时应用软件的开发过程(4)实时控制系统中采样周期的选择及经验规则(5)实时控制算法的编程：采样信号的变换处理，控制算法差分方程的实现,控制算法编排实现时减少时延的方法,控制算法中非线性特性的程序实现,抗积分饱和算法,速率及位置限制的程序实现等(6)实时操作系统简述。3.计算机控制系统的抗干扰与可靠性技术(1)实时计算机控制系统的运行环境，干扰源，干扰种类(2)抗干扰措施：屏蔽技术,接地技术,电源系统抗干扰措施,看门狗电路的应用(3)干扰的滤波技术：模拟滤波网络,数字滤波算法及应用
6、(4)计算机控制系统可靠性：系统故障，可靠性特征量概念，提高单机可靠性措施，余度技术的应用(5)软件可靠性的概念：软件故障，软件工程设计方法，常用的提高软件可靠性的措施(6)故障诊断技术简介。4.计算机控制系统设计与调试(1)计算机控制系统设计的基本要求，设计的一般步骤(2)系统的数学仿真方法，常用的仿真软件(3)计算机控制系统调试方案设计，硬件调试,软件调试，验证与确认，系统实时仿真调试，系统现场调试(4)系统调试的主要技术：系统动态及静态指标的调整与测试,常见问题的解决方法(5)设计举例：高精度数字随动系统设计与调试5.可编程控制器与集散控
7、制系统(1)可编程控制器：可编程控制器概念、特点、发展,可编程控制器的基本结构及工作原理,应用举例(2)集散控制系统：集散控制系统概念、特点、发展,体系结构,基本控制器,软件模块组态原理，应用举例（二）机电一体化1.导论(1)机电一体化技术的基本概念(2)技术体系、关键技术(3)机械系统建模与描述(4)应用与发展前景1.机电一体化中的控制系统(1)微机控制系统的功能与组成(2)接口技术(3)单片机(4)STD总线机控制系统(5)机电一体化中的软件技术2.传感器与检测系统(1)传感器分类与选用(2)检测系统的组成(3)检测信号的采集与处理3.机电
8、一体化伺服系统(1)伺服系统的功能与组成、选择与方案设计(2)步进电机、交直流伺服驱动系统、伺服机械传动系统4.机电一体化技术的应用(1)CNC机床(
