《计算机控制系统》教学大纲（本科）.docx

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1、计算机控制系统教学大纲课程英文名Computer Control System课程代码01M0128学分3总学时48理论学时36实验/实践学时 12课程类别专业教育课课程性质选修先修课程自动控制理论，微机原理及应用适用专业电气工程及其自动化、自动化开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月一、课程地位与课程目标（一）课程地位工业控制是计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起 来的一门专业技术。计算机控制系统这门课程是自动化、测控技术与仪器专业以及相关专业的一 门主要专业课，它主要研究如何将计算机技术、通信技术和自动控制理论应用于工业生产过程, 并设计

2、出所需要的计算机控制系统，以培养学生在工程应用中解决实际问题的能力。（二）课程目标1 .了解计算机控制系统的基本结构、基本原理，了解我国计算机控制领域的现状，结合实际， 增强学生的学习兴趣，促进学生的思想政治健康发展。2 .掌握计算机控制系统的数学描述及设计方法。3 .掌握计算机控制系统软、硬件的设计方法与实现途径。4 .培养学生从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力，将学生所学知识系统化。 激发起对于专业知识的志趣与热情，培养和提升解决实际应用问题的能力。二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，实验教学为辅。1 .课堂教学中特别注意应用方法的讲解，在基本内容讲述清楚的基础上，结合当

3、前计算机 控制新技术的发展增加典型应用实例的分析，使学生形成计算机控制系统设计的整体概念， 融会贯通、灵活运用。了解我国计算机控制在工业、国防及日常生活中的应用，加强学生 的思想政治健康发展。2 .实验教学主要通过相关题目的练习，培养学生熟练运用所学知识解决实际问题的能力。 通过应用案例分析，引领学生塑造正确的价值观三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度毕业要求4毕业要求5课程目标1HH课程目标2HH课程目标3HH课程目标4MM注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）;2 ,毕也要求须根据课程所在专业培养方案进

4、行描述。四、课程主要内容与基本要求基本要求：口-了解，L2-理解，L3掌握知识点主要内容基本要 求第1章绪论1.1计算机控制系统概述L11.2计算机控制系统组成L1L3计算机控制系统分类L11.4计算机控制系统发展趋势L1第2章模拟量输入输出通道的接口技术2.1模拟量输入通道的接口技术L22. 2模拟量输出通道的接口技术L2第3章数字量输入输出接口技术3.1数字量输入通道接口技术L23.2数字量输出通道接口技术L2第4章人机交互接口技术4.1键盘接口技术L24. 2显示器接口技术L2第5章 离散控制系统的数学描述5. 1 z变换L25.2脉冲传递函数L25. 3离散控制系统的动态分析L35.4

5、离散系统的稳定性L35.5离散控制系统的稳态分析L3第6章 数字控制器的设计方法6.1控制规律的模拟化设计方法L36. 2控制规律的离散化设计方法L3第7章复杂控制规律的设计7. 1串级控制L17. 2前馈控制L27. 3纯滞后控制L3第8章计算机网络基础及应用8.1常用基本概念L18.2路由器基础信息L18.3路由器高阶应用L1五、课程学时安排章节号教学内容学时分配学生任务对应课 程目标作业要求自学要求第1章绪论2课堂思考题了解计算机控制系统的 一般概念1第2章模拟量输入输出通道的 接口技术4课堂思考题了解输入输出通道的基 本结构、接口技术1第3章数字量输入输出接口技 术4课堂思考题了解输入

6、输出通道的基 本结构、接口技1第4章人机交互接口技术2课堂思考题了解LED显示器及其接 口技术1第5章离散控制系统的数学描述105.15.5了解计算机控制系统的 数学模型2第6章数字控制器的设计方法106.3掌握相关控制算法3/4第7章复杂控制规律的设计107.2理解典型工程设计范例3/4第8章计算机网络基础及应用6课堂思考题了解计算机网络通信基 础知识3四、实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验 性质实验 类别1离散控制系统的数学描 述学习在MATLAB中常用 离散信号的表示方法。掌 握系统的串联、并联以及 串/并联结构的描述。学 习线性离散系统的离散 状态空间描述。完成

7、指定习题及 实验报告验证必做2离散控制系统的性能分 析掌握Z传递函数及不同 形式之间的转换。学会绘 制G (z)的零极点图。掌握有理Z传递函数的 部分分式展开方法。求闭 环反馈系统的传递函数。完成指定习题及 实验报告验证必做3离散控制系统的频率特 性掌握离散控制系统频域 响应的实现。完成指定习题及 实验报告验证必做4数字滤波器带通滤波器、低通数字滤 波器响应完成指定习题及 实验报告验证必做5数字PID控制器设计用MATLAB实现串级控 制、前馈控制和纯滞后系 统的大林控制算法完成指定习题及 实验报告验证必做注：1.实验性质指演示性、验证性、设计性、综合性等；2.实验类别指必做、选做等。五、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、实验报告、平时作业 等点名记录、作业完成质量 和实验报告质量40%期末考核闭卷卷面成绩60%考核类别考试成绩登记方式百分制六、推荐教材与主要参考书1、推荐教材：计算机控制技术，刘庆丰、秦刚，科学出版社2014年8月2、主要参考书：工业计算机控制技术，赵岩孙丽宏王东辉编著，清华大学出版社，21世纪高 等学校规划教材，2012年11月第1版