《计算机控制》课程教学大纲.docx

《《计算机控制》课程教学大纲.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《计算机控制》课程教学大纲.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、计算机控制教学大纲一、课程基本信息课程名称计算机控制Computer Control课程编码CTL110721020开课院部控制科学与工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时36讲授24实验12上机0实践0课外学时32适用专业自动化授课语言中文先修课程微机原理、自动控制原理、现代控制理论课程简介（限选）本课程重点介绍计算机控制系统的组成、结构及发展趋势、数字控制器设计理论、系统的工程设计及综合应用等内容。通过该课程学 习，使学生掌握计算机控制系统设计的相关理论及实践知识，提升学生基于专业理论，根据被测/控对象特征，针对自动化专业领域的复 杂工程问题设计可行的控制方案的能力，在系统设计过程中

2、，充分考虑可靠性、可持续性等问题，促进学生养成科学、严谨的态度和踏实 做事的风格。为学生进入后续的毕业设计、工程实践等环节奠定必要的基础。（指标点2. 4, 3.2, 4.1, 5.4）This course focuses on the composition, structure and development trend of computer control system, design theory of digital controller, and the engineering design and integrated application of computer cont

3、rol system. Through learning this course, the students can master the relevant theory and practical knowledge of control system design, also, enhance the ability of students to design feasible control schemes based on the professional theory and the characteristics of the controlled objects for the

4、complex engineering problems. In the process of system design, promote students to develop a scientific and rigorous attitude and down to earth style by taking full consideration of the problems of reliability, sustainability and so on. It lays the necessary foundation for the students to enter the

5、follow-up graduation design, engineering practice and other links. (Index points 2.4,3,2,4.1,5.4)负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1：通过查阅文献，了解计算机控制系统及控制方法的最新进展，能够针对特定的控制问题，通 过理论及工程分析，提出可行的数字控制思路。是2.42M2目标2 ：掌握数据控制器设计理论，能够对系统进行理论分析，掌握控制算法的工程实现流程。是3.23.23M3目标3 ：针对石油石化行业自动化领域的过程控制问题，能够基于数字控制器

6、设计理论，根据对象的 特征，设计具体的实验方案。是4. 14M4目标4 ：根据实验方案选择合适的软、硬件工具，开展具体的实验研究，对控制结果能够进行理论分 析，讨论控制方案的不足，并提出可行的改进方案。是5.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节11. 1计算机控制系统概 述计算机控制系统的概念，工作原理，基本组成Ml0.5讲授3查阅资料21.2计算机控制系统的 典型形式介绍操作指导系统，直接数字控制系统，监督控制系统，分布 式控制系统，现场总线控制系统，综合自动化系统的形式，掌 握各种计算机控制形式的区别及应用场合。M31讲授1作业/自

7、学31.3计算机控制系统的 发展趋势了解计算机控制系统结构的发展历程，计算机控制系统理论的 发展过程，计算机控制系统未来的发展趋势。Ml0.5讲授/讨论4查阅资料42. 1计算机控制系统的 硬件体系构成计算机控制系统的典型硬件，工业总线技术。M30.5讲授/讨论0. 5自学52.2开关量输入/输出 接口及过程通道的 结构开关量输入/输出通道的结构及各类型开关量输入/输出模块.M31讲授0. 5作业62.3模拟量输入/输出 接口及过程通道的 结构模拟量输入/输出通道的结构及各类型模拟量输入/输出模块M30.5讲授1作业/自学73. 1采样系统理论简介信号采样理论，z变换理论，差分方程理论等内容，

8、实现 与前述课程的理论衔接.M22讲授2作业83.2数字控制器的连续 化设计方法数字控制器的连续化设计思想，连续控制器离散化方法（前向 差分，后向差分，双线性变换），PID控制器的离散化设计及改M22讲授1作业进措施分析。93.3数字控制器的离散 化设计方法最小拍控制器的设计原理及实现。M22讲授/讨论3作业/自学103.4纯滞后控制技术Smith预估控制器的设计原理及计算机实现。M22讲授1作业/自学114. 1状态空间的输出反 馈设计法连续状态方程的离散化，输出反馈设计法的设计步骤。M22讲授3作业124.2状态空间的极点配 置设计法按极点配置设计控制规律，跟踪系统设计。M22讲授2作业1

9、35. 1测量数据的预处理测量校准，标度变换。M21讲授1作业145.2数字控制器的工程 实现工程数字控制器的结构，数字控制器在工程设计中要考虑的可 靠性、灵活性等问题。M31讲授1作业155.3工业组态软件通用工业组态软件的功能，控制组态、流程图组态、趋势曲线 组态等功能实现。M42讲授/讨论2作业/自学166. 1硬件抗干扰技术串模、共模干扰抑制，电源抗干扰措施、系统接地技术。M31.5讲授1作业176.2软件抗干扰技术数字滤波方法，故障自诊断。M30.5讲授1作业187. 1计算机控制系统设 计的原则及步骤计算机控制系统设计的原则及步骤M20.5讲授1作业/自学197.2计算机控制系统的

10、 工程设计与实现系统总体方案设计，系统总体方案文档内容，硬件的工程设计 与实现，软件的工程设计与实现，计算机控制系统的调试方 法、运行过程注意事项等。M30.5讲授1作业/自学207.3计算机控制系统设 计举例结合专业领域工程实际，选择综合性强、内容全面、技术水平 适当的计算机控制系统实例进行分析及设计，增强学生对计算 机控制系统工程实际应用的直观印象。M41讲授/讨论2作业/自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时表现通过课堂回答问题，平时作业、随堂测试等情况考察学生的平时表现。20%2课程实验通过实验过程中的出勤情况，实验态度，遵守实验室规范情况，实验报告撰写情况等进行考核。30

11、%评分等级说明：3期末考试根据考试分数评定50%五、评分细则序号课程目标考核环小大致占比评分等级1Ml平时表现100%A-能够熟练掌握图书馆文献查阅系统，能够进行团队协作，在讨论过程中能够提出可行的见解并起主导作 用。B-能够主动查阅文献，积极参与团队讨论，并能够提出有效的补充意见。C-能够查阅文献，能够参与团队讨论，并在讨论中起到一定作用。D-不能完成文献查阅任务，在分组讨论中不发言，并且 不能提出有效的意见和建议。2M2平时表现20%A-掌握常规及复杂数字控制器设计的原理及分析方式，能够基于现代控制理论对系统进行分析。能够在理 论分析的基础上针对特定问题设计相应的数字控制器。B-掌握常规数

12、字控制器设计的原理及分析方式，能够基于现代控制理论对系统进行分析。能够基于经典控制理论设计最小拍及PID数字控制器。C-掌握常规及复杂数字控制器设计的原理及分析方式，能够基于经典控制理论设计最小拍及P1D数字 控制器。D-不能掌握常规数字控制器设计的原理及分析方式，不能基于经典控制理论设计最小拍及PID数字控制器。3M2期末考试80%按照试卷评分标准4M3课程实验30%A-掌握计算机控制系统的结构及应用场合，掌握计算机控制系统的抗干扰技术，掌握计算机控制系统工程 设计与实现的原则，并能够根据上述知识针对特定问题进行方案设计，熟悉实验操作规程，能熟练进行实 验设计。 B-掌握计算机控制系统的结构

13、及应用场合，掌握计算机控制系统的抗干扰技术，掌握计算机 控制系统工程设计与实现的原则，熟悉实验操作规程，能进行实验设计。 c-掌握计算机控制系统的结 构及应用场合，掌握计算机控制系统工程设计与实现的原则，熟悉实验操作规程，能进行部分实验设计。D-不能掌握计算机控制系统的结构及应用场合及计算机控制系统工程设计与实现的原则，不熟悉实验 操作规程，不能进行实验设计。5M3期末考试70%按照试卷评分标准6M4课程实验100%A-能够熟练掌握Matlab,组态王软件的使用方法，并依据计算机控制系统的软、硬件设计原则开展实验， 获得良好的控制效果。B-能够熟练掌握Mat lab,组态王软件的使用方法，并依

14、据计算机控制系统的软、硬件设计原则开展并完成实验。C-能够掌握Matlab,组态王软件的使用方法，并依据计算机控制系统的软、硬件设计原则开展实验。D-不能掌握掌握Matlab或组态王软件的使用方法，不能顺利开展实验研究。A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; M, N = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|计算机控制系统，何克忠，清华大学出版

15、社，2015年7月，ISBN:9787302391807.2图书1计算机控制技术，罗文广，机械工业出版社，2019年12月，ISBN:9787111605027.3图书|计算机控制技术，于海生，机械工业出版社，2014年，ISBN:9787111212942. （*主教材）七、实验项目信息序号项目名称实验室名称门牌号组人数学时实验类别要求实验类型上机1数据采集与输出计算机控制与仿真实验 室B303302专业必做设计性是2基于Matlab设计PID控制系统计算机控制与仿真实验 室B303302专业必做设计性是3基于Matlab设计最小拍控制系统计算机控制与仿真实验 室B303304专业必做设计性是4应用组态王设计PID控制系统计算机控制与仿真实验 室B303304专业必做设计性是