《计算机控制系统》教学大纲

《计算机控制系统》教学大纲课程英文名ComputerControlSystem课程代码B0804Z35学分2总学时32理论学时24实验/实践学时8课程类别专业课课程性质任选先修课程自动控制原理适用专业测控技术与仪器开课学院计量测试工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位《计算机控制系统》属于测控技术与仪器专业的专业选修课程。本课程的目的是帮助学生了解计算机控制系统的原理、特点、组成和分类等基础知识，熟悉计算机控制系统在硬件、软件、控制策略、数据通信网络等方面的专业知识，掌握相关技术，并且结合具体工程实例的学习，使学生具备设计并实施实际工业生产用计算机控制系统的能力。（二）课程目标1、掌握计算机控制系统的软硬件基础知识。2、培养学生工程意识，设计并实施实际工业生产用计算机控制系统的能力。3、强化学生通过自主学习掌握前沿技术的能力。二、课程目标达成的途径与方法以课堂教学为主，结合自学、课后作业和设计等教学环节以完成教学目标。课堂教学主要讲解计算机控制系统的基本概念、软硬件基本组成以及基本设计方法，并将实际工业生产计算机控制系统案例等融入到讲解内容，使同学们更好地熟悉或掌握计算机控制系统的相关知识，提高学生对测控技术的兴趣、熟悉计算机控制系统体系结构、设计开发手段和方法。课堂教学尽量引入基于实际案例的互动环节，使同学们能更好地融入课堂教学，提高教学效果。让学生自学比较容易理解的章节，以及结合具体被控对象了解计算机控制系统的最新技术发展，培养学生自主学习的意识和能力，以及主动掌握前沿科技的能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求3毕业要求5课程目标1M课程目标2M课程目标3MM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）。四、课程主要内容与基本要求第1章计算机控制系统绪论了解计算机控制系统的基本概念、发展历史和发展趋势,明确本课程的作用和应用范围。熟悉计算机控制系统的分类，及各类系统的结构组成和技术特点，初步了解计算机控制系统设计的一般步骤和方法。第2章计算机控制系统基础理论了解计算机控制系统的信号特点和处理过程，理解采样定理，掌握采样周期的选择原则，掌握零阶保持器的概念和描述形式。了解计算机控制系统的常用数学模型。熟悉计算机控制系统的一般分析方法，了解系统稳定性条件和判断依据，明确系统可控性、可达性、可观性、可检测性的概念，简单分析系统的灵敏性和鲁棒性。第3章数据通讯技术与网络技术掌握计算机控制系统数据传输方式和交换技术，了解相关数据通信设备，掌握数据通信中常用的检测和纠错技术。掌握计算机控制网络的组成、特点和要求，熟悉控制系统中计算机网络体系结构，掌握现场总线控制技术的概念，理解现场总线控制系统的体系结构，了解现有的现场总线技术。第4章计算机控制系统的控制策略了解数字滤波和数据处理的基础知识，掌握数字PID控制算法的实现和参数整定方法，掌握串级控制系统、前馈控制系统和纯滞后补偿控制系统等控制系统，了解模型预测控制的基本原理和常规方式，掌握模糊控制策略的原理和设计，熟悉控制策略的工程实现。第5章计算机控制系统的软件知识了解计算机控制系统中软件技术的构成和特点，了解计算机控制系统中采用的操作系统和其特点，了解实时和分布数据库的应用特点，熟悉计算机控制系统应用软件的基本要求、开发平台等。第6章计算机控制系统的设计和实施掌握计算机控制系统设计原则，熟悉计算机控制系统的设计、安装、调试步骤。掌握计算机控制系统在软件、硬件设计中的要求和特点。熟悉计算机控制系统设计中抗干扰技术和可靠性技术的应用。通过实例，了解计算机控制系统实施过程。第7章综合自动化系统介绍了解CMIS的基本概念和发展历程，掌握CMIS的体系结构，熟悉CMIS的关键技术。通过举例，理解CMIS的特点和实施效果。课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标第1章了解计算机控制系统的基本概念、熟悉计算机控制系统的分类，初步了解计算机控制系统设计的一般步骤和方法。4课后习题课程目标1第2章了解计算机控制系统的信号特点和处理过程。了解计算机控制系统的常用数学模型。熟悉计算机控制系统的一般分析方法。4课后习题课程目标1课程目标2第3章掌握计算机控制系统数据传输方式和交换技术。掌握计算机控制网络的组成、特点和要求，了解现有的现场总线技术。6课后习题课程目标2课程目标3第4章了解数字滤波和数据处理的基础知识，掌握基本控制系统，熟悉控制策略的工程实现4课后习题课程目标1第5章了解计算机控制系统中软件技术的构成和特点，熟悉控制系统应用软件的基本要求、开发平台等。6课后习题课程目标1第6章掌握计算机控制系统设计原则，熟悉计算机控制系统的设计、安装、调试步骤。4设计报告课程目标2第7章了解CMIS的基本概念和发展历程，掌握CMIS的体系结构，熟悉CMIS的关键技术4设计报告课程目标3实践环节及基本要求七、考核方式及成绩评定（一）考核方式与评价考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、平时作业、设计报告点名册、作业本成绩、报告成绩30%期末考核考试卷面成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制（二）课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准课程目标1讲授平时成绩（考勤、课后习题）A0.6期末考试成绩B（选择、填空、判断题、简答题）目标达成度：0.3*A/A0+0.7*B/B0课程目标2讲授平时成绩（考勤、课后习题）A0.6期末考试成绩D（判断题、简答题）目标达成度：0.3*A/A0+0.7*D/D0课程目标3讲授平时成绩（考勤、课后习题）A0.6期末考试成绩E（简答题）目标达成度：0.3*A/A0+0.7*E/E0八、推荐教材与主要参考书1、推荐教材：（1）王慧.计算机控制系统（第二版）.化学工业出版社,2005（2）王锦标.计算机控制系统