计算机控制技术课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 4 -本科生课程大纲课程名称计算机控制技术Computer Control Technology课程代码082303101219课程属性专业知识课时/学分54/3课程性质必修实践学时12责任教师 课外学时20课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修课程介绍课程描述： 计算机控制技术是自动化专业本科生的一门专业核心课程，讲授的计算机反馈控制系统的设计原理和应用技术，使学生建立起计算机控制系统组成和应用的一般概念，掌握基本的输入输出通道、常用的传感器和执行器、采样及数据滤波方法、数字控制器设计方法、计算机控制方法及实例等内容，为自动化

2、本科生在毕业后的学习和设计实践环节打下良好的控制理论和工程实践基础。课程主要内容包括：计算机控制系统的构成、分类及发展现状；输入输出通道与接口技术；数据的采样与复现、离散控制系统建模的数学基础；数字控制器的连续化与离散化设计；计算机控制算法和程序设计原则；计算机系统的集成设计方法与应用工程方案等内容。设计思路： 计算机控制是自动化专业综合知识运用的核心部分，是最重要的课程之一。依照章节划分，该课程的内容主要包括：（1）计算机控制系统概述（2）计算机控制系统硬件基础（3）计算机控制系统的数学基础（4）数字控制器的设计（5）数字程序控制技术（6）计算机控制系统软件设计（7）计算机控制系统设计与实现

3、。课程与其他课程的关系：本课程的必须的理论与技术基础为自动控制原理、现代控制理论基础、微机原理与接口技术、检测技术与海洋智能仪器，要求在两门选修电力拖动控制系统、自动化仪表与过程控制两门课程之一。该课程为后续课程毕业设计提供必要的计算机控制技术的知识。平行开设的智能控制、系统辨识可扩展本课程中计算机控制算法的理论方面知识。二、课程目标掌握计算机控制系统及其组成、计算机控制系统的典型结构、计算机控制系统的发展概况和趋势以及学习本课程的目的和要求。掌握计算机控制系统硬件基础包括，数字量输入输出接口与过程通道、模拟量输入输出接口与过程通道、基于串行总线的计算机控制系统硬件技术、硬件抗干扰技术。掌握模

4、拟量与数字量输入、输出通道的组成、结构及各组成单元的作用，掌握采样、量化及采样保持原理。了解干扰的来源、传播途径及通道抑制干扰的方法。掌握信号的采样与信号的复现，掌握离散控制系统的数学模型，了解离散系统的分析方法。掌握数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术，掌握数字PID控制算法和数字PID控制器的改进，掌握数字PID控制器的参数整定，掌握最少拍控制器的设计；了解数字控制器的计算机实现方法。了解数字程序设计技术，掌握数字程序控制原理，逐点比较直线插补与逐点比较法圆弧插补，理解步进电机的工作原理、工作方式。掌握计算机控制系统软件设计的原则与方法，掌握数据采集、数字控制器的工程实现方法，了解软

5、件抗干扰技术。掌握计算机控制系统的设计原则与步骤，了解计算机控制系统的工程设计与实现。三、学习要求课前预习讲义PPT。授课过程中，分小组围绕教师给定的问题进行讨论，积极参与课堂提问和讨论。独立完成课后设置的综合设计作业，并及时提交完整的、规范的设计报告。学有余力的同学可以进一步深入学习先进的计算机控制算法、现场总线控制技术。四、教学进度序号专题或主题计划课时主要内容概述实验实践内容或课外练习等1计算机控制系统概述2计算机控制系统及其组成计算机控制系统的典型结构计算机控制系统的发展概况和趋势2计算机控制系统硬件基础6计算机控制系统硬件概况数字量、模拟量输入输出接口与过程通道，常用执行器、传感器基

6、于串行总线的计算机控制系统硬件技术、硬件抗干扰技术采样、量化及采样保持原理3计算机控制系统的数学基础4信号的采样与信号的复现离散控制系统的数学建模方法离散系统的分析方法。计算机控制系统建模计算题（需提交电子作业报告）4数字控制器的设计10数字控制器的连续化设计方法数字控制器的离散化设计方法数字PID控制算法及数字PID控制器的参数整定最少拍控制器的设计数字控制器的计算机实现方法计算机控制系统建模计算5数字程序控制技术6/4数字控制器的程序设计技术数字程序控制原理逐点比较直线插补与逐点比较法圆弧插补步进电机的工作原理步进电机控制实验6计算机控制系统软件设计8/4计算机控制系统软件设计的原则与方法

7、数据采集、数字控制器的工程实现方法软件抗干扰技术温度控制系统设计实验7计算机控制系统的设计与实现6/4计算机控制系统的设计原则与步骤计算机控制系统的工程设计与实现液位控制系统设计实验或滑台控制实验五、参考教材与主要参考书辅小荣.计算机控制技术，国防工业出版社，2012.姜学军等.计算机控制技术，清华大学出版社，2005.谢剑英.计算机控制技术，国防工业出版社，2006.六、成绩评定（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1.课堂讨论及平常表现102.课后作业、实验203.期末考试成绩70总计100七、学术诚信学习成果不能造假，如