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《计算机控制系统》教学大纲课程英文名课程代码Computer ControlSystemA0806Z13学分3总学时48理论学时36实验/实践学时12《自动控制理论》,《微机原理及应用》课程类别专业教育课课程性质选修先修课程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
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
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
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
2.实验教学主要通过给定题目的练习,培养学生熟练运用所学知识解决实际问题的能力
三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标对课程归属专业毕业要求的支撑程度课程目标毕业要求4毕业要求5H H课程目标1课程目标2H H课程目标3H H课程目标4M M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.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述
四、课程主要内容与基本要求基本要主要内容知识点求
1.1计算机控制系统概述L1L2计算机控制系统组成L1第1章绪论
1.3计算机控制系统分类L1L4计算机控制系统发展趋势L
12.1模拟量输入通道的接口技术L2第2章模拟量输入输出通道的接口技术
2.2模拟量输出通道的接口技术L
23.1数字量输入通道接口技术L2第3章数字量输入输出接口技术
3.2数字量输出通道接口技术L
24.1键盘接口技术L2第4章人机交互接口技术
4.2显小命接口技术L
25.1z变换L
25.2脉冲传递函数L2第5章离散控制系统的数学描述
5.3离散控制系统的动态分析L
35.4离散系统的稳定性L
35.5离散控制系统的稳态分析L3L
36.1控制规律的模拟化设计方法第6章数字控制器的设计方法
6.2控制规律的离散化设计方法L
37.1串级控制L
17.2前馈控制第7章复杂控制规律的设计L
27.3纯滞后控制L
38.1常用基本概念L
18.2路由器基础信息L1第8章计算机网络基础及应用
8.3路由器高阶应用L1基本要求L1-了解,L2-理解,L3-掌握
五、课程学时安排学时分学生任务对应课口11教学内容早R节配作业要求自学要求程目标2绪论课堂思考题了解计算机控制系统的一第1章1般概念4模拟量输入输出通道的接课堂思考题了解输入输出通道的基本第2章1结构、接口技术口技术课堂思考题了解输入输出通道的基本第3章14结构、接口技数字量输入输出接口技术了解LED显示器及其接口第4章人机交互接口技术课堂思考题1技术
25.1了解计算机控制系统的数第5章210离散控制系统的数学描述
5.5学模型数字控制器的设计方法第6章
6.3掌握相关控制算法3/410复杂控制规律的设计第7章
7.2理解典型工程设计范例3/410计算机网络基础及应用了解计算机网络通信基础第8章课堂思考题36知识
四、实践环节及基本要求实验性实验类序号实验项目名称学时基本要求学生任务质别学习在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/完成指定习题及1离散控制系统的数学描述验证必做并联结构的描述学习线实验报告性离散系统的离散状态空间描述完成指定习题及掌握Z传递函数及不同形实验报告式之间的转换学会绘制G z的零极点图掌握有2离散控制系统的性能分析验证必做理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离散控制系统的频率特性掌握离散控制系统频域响完成指定习题及验证必做3应的实现实验报告完成指定习题及带通滤波器、低通数字滤实验报告数字滤波器验证必做4波器响应完成指定习题及用MATLAB实现串级控制、实验报告数字PID控制器设计前馈控制和纯滞后系统的验证必做5大林控制算法注
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)占总成绩比例含到课率、实验报告、平时作业等点名记录、作业完成质量过程考核40%和实验报告质量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。