第頁計(jì)算機(jī)控制技術(shù)一、課程說明課程編號(hào)：090197Z10課程名稱：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)/computercontroltechnology學(xué)時(shí)與學(xué)分:48/3先修課程要求：自動(dòng)控制原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、現(xiàn)代控制理論適應(yīng)專業(yè)：自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器、智能科學(xué)與技術(shù)、電氣工程及其自動(dòng)化教材、教學(xué)參考書：[1]計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，于海生編著.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.6.[2]微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(第2版)，于海生,于軍航,潘松峰等編著.北京:清華大學(xué)出版社,2009.9.[3]計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，劉川來等編著.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2015.2.二、課程設(shè)置的目的意義計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是自動(dòng)化、測(cè)控、智能控制和電氣工程等專業(yè)學(xué)生專業(yè)技能培養(yǎng)的一門綜合性課程，是一門銜接基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐知識(shí)的技能培訓(xùn)課程。其涉及的知識(shí)面和知識(shí)點(diǎn)涵蓋電氣信息類專業(yè)的基礎(chǔ)和專業(yè)課程，所以對(duì)本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。開設(shè)本課程的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和專業(yè)技能。因此，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)可作為電氣信息類專業(yè)學(xué)生的必修課或相關(guān)專業(yè)的選修課。三、課程的基本要求知識(shí)：掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式，工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，數(shù)字量與模擬量輸出接口與過程通道技術(shù)，硬件抗干擾技術(shù)，逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理，多軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)，純滯后控制技術(shù)，串級(jí)控制技術(shù)，前饋-反饋控制技術(shù)，解耦控制技術(shù)，采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計(jì)法，采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，軟件抗干擾技術(shù)等。能力：從應(yīng)用的角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)能力，硬件選型能力，控制算法和監(jiān)控軟件的開發(fā)及運(yùn)用能力，現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試、運(yùn)行和性能測(cè)試能力。素質(zhì)：拓展學(xué)生在控制工程領(lǐng)域的設(shè)計(jì)思路，豐富學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；結(jié)合工程實(shí)例培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的科研素養(yǎng)。四、教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容總學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)（含教學(xué)方法、教學(xué)手段）講課(含研討)實(shí)踐第1章緒論計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式；工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)；440計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式教學(xué)思路：從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用的重要性，引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型形式，工業(yè)控制機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等第2章輸入輸出接口與過程通道數(shù)字量輸入輸出接口與過程通道；模擬量輸入接口與過程通道；模擬量輸出接口與過程通道；硬件抗干擾技術(shù)1082數(shù)字量、模擬量輸入輸出接口及過程通道設(shè)計(jì)；硬件干擾的類型及其抑制方法硬件電路圖及軟件程序框圖的設(shè)計(jì)教學(xué)思路：從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，引入數(shù)字量輸入輸出接口與過程通道，模擬量輸入接口與過程通道，模擬量輸出接口與過程通道等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問及課后實(shí)驗(yàn)等。第3章數(shù)字控制技術(shù)數(shù)字控制基礎(chǔ)；逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理；多軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)642數(shù)字程序控制的基本原理；步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理；步進(jìn)電機(jī)控制字分配表及速度控制方法教學(xué)思路：從目前數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，引入逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理，多軸步進(jìn)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問及課后實(shí)驗(yàn)等。第4章常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)；數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)；數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)；純滯后控制技術(shù)；串級(jí)控制技術(shù)；前饋-反饋控制技術(shù)；解耦控制技術(shù)12102數(shù)字PID控制器的設(shè)計(jì)；最少拍無紋波系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；Smith補(bǔ)償器設(shè)計(jì)；串級(jí)控制的原理。多變量解耦控制器的設(shè)計(jì)教學(xué)思路：從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理和用戶要求，引入控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)，純滯后控制技術(shù)，串級(jí)控制技術(shù)，前饋-反饋控制技術(shù)，解耦控制技術(shù)等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問及課后實(shí)驗(yàn)等。第5章現(xiàn)代控制技術(shù)采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計(jì)法；采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法440按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制規(guī)律；按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法教學(xué)思路：從先修的現(xiàn)代控制理論，引入采用狀態(tài)空間的輸出反饋設(shè)計(jì)法，采用狀態(tài)空間的極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)法等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等。第6章應(yīng)用程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)程序設(shè)計(jì)技術(shù)；測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)；軟件抗干擾技術(shù)440測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)軟件抗干擾技術(shù)教學(xué)思路：從計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行原理和可靠性設(shè)計(jì)，引入程序設(shè)計(jì)技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)，軟件抗干擾技術(shù)等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等。第7章人機(jī)接口技術(shù)與監(jiān)控組態(tài)軟件人機(jī)接口技術(shù)；監(jiān)控組態(tài)軟件簡介及應(yīng)用220教學(xué)思路：從實(shí)際操作應(yīng)用的角度，引入人機(jī)接口技術(shù)，監(jiān)控組態(tài)軟件等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等。第8章分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡介220教學(xué)思路：從應(yīng)用需求，引入分布式測(cè)控網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等內(nèi)容的介紹。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等。第9章計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法簡介422教學(xué)思路：結(jié)合工程實(shí)例介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。教學(xué)模式：課前導(dǎo)學(xué)、課堂講授、文獻(xiàn)查閱，課中提問等。注：實(shí)踐包括實(shí)驗(yàn)、上機(jī)等五、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和基本要求學(xué)生通過參觀已有的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、在老師的指導(dǎo)下初步設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟、硬件并進(jìn)行調(diào)試等實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，真正掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)方法，并具有設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的初步能力。實(shí)驗(yàn)共8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及基本要求為：實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)基本要求過程通道和數(shù)據(jù)采集處理(1)編寫程序，通過A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的采集和存貯；(2)編寫程序，通過D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生周期性三角波信號(hào)。2通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、掌握A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理、接口方法和典型芯片的使用。開環(huán)系統(tǒng)的數(shù)字程序控制編寫程序，實(shí)現(xiàn)脈沖分配器，并對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行順序控制。2通過實(shí)驗(yàn)了解步進(jìn)電機(jī)工作原理，掌握脈沖產(chǎn)生和步進(jìn)電機(jī)走步控制方法。數(shù)字PID閉環(huán)控制編程實(shí)現(xiàn)(1)常規(guī)PID閉環(huán)控制；(2)積分分離PID閉環(huán)控制；(3)帶死區(qū)PID閉環(huán)控制；2通過實(shí)驗(yàn)了解PID控制器的特性，掌握比例作用、積分作用、微分作用對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響，以及PID參數(shù)的工程整定方法。數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計(jì)方法(1)最少拍有波紋控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用；(2)最少拍無波紋控制器設(shè)計(jì)及應(yīng)用。2通過實(shí)驗(yàn)掌握最少拍有波紋控制器與無文波控制器的設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用。六、考核方式及成績?cè)u(píng)定1、平時(shí)成績占40%：包括作業(yè)、上機(jī)實(shí)驗(yàn)考