计算机控制技术课程标准.doc

计算机控制技术课程标准一、课程说明课程性质：专业课授课对象：三年制大专适用专业：计算机控制技术学 时 数：72学时，其中理论36学时、实训36学时学 分 数：4先修课程：高等数学、电路分析、电子技术基础、自动控制原理与系统后修课程：单片机技术考试形式：闭卷课程描述：本课程使学生在掌握和了解自动控制及计算机控制工作原理和初步分析、设计方法的基础上，培养学生具有完成简单计算机控制系统构成、实时软件编制以及系统调试维护的基本知识和能力，为以后参与计算机控制系统开发、调试和维护打下初步基础。知识目标：学生通过学习该课程后主要应掌握以下内容：1） 线性离散系统数学描述2） 计算机控制系统建模与分析3） 计算机控制系统模拟化设计和离散化设计能力目标：培养学生具有完成简单计算机控制系统构成、实时软件编制以及系统调试维护能力素质目标：为以后参与计算机控制系统开发、调试和维护打下初步基础。教学重点与难点：1） 线性离散系统数学描述2） 计算机控制系统建模与分析3） 计算机控制系统模拟化设计4） 计算机控制系统离散化设计Z域法二、理论教学内容项目一、 计算机控制系统的组成、分类、基本要求 （4学时）教学目的与要求：1、了解计算机控制系统一般概念2、熟悉对计算机控制系统的要求3、掌握计算机控制系统的组成与功能、计算机控制系统分类教学重点与难点： 教学重点：计算机控制系统的组成与功能、计算机控制系统分类教学难点：计算机控制系统的组成与功能、计算机控制系统分类教学内容： 1、计算机控制系统概述2、对计算机控制系统的要求项目二、 采样过程与信号重构 （6学时） 教学目的与要求：1、了解信号的采样过程。2、熟悉采样周期的选择。3、掌握采样定理、零阶保持法、一阶保持法。教学重点与难点： 教学重点：采样定理、零阶保持法。教学难点：采样定理、零阶保持法。教学内容： 1、信号的采样过程 2、采样定理3、信号的重构项目三、 线性离散系统数学描述（6学时） 教学目的与要求：1、了解线性常系数差分方程、脉冲响应与卷积和。2、熟悉Z变换、脉冲传递函数3、掌握离散状态空间方程表达式教学重点与难点： 教学重点：Z变换、离散状态空间方程表达式。教学难点：离散状态空间方程表达式教学内容： 1、线性常系数差分方程2、脉冲响应与卷积和3、Z变换4、脉冲传递函数5、离散状态空间方程表达式项目四、计算机控制系统建模与分析 （6学时）教学目的与要求：1、了解闭环系统脉冲传递函数。2、熟悉连续状态空间表达式的离散化。3、掌握离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学重点与难点： 教学重点：连续状态空间表达式的离散化、离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学难点：离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学内容：1、 改进Z变换2、带ZOH连续对象脉冲传递函数3、闭环系统脉冲传递函数4、连续状态空间表达式的离散化5、零极点分布与系统动态响应6、离散系统稳态误差分析7、离散系统稳定性分析项目五、 计算机控制系统模拟化设计 （6学时）教学目的与要求：1、熟悉计算机控制系统连续化设计。2、掌握数字PID控制器的设计。教学重点与难点： 教学重点：数字PID控制器的设计。教学难点：计算机控制系统连续化设计、数字PID控制器的设计。教学内容：1、计算机控制系统连续化设计2、数字PID控制器的设计项目六、 计算机控制系统离散化设计Z域法 （8学时）教学目的与要求：1、了解闭环系统脉冲传递函数。2、熟悉连续状态空间表达式的离散化。3、掌握离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学重点与难点： 教学重点：连续状态空间表达式的离散化、离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学难点：离散系统稳态误差分析、离散系统稳定性分析。教学内容：1、离散化设计的约束条件2、有限拍控制器设计3、有限拍无振荡控制器设计三、实训内容实训一 采样与保持 （6学时）实训目的与要求：1、了解在不同的采样周期下，A/D转换模块的输出波形与输入波形相比的复原程度。2、熟悉教学实验系统的使用方法。3、掌握“香农定理”。实训重点与难点： 实训重点：在不同的采样周期下，A/D转换模块的输出波形与输入波形相比的复原程度。实训难点：在不同的采样周期下，A/D转换模块的输出波形与输入波形相比的复原程度。实训内容： 1、 选定采样周期，观察A/D转换模块的输出波形与输入波形相比的复原程度2、改变采样周期，观察A/D转换模块的输出波形与输入波形相比的复原程度3、 验证“香农定理”实训二 平滑与数字滤波实验 （8学时）实训目的与要求：1、了解平滑与数字滤波系统的组成方法。2、熟悉平滑与数字滤波系统。3、掌握微分运算对系统阶跃响应性能的影响。实训重点与难点： 实训重点：验证微分运算对系统阶跃响应性能的影响。实训难点：组成平滑与数字滤波系统，验证微分运算对系统阶跃响应性能的影响。实训内容： 1、 组成平滑与数字滤波系统2、验证微分运算对系统阶跃响应性能的影响。实训三 数字PID控制实验 （8学时）实训目的与要求：1、了解数字PID控制算法的实现。2、熟悉搭建数字PID控制系统。3、掌握数字PID控制算法的参数变化对系统的控制品质的影响。实训重点与难点： 实训重点：数字PID控制算法的实现及其参数变化对系统的控制品质的影响。实训难点：数字PID控制算法的实现。实训内容： 1、搭建数字PID控制系统2、数字PID控制算法的实现3、观察数字PID控制算法的参数变化对系统的控制品质的影响实训四 最少拍控制系统 （8学时）实训目的与要求：1、了解数字调节器构成最少拍随动控制系统。2、熟悉数字调节器的设计。3、掌握最少拍有纹波系统和无纹波系统。实训重点与难点： 实训重点：分析最少拍有纹波系统和无纹波系统的控制品质。实训难点：数字调节器的设计，分析最少拍有纹波系统和无纹波系统的控制品质。实训内容： 1、设计数字调节器2、构成最少拍随动控制系统，并观察系统的输出响应曲线3、分析最少拍有纹波系统和无纹波系统的控制品质实训五 大林算法（6学时）实训目的与要求：1、了解控制算法。2、熟悉具有大纯滞后对象特性及其系统的控制。3、掌握大林算法。实训重点与难点： 实训重点：具有大纯滞后对象特性及其系统的控制。实训难点：具有大纯滞后对象特性及其系统的控制。实训内容： 1、搭建具有大纯滞后对象特性的控制系统2、大林算法的使用需要的实训教学器材序号主要设备名称规格型号数量备