自动控制原理自学考试大纲.doc

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1、1自动控制原理自动控制原理（课程代码：2652）自学考试大纲目录I课程性质与设置目的.1II考试内容与考核目标.2第一章自动控制的基本概念引言.2第二章线性连续系统的数学模型.2第三章控制系统的时域分析法.3第四章控制系统的根轨迹分析法.4第五章控制系统的频率特性分析法.5第六章频率法校正.6第七章非线性系统分析.7第八章线性离散控制系统的分析与综合.8III有关说明与实施要求.9一、制订大纲的指导思想.9二、关于教材.9三、自学方法指导.10四、对社会助学的要求.10五、关于考试命题的若干规定.10附录 题型类例.112广东省高等教育自学考试自动控制原理自学考试大纲（课程代码：2652）I课

2、程性质与设置目的1.课程性质自动控制作为技术改造和技术发展的重要手，在我国的社会主义现代化建设中得到了广泛的应用。自动控制原理是自动化专业的一门必修课，它研究自动控制系统中的稳定性、快速、精度等问题。在自动控制中研究各种不同的输入量、反馈量、干扰量对系统的影响，所以，它是自动化仪表、元件、自动控制装置和系统等工程专业的专业基础课，为研究工业自动化系统打下坚实的基础。2.课程所处的地位（1）科学技术的发展与自动控制技术的发展是分不开的，自动控制原理的学科性质属技术科学，即应用理论。工业生产设备的自动化可以改善劳动条件，增加产量，提高质量，提高企业的经济效益。军事装备的自动化可以提高精确度、和战术

3、技术性能。另一方面，在许多人们无法接近的场合，自动控制将是唯一的技术手段。以上事实充分说明了现代科学技术与自动控制的关系。（2）研究学科的主要内容为数学模型、工程分析、计算方法和一般规律。控制原理研究的对象是自动控制系统的稳定性，它是根据系统本身各个环节所具有的特性、检测环节的信号、干扰存在的环境，从理论上来判定。所以该课程带有较强的数学理论推导，对数学、计算方法都有较高的要求。是一门承前启后的课程，对后续课程有较大的支撑作用。3.课程要求通过本课程的学习，应考者应掌握自动控制原理的基础理论、基本知识、基本技能。对一些较为简单的工程系统的稳定性、精度、快速性能提出合理的设计方案。能对系统进行调

4、试，对系统的参数，能作出合理的选择，面对复杂的科学研究和工程技术能提出自己的观点和方法，从而使应考者提高解决工程技术问题的能力。3II考试内容与考核目标第一章 自动控制的基本概念一、考试内容充分认识自动控制的基本概念，自动控制的基本方式，开环控制与闭环控制的基本区别。控制系统的基本组成，工业对控制系统的基本性能要求。能把简单的控制系统的控制原理图组建成系统方框图。二、考核知识点1自动控制的基本概念2自动控制基本要求3反馈系统的输出特点4画出控制系统的方框图三、考核要求1识记1）自动控制的概念；2）反馈的构成与功能；3）开环控制系统；4）闭环控制系统。2理解1）开环系统与闭环系统的区别；2）开环

5、系统与闭环系统的输出持性；3）控制系统的组成；4）控制系统的基本要求。3简单应用1）画出简单控制系统方框图；2）区分开环控制系统、闭环控制系统。4综合应用1）各种控制系统的区别；2）从系统原理图转换成系统方框图。第二章线性连续系统的数学模型一、考试内容充分了解动态微分方程的编写；传递函数；系统动态结构图；系统状态方程的描述。4二、考核知识点1电子电路及系统编写微分方程2传递函数的定义3把系统原理图编写为系统动态结构图4结构图的等效变换和简化5系统状态结构图的描述三、考核要求1识记1）传递函数的定义；2）结构图等效变换的规则；3）脉冲函数的定义。2理解1）数学模型，不同类型的系统是否有相同的数学

6、模型；2）传递函数，传递函数有哪几种描述形式；3）动态结构图，绘制动态结构图的方法与步骤；4）结构图等效变换规则；5）信号流图与梅逊公式。3简单应用1）简单电路的微分方程；2）简单电路的传递函数。4综合应用1）微分方程的建立；2）等效结构图变换；3）系统传递函数的求取。第三章控制系统的时域分析法一、考核内容控制系统的数学模型是从理论上研兖控制系统，一旦建立起数学模型，就可以用适当的方法对系统进行全面的分析，对于线性定常系统常用的方法之一为时域分析。内容有：典型输入信号的时域性能指标；一价，二阶，高价系统分析，稳定性分析，稳态误差分析。二、考核知识点1典型输入信号的时域性能指标2一价系统分析3二

7、阶系统分析4高价系统分析5稳定性分析与代数判据6稳态误差分析5三、考核要求1识记1）控制系统有哪种典型输入信号；2）控制系统时域指标有哪几种；3）单位阶跃信号响应的时域表达式；4）上升时间、峰值时间、调节时间、超调量的定义及计算；5）拉氏变换与反变换。2理解1）二阶系统的标准结构图；2）线性系统稳定性的充分必要条件；3）在给定信号和扰动信号同时作用在系统时，系统总的稳态误差；4）减少稳态误差有哪几种方法；5）正确作劳斯表及其判定。3简单应用1）二阶系统的稳定性判定；2）系统稳态误差的表达式。4综合应用1）线性系统稳定性判定；2）系统的误差，稳态误差；3）提高系统稳定性的方法；4）线性系统特征方

8、程表达式。第四章控制系统的根轨迹分析法一、考核内容根轨迹分析法是线性系统稳定性分析方法之一，以系统放大系数 K 变量，系统零点、极点随之变化。在平面上其变化的曲线，就是根轨迹。内容有根轨迹的基本概念、绘制根轨迹的基本条件和规则，开环零、极点对根轨迹的影响，系统性能的根轨迹分析。二、考核知识点1根轨迹的基本概念2绘制根轨迹的基本规则3开环零点和开环极点对根轨迹的影响4系统性能的根轨迹分拆三、考核要求1概念与定义1）绘制根轨迹的方法；2）系统开环零点与极点的定义；3）根轨迹的起点和终点；64）主导极点、偶极子。2理解1）绘制系统的根轨迹；2）判定系统的稳定性；3）复平面实轴上在存根轨迹的条件。3简

9、单应用1）绘制简单系统的根轨迹；2）简单系统的根轨迹稳定性判定。4综合应用1）判定系统的稳定性；2）系统性能根轨迹分析；3）绘制根轨迹。第五章 控制系统的频率特性分析法一、考核内容频率特性所研究的问题是自动控制过程的性能，即稳定性、快速性、及稳定精度等。研究的依据为频率特性，它是研究系统又一种数模型。在研究方法上，利用作图法，利用系统的开环特性分析闭环系统的响应。并对系统的动态过程进行定性分析，定量估算。二、考核知识点1频率特性的基本概念和表示方法2典型环节的频率特性3系统开环频率特性的绘制4用频率法分析系统的稳定性及稳态性能5利用开环频率特性分析系统的动态性能6用闭环频率特性分析系统性能三、

10、考核要求1识记1）频率特性的定义；2）传递函数与频率特性的关系；3）频率特性的表示方面有哪几种；4）典型环节频率特性的极坐标图、对数坐标图绘制；5）0 型系统、型系统和型系统定义；6）开环放大系数 K 是怎样确定。2理解1）开环系统有两个积分环节时，L（）曲线的起始斜率；2）交接频率与时间常数 T 关系；3）当 L（）=0，c 是什么频率；74）增益裕量与相角裕量。3简单应用1）绘制二阶系统的对数幅频特性图；2）绘制二阶系统的极坐标图。4综合应用1）绘制开环系统对数坐标图。2）绘制开环系统极坐标图。3）根据奈氏判据控制系统稳定的充分必要条件。4）相角裕量与增益裕量。第六章 频率法校正一、考试内

11、容根据受控对象及其技术要求设计自动控制系统，需要大量的分拆与计算，考虑是多方面的。若只从控制的观点讨论设计问题，主要考虑的是：如何使系统具有满意的静态性能和动态性能，亦稳、快、准。二、考核知识点1频率特性的基本概念2串联超前校正3串联滞后校正4相位滞后-超前校正5期望串联校正6并联校正7PID 控制器三、考核要求1识记1）控制系统进行校正的目的；2）校正方式有哪几种；3）串联校正与并联校正有何特点；4）积分校正是哪一种校正装置。2理解1）超前校正装置与滞后校正装置的传递函数；2）超前校正装置与滞后校正装置的频率特性曲线；3）超前校正装置相频特性增大的超前角m 和相应的频率m 如何确定；4）确定

12、期望串联校正装置的步骤。3简单应用1）画出简单系统的对数复频特性曲线；2）计算简单系统的相角裕度。84综合应用1）系统引入串联超前校正装置后，其对数幅频特性的变化；2）系统引入串联滞后校正装置后，其对数幅频特性曲线的变化；3）系统引入串联超前-滞后校正装置后，其对数幅频特性曲线的变化；4）超前校正装置相频特性增大的超前角m 和相应的频率m 如何确定。第七章 非线性系统分析一、考试内容实际上的控制系统，严格地说都不是线性系统，总会有一些非线性因素。研究非线性系统必须要建立非线性数学模型，非线性数学模型，目前没有普遍适用的研究方法。目前研究非线性系统稳定性的方法之一，有描述函数法、相平面分析法。二

13、、考核知识点1控制系统中的典型非线性特性2描述函数法3用描述法分析非线性系统4改善非线性系统的方法5相平面分析法三、考核要求1识记1）非线性系统的定义；2）非线性元件输入输出之间的关系；3）自振的定义；4）非线性系统的稳定性定义；5）-1/N（A）的定义。2理解1）饱和特性、死区特性、具有死区的饱和特性、无死区的继电器特性的描述函数表达式 N（A）；2）二阶线性系统的相轨迹；3）不同奇点的相轨迹。3、简单应用1）画出饱和特性、死区特性、无死区的继电器特性的-1/N（A）曲线；2）理解 G（j）=-1/N（A）的物理意义。4综合应用1）非线性系统的奈氏判据；2）用描述函数法分析系统；3）改善非线

14、性系统性能的方法；4）相交点的稳定性判定。9第八章线性离散控制系统的分析与综合一、考试内容离散控制（采样控制）研究的对象属计算机控制，随着采样系统和数字控制系统的应用越来越广泛，研究离散系统的控制原理是十分必要。为了提高控制系统的稳定性、快速性以及精度，采用离散控制。研究采样过程、采样定理，Z 变换、Z 反变量、解差分方程、采样系统的性能分析、稳定性分析很重要。二、考核知识点1连续信号的采样与复现2Z 变换与 Z 反变换3离散控制系统的稳定性分析4离散控制系统的稳态误差三、考核要求1识记1）离散系统的组成；2）采样开关的数学表达式；3）香农定理与零价保持器；4）采样过程及采样定理。2理解1）脉

15、冲传递函数 G（Z）。2）S 平面、Z 平面、W 平面之间的变换。3简单应用1）简单离散系统的稳定性判定；2）简单离散系统的稳态误差计算。4综合应用1）脉冲传递函数；2）离散控制系统的稳定性判定；3）离散控制系统的稳态误差；4）离散控制系统的动态性能分析。10III有关说明与实施要求本大纲第一部分关于课程性质与设置的规定，是制订第二部分关于考试内容与考核目标的基本出发点，考试内容与考核目标则是本大纲的主体部分。为了使主体部分的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻与落实，对有关问题作如下说明，并进而提出具体落实施要求。一、制订大纲的指导思想（一）考试内容力求具体化自动控制原理是一门理论性

16、与实践性很强的专业基础课。本课程的内容涉及面相当广，但本大纲对考试内容和考核的知识点，做出了尽可能明确而具体的规定和要求。这样可以大大地减少自学、助学和命题的盲目性。（二）考试要求力求标准化为了保证自学考试这一国家学历水平考试的质量，使各地的自学应考者、社会助学者和考试命题者有一个统一而明确的考试要求可遵循，本大纲在考试内容具体化的基础上，进一步力求考试要求的标准化，并按照识记、理解、简单应用和综合应用四个层次来规范考试内容的能力程度要求。为此，本大纲不仅对各部分考试内容提出了总体性考核目标要求，而且，尽可能地将能力层次的要求落实到每一个具体的考核点。对各考核点的能力层次规定，就是对自学应考者

17、进行考核的水准要求。考试命题时，不可随意提出可考核点的能力层次要求，以免增加考试的难度。也不可过多地降低考核点的能力层次要求，否则就会影响考试的质量。（三）考核目标的表述力求规范化本大纲在各章中提出如下四个知识能力、层次要求：1.“识记”是知识能力的最低层次，要求自考者对课程的基本概念、基本知识能够认识和记忆，并能够作出扼要、准备、完整和规范性的表达。2.“理解”是认识能力的进一步深化，要求在“识记”的基础上，能全面掌握基本概念、基本知识和方法，既能够用自己的语言解释、阐述，又能够说明其内在的联系区别，从而抓住问题的本质。3.“简单应用”是知识能力的较高层次，要求在“识记”、“理解”的基础上，

18、能够用已学习过的一些知识点分析和解决一些简单问题，包括判断、说明、准确辩别一些基本问题的真伪。4.“综合应用”是知识能力的最高层次，要求在“识记”、“理解”和“简单应用”的基础上，能够应用已学习过的多个知识点去综合分析、阐述、论证一些较为复杂的理论问题。解决一些较为复杂的实际问题，提高自学者分析和解决工程问题的能力。二、关于教材1指定教材：孙炳达编，自动控制原理，机械工业出版社，20052参考资料：余文休编，自动控制原理，华南理工大学出版社，200311三、自学方法指导自学考试主要是通过个人自学、教师辅导、社会助学和国家考试来考核应考者掌握专业知识和能力的方法。应考者应根据自己的特点，找出适应

19、自己的学习方法，此外，应考者在自学时尚需注意以下几个问题。1依据大纲，学习好本课程。本大纲是本课程考试命题、教师辅导、自学成才和社会助学的依据，应考者应根据本大纲规定的要求和范围，认真地系统地学习好指定教材。2正确处理好全面和重点的关系。一方面要在全面系统学习的基础上掌握重点内容、切忌猜题、押题。只有通过全面系统的学习，才能发现重点、理解重点和掌握重点。否则，若孤立地去猜重点，背重点，不了解重点的来龙去脉，就不可能取得好的学习效果，应考者不可能取得好成绩。另一方面，要上好辅导课，课后要认真复习，只有这样才能把基本概念、基础知识记忆好理解透。3正确处理识记与理解的关系，要在理解的基础上加深记忆。

20、要学习好本课程，必须对其基本内容（包括基本概念、公式、方法、原理及应用等）应能深刻记忆。但应避免死背硬套方法，欲记得牢、记得深刻，必须在深入理解其内容的基础上才能达到目标，才能将所学内容应用于实践中。4正确处理好理论与实践，学习与应用的关系。本课程的内容十分丰富，涉及的知识面广泛。但是，总是沿着古典控制原理的方向发展，如输入、输出、反馈、扰动、控制、调节、判稳的主线发展。深入学习基本概念、基本技能、基础理论的前提下，再结合工程技术上遇到的各种控制现象，再用学到的基本概念和基础理论知识加以解释与处理。进一步加深对所学理论的理解，理论联系实际是学习好课程的好方法。5注重实践环节认真做好本专业课程设

21、置中与本课程相关的各种实验，在实验中密切注意各种现象的发生与出现，对出现的现象给予解释，记录好各种数据，事后写出实验报告书。四、对社会助学的要求（一）社会助学者应根据本大纲的考试内容和考核目标，认真钻研指导教材。对自学应考者进行切实有效的辅导，引导他们防止自学中的各种偏向，体现社会助学的正确导向。（二）正确处理基础知识和应用能力的关系，努力引导自学应考者将基础知识转化为实际应用能力。在全面辅导的基础上，重点培养和提高自学应考者独立分析和应用的能力。五、关于考试命题的若干规定本课程的命题考试，应根据本大纲规定的考试内容和考核目标来确定考试范围和考核要求，按大纲规定试题中主观题和客观题的比例来组配

22、试卷，适当掌握试题的内容复盖面、能力层次和难易度。1.本课程考试方法采用闭卷笔试，考试时间为 150 分钟，评分采用 100 分制，60 分为及12格线。2.本课程的考试题型：一般采用判断题、填空题、单项选择题、简答题、计算题和综合分析题。3.试题中主观性试题占 4050，客观性试题占 5060。主观性试题是指正确答案可用多种方式表达。4.试题分为较易、中等难度、较难（偏难）难度较大四个层次，其比例大致为 2:3:3:2。5.试卷中识记占 20；理解占 30；简单应用题 30；综合题占 20。必须指出试题的难易程度与认识能力层次又是一个概念，在各认识能力层次中都会存在不同难度的问题。在各难易程

23、度的级别中，同样会包含有不同认识能力的层次，切勿混淆。6.试题量应以中等水平的应考者，能在规定时间内答完全部试题为度。附录 题型举例一、判断题一、判断题（判断下列每小题的正误。正确的在题后括号内打（判断下列每小题的正误。正确的在题后括号内打“”；错误的打；错误的打“”。）1不同类型的系统，只要阶数相同都有相同的数学模型。（）2控制系统的瞬态性能指标，主要指：超调量、峰值时间、调节时间。（）3多个环节并联，其等效环节，等于各个环节相乘。（）4控制系统引入串联微分校正环节，能改善系统的稳定性能。（）5劳斯表第一列各项均为正，则系统有根分布在 S 的右半平面。（）二二、单项选择题单项选择题（在每小题

24、的四个被选答案中在每小题的四个被选答案中，选出一个正确答案选出一个正确答案，并把正确答案填在题并把正确答案填在题干的括号内干的括号内。）6同时具有开环结构和闭环结构的控制系统称（）。1）随动系统2）反馈系统3）复合系统4）开环控制7影响系统输出最大的量是（）。1）输入量2）干扰量3）反馈量4）局部闭环反馈8等效结构变换、当分支点从环节的输入端移动到输出端，其等效要求（）。1）乘以被移动过的环节2）乘以被动过环节的倒数3）乘以上一个环节4）不作任何处理9 系统前后两个环节串联时，将会引起前一个环节的输出数值的变化，这种现象称（）。1）负载效应2）平衡效应3）滞后效应4）超前效应10若要减小二阶系

25、统瞬态响应中的超调量，必须（）。1）减小n2）增加 3）减小4）增加n三、填空题（在下面各小题题干的括号内填入正确的答案）三、填空题（在下面各小题题干的括号内填入正确的答案）11非最小相位系统，是指有根分布在（）的系统。12为了使离散控制系统有较好的动态品质，应尽量避免，闭环脉冲传递函数的极点和零点分布在单位园的（）。13没有稳态误差的系统称（）。14离散控制系统中，零阶保持器的传递函数为（）。1315叠加原理只适合于（）系统。四、四、简答题简答题16根轨迹法的基本思路？17对控制系统的要？18非线性系统稳定性与什么因素有关？19离散系统极点分布与瞬态响应的关系？20讨论一阶系统单位阶跃响应的

26、稳态分量？五、计算题五、计算题已知控制系统的方框图如图 1 所示，求：21系统的闭环传递函数(s)。22求系统的误差传递函数e(s)。图 1 控制系统的方框图23巳知二阶系统单位阶跃响应曲线如图 2 所示。求：1)确定系统的调节时间。2)确定系统的传递函数。图 2二阶系统单位阶跃响应曲线图六、综合分析题六、综合分析题24控制系统如图 3 所示，绘制系统的根轨迹。2(5)()(3)(7)(625)gksG sssss)1.01(10ss)51(25.011sss1.01Y(s)R(s)_111.3t(s)y(t)14)1.01(10ssR(s)Y(s)_图 3控制系统图26已知系统为最小相位系统

27、，其系统图如图 4 所示，伯德图如图 5 所示。求：1）系统的开环传递函数。2）系统的相角裕度。图 4最小相位系统图图 5最小相位系统伯德图L()100.721-40db/十倍频-40db/十倍频-20db/十倍频R(s)Y(s)_G（s）15附件六：工业控制网络及现场总线技术（课程代码：4545）自学考试大纲目录I课程性质与设置目的1II考试内容与考核目标.2第一章绪论.2第二章网络基础知识.2第三章几种流行的现场总线.3第四章通用工业协议（CIP）.4第五章DiviceNet5第六章DeviceNet 的结点开发.7第七章ControlNet.8第八章工业以太网和 EtherNet/IP.

28、9第九章现场总线控制系统的集成技术.10III有关说明与实施要求.12一、制订大纲的指导思想.12二、关于教材.12三、自学方法指导.13四、对社会助学的要求.13五、关于考试命题的若干规定.13附录 题型类例.1416广东省高等教育自学考试工业控制网络及现场总线技术自学考试大纲（课程代码：4545）I I课程性质与设置目的1课程性质工业控制网络及现场总线技术是网络工程专业的一门理论与实践性的专业课，它是研究工业网络各个领域特别是自动化领域的控制网络互联及集成技术的重要课程。现场总线技术的出现，标志着自动化系统步入一个真正意义上的全新的开放式自动化控制系统的新时代，为毕业生在工程上实现生产自动

29、化控制网络及集成打下坚实的基础。2课程所处地位(1)科学技术的发展与的工业控制网络及现场总线技术发展十分密切。现场总线是流程工业里用于现场仪表和控制室系统之间的一种全数字化、双向、多站的通信系统。因为现场总线与现场仪表连接，因此，它处于企业综合自动化系统的最底层，是企业信息系统向下（向现场）的延伸，使变送器、传感器、执行机构、控制装置等工厂底层设备，通过它相互间或与监控设备间进行双向多参数全数字通信。(2)现场总线是过程控制技术、自动化仪表工业技术和计算机网络技术这三大领域技术发展至今走向结合的必然产物，它将使过程控制系统的体系结构以及自动化技术发生一次根本性的变革。3课程要求通过本课程的学习

30、，应考者应掌握工业控制网络及现场总线技术的基本理论、基础知识和基本技能，对工业控制网络及现场总线领域的科学研究和工程技术中所面临的各种网络模型、通信协议和组网等研究课题和工程实际问题能提出合理的设计方案。对所选用的控制网络、通信模块和设备能进行合理的选择；对现场总线和网络结构具有一定的分析能力；对组网所需的软件和硬件能进行实际的需求分析和配置；对网络故障和网络管理进行分析和处理，从而使应考者提高解决和分析工业控制网络工程实际问题的能力。17II考试内容与考核目标第一章绪论一、考试内容充分认识有关现场总线技术的基本概念，现场总线与计算机局域网的关系与区别，了解现场总线的产生及发展过程。应考者应掌

31、握过程控制发展的不同阶段的特点；当前流行的几种现场总线的名称和特点；掌握工业控制网络的体系结构。二、考核知识点1现场总线的概念2现场总线的产生及发展3现场总线的特点4工业控制网络体系三、考核要求1现场总线的概念1）识记：现场总线的定义。2）理解：（1）现场总线与计算机局域网的关系；（2）现场总线通信协议的要求。2现场总线的产生及发展1）识记：（1）过程控制系统发展的几个阶段；（2）现场总线的国际标准。2）理解：（1）几种流行的现场总线；（2）现场总线的发展趋势。3现场总线的特点1）识记：（1）现场总线控制系统与传统集散控制系统相比的特点；（2）现场总线的研究方向。4工业控制网络体系1）识记：控

32、制系统对不同应用需求和数据的要求。2）简单应用：工业控制网络体系的三层网络结构。第二章 网络基础知识一、考试内容掌握网络与数据通信技术和 ISO/OSI 参考模型的基础知识。理解具体的与网络和数据通信有关的技术和内容，如数据编码、数据传输方式、数据传输介质、局域网拓扑结构、媒体访问控制技术、数据交换技术、差错控制技术和网络互连设备等。18二、考核知识点1网络与数据通信技术基础2ISO/OSI 参考模型三、考核要求1网络与数据通信技术基础1）识记：（1）数据通信理论基础；（2）数据传输方式；（3）数据传输介质。2）理解：（1）数据通信系统的主要技术指标：误码率和传输速率；（2）局域网拓扑结构；（

33、3）网络互联设备；（4）数据交换技术。3）简单应用：（1）数据的编码；（2）媒体访问控制技术。2ISO/OSI 参考模型1）识记：网络体系的分层原则。2）理解：OSI 七层模型各个层次的作用及结构。本章综合应用：差错控制技术。第三章 几种流行的现场总线一、考试内容理解掌握当前流行的四种现场总线技术：基金会现场总线、Profibus 现场总线、LonWorks 总线和 CAN 总线的基本概念、通信模型和协议标准。理解 Profibus 总线三种协议标准的区别及应用；掌握 LonWorks 总线中神经元芯片 Neuron 芯片的特性及设计规范；掌握 CAN 总线主要控制器和收发器的芯片特性以及对

34、CAN 总线系统的设计。二、考核知识点1基金会现场总线（FF）2Profibus 现场总线3LonWorks 总线4CAN 总线三、考核要求1基金会现场总线（FF）1）识记：（1）基金会现场总线的发展与技术特点；（2）基金会现场总线通信系统的构成；（3）基金会现场总线通信模型物理层；（4）基金会现场总线的组态。192）理解：（1）基金会现场总线网络的拓扑结构，链路活动调度器 LAS 的作用；（2）基金会现场总线通信模型数据链路层 DLL 的功能；（3）基金会现场总线的功能块。3）简单应用：（1）基金会现场总线通信模型现场总线访问子层 FAS 和报文规范子层 FMS 的结构、服务和应用。（2）F

35、B3050 基金会现场总线通信控制器。2Profibus 现场总线1）识记：（1）Profibus 现场总线的组成和连接；（2）Profibus 的主要特性。2）理解：（1）Profibus 协议结构和通信模型；（2）Profibus 的三种形式：DP、PA、FMS；3）简单应用：（1）Profibus 协议的 ASIC 芯片 SPC3、SPC4；（2）Profibus 协议的 ASIC 芯片 SPM2、LSPM2；（3）Profibus 协议的 ASIC 芯片 SIM1。3LonWorks 总线1）识记：（1）LonWorks 技术的概念和核心；（2）LonWorks 通信模型；（3）Lon

36、Talk 协议的概念；（4）LNS 和网络管理。2）理解：（1）LonWorks 通信协议的数据链路层；（2）Neuron C 语言。3）简单应用：（1）LonTalk 协议的寻址、配置和通信服务；（2）LON 总线通信控制器Neuron 芯片的应用；（3）LON 总线的组网及其设计。4CAN 总线1）识记：（1）CAN 总线的概念和特性；（2）CAN 帧的格式。2）理解：（1）CAN 总线的通信协议及模型；（2）CAN 系统主要器件CAN 控制器和收发器的结构和功能。3）简单应用：（1）SJA1000 独立 CAN 控制器；（2）P8xC591 高性能微控制器；（3）PCA82C250 CA

37、N 总线收发器；（4）TJA1040 高速 CAN 总线收发器。本章综合应用：（1）Profibus-DP 从站通信接口的开发。（2）LonWorks 现场总线技术在铁路列车通信网络中的应用。（3）基于 CAN 总线的分布式数据采集与控制系统的设计。第四章 通用工业协议 CIP20一、考试内容充分了解 CIP 协议的特点，对 CIP 网络的对象以及类库的概念有较深入的理解，同时掌握 CIP 设备描述、CIP 设备开发和 CIP 组网的技术要求和实施规范。二、考核知识点1CIP 网络概况2CIP 的特点3CIP 对象及类库4CIP 设备描述5CIP 设备开发6CIP 网络组网三、考核要求1CIP

38、 网络概况1）识记：（1）CIP 网络的历史及现状；（2）CIP 有关的国际组织。2）理解：CIP 三种网络的对比。2CIP 的特点1）识记：（1）CIP 网络的报文；（2）CIP 面向连接的传输；（3）CIP 的通信模式。2）理解：（1）生产者/消费者模型；（2）CIP 的 I/O 数据触发方式。3CIP 对象及类库1）识记：CIP 对象有关的基本概念。2）理解：（1）CIP 对象模型；（2）CIP 类库。4CIP 设备描述1）识记：设备描述的定义。2）理解：光电传感器的设备描述。5CIP 设备开发1）识记：CIP 设备开发的定义。2）理解：CIP 的一致性测试和 EDS 文件。6CIP 网

39、络组网1）识记：CIP 设备配置的方式。2）理解：CIP 网络的网络规划和网络安装。第五章 DeviceNet一、考试内容21掌握 DeviceNet 设备层现场总线的结构和技术要点。分析 DeviceNet 的网络模型，对DeviceNet 的物理层、数据链路层和应用层协议进行重点掌握。二、考核知识点1DeviceNet 概述2DeviceNet 的网络模型3DeviceNet 的物理层和传输介质4DeviceNet 的数据链路层5DeviceNet 的应用层6DeviceNet 组网及应用三、考核要求1DeviceNet 概述1）识记：DeviceNet 的定义和概念。2）理解：Devic

40、eNet 的技术特点。2DeviceNet 的网络模型1）识记：DeviceNet 的 ISO/OSI 网络参考模型。3DeviceNet 的物理层和传输介质1）识记：物理传输介质。2）理解：媒体访问单元。3）简单应用：物理层信号。4DeviceNet 的数据链路层1）识记：（1）DeviceNet 数据帧的格式；（2）DeviceNet 出错帧的格式。2）理解：（1）总线总裁机制；（2）错误诊断和故障界定机制。5DeviceNet 的应用层1）识记：（1）DeviceNet 的连接；（2）DeviceNet 的报文组；（3）UCMM 服务；（4）DeviceNet 对象模型。2）理解：（1）

41、DeviceNet 的报文；（2）错误诊断和故障界定机制；（3）DeviceNet 的 I/O 数据出发方式；（4）DeviceNet 的设备描述；（5）DeviceNet 预定义主/从连接。6DeviceNet 组网及应用1）识记：组态配置所需的软硬件。2）简单应用：DeviceNet 进行组态配置的规程。本章综合应用：DeviceNet 在一汽-大众 BORA A4 总装生产线的应用。22第六章 DeviceNet 的节点开发一、考试内容理解 DeviceNet 节电开发的过程和步骤，熟悉 DeviceNet 的硬件和软件设计，对DeviceNet 的设备描述、设备配置和 EDS 要求有一

42、定的了解，能够从一致性实验中深入理解 DeviceNet 网络的实际意义。二、考核知识点1DeviceNet 节点开发的途径和步骤。2DeviceNet 的硬件设计。3软件设计和实现。4设备描述的规划。5设备配置和电子数据文档 EDS。6一致性实验测试。三、考核要求1DeviceNet 节点开发的途径和步骤1）识记：DeviceNet 节点开发的两种途径和五个步骤。2DeviceNet 的硬件设计1）识记：DeviceNet 硬件的特征；2）理解：（1）DeviceNet 硬件的基本构成；（2）设计硬件时需注意的问题。3软件设计和实现1）识记：（1）DeviceNet 软件设计需要考虑的问题；

43、（2）设备对象的模型。2）理解：需要支持的连接和报文。4设备描述的规划1）识记：设备描述。5设备配置和电子数据文档 EDS1）识记：存储和访问设备配置数据的方法。2）理解：（1）EDS 的结构；（2）EDS 文件的编写。6一致性实验测试1）理解：（1）通信协议的一致性测试；（2）物理层的一致性测试；（3）互操作性的一致性测试。本章综合应用：（1）DeviceNet 软件对象类的设计和实现；（2）DeviceNet 软件主程序的设计。23第七章 ControlNet一、考试内容掌握 ControlNet 设备层现场总线的结构和技术要点。分析 ControlNet 的网络模型，对 ControlN

44、et 的物理层、数据链路层和应用层协议进行重点掌握。考生要对 ControlNet网络设备配置的软硬件以及组网有一定的了解。二、考核知识点1ControlNet 概况2ControlNet 物理层3ControlNet 数据链路层4ControlNet 设备开发5ControlNet 组网及应用实例三、考核要求1ControlNet 概况1）识记：（1）ControlNet 的发展历史和有关的国际组织；（2）ControlNet 的应用现状和技术规范；（3）ControlNet 的网络模型和技术特点。2ControlNet 物理层1）识记：物理层的三个子层。2）理解：（1）物理介质同轴电缆；（

45、2）物理介质光线；（3）物理介质屏蔽双绞线；（4）物理设备中继器。3ControlNet 数据链路层1）识记：（1）数据链路层的内部结构；（2）数据链路层的外部接口。2）理解：MAC 协议原理。3）简单应用：MAC 帧。4ControlNet 设备开发1）识记：（1）设备开发的意义和方式；（2）硬件和软件的开发；（3）EDS 文件的编写。2）理解：ControlNet 设备开发需求分析。5ControlNet 组网及应用实例1）理解：（1）ControlNet 网络的规划和网络安装要点；（2）ControlNet 设备配置和网络配置。本章综合应用：ControlNet 在沈阳铁西污水处理项目中

46、的应用。24第八章 工业以太网和 EtherNet/IP一、考试内容熟练掌握以太网和 TCP/IP 协议的模型及各层的功能，充分了解工业以太网的作用和意义。要求考生理解 EtherNet/IP 协议的模型及其设备开发和组网实例。二、考核知识点1以太网及 TCP/IP2工业以太网3EtherNet/IP4EtherNet/IP 设备开发5EtherNet/IP 组网三、考核要求1以太网及 TCP/IP1）识记：（1）以太网的发展及 IEEE802.3 标准；（2）TCP/IP 的发展。2）理解：（1）以太网的物理层；（2）以太网的数据链路层；（3）TCP/IP 的网络层；（4）TCP/IP 的传

47、输层；（5）TCP/IP 的应用层。2工业以太网1）识记：（1）工业以太网的意义；（2）工业以太网的技术要求。3EtherNet/IP1）识记：（1）EtherNet/IP 概况；（2）EtherNet/IP 网络模型。2）理解：（1）EtherNet/IP 应用层 CIP 的封装；（2）EtherNet/IP 底层。4EtherNet/IP 设备开发1）识记：设备开发的意义和方式。2）理解：（1）EtherNet/IP 需求分析；（2）EtherNet/IP 硬件开发；（3）EtherNet/IP 软件开发。5EtherNet/IP 组网1）识记：（1）系统的规划；（2）网络规划与网络安装；

48、（3）设备配置。25第九章 现场总线控制系统的集成技术一、考试内容要求考生综合全面理解网络是企业自动化的基础，认识到集成完整的现场总线控制系统的重要意义。学会如何把现场总线应用到控制网络和信息网络中去。二、考核知识点1系统集成的含义2现场总线控制系统集成框架3现场总线控制系统集成方法4现场总线控制系统集成的原则5现场总线控制系统集成时应注意的问题6现场总线的选型7工业企业网三、考核要求1系统集成的含义1）识记：（1）系统集成的意义；（2）系统集成涉及的三个方面。2现场总线控制系统集成框架1）识记：企业网络系统的结构。2）理解：现场总线控制系统的三层结构。3现场总线控制系统集成方法1）理解：系统

49、集成方法的分类。4现场总线控制系统集成的原则1）识记：现场总线控制系统集成的原则。5现场总线控制系统集成时应注意的问题1）理解：现场总线控制系统集成时应注意的问题。6现场总线的选型1）理解：（1）通信需求；（2）技术先进性和应用先例；（3）市场因素。7工业企业网1）识记：（1）工业企业网的基本概念和特性；（2）工业企业网的发展历程；（3）控制网络与信息网络的互联。2）理解：工业企业网的体系结构。3）简单应用：工业企业网的一般实现结构。本章综合应用：（1）FCS 和 DCS 的集成方法；（2）FCS 和网络的集成方法；26（3）FCS 和网络集成技术在我国钢铁工业中的应用；（4）DCS 和 FC

50、S 集成技术在自来水厂中的应用。27III有关说明与实施要求本大纲第一部分关于课程性质与设置目的规定，是制订第二部分关于考试内容与考核目标的基本出发点，而考试内容与考核目标则是本大纲的主体部分。为了使主体部分的规定在个人自学、社会助学和考试命题中得到贯彻和落实，兹对有关问题作如下说明，并进而提出具体的实施要求。一、制订大纲的指导思想（一）考试内容力求具体化工业控制网络及现场总线技术是一门理论性很强的专业必修课。本课程的内容涉及面相当宽广，但本大纲对考试内容和考核的知识点作出了尽可能明确而具体的规定和要求。这样可以大大减少自学、助学和命题的盲目性。（二）考试要求力求标准化为了保证自学考试这一国家