計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程教學(xué)大綱

1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程教學(xué)大綱課程名稱：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程類別（必修/選修）：選修課程英文名稱： Computer Control System總學(xué)時(shí)/周學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3/3其中實(shí)驗(yàn)（實(shí)訓(xùn)、討論等）學(xué)時(shí)：16先修課程：自動(dòng)控制原理、數(shù)字電子技術(shù)、PLC原理與應(yīng)用、單片機(jī)及接口技術(shù)、Matlab授課時(shí)間：6-17周星期三7-8節(jié)，星期五1-2 節(jié)授課地點(diǎn)：6F203授課對(duì)象：2016自動(dòng)化1、2、3、4班開課院系：電子工程與智能化學(xué)院任課教師姓名/職稱：劉學(xué)良/講師聯(lián)系電話728497Email: .c n答疑時(shí)間、地點(diǎn)與方式：1.每次上課的課

2、前、課間; 發(fā)放作業(yè)時(shí)，采用集中講解方式。 3.課程結(jié)束后安和課后 （9A403），采用一對(duì)一的問答方式；2.每次f排集中復(fù)習(xí)和答疑。課程考核方式：開卷（）閉卷（2）課程論文（）其它（）使用教材：1.康波，李云霞計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（第二版）電子工業(yè)出版社，2015.教學(xué)參考資料：1、 高金源，夏潔.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).清華大學(xué)出版社,2007.2、 Katsuhiko Ogata.離散時(shí)間控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2014.3、劉建昌，關(guān)守平，周瑋等.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng).科學(xué)出版社，2015課程簡介：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是電子、電氣工程及其自動(dòng)化和自動(dòng)化相關(guān)專業(yè)本科生的專業(yè)骨干課程之一， 主要介紹計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

3、的基本控制技術(shù)、硬件和軟件構(gòu)成、設(shè)計(jì)方法，以及工程實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用方面的相關(guān)問題，是一門理論與應(yīng)用緊密結(jié)合的課程。課程目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的理論與方法。通過本課程的學(xué)習(xí)， 可以了解計(jì)算機(jī)控制理論的基本概念和思想，能比較熟練地進(jìn)行一般應(yīng)用問題的設(shè)計(jì)，熟悉采用軟件工具進(jìn)行仿真和控制程序設(shè)計(jì)技術(shù)。課程教學(xué)目標(biāo)1. 能夠通過多種途徑求解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的輸出響應(yīng)，掌握穩(wěn)定性判定方法及與連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定性的區(qū)別和聯(lián)系。2. 理解掌握PID控制思想和PID參數(shù)的整定方法，并應(yīng)用 于實(shí)際生產(chǎn)生活。3. 熟練掌握連續(xù)域離散化的基本思想和設(shè)計(jì)方法及與離 散化設(shè)計(jì)方法的區(qū)別和聯(lián)系。4. 熟練掌握最少拍無波

4、紋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、大林算 法。5. 熟練掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和設(shè)計(jì)流程，了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的先進(jìn)知識(shí)，鍛煉學(xué)生形成在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)上的整體觀念，應(yīng)用各種手段查閱文獻(xiàn)資料、獲取信息、 拓展知識(shí)領(lǐng)域、繼續(xù)學(xué)習(xí)并提高業(yè)務(wù)水平的能力。本課程與學(xué)生核心能力培養(yǎng)之間的 關(guān)聯(lián)（可多選）：核心能力 1.運(yùn)用數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)科 學(xué)、電氣工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的能 力，用于發(fā)現(xiàn)、描述和分析電氣裝 備制造、電力系統(tǒng)和電氣自動(dòng)化等 相關(guān)復(fù)雜問題；核心能力 2.獨(dú)立完成電氣工程 相關(guān)實(shí)驗(yàn)，以及分析與解釋數(shù)據(jù)的 能力；核心能力 3.具有對(duì)常用電氣工 程系統(tǒng)進(jìn)行安裝、調(diào)試、維護(hù)的工 程實(shí)踐能力；核心能力 4.能夠針

5、對(duì)電氣工程 有關(guān)的復(fù)雜工程問題，開發(fā)、選擇 與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工 程工具和信息技術(shù)工具的能力；核心能力5.項(xiàng)目管理、有效溝通 協(xié)調(diào)、團(tuán)隊(duì)合作及創(chuàng)新能力；核心能力6.發(fā)掘、分析及解決復(fù) 雜電氣工程問題的能力；核心能力 7.認(rèn)識(shí)科技發(fā)展現(xiàn)狀 與趨勢，培養(yǎng)持續(xù)學(xué)習(xí)的習(xí)慣與能 力，適應(yīng)專業(yè)或職業(yè)發(fā)展趨勢；核心能力8.理解職業(yè)道德、專業(yè) 倫理與認(rèn)知社會(huì)責(zé)任的能力。理論教學(xué)進(jìn)程表周次教學(xué)主題教學(xué)時(shí)長教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)方式作業(yè)安排6計(jì)算機(jī)控制緒論2學(xué)時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，計(jì)算機(jī)控制 系統(tǒng)的組成、典型應(yīng)用形式、發(fā)展現(xiàn)狀 及理論與設(shè)計(jì)問題講授+討論第1章 作業(yè)，1.1 ， 1.56計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

6、 信號(hào)變換2學(xué)時(shí)模數(shù)變換與數(shù)模變換，信號(hào)的采樣講授+討論7信號(hào)恢復(fù)與重構(gòu)2學(xué)時(shí)信號(hào)的理想恢復(fù)，信號(hào)的非理想重構(gòu)講授+討論第2章 作業(yè)， 2.5-2.77Z變換理論2學(xué)時(shí)Z變換定義及方法、性質(zhì)講授+討論8Z變換的性質(zhì)和 定理2學(xué)時(shí)滯后定理、超前定理、初值和終值定理講授+討論8Z反變換方法2學(xué)時(shí)長除法和部分分式法講授+討論9線性定常離散系 統(tǒng)差分方程，Z傳遞函數(shù)2學(xué)時(shí)閉環(huán)Z傳遞函數(shù)的求解，計(jì)算機(jī)控制系 統(tǒng)的輸出響應(yīng)計(jì)算講授+討論第3章作業(yè)3.4（1），3.7，3.810計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 經(jīng)典分析方法2學(xué)時(shí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差分 析講授+討論10計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 經(jīng)典分析及設(shè)計(jì) 方法2學(xué)時(shí)計(jì)算

7、機(jī)控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性分析，頻率 特性分析，基于連續(xù)系統(tǒng)理論的數(shù)字控 制器設(shè)計(jì)基本原理講授+討論第4章 作業(yè)， 4.5，4.5，4.911基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數(shù)字控制器 設(shè)計(jì)2學(xué)時(shí)離散化方法：后向差分法，雙線性變換 法講授+討論12基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數(shù)字控制器 設(shè)計(jì)2學(xué)時(shí)數(shù)字PID算法及改進(jìn)算法講授+討論13基于連續(xù)系統(tǒng)理 論的數(shù)字控制器 設(shè)計(jì)2學(xué)時(shí)數(shù)字PID的參數(shù)整定，Smith預(yù)估控制 器設(shè)計(jì)講授+討論第5章作業(yè)，5.4，5.5，5.714數(shù)字控制器Z域 直接設(shè)計(jì)方法2學(xué)時(shí)基于Z傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)的基本原理，最少 拍控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)講授+討論15數(shù)字控制器Z域 直接設(shè)計(jì)方法2學(xué)時(shí)最少拍無紋波控制系

8、統(tǒng)的設(shè)計(jì)講授+討論17數(shù)字控制器Z域 直接設(shè)計(jì)方法2學(xué)時(shí)最少拍無紋控制系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，大林 算法講授+討論第6章 作業(yè)，6.7，6.817作業(yè)講解及總復(fù) 習(xí)2學(xué)時(shí)作業(yè)講解及總復(fù)習(xí)講授+討論合計(jì)：32學(xué)時(shí)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)程表周次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)重點(diǎn)與難點(diǎn)項(xiàng)目類型（驗(yàn)證 /綜合/設(shè)計(jì)）教學(xué) 方式9基于Matlab的離 散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型求解（必作一）2常用的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型形式；Matlab環(huán)境下的求解命令；M文件的編寫驗(yàn)證講授 實(shí)踐11數(shù)字PID控制器設(shè) 計(jì)與仿真（必做 二）2數(shù)字PID控制器的原理與設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證講授 實(shí)踐12傳感器與執(zhí)行器 操作與使用（必做 三）2常用傳感器與執(zhí)行器的工作原理與 操作方法

9、驗(yàn)證講授 實(shí)踐13水箱特性測試實(shí)驗(yàn)（必做四）2水箱控制對(duì)象的特性表現(xiàn)與分析驗(yàn)證講授 實(shí)踐14水箱液位控制實(shí)驗(yàn)（必做五）2采用PID控制方法實(shí)現(xiàn)水箱液位控 制驗(yàn)證講授 實(shí)踐15最少拍隨動(dòng)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)與仿真（必 做八）2最少拍控制器的原理與設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證講授 實(shí)踐16水箱液位-流量 串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)（必做七）4串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和串級(jí)控制系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法綜合講授 實(shí)踐基于Matlab 的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模 型求解（選做一）課夕卜2 學(xué)時(shí)1、常用的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型形式；2、Matlab環(huán)境下的求解命令驗(yàn)證自行 實(shí)踐壓力、液位變送 器的認(rèn)識(shí)及校驗(yàn)（選做二）課外2學(xué)時(shí)壓力、液位變送器的使用方法及校正驗(yàn)證自行 實(shí)踐合

10、計(jì)：16成績評(píng)定方法及標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重平時(shí)作業(yè)1.獨(dú)立、按時(shí)在規(guī)疋時(shí)間內(nèi)兀成作業(yè)；2.作業(yè)質(zhì)量5%實(shí)驗(yàn)考核1.在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成指定任務(wù)；2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量；3.現(xiàn)場問題解答情況。10%期中考試（1-3章）1.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：試卷參考解答。2.要求：能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)15%和方法進(jìn)行求解，獨(dú)立、按時(shí)完成考試。期末考試（1-6章）1.評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：試卷參考解答。2.要求：能靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和 方法進(jìn)行求解，獨(dú)立、按時(shí)完成考試70%大綱編寫時(shí)間：2018.3.9系（專業(yè)）課程委員會(huì)審查意見：我系（專業(yè)）課程委員會(huì)已對(duì)本課程教學(xué)大綱進(jìn)行了審查，冋意執(zhí)行。系（專業(yè)）課程委員會(huì)主任簽名：日期：年月日注：1、課程教學(xué)目標(biāo)：請(qǐng)精煉概括3-5條目標(biāo)，并注明每條目標(biāo)所要求的學(xué)習(xí)目標(biāo)層次（理解、運(yùn)用、分析、綜合和