第第頁06020209計算機控制技術學分：3學時：48一、本課程教學目的和要求1.教學目的通過本課程的學習，使學生掌握計算機控制系統的理論與技術，受到較好的工程實踐基本訓練，具有分析、設計、開發和研究計算機控制系統的基本能力。2.教學要求(1)掌握計算機控制系統及其組成，熟悉工業控制機的結構及組成，了解計算機控制系統的典型型式、發展概況和趨勢；(2)掌握計算機控制系統的硬件設計技術；(3)掌握數字程序控制的基本原理、程序編制以及多軸電機驅動控制技術；(4)掌握常規及復雜控制策略；(5)學會應用程序設計與實現技術；(6)掌握人機接口技術與監控組態應用；(7)熟悉分布式測控網絡技術和現場總線控制技術；(8)了解工程案例，熟悉計算機控制系統的設計與實現方法。二、課程內容及學時分配《計算機控制技術》課程總學時數是48，周學時數是3。其中講課的學時數是40，實驗學時數是8。

1．講課內容和學時（40學時）(1)緒論（2學時）計算機控制系統及其組成、計算機控制系統的典型型式、計算機控制系統的發展概況和趨勢以及學習本課程的目的和要求。(2)計算機控制硬件設計技術（7學時）總線技術與總線擴展技術；數字量輸入輸出接口與過程通道；模擬量輸入輸出接口與過程通道；硬件抗干擾技術。(3)數字控制技術（5學時）數字程序控制基礎；逐點比較法差補原理；步進電機控制技術與伺服電機控制技術。(4)常規及復雜控制技術（9學時）數字控制器的連續化設計技術、離散化設計技術；純滯后控制技術、串級控制技術、前饋-反饋控制技術；解耦控制技術；模糊控制技術。(5)現代控制技術（本科生不講或選講）采用狀態空間法的輸出反饋設計、極點配置和最優化設計。(6)先進控制技術（3學時）簡要介紹：模糊控制技術、神經網絡控制技術、專家控制技術、預測控制技術、網絡控制系統、其它先進控制技術(7)計算機控制軟件設計技術（3學時）程序設計技術；人機接口（HMI/SCADA）技術；監控組態軟件概述；測量數據預處理技術；數字控制器的工程實現；系統的有限字長數值問題；軟件抗干擾技術。(8)分布式測控網絡技術（5學時）工業網絡技術、基于串行總線的測控網絡技術、分布式控制系統（DCS）、現場總線（Fieldbus）控制技術；系統集成與集成自動化系統；分布式測控網絡設計。(9)計算機控制系統設計與實現（3學時）系統的設計原則與步驟、系統的工程設計與實現；計算機控制系統設計舉例。(10)工程案例分析與課程專題討論（3學時）討論課內容是與本課程相關的大學生創新訓練項目、實驗室開放項目、參加科研訓練項目、第二課堂的設計制作項目、自選項目等。案例分析以最近所做實際工程項目為背景，進行提煉和分析。2．實驗內容和學時（8學時）(1)數據采集與控制輸出實驗（2學時）了解A/D、D/A接口及過程通道的設計和使用方法，掌握板卡在數據采集與處理中的應用技術。(2)X-Y運動平臺數控實驗（2學時）掌握逐點比較插補算法原理和數字程序控制程序設計方法，學會步進電機的控制方法。掌握二軸運動控制卡的應用。(3)溫度PID控制系統實驗（2學時）掌握PID控制器的設計、程序實現方法，學會PID參數的在線整定步驟和方法，并將其應用于溫度控制。掌握從事計算機控制系統實驗研究和調制的基本技能。(4)基于RS-485總線的分布式數據采集系統實驗（2學時）掌握由RS485總線構成的主從分布式計算機控制網絡，學會網絡通信與通信協議的制定方法，能實現點到點、一點到多點通信。掌握組態王的工程開發過程與方法，掌握智能模塊與組態王的連接方法。三、說明(1)本課程為自動化專業的主要專業課之一。本課程的先修課程應當包括：《微機原理》、《計算機接口技術》、《自動控制原理》、《計算機軟件基礎》、《C語言程序設計基礎》、《過程檢測及儀表》等。(2)教學內容要注重理論聯系實際，有針對性地把系統原理與系統實現結合起來；軟件與硬件實現結合起來。從理論上、技術上、工程實現上進行全面考慮，加強能力的培養，提高創新意識。(3)采用傳統教學方法和現代教學方法相結合，一方面采用課堂講授、實驗、練習三結合，另一方面適當采用現場教學、計算機、多媒體教學CAI課件等現代教學手段，激發學生的學習興趣，培養學生的創造能力。(4)每章節都配合一定數量的習題，用于鞏固所學知識和應用所學知識進行獨立設計課題。配合部分小型課題設計，來培養學生的創新意識和創造能力。四、適用專業及層次本課程適用于高等院校本科自動化專業、電氣工程及其自動化專業，也可用于電子信息工程、計算機科學與技術、機械工程及其自動化等專業。五、推薦教材(1)國家級“十一五”規劃教材、國家精品課程配套教材于海生等.計算機控制技術（第2版），北京：機械工業出版社，2016(2)國家級“十二五”規劃教材、國家精品課程配套教材于海生等.微型計算機控制技術（第2版），北京：清華大學出版社，2009六、推薦參考書(1)孫增圻.計算機控制理論及應用,北京：清華大學出版社，1989(2)謝劍英.微型計算機控制技術,北京：國防工業出版社，2001(3)王錦標.計算機控制系統,北京：清華大學出版社，2004(4)王常力，羅安．分布式控制系統（DCS）設計與應用實例,北京：電子工業出版社，2004(5)G.F.Franklin,J.D.PowellandM.Workman.Digitalcontrolofdynamicsystems.ThirdEdition.AddisonWesleyLongman,