控制器设计方法第一次课2学时
PLC控制技术2 课程标准
《PLC控制技术2》课程标准二级学院（部）：机电工程学院执笔人：王福仁审核人：制订日期： 2019年9月修订日期：酒泉职业技术学院教务处制二〇一九年九月《PLC控制技术2》课程标准一、课程信息表1 课程信息表表2 课程标准开发团队名单二、课程性质和功能定位（一）课程性质PLC控制技术2》是电气自动化及技术专业核心学习领域课程，是集计算机技术、电工技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性课程。
课程任务：通过本课程的学习，能够使学生掌握PLC的构成、指令系统及编程方法，形成控制电路的初步设计、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现控制要求的能力。
（二）课程功能定位表3 课程功能定位分析三、课程目标与内容（一）课程总目标1.知识目标使学生掌握S7 200 SMART PLC的基本特性及编程方法，了解FX2N PLC的基本使用，为学习后续课程和今后的工作准备必要的基础知识。
2.能力目标培养学生掌握PLC的功能指令、模拟量控制、网络通讯等进阶知识，形成控制电路的设计、安装、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现控制要求的能力。
3.素质目标在教学过程中，引导学生热爱工作、积极进取，并达到以下要求：对从事PLC的设计、编程、调试工作，充满热情；有较强的求知欲，乐于、善于使用所学编程知识与逻辑思维解决生产实际问题。
具有克服困难的信心和决心，从战胜困难中体验喜悦；具有实事求是的科学态度。
对中国制造业及智能制造有着崇高理想，具备学习报国的信念。
（二）课程具体目标表4 课程教学目标与内容表5 课程教学安排四、课程考核在实施“能力”为中心的职业教育中，建立新的、系统的、动态的考核体系是实施创新教育的必要保证，考核内容必须符合全面、系统、动态和多样的原则。
（一）课程考核课程考核分为终结性评价和过程性评价两部分，关注学生个体差异，重视学生实践技能考核。
（二）终结性评价终结性评价即期末考试，为综合操作考核,以百分制评分，占总成绩的50%；评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。
总体时间安排电器控制部分0学时其中授课22学时实
3.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 3.2.2 PLC控制系统组成
3.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 3.2.3 PLC等效电路
例：三相异步电动机单向运行电器控制系统
输入设备
输出设备
3.2 P LC控制系统与电器控制系统的比较 3.2.3 PLC等效电路
3.1 概述 3.1.3 PLC的应用领域
PLC的应用范围已从传统的产业设备和机械的自动控 制，扩展到以下应用领域：中小型过程控制系统、远程维 护服务系统、节能监视控制系统，以及与生活相关的机器 、与环境相关的机器，而且有急速的上升趋势。
值得注意的是，随着PLC、DCS相互渗透，二者的界线 日趋模糊的时候，PLC从传统的应用于离散的制造业向应用 到连续的流程工业扩展
3.1 概述
3.1.2 PLC的产生与发展
GE Fanuc却没有丝毫犹豫，立刻接受了PAC的概念，而且 在汉诺威展上公开宣布，其新的旗舰控制产品的名称为 PACSystems。GE Fanuc使用了这个名称，表达了其产品 综合了传统PLC和PC硬件的优点，具有通用编程环境。
2003年11月Rockwell宣布，其为PAC技术的领导厂商，其 产品Control Logix和Compact Logix PLC事实上就是PAC 。他认为，随着不断的发展， PAC将采用大量的方法以处 理数据，并具有升级性，而在多项目控制、集成商务系统 分析和生命周期成本管理等方面也能大踏步地前进。
3.1 概述 3.1.2 PLC的产生与发展
■ 世界上第一台PLC
1969年由美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽 车公司（GM）的要求研制成功
◆背景：
1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型 号的不断更新，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、 多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽 可能减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成 本，缩短周期。
《《可编程控制器》课程改革计划》
《《可编程控制器》课程改革计划》可编程控制器课程是自动化专业的核心专业课，在学生从事自动化相关工作过程中，这门课的内容将影响到学生的工作能力，依据学院的要求和我系的课程改革计划，我们制定可编程控制器课程的改革计划。
一、课程小组组成课程小组负责人：杜俊贤成员：刘道刚、姜虎强、范长青、王宁二、企业调研1、主要内容。
可编程控制器小组成员，走访烟台万华聚氨酯股份有限公司、lg-浪潮电子有限公司、烟台国冶自动化有限公司、烟台德尔福汽车配件有限公司、烟台首钢有限公司、依诺特电子有限公司、烟台龙腾自动化公司共七家企业技术人员、优秀毕业生，了解企业对学生的需求，了解课程在实际岗位的应用情况，并撰写调研报告。
2、时间安排：xx年8月—10月3、验收内容。
企业调研报告。
三、课程改革试验1、主要内容。
课程改革小组根据企业调研意见确定课程改革的内容，切实开展相关工作，有计划、有步骤地完成课改试验。
2、时间安排：xx年10月—xx年1月（1）xx年11月：第一阶段初步完成“6〃2〃1”教学模式整体设计、“6〃2〃1”教学模式单元设计。
（2）xx年1月：第二阶段完善“6〃2〃1”教学模式整体设计、“6〃2〃1”教学模式单元设计，在授课实践过程中，完善教学资源、编写自编教材。
四、总结评价1、主要内容。
对课改工作进行总体评价，总结经验教训，提出并实施整改措施；完善课改评价体系。
2、时间安排：xx年3月五、全面推广阶段1、主要内容。
对课改试验项目进行全面推广，总结经验教训，形成理论体系。
2、时间安排：xx年3月—xx年7月xx年5月：第三阶段全面推广阶段根据改革后的课程，进行全面推广，并依据推广过程中的效果整理课改推广效果材料，学生评价材料和整改意见。
xx年7月。
第四阶进一步整改。
依据第三阶段的整改意见，进一步整改课程，完善课程体系。
六、全面评价阶段1、主要内容。
对课改工作展开全面评价，将课改过程中所产生的教学模式改革、校本教材开发、校企合作等经验总结提炼，形成院级科研成果，为下一阶段教育教学改革提供理论依据。
4.3简单控制系统的设计(第2课时)教学设计高中通用技术粤科版必修技术与设计2
4.3简单控制系统的设计(第二课时)教学设计环节一：（制作、测试、优化：）课前准备：上节课我们设计了无接触手部消毒控制系统的方案和结构，这节课我们来动力实践一下，对接线之前，回顾一下上节内容：1、微调电路图：若让继电器与其它元器件共享电源，该怎么调整？2、注意事项(火箭对接游戏)：3、动手实践：4、测试与优化：环节二：（展示、交流、评价）各组展示作品，先自评，再进行群众评价，然后教师补充评价。
1、自评（各组从以下几个方面进行自评）：2、他评：自评之后，找另外一个小组进行评价，可以打分或从雷达图几个指标展开他评。
3、师评：总结梳理，补充评价。
环节三：（构思说明书）组内讨论，参照样例，说一说需要将从哪几方面撰写使用说明书？学生逐渐形成总结梳理的习惯，培养其工程思维、图样表达和物化能力。
7.板书设计4.3简单控制系统的设计(二)学习任务单小组分工发言人记录人操作员材料员学习内容广东科技出版社高中通用技术必修二《技术与设计 2》第四章第3 节《简单控制系统的设计》第二课时学习目标工程思维：通过本组控制系统设计案例的分析，理解简单控制系统设计的基本流程，领悟控制思想和方法在具体技术实践活动中的运用。
能基于控制原理和系统分析方法将案例中各部件之间的关系通过控制系统框图表达，形成实际的工程思维。
：能根据案例情境要求和现有条件限制设计方案，进行简单的创新实践活动。
物化能力：能根据方案设计要求和选择的材料和工具，将方案转化为模型或原型，且根据实际需要对已有模型或原型进行改进和优化。
逐渐形成物化过程中严谨细致、精益求精的工作态度。
项目活动一：制作、测试、优化1、电路图：2、注意事项：(连线游戏) ：传感器的 OUT 针脚绝缘胶套或绝缘布为防止短路，接线处应加电源正极、负极继电器的公共端OFF 状态接线时电源开关应处于继电器的 IN 针脚VCC 、GND 分别接电源正极水泵负极水泵正极继电器常开端电源负极3、动手实践：4、测试与优化：遇到的困难解决的办法项目活动二：展示、交流、评价自评互评作品完成其它评价标准A BC D第组第组第组第组第组第组☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆项目活动三：构思说明书构思说明书：组内讨论，参照样例，说一说需要将从哪几方面撰写使用说明书？课外作业：继续完善说明书。
《自动控制原理教学课件》第1章绪论
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常用术语： （1）系统输出：被控变量 （2）给定值（参考输入）：系统的给定输入，由 控制者决定被控变量的期望值。 （3）扰动：系统不需要而又难于避免的输入，它 使得被控量偏离给定值。扰动即可来自系统内部又 可来自外部 （4）偏差：给定值－测量值
通信技术研究所
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ห้องสมุดไป่ตู้
前向通路：信号从输入端沿箭头方向到达输出端的 传输通路。 主反馈通路：系统输出量经测量装置反馈到输入端 的传输通路。
通信技术研究所
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练习
一、名词解释 1.自动控制 2.闭环控制 3.自动控制系统 二.填空 1.典型的自动控制系统由 、 、 、 、 组成。 2.对控制系统系统性能评价从三个方面进行，即 三个基本要求_______、_______ 、________ 。 3.系统中需要加以控制的目标装置，称__________ 。 4.__ __是系统能否正常工作的前提条件；_ _反映 系统在动态过程中系统跟踪控制信号或抑制扰动的能力； 稳态误差越小的系统，说明系统的_______ _越好。
通信技术研究所
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按描述系统的数学模型分类 （1）线性系统 （2）非线性 按控制系统传递信号性质 （1）连续系统 （2）离散系统 按系统参数是否随时间变化 （1）定常系统
d nc d n1c dc d mr d m1r dr an n an1 n1 a1 a0c bm m bm1 m1 b1 b0 r dt dt dt dt dt dt
通信技术研究所
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1.2.2 其他分类 按输入信号特征分类 （1）恒值系统(自稳定系统) c(t ) r (t ) , r (t ) 常数 控制任务： 分析设计重点：研究干扰对被控对象的影响， 克服扰动 （2）随动系统 控制任务： c(t ) r (t ) r (t ) 随机变化 分析设计重点：系统跟踪的快速性、准确性 （3）程序控制系统 控制任务： 预先规定时间函数变化
《电气控制与PLC技术》教学大纲
《电气控制与PLC技术》教学大纲课程名称：电气控制与PLC技术课程编号：课程类别：专业方向课/必修课学时/学分：52/4开设学期：第六学期开设单位：物理与机电工程学院适用专业：电气工程及其自动化说明一、课程性质与说明1、课程性质专业方向课/必修课2、课程说明本课程使学生初步了解可编程控制器及其应用，掌握基本的工作原理和编程方法，了解和掌握在工厂自动化实践中使用可编程控制器进行应用系统设计的基本方法。
具体来说，使学生能够掌握PLC的基本原理，能够阅读PLC的程序，分析PLC控制系统，能够根据生产实际的需要，设计相应的PLC控制系统，编写相应的程序。
本课程应在《电工基础》、《电子技术》教学之后开设，本课程实践性强，学好这门课程的关键在于理论联系实际，讲授中应尽可能结合实物进行直观教学及多媒体教学，重视实践技能训练。
部分理论课进行现场教学，实践环节在实验实训室进行。
二、教学目标理解常用低压电器的符号、用途及电气参数，机床电气控制线路的基本环节；掌握机床电气控制原理图、接线图的读图与分析方法；掌握PLC工作原理、指令系统及应用。
具备正确分析电气器件故障原因初步能力，电气控制电路分析及读图能力，PLC中等复杂应用能力。
三、学时分配表四、教学教法建议以课堂讲授法为主，结合讨论法、演示法和任务驱动法，利用多媒体课件进行讲授。
五、课程考核及要求1．考核方式考试（√）；考查（）。
2．成绩评定计分制百分制（√）；五级分制（）；两级分制（）。
成绩构成总成绩=平时考核（10 ）％+中期考核（20 ）％+期末考核（70 ）％。
第1章常用低压电器教学目标了解常用低压电器的分类及各种常用低压电器的典型产品及主要技术参数；熟悉各种常用低压电器的结构和工作原理；掌握各种常用低压电器的用途、图型符号、文字符号及其正确选用原则。
教学时数8学时教学内容绪论1.1 常用低压电器的分类1.2电磁式低压电器1.3 电磁式接触器1.4 电磁式继电器1.5 时间继电器1.6 速度继电器1.7 热继电器1.8 熔断器1.9低压断路器1.10主令电器教法建议课堂讲授法和演示法，利用多媒体课件进行讲授。
《电子产品设计与制作》课程教学设计与实践
《电子产品设计与制作》课程教学设计与实践第一篇：《电子产品设计与制作》课程教学设计与实践《电子产品设计与制作》课程教学设计与实践摘要：针对目前《电子产品设计与制作》课程教学过程中存在的不足，提出了一种《电子产品设计与制作》课程教学设计与实施方案。
首先从教学理念、教学策略、教学过程、教学资源、学习效果评价五个方面进行分析设计，然后给出了课程的具体实施流程。
实践结果证明方案实施后学生的学习效果和教师的教学能力均有较大的提升。
关键词：电子产品设计与制作；教学设计；教学实践；教学过程中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）17-0144-02Abstract：Aiming at the current Shortcomings in the teaching process of Electronic product design and making curriculum，this paper puts forward a teaching design and practice scheme on it.Firstly，this paper analyzes and designs the teaching concept，teaching strategy，teaching process，teaching resources and learning effect evaluation，then presents the detailed implementing procedure of this course.The practical results show that both teacher and students are improved greatly after the implementation of the scheme.Key words： electronic product design and making，Teaching Design，Teaching Practice，Teaching Process《电子产品设计与制作》课程是电子信息类专业的一门综合实践课程，旨在培养学生利用前期所学的电子技术、单片机、EDA等课程知识完成实际电子产品设计与制作的能力，是一门非常重要的职业能力课程。
控制器初始配置步骤演示
一．配置控制通道1．定义通道为单闭环或双闭环，根据实际情况分配物理通道（输出，反馈输入）二．标定传感器标定first feedback的传感器，以ssi信号（二进制，24位，精度0.001）的位置传感器为例.1.确定反馈单位，mm2.选择传感器类型及信号类型SSI 二进制（Binary）3.确定传感器精度Scal = 0.001在根据实际情况标定offset4.设置positive limite 和negative limite标定Secondfeedback传感器，以模拟量（4-20mA）量程-10kn~+10kn的载荷传感器为例。
1．确定反馈单位，Kn;2．选择传感器信号类型current4-20mA;3．确定传感器Scal = （10-（-10））/(20-4) =1.25Kn/mA 根据实际情况标定offset 4．设置positive Frc/prs Limit 和Negtive Frc/prs Limit三．Halts设置1.调试状态下可先将Following Error和Prs/Frc Following Error先设置为status only，调试完成后再改回Direct Output; 也可将Pos Error Tollerance和Prs/Frc Error Tollerance, 改一个比较大的值，替代上诉操作，待调试结束后修改一个比较小的值。
初步设置完成。
四．检验油缸输出极性1.在命令面板（Command tool）采用9号命令Direct Output（9），在Output处设置一个正电压，并单击send按钮。
查看位置传感器数值是否是增加趋势。
如果是，无需操作；如果位置传感器为减小趋势，需将AxisParameters->PrimaryControlSetup中的Invert Output Polarity（输出极性取反）项勾选。
2.查看力传感器增加方向与位置传感器增加方向是否一致（可在较小油源压力下进行开环输出），如果一致AxisParameters->SecondaryControlSetup中的Force Orientation 选择same，否则选择oppsite；油缸极性及传感器极性设置完成五．设置输出偏置（Output Bias）设置输出偏置位置AxisParameters->All->Output->Output Bias 理论上当控制器开环输出0V时，油缸位置不动。
PLC课程设计教学大纲
课程名称：PLC系统课程设计课程编号：课程学分：X学分课程学时：2周适用专业：电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程、计算机科学与技术《PLC系统课程设计》Course Design for Programmable Control system一、课程设计性质与任务PLC可编程控制器是一门实践性强、应用性广、易于学生增长才干的指选课程，其课程设计是自动化、电气工程及其自动化、机电一体化、计算机科学与技术专业的必修课程。
课程设计的任务是对不同的模拟及实际被控对象进行PLC空制系统设计、系统调试等实践环节的训练；课程设计的目的是提高学生理论知识综合运用能力，自动控制系统的设计能力、实践能力、创新能力、分析问题与解决问题的能力。
二、设计内容及要求PLC可编程实验室为课程设计提供技术环境，PLC可编程控制系统实验装置为课程设计提供了综合设计平台，本课程设计以西门子S7-200可编程控制器为主，课程设计题目供学生选择。
1. PLC设计内容设计1 机械手操作控制设计设计2十字路口交通信号灯PLC控制系统设计与调试设计3 全自动洗衣机梯形图控制程序的设计与调试设计4 LED数码管显示PLC自动控制设计设计5 液体混合控制系统设计专用钻床控制系统设计 剪板机控制系统设计 三台电机启动控制设计 除尘室的 PLC 控制 故障报警的实现 运料小车控制 水塔水位控制 四节传送带控制 水塔水位的模拟控制 抢答器程序设计生产线正次品分拣机 恒压供水的控制 桥式起重机的控制 人行横道交通灯程序设计 通风机组的控制 模式组灯的控制 霓虹灯控制设计6 设计7 设计8 设计9 设计 10 设计 11设计 12 设计 13 设计14设计 15 设计 16 设计 17 设计18 设计19设计 20 设计 21 设计22设计23 喷泉的控制2. PLC系统设计要求(1) 控制系统设计①根据上述题目每个班的每个学生选择其中一个题；②查阅有关资料，进行系统方案、结构设计；③确定I/O功能表，并设计出系统的接线图；④根据控制功能的要求，设计出系统的控制流程图、时序图；⑤设计出系统的PLC空制程序设计；⑥控制程序调试与修改，直到满足要求为止。
《电气控制与PLC》教学大纲
《电气控制与PLC》课程教学大纲一、《电气控制与PLC》课程说明（一）课程代码：K1311052（二）课程英文名称：Electrical Control of Machine and PLC（三）开课对象：机械设计制造及其自动化专业（四）课程性质：专业课本课程是机械设计制造及其自动化专业的一门主干课程，属必修课程。
其主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介绍电气控制的基本原理、线路及设计方法，以常规的继电器线路控制为主线，熟悉其最基本的设计方法、设计思路及设计手段；同时掌握可编程序控制器基本原理和编程，并达到熟练运用的目的。
这是一门综合性很强的实用技术学科，对培养学生在电气自动化技术工程领域内的实际工作能力具有举足轻重的作用。
前导课程：计算机基础，电工电子技术，微机原理。
（五）教学目的：通过对该门课程的学习，使学生掌握电气控制线路的基本环节，具有对一般电气控制线路的独立分析能力。
熟悉典型生产设备电气控制系统，具有设计和改进一般生产设备电气控制线路的基本能力。
掌握可编程控制器的基本原理、应用及发展，可做到正确选用PLC，掌握可编程控制器使用过程中的接线图、梯形图及程序语句，并经调试后可用于一般复杂程度的生产过程控制。
使学生能达到从事产品开发和生产所需要的基础，为以后从事机电一体化工作创造条件。
（六）教学内容：本课程主要包括机床电气控制原理、实际机床控制线路、机床电气控制线路的设计方法及常用电气元件的选择等几个部分，本课程涉及各个环节中最基本、最典型的控制电路及控制实例。
本课程还包括PLC在工业自动化领域的发展动态和趋势，讲解西门子系列小型PLC 系统的物理模型和系统结构，梯形图、语句指令进行编程的运用，并介绍系统编程软件，初步对工业对象进行系统硬件设计、系统软件编程和调试的方法等。
（七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数：64 学时学分数： 3 学分学时数具体分配：（八）教学方式课堂教学结合实验的教学方式（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。
粤教版技术与设计2必修二《控制及其设计第一节 认识控制》教学设计
1、自制演示装置
2、自制数码管实操材料
3、微课，学习文档等补充材料
教学过程
步骤
教师活动
学生活动
备注
导入-5min
播放两段机械狗视频，让学生思考什么是控制，引出主题
看视频并思考什么是控制
新授1-5min
概念介绍：什么是控制，有哪些控制技术
新授2-5min
水位控制举例，引出概念：手动控制与自动控制的区别
《
xxx中学综技科xxx
2021年10月19日 星期二第7节
课题
认识控制
课型/课时
新授/1课时(40min)
教学目标
技术意识
体会控制技术的广泛性，知道如何区分不同的控制方式，懂得如何应用合适的控制技术手段
工程思维
能够较严谨地描述控制过程，培养批判性思维
创新设计
能够对控制过程进行一定的改进，发散思维
图样表达
总结-2min
课堂内容小结
能够绘制控制过程的工作流程
物化能力
能够搭建简单的控制系统，将控制理论运用到实际应用
教学内容分析
“认识控制”是《技术与设计2》第四章“控制与设计”第一节的内容，本节内容旨在让学生对控制与控制技术有一个初步的感性的认识，知道控制的含义及分类，学会如何区分不同的控制方式，认识到控制技术的广泛性，使学生对控制技术产生浓厚的兴趣，为后面进一步学习控制系统方面的知识打下基础及提供学习动力。
以洗衣机为例，引出控制的过程
实例分析：列举几个生活中常见的控制例子，让学生区分手动还是自动（小组为单位）
交流讨论，反馈结果，并分析原因
新授3-5min
演示与实践：让学生演示单次投掷飞镖和多次投掷飞豹的过程，引出开环与闭环的概念
1次-绪论、低压电器
难点
1、PLC控制的基本概念。
2、低压电器元件。
要求掌握知识点和分析方法
1、PLC控制的基本概念。
2、低压电器元件控制电机线路。
教授思路，采用的教学方法和辅助手段，板书设计，重点如何突出，难点如何解决，师生互动等
教授思路：引入课程内容
教学方法：启发式、问题式、归纳总结式、
重点：提出问题，引起学生兴趣。找到解决方法。
重点解决方法：实物演示，比较两种控制电机的方法，突显PLC的优势。
难点解决方法：结合实际电路
作业布置
课后复习所学内容
主要
参考资料
可（理论教学用）
第1次课学时：2
授课对象
05计算机控制专业
章节
第1章可编程序控制器的基础知识
教学目的和要求
了解PLC的产生与发展以及应用领域，理解PLC控制的基本概念，掌握各部分作用
讲授主要内容
1、了解PLC的产生与发展以及应用领域。
2、理解PLC控制的基本概念。
3、掌握各部分作用。
4、了解低压电器元件。
控制器的设置PPT课件
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2．方向盘的构造 手握轮缘截面为圆形，直径在19～28mm之间。轮辐
截面为椭圆形，如图1所示。重型车辆的驾驶盘为便于 用力常在轮缘下部作出波浪形，其节距为19mm左右。 图2为两条轮幅的方向盘形状。
图1 方向盘的椭圆形 截面轮辐
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图1 刹车反应时间
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• 1）调节踏板 调节踏板有以鞋跟为转轴的（见图1）
和脚悬空的两种。
以鞋跟为转轴的踏板典型例子如汽车
的油门踏板等，踏板下的舒适角不大于20o， 一般控制在15o左右，每脚与人的中线叉开 10o～15o为宜（见图2） 。
图1 以鞋跟为转轴 的踏板
图2 脚的舒适叉 开角度
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• ④ 操作方法编码 • ⑤ 色彩编码 • 利用不同颜色来区别控制器的功能。
色彩编码一般不单独使用，常与形状 编码、大小编码等合并使用。由于色 彩只能靠视觉辨认，有时也配以不同 的色光照明，以增加视认度。同时色 彩编码的色相种类不宜过多，颜色过 多，会降低对控制器的视认度。 • ⑥ 文字、符号编码
• 3）音响显示。在控制器上设置到位音响装 置（如“卡嗒”声），这种音响常由控制 器定位机构中自动发出也可以装设专门的 联动音响装置。
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• 4）操纵阻力主要有静摩擦力、弹性 力、粘滯力、惯性力四种形式。其特 点见表5-18。
• 阻力大小与控制器的类型、位置、移 动的距离、操作频率、力的方向等有 关。表5-19列出了不同控制器的最小 阻力。
所示。将按钮做成透明体，内设小灯，当按钮到位 时，按钮即发光。这样不仅可以表明操作控制器的 到位，还可以显示按钮的位置状态，提示操作者注 意。还可以在控制按钮以外的相应位置上用不同色 光的联动装置来表示操作控制器到位的情况。
调光控制器课程设计
调光控制器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解调光控制器的基本原理，掌握调光控制器的主要组成部分及功能。
2. 学生能够了解调光控制器在照明系统中的应用，掌握不同场景下调光控制器的使用方法。
3. 学生能够掌握调光控制器相关电路的连接方法，了解安全操作规程。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，正确选择调光控制器及相关配件。
2. 学生能够独立完成调光控制器的安装、调试及维护。
3. 学生能够通过实际操作，解决调光控制器在使用过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术及照明设备的兴趣，提高学习的积极性和主动性。
2. 学生通过学习调光控制器，认识到节能环保的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在团队合作中，培养沟通与协作能力，提升解决问题的信心。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，注重理论知识与实际操作相结合。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合理论讲解与实践操作，引导学生主动参与，提高学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中，注重培养学生的学习兴趣，激发学生的求知欲。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，实现课程目标的达成。
二、教学内容1. 调光控制器基本原理：介绍调光控制器的工作原理、类型及性能参数，对应教材第3章第2节内容。
2. 调光控制器组成与功能：分析调光控制器的主要组成部分，包括控制器、驱动器、调光器件等，阐述各部分功能，对应教材第3章第3节内容。
3. 调光控制器应用场景：介绍调光控制器在家庭、商业、舞台照明等不同场景的应用，对应教材第3章第4节内容。
4. 调光控制器选型与安装：讲解如何根据实际需求选择合适的调光控制器，以及安装调试方法，对应教材第3章第5节内容。
5. 调光控制器电路连接与安全操作：介绍调光控制器与灯具的电路连接方法，强调安全操作规程，对应教材第3章第6节内容。
6. 调光控制器故障排查与维护：分析调光控制器可能出现的故障原因，教授排查方法及日常维护技巧，对应教材第3章第7节内容。
matlab温度控制系统课程设计
matlab温度控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握MATLAB软件在温度控制系统中的应用；2. 学习温度控制系统的基本原理和数学模型；3. 掌握利用MATLAB进行温度控制系统建模、仿真和性能分析的方法。
技能目标：1. 能够运用MATLAB软件构建温度控制系统的数学模型；2. 能够运用MATLAB进行温度控制系统的仿真分析，并优化系统性能；3. 能够运用所学知识解决实际温度控制问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣和热情；2. 培养学生的团队协作精神，提高沟通和交流能力；3. 增强学生的创新意识和实践能力，使其具备解决实际工程问题的信心。
课程性质：本课程为应用实践性课程，旨在通过MATLAB软件在温度控制系统中的应用，使学生掌握自动控制技术的基本原理和方法。
学生特点：学生已具备一定的自动控制理论知识，对MATLAB软件有一定了解，但缺乏实际应用经验。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，以项目为导向，培养学生的实际操作能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够独立完成温度控制系统的建模、仿真和性能分析任务，并具备解决实际问题的能力。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 温度控制系统基本原理：包括热传递原理、温度传感器和执行器的工作原理等。
相关教材章节：第一章 温度控制系统概述2. MATLAB软件基础：介绍MATLAB软件的基本操作、数据类型、矩阵运算和编程基础。
相关教材章节：第二章 MATLAB软件基础3. 温度控制系统建模：利用MATLAB建立温度控制系统的数学模型，包括传递函数和状态空间模型。
相关教材章节：第三章 系统建模与仿真4. 温度控制系统仿真：运用MATLAB进行温度控制系统的动态仿真，分析系统性能。
相关教材章节：第四章 控制系统仿真5. 温度控制系统设计：结合MATLAB优化工具箱，进行控制器设计和参数优化。
S7-1200PLC应用技术课程标准
《S7-1200PLC应用技术》课程标准一、课程信息二、课程性质可编程控制器应用技术是理论+实践课，它是机电一体化和电气自动化技术专业的一门专业核心课程。
它的任务是培养学生掌握可编程控制器的工作过程及其主要参数，掌握可编程控制器使用方法及电气控制系统设计方法，了解可编程控制系统应用范围和应用环境等。
使学生具备从事工业电气控制工作所必需的PLC可编程控制器应用技术的基本知识及应用能力。
课程先修学习领域为维修电工相关知识和技能，为核心专业课程《动化生产线安装调试与检修》学习奠定智能控制技术基础。
本课程根据电气自动化生产企业中可编程控制系统生产实际，设计教学情境，通过相应的教学载体，采用“教、学、做”一体化式教学方式组织教学，培养学生掌握可编程控制器技术的基本知识和基本技能，锻炼学生的可编程控制器技术的基本应用能力；使学生能够在生产现场进行简单的程序设计，能够完成控制系统电气设备安装、调试、运行、检修、维护等实践操作，初步形成解决生产现场实际问题的应用能力；培养学生能动脑会思考的思维能力和一丝不苟、踏实严谨的科学精神，培养学生探索新知识和新技术的学习能力；提高学生爱岗敬业、团结友爱的综合素质和积极动脑、开拓进取的创新意识三、课程目标（一）能力目标1．能根据可编程控制系统职业岗位要求，分析控制系统的任务。
2．能根据实际工程进行可编程序控制器选型、低压电器型号的选择，并完成硬件线路的安装。
3．能熟练运用基本指令和步进指令进行PLC程序设计。
4．能运用编程软件进行程序的编制、调试、下载、运行的能力。
5．能根据故障现象分析故障原因，找出故障位置进行软件调整或硬件设置，完成系统排故。
6．能通过查询西门子编程手册学习相关编程指令的学习能力、能完成PLC系统开发改造相关技术文件的整理与存档。
表1 能力1解析表表2 能力2解析表1．熟悉PLC的编程软元件，掌握PLC编程软件的常用功能和使用方法。
2．熟悉PLC的基本指令、编程规则与典型程序块，弄清PLC编程的一般过程，掌握经验编程的方法。
电子课程设计控制器
电子课程设计控制器一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握电子课程设计控制器的相关知识，培养学生对电子技术的兴趣和热情，提高学生的实际操作能力和创新能力。
知识目标：使学生了解电子课程设计控制器的基本原理、工作方式和应用领域；掌握常见的电子元器件的选型和应用方法；了解电子电路的设计和调试过程。
技能目标：培养学生运用电子技术解决实际问题的能力；训练学生进行电子电路设计、组装和调试的技能；提高学生的创新设计和团队协作能力。
情感态度价值观目标：激发学生对电子技术的兴趣和好奇心，培养学生的科学精神和探索意识；引导学生关注电子技术在生活中的应用，培养学生的社会责任感；培养学生团结协作、勇于创新的团队精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.电子课程设计控制器的基本原理和工作方式；2.常见电子元器件的选型和应用方法；3.电子电路的设计和调试过程；4.电子技术在实际应用中的案例分析。
第1课时：电子课程设计控制器的基本原理和工作方式第2课时：常见电子元器件的选型和应用方法第3课时：电子电路的设计和调试过程第4课时：电子技术在实际应用中的案例分析三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解电子课程设计控制器的基本原理和工作方式，使学生掌握相关理论知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享各自对电子技术的理解和应用经验，提高学生的思考和表达能力。
3.案例分析法：分析电子技术在实际应用中的案例，让学生了解电子技术在生活中的重要作用。
4.实验法：安排学生进行电子电路的设计和调试实验，培养学生的实际操作能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的电子技术教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供丰富的电子技术参考书籍，方便学生课后自学和拓展。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
控制器教学过程设计方案
一、教学目标1. 知识目标：（1）了解控制器的定义、分类、工作原理和特点；（2）掌握控制器的基本参数和性能指标；（3）熟悉常见控制器的应用领域和实际案例分析。
2. 能力目标：（1）具备控制器选型、设计和调试的能力；（2）能够根据实际需求，运用控制器解决实际问题；（3）提高学生的团队协作和沟通能力。
3. 情感目标：（1）培养学生对控制器领域的兴趣和热爱；（2）激发学生的创新意识和实践能力；（3）培养学生的责任感和团队合作精神。
二、教学内容1. 控制器的定义、分类、工作原理和特点；2. 控制器的基本参数和性能指标；3. 常见控制器的应用领域和实际案例分析；4. 控制器选型、设计和调试的方法；5. 控制器在工业自动化、家电、交通等领域的应用。
三、教学过程1. 导入（1）结合实际案例，引入控制器在教学中的重要性；（2）简要介绍控制器的概念和分类。
2. 讲授（1）详细讲解控制器的定义、分类、工作原理和特点；（2）分析控制器的基本参数和性能指标；（3）举例说明常见控制器的应用领域和实际案例分析。
3. 实践操作（1）分组进行控制器选型、设计和调试；（2）指导学生使用控制器进行实际操作，如PLC编程、变频器调试等；（3）让学生根据实际需求，运用控制器解决实际问题。
4. 交流与讨论（1）各小组分享控制器选型、设计和调试的经验；（2）针对实际案例，进行讨论和分析，提出解决方案；（3）引导学生总结所学知识，提高团队协作和沟通能力。
5. 总结与评价（1）总结控制器教学过程中的重点和难点；（2）对学生的表现进行评价，提出改进意见；（3）布置课后作业，巩固所学知识。
四、教学评价1. 课堂表现：包括学生的出勤率、课堂纪律、参与度等；2. 实践操作：评估学生在控制器选型、设计和调试方面的能力；3. 交流与讨论：考察学生的团队协作、沟通能力和解决问题的能力；4. 课后作业：检查学生对所学知识的掌握程度。
五、教学资源1. 教材：《控制器技术与应用》；2. 实验设备：PLC、变频器、传感器等；3. 网络资源：相关技术论坛、学术论文、视频教程等；4. 教学课件：自制或购买现成的教学课件。
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阶次限制为
nH 1 d 1 nG n A 1 nT nA d 1
因 A( z 1 ) 与 z d 互质，在上述阶次配合下， H 1 ( z 1 ) 和 G ( z 1 ) 有唯一解。 多项式 E ( z 1 ) 的选取原则与（1）相同。当引入积分器时，即 H1 (1) 0 时，取
y (k )
B ( z 1 ) E ( z 1 ) w(k ) T ( z 1 )
(1.1.14)
此外，由(1.1.14)式可看出：为了消除跟踪误差必须合理地选择 E ( z 1 ) 。下面介绍两种消 除跟踪误差的方法。 (I) 引入积分器 为了引入积分器，选择 H1 ( z 1 ) 使 H1 (1) 0 ，即取 H ( z 1 ) (1 z 1 ) H 2 ( z 1 ) B ( z 1 ) ，则闭 环极点配置方程为
[ A( z 1 ) H ( z 1 ) B( z 1 )G ( z 1 )] y (k ) B ( z 1 ) E ( z 1 ) w(k )
(1.1.5)
即
y (k ) B ( z 1 ) E ( z 1 ) w(k ) A( z ) H ( z 1 ) B( z 1 )G ( z 1 )
参考输入
w(k )
E
1 H
G
控制器输出
u(k )
B A
被控对象
被控对象输出
y (k )
控制器
图 1.1 极点配置控制器结构框图 为选择极点配置控制器中的未知多项式 H ( z 1 ) ，G ( z 1 ) 和 E ( z 1 ) ， 将(1.1.4)式代入(1.1.1) 式得到闭环系统方程，即
A( z 1 ) 1 a1 z 1 a n z n
A
A
(1.1.2)
B B
B( z 1 ) b1 z 1 bi z i bn z n
(1.1.3)
如果被控对象的时延为 d ，将 bi ( i 1, 2, , d 1 )置为零即可。假设 A( z 1 ) 与 B ( z 1 ) 互质，即 两者无公因子。 控制的目标： 将闭环系统的极点配置到理想位置， 并要求闭环传递函数的稳态增益为 1， 令 T ( z 1 ) 是首 1 的稳定多项式， 其零点是理 消除输出 y (k ) 与参考输入 w(k ) 之间的稳态误差。 想的闭环系统极点。
B ( z 1 ) B ( z 1 ) B ( z 1 )
(1.1.7)
式中 B ( z 1 ) 为由所有不稳定零点组成的因式，B ( z 1 ) 为由所有稳定零点组成的因式配以适 当的比例，令
H ( z 1 ) H 1 ( z 1 ) B ( z 1 )
控制器设计方法
教学大纲： (1) 模型参数已知时线性确定性被控对象控制器设计方法 极点配置控制器、基于极点配置的 PID 控制器、 模型跟随控制器 (2) 模型参数已知时线性随机被控对象控制器设计方法 最小方差控制/调节器、 广义最小方差控制器、 广义预测控制器、 多变量广义最小方差解耦控制器 (3) 模型参数未知时自适应控制器设计方法 自校正控制/调节器及在车辆悬架系统中的应用、 模型参考自适应控制及在船舶自动驾驶仪中的应用
1.1.2 极点配置控制器设计
采用具有下面结构的极点配置控制器方程
H ( z 1 )u (k ) E ( z 1 ) w(k ) G ( z 1 ) y (k )
(1.1.4)
式中，H ( z 1 ) ，G ( z 1 ) ，E ( z 1 ) 为 z 1 多项式，其阶次和系数待定，控制器的结构图如图 1.1.1 所示。
(1.1.10) (1.1.11) (1.1.12) (1.1.13)
阶次限制关系为
nH1 nB 1
nG n A 1
nT nA nB 1
闭环极点配置方程 (1.1.10) 式相当于已知 A( z 1 ) , B ( z 1 ) , T ( z 1 ) , 待求 H 1 ( z 1 ) 和 G ( z 1 ) 的 Diophantine 方程，在上述阶次匹配限制下存在唯一解。因此闭环系统方程(1.1.6)式可写成
(1.1.8)
则(1.1.6)式可以化简为
y (k ) B ( z 1 ) E ( z 1 ) w(k ) A( z ) H1 ( z 1 ) B ( z 1 )G ( z 1 )
1
(1.1.9)
显然闭环极点配置方程为
A( z 1 ) H1 ( z 1 ) B ( z 1 )G ( z 1 ) T ( z 1 )
A( z 1 ) X ( z 1 ) B( z 1 )Y ( z 1 ) C ( z 1 )
其中 A( z 1 ) ， B ( z 1 ) 和 C ( z 1 ) 为三个已知非零多项式，且 A( z 1 ) ， B ( z 1 ) 和 C ( z 1 ) 三者之间 无公因子， X ( z 1 ) 和 Y ( z 1 ) 为未知的待求多项式。 这是一个未知数个数多于方程个数的方程，因此是一个不定方程。如果 A( z 1 ) 和 B( z 1 ) 互质，也就是 A( z 1 ) 和 B( z 1 ) 之间没有公因子，则上述方程总存在解，并且存在多个解。例 如，如果 X 0 ( z 1 ) 和 Y0 ( z 1 ) 是上述方程的一个特解，则
1 1
，
1 1 求取阶次最小的多项式 X ( z ) ， Y ( z ) ，满足丢番图方程
A( z 1 ) X ( z 1 ) B( z 1 )Y ( z 1 ) C( z 1 ) 。
下面我们介绍四种极点配置算法。 （1）对消所有稳定零点，保留所有不稳定零点 假设被控对象为非最小相位系统，则需将 B ( z 1 ) 分解
2
E ( z 1 ) 必须取为 E (1) G (1)
(1.1.16)
(II) 不引入积分器 如果不引入积分器， 由(1.1.14)式知为使 y (k ) 和 w(k ) 之间的传递函数稳态时为 1，E ( z 1 ) 必须取为
E (1) T (1) / B (1)
(1.1.17)
A( z 1 ) y (k ) z d B ( z 1 )u (k ) C ( z 1 ) (k )
(1.1.18)
取
H ( z 1 ) H 1 ( z 1 ) B ( z 1 )
(1.1.19)
则闭环传递函数为
y (k ) B ( z 1 ) E ( z 1 ) u (k ) A( z 1 ) H ( z 1 ) B ( z 1 )G ( z 1 ) z d B ( z 1 ) E ( z 1 ) u (k ) A( z ) H1 ( z ) B ( z 1 ) z d B ( z 1 )G ( z 1 )
X ( z 1 ) X 0 ( z 1 ) B( z 1 )Q( z 1 )
Y ( z 1 ) Y0 ( z 1 ) A( z 1 )Q( z 1 )
也是该方程的解，其中 Q( z 1 ) 为任意多项式。控制问题中我们通常是求出 X ( z 1 ) 或 Y ( z 1 ) 的 最小阶解，而最小阶解则是 Diophantine 方程在最小阶限制下的唯一解。以确定 X ( z 1 ) 的最 小阶解为例加以说明。 确定 X ( z 1 ) 和 Y ( z 1 ) 的阶次 n X 和 nY 的方法是根据方程两边 z 1 的同次幂系数相等的原 则建立一组线性方程。因为 X ( z 1 ) 和 Y ( z 1 ) 的系数未知待求，所以方程组中的未知数的个数 为 X ( z 1 ) 和 Y ( z 1 ) 的阶次 n X 和 nY 之和再加 2，即未知数个数为 n X nY 2 ；而方程组中方程 式的个数为 nC 1 ，或 n X n A 1 ，或 nY nB 1 ，其中 n A ， nB 和 nC 分别代表 A( z 1 ) ， B( z 1 ) 和 C ( z 1 ) 的阶次。我们可以看出丢番图方程有唯一解的条件是方程个数等于未知数个数，即
参考书： [1] 柴天佑，岳恒，自适应控制理论及应用, 清华大学出版社, 2015 [2] 舒迪前，饶立昌，柴天佑，自适应控制，东北大学出版社，1993 [3] G. C. Goodwin, 孙贵生， 自适应滤波、预测与控制，科学出版社 [4] Karl J. Astrom, Bjorn Wittenmark，自适应控制，科学出版社
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
课堂练习：已知多项式
A( z 1 ) 1 1.6 z 1 0.6 z 2 ，
B( z 1 ) 1.5 0.53z 1 0.9 z 2 ，
C ( z ) 1 0.4 z
上述极点配置控制算法可适用于开环不稳的非最小相位被控对象， 但要求分解 B( z 1 ) 为
B ( z 1 ) 和 B ( z 1 ) 。下面的三种极点配置算法不需要分解 B ( z 1 ) 。
（2）对消所有过程零点 当被控对象是最小相位时，即 B ( z 1 ) 的全部零点在 z 平面单位圆内，假定被控对象的时 延为 d，可将 B ( z 1 ) 写为 B( z 1 ) z d B ( z 1 ) ，这时对象模型变为
A( z 1 )(1 z 1 ) H 2 ( z 1 ) B ( z 1 )G ( z 1 ) T ( z 1 )
(1.1.15)
相当于已知 A( z 1 )(1 z 1 ) , B ( z 1 ) , T ( z 1 ) ，待求 H 2 ( z 1 ) 和 G ( z 1 ) 的 Diophantine 方程，这 时 n G n A ， nH nB 1 。由(1.1.14)式知，为了使 y (k ) 和 w(k ) 之间的传递函数稳态时为 1，