《计算机控制系统》课程教学大纲
计算机控制系统教学大纲
计算机控制系统教学大纲课程简介本课程主要针对计算机控制系统方向的学生，旨在介绍计算机控制系统的基本原理、构成、功能和应用等方面的知识，培养学生的系统化思维和解决问题的能力。
课程目标1.了解计算机控制系统的基本原理和应用；2.掌握计算机控制系统的构成、功能及其工作过程；3.能够具备计算机控制系统的调试、维护和管理等实际操作能力；4.能够独立设计计算机控制系统，并能够解决实际问题。
课程总体安排第一章计算机控制系统概述1.1 计算机控制系统简介1.2 计算机控制系统的基本构成和功能1.3 计算机控制系统的分类和工作特点第二章模拟量传感器及其检测2.1 模拟量传感器简介2.2 温度传感器2.3 压力传感器2.4 流量传感器第三章数字量传感器及其检测3.1 数字量传感器简介3.2 光电传感器3.3 声电传感器3.4 磁电传感器第四章计算机控制系统中的执行器4.1 计算机控制系统中的电机4.2 计算机控制系统中的液压执行器4.3 计算机控制系统中的气动执行器第五章计算机控制系统的控制器5.1 计算机控制系统的控制器简介5.2 单片机控制器5.3 PLC控制器第六章计算机控制系统的通信6.1 计算机控制系统中的通信协议6.2 计算机控制系统中的网络通信第七章计算机控制系统设计实践7.1 计算机控制系统设计实践概述7.2 计算机控制系统软件设计7.3 计算机控制系统硬件设计评分标准1.准确理解计算机控制系统的基本原理和应用；2.能够准确掌握计算机控制系统的构成和功能；3.能够独立设计计算机控制系统，并能够解决实际问题。
参考教材1.《自动化控制原理》，第七版，韦元宝等著，机械工业出版社；2.《自动化原理与应用》，朱少伟等著，高等教育出版社；3.《自动化控制系统》，第四版，胡寿松等著，清华大学出版社。
教学方式本课程采用课堂讲授、案例展示和实践操作相结合的方式进行教学，通过实际操作提升学生的实际应用能力。
同时，通过课外作业、小组讨论等方式提升学生的合作能力和自主学习能力。
《计算机控制技术》课程教学大纲
计算机控制技术课程教学大纲Techno1ogyofMicrocomputercontro1学时数：40其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化专业或其它相关专业一、课程的性质、目的和任务本课程是自动化类各专业的“主干专业课程”，属工程技术类课程。
通过本课程的学习，使学生了解和掌握以微型机为核心组成的控制系统的硬件、软件基础知识，以及基本的应用技术。
并具备独立设计计算机控制系统的能力，为今后从事工业自动化方面的工作打下一个基础。
二、课程教学的基本要求（一）熟练掌握计算机控制系统的组成与接口技术；（二）掌握和理解计算机控制系统的常用控制算法；（H）熟练掌握计算机控制系统的设计方法和实现过程；（四）了解计算机控制技术的发展趋势及前沿课题。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章微型计算机控制系统概述（4学时）基本内容：计算机控制系统的概念、组成，计算机控制系统的分类以及发展。
基本要求：1、熟悉微机控制系统的组成（硬件结构和软件组成）。
2、了解微机控制技术的发展趋势。
重点：计算机控制系统的发展概况。
难点：计算机控制系统的分类。
第二章计算机控制系统的过程通道接口技术（6学时）基本内容：数字量输入、输出通道的设计，模拟量输入通道的设计，模拟量输出通道的设计。
基本要求：1、掌握模拟量输入、输出通道的设计。
2、掌握数字量输入、输出通道的设计。
3、了解过程通道的结构形式。
能够根据控制系统要求选择输入输出通道中所用到的各种器件，掌握工作原理和使用方法。
能正确地绘制出系统的硬件电路原理图。
重点：采样/保持器、D/A转换器、A/D转换器接口设计难点：采样定理与数据采集第三章人机交互接口技术（4学时）基本内容：人机交互输入接口技术，人机交互输出接口技术。
基本要求：1、掌握常用键盘和常用1ED显示器的工作原理及接口设计方法。
2、能够根据控制系统要求正确的设计出键盘和显示器的接口电路，以及接口程序设计。
《计算机控制技术》教学大纲
《计算机控制技术》课程标准（执笔人：韦庆审阅学院：机电工程与自动化学院）课程编号：0811305英文名称：Computer Control Techniques预修课程：计算机硬件技术基础B、自动控制原理B、现代控制理论学时安排：36学时，其中讲授32学时，实践4学时。
学分：2一、课程概述（一）课程性质地位本课程作为《自动控制理论》的后续课程，是控制科学与工程、机械工程及其自动化和仿真工程专业本科学员理解和掌握计算机控制系统设计的技术基础课。
（二）课程基本理念本课程作为一门理论与工程实践结合紧密的技术基础课，结合自动控制原理技术、微机接口技术，以学员掌握现代化武器装备为目的。
本课程既注重理论教学，也注重教学过程中的案例实践教学环节，使学员在掌握基本理论的基础上，通过了解相关实际系统组成，综合培养解决工程实际问题的能力。
（三）课程设计思路本课程主要包括计算机控制原理和计算机控制系统设计两大部分。
在学员理解掌握自动控制原理的基础上，计算机控制原理部分主要介绍了离散系统的数学分析基础、离散系统的稳定性分析、离散系统控制器的分析设计方法等内容；计算机控制系统设计部分结合实际的项目案例，重点介绍了计算机控制系统的组成、设计方法和步骤、计算机控制原理技术的应用等内容。
二、课程目标（一）知识与技能通过本课程的学习，学员应该了解计算机控制系统的组成，理解计算机控制系统所涉及的采样理论，掌握离散控制系统稳定性分析判断方法，掌握离散控制系统模拟化、数字化设计的理论及方法，掌握一定的解决工程实际问题的能力。
（二）过程与方法通过本课程的学习和实际系统的演示教学，学员应了解工程实际问题的解决方法、步骤和过程，增强积极参与我军高技术武器装备建设的信心。
（三）情感态度与价值观通过本课程的学习，学员应能够提高对计算机控制技术在高技术武器装备中应用的认同感，激发对自动化武器装备技术的求知欲，关注高技术武器装备技术的新发展，增强提高我军高技术武器水平的使命感和责任感。
《计算机控制技术》课程教学大纲
《计算机控制技术》课程教学大纲课程代码：ABJD(M16课程中文名称:计算机控制技术课程英文名称：ComputerContro1Techno1ogy课程性质：必修课程学分数：2学分课程学时数：32学时授课对象：自动化专业本课程的前导课程：数字电子技术、模拟电子技术、电力电子技术、自动控制原理等一、课程简介该课程是自动化专业一门重要的专业必修课。
它的目的是使学生通过本课程的学习，获得计算机控制系统的组成、原理、设计等基础知识和基本应用技术。
学习掌握计算机控制系统软硬件设计的基本方法与原则。
通过本课程的学习，使学生具有计算机控制系统硬件设计、应用软件编程与系统调试的基本能力。
二、教学基本内容和要求1 .绪论课程教学内容：计算机控制技术一般概念，计算机控制系统的组成和分类，计算机控制系统的发展概况和趋势。
课程的重点、难点：计算机控制系统工作原理、组成和分类。
课程教学要求：了解计算机控制技术一般概念、计算机控制系统的发展概况和趋势。
理解计算机控制系统控制过程。
掌握计算机控制系统组成结构和分类。
2 .输入输出过程通道与接口技术课程教学内容：模拟量输入输出通道，数字量输入输出通道，人机接口技术，电机控制接口技术。
课程的重点、难点：D/A、A/D转换器接口技术和模板标准化设计，数字量输入输出通道，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。
课程教学要求：了解模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道的结构形式组成。
理解D/A、A/D转换的工作原理，人机接口电路工作原理，电机接口电路工作原理等。
掌握模拟量输入输出通道设计技术，数字量输入输出通道设计技术，键盘接口技术，7段显示器接口技术，直流电机和步进电机接口技术。
3 .计算机控制基础理论课程教学内容：计算机控制系统的信号变换理论，计算机控制系统的数学描述，连续系统的离散化方法及特点。
课程的重点、难点：计算机控制系统的信号变换理论，Z变换与反Z变换的定义，连续系统的离散化方法，差分方程的求解。
计算机控制系统课程教学大纲
《计算机控制系统》课程教学大纲课程名称：计算机控制系统课程代码：ELEA3042英文名称：Computer Control System课程性质：专业学位课程学分/学时：4学分/72学时(54+18)开课学期：第7学期适用专业：电气工程及其自动化先修课程：复变函数与积分变换、信号与系统、自动控制原理后续课程：无开课单位：机电工程学院课程负责人：杨歆豪大纲执笔人：杨歆豪大纲审核人：余雷一、课程性质和教学目标（在人才培养中的地位与性质及主要内容，指明学生需掌握知识与能力及其应达到的水平）课程性质：计算机控制系统是电气工程及其自动化专业的一门专业学位课程。
本课程针对电气工程及其自动化专业的特点，以离散控制理论等基础知识为主，同时结合自动控制理论、现代控制理论和复变函数等概念，并且以实际应用为导向，培养学生熟练的运算能力及进行科学分析、归纳和总结的能力，提高分析问题和解决问题的能力，从而为以后的从事实际工作和科学研究奠定一定的基础。
教学目标：计算机控制系统就是将计算机作为系统的控制器，从而实现对生产对象的有效控制，所以在本质上计算机控制讨论的就是系统的离散控制。
本课程的主要内容包括：信号的离散和恢复，Z变换与Z反变换，差分方程及其求解，离散系统的传递函数、状态方程，系统的稳定性、过渡过程和稳态误差，系统的离散化设计和模拟化设计，数字PID技术和改进，离散系统的能控性和可测性。
通过本课程的学习，要使学生了解和掌握计算机控制的基本概念、工作原理、初步分析、具有实用价值的设计方法，培养学生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能力，为毕业后参与计算机控制系统开发、调试和维护打下初步基础。
本课程的具体教学目标如下：1.了解计算机控制系统的定义、分类、结构和组成，较好的掌握香农采样定理和零阶保持器，理解计算机控制系统的本质是离散控制系统，从而掌握线性离散系统的数学描述（差分方程、Z传递函数）和分析方法（Z变换、Z反变换）；2.领会S平面与Z平面的映射关系，掌握线性离散系统的稳定域，熟练灵活运用线性离散系统的稳定性判据，能够利用Z传递函数分析离散系统的过渡过程特性和离散系统的误差特性，能够利用系统的离散状态方程和输出方程分析系统的能控性和可测性；3.了解离散化设计方法的基本思路，重点掌握最少拍设计方法及其改进算法那，掌握数字控制器计算机程序实现的三种方法：直接程序设计法、串行程序设计法和并行程序设计法，会应用这三种方法得到数字控制器的差分方程表达式；4.了解计算机控制系统的模拟化设计思路及其成立的条件，掌握模拟控制器的各种离散化方法，并会用来求解数字控制器，重点掌握数字PID控制方法，了解数字PID控制的各种改进方法以及参数整定方法。
计算机控制技术教学大纲
计算机控制技术教学大纲一、教学目标1. 了解计算机控制技术的基本概念和发展历程。
2. 熟悉计算机控制系统的组成和工作原理。
3. 掌握计算机控制技术在工业生产中的应用。
4. 能够运用计算机控制技术进行实际操作和问题解决。
二、教学内容1. 计算机控制技术概述1.1 计算机控制技术的定义和特点1.2 计算机控制技术的分类和应用领域1.3 计算机控制技术的发展历程2. 计算机控制系统结构与组成2.1 控制系统的基本组成2.2 控制系统的功能和作用2.3 控制系统的分类和特点3. 计算机控制系统的工作原理3.1 控制系统的输入输出设备3.2 控制系统的逻辑运算和控制算法3.3 控制系统的软件和硬件设计4. 计算机控制技术在工业生产中的应用4.1 PLC控制技术及应用4.2 CNC控制技术及应用4.3 SCADA控制技术及应用5. 计算机控制技术实验5.1 PLC控制系统实验5.2 CNC控制系统实验5.3 SCADA控制系统实验三、教学方法1. 理论教学与实践相结合，注重理论联系实际。
2. 多媒体教学和实验教学相结合，提高教学效果。
3. 引导学生积极参与课堂讨论和互动，激发学习兴趣。
4. 定期组织学生进行实验操作和项目设计，培养实际操作能力。
四、教学评价1. 期中考试：占总成绩30%2. 期末考试：占总成绩40%3. 实验报告：占总成绩20%4. 课堂表现：占总成绩10%五、教学参考书目1. 《计算机控制技术导论》，李明著，机械工业出版社2. 《先进制造技术与计算机控制》，王志强著，清华大学出版社3. 《PLC原理与应用》，刘强著，电子工业出版社六、教学安排1. 每周一、三、五上午9:00-11:30，理论课程2. 每周二、四下午1:30-4:00，实验课程七、教学督导1. 教师应定期进行学生学习情况跟踪，及时发现和解决问题。
2. 学生对教学内容和教学方法有异议，可向教师或相关部门反映，共同改进。
以上为《计算机控制技术教学大纲》，供参考。
计算机控制技术课程设计教学大纲
《计算机控制技术》课程设计Curriculum Design of Computer Control Technology课程编号：05360930 学时：1周学分：1先修课程：微机原理及应用、自动控制理论I、计算机控制技术适用专业：自动化一、目的与任务《计算机控制技术课程设计》是自动化专业教学计划中具有承上启下、融会贯通意义的实践性课程，它建立在微机原理及应用、自动控制理论、计算机控制技术等课程知识的基础上，为自动化专业的学习打好坚实的基础。
《计算机控制技术课程设计》的任务是在所掌握的计算机控制技术理论知识的基础上，利用现有的实验平台，掌握利用微机技术进行直流电机转速测量与控制的基本原理和方法。
二、要求、内容与进度安排1．要求（含工作量要求）（1）学生在上机前要进行充分准备，事先充分查阅所需设计资料（2）能按照所给电路图选择所需器件，并在实验平台上搭建实验电路（3）根据所给样程，编写相关程序，并进行调试（4）完成课程设计报告并进行答辩以上各要求所需工作量为5天。
1．内容本设计内容参照《计算机控制技术课程设计指导书》执行。
（1）采用PID控制算法实现直流电机转速的测控，并利用FD-ST8088A实验平台动态显示转速大小等信息，转速给定由键盘置入（2）采用模块化结构编制测控程序，定时中断和转速利用8253T0、T1编制相应的服务程序，显示相关信息调用INT14（3）将调速系统按照接线图连接无误后，再将编好的源程序汇编、链接，形成可执行文件并下载到FD-ST8088A实验平台进行调试、运行，直到满意为止。
3．进度安排（学时）（1）硬件接线 1.5天（2）软件编程调试3天（3）答辩0.5天共计5天（1周）三、考核与成绩评定考核主要由指导教师在最后一次上级考核，分为优、良、中、及格、不及格五个档次。
评分依据：1．答辩过程中回答问题是否基本正确2．课程设计报告是否清晰准确3．平时上机是否不迟到不早退，工作是否认真能完成上述几条的，且能独立自主完成课程设计的可评为优。
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《计算机控制系统》课程教学大纲
Control System of Computer
课程编号：J1025-1026
学时数：60（讲课：40 实验：20 实习：2周）学分数：5
适用专业：自动化专业开课学期：7
执笔者：燕飞编写日期：2002年7月
一、课程的性质和目的
课程性质：《计算机控制系统》是高等学校本科自动化专业的专业课，是必修课。
主要任务：通过本课程的学习，使学生能够掌握计算机控制系统的基本原理，包括现场总线控制系统的基本原理和结构，能应用连续设计方法、离散化设计方法和数字PID方法设计数字控制器；同时掌握LONWORKS技术的基础知识和开发技能，培养学生应用LONWORKS现场总线技术设计开发智能建筑控制系统以及其它计算机控制系统的能力，为今后使用计算机控制技术打下良好的基础。
二、课程教学内容及学时分配
第一章绪论（2学时）
(1)计算机控制系统的发展、基本组成、特点及其分类
(2)各种不同计算机控制系统的特点、集中式计算机控制系统和DCS系统的不足
第二章现场总线技术（2学时）
(1)现场总线技术的结构和特点
(2)几种主要现场总线控制系统的性能特点
第二章计算机控制系统的信号（4学时）
(1)计算机控制系统中信号的种类
(2)理想采样与实际采样过程的数学描述及特性分析
(3)采样定理、信号的采样与恢复、数据保持原理、零阶保持器
第三章计算机控制系统的数学描述（6学时）
(1)Z变换的定义与方法
(2)差分方程、脉冲传递函数
(3)计算机控制系统的性能指标
第四章计算机控制系统的分析（6学时）
(1)稳定性分析、稳态误差分析
(2)系统的频域分析
第五章计算机控制系统的经典设计方法（6学时）
(1)连续域-离散化设计
(2)数字PID控制器设计
(3)Z平面根轨迹设计
(4)W′变换及频率域设计
(5)δ变换及δ域设计
第六章计算机控制系统工程实现中的某些问题（4学时）
(1)计算机控制系统中测试信号的处理
(2)控制算法的编排实现
(3)量化、溢出及其量化效应分析
(4)采样频率的选择
(5)计算机控制系统的抗干扰技术及可靠性技术
(6)计算机控制系统的设计与实现
第七章 LONWORKS技术（10学时）
(1)LONWORKS网络的基本组成
(2)NEURON芯片的结构及其特点
(3)LONTALK通信协议
(4)LONWORKS节点组成及其开发
(5)NEURON C语言
(6)NODEBUILDER开发工具
(7)LONMAKER网络安装工具、LNS DDE SERVER动态数据工具
(8)LNS应用开发工具
三、课程教学的基本要求
本课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业、实验和实习。
通过本课程各个教学环节的教学，重点培养学生的自学能力、动手能力、分析问题和解决问题的能力。
（一）课堂讲授
本课程内容比较广泛，而且涉及到计算机控制技术的前沿，因此在教学中要注意介绍各种计算机控制技术的特点及其发展，在比较中完成教学内容，使学生了解计算机控制技术方面的最新知识。
此外由于课程内容很多，而学时数相对较少，因此在教学中宜采用启发式教学，鼓励学生自学，培养学生的自学能力，以“少而精”为原则，精选课堂讲授内容，调动学生学习的主观能动性。
（二）实验实习环节
在课程教学过程中结合实验实习环节，培养学生应用LONWORKS现场总线技术开发计算机控制系统的能力，加强实践教学环节，使学生通过实验实习进一步掌握设计开发思路和方法，提高分析问题、解决问题的能力，增强教学效果。
实习周数:2周
实习内容：LONWORKS现场总线控制网络的设计
实习地点：计算机控制网络实验室
实习要求：要求学生能够依据实习题目的要求应用NODEBUILDER开发平台工具、LONMAKER网络安装工具、LNS DDE SERVER动态数据交换工具以及其它相关工具独立地完成一个基于LONWORKS技术的计算机控制系统的设计和调试工作，掌握计算机控制系统的设计开发思路和方法。
（三）习题
习题是本课程的重要教学环节，通过习题巩固讲授过的基本理论知识，培养学生自学能力和分析问题、解决问题的能力。
（四）考试环节（学生成绩评定：平时成绩30%+期末考试70%）。
期末考试形式采用笔试，考试题型分为：填空、简答、判断、选择、计算题。
四、本课程与其它有关课程的联系与分工
本课程的先修课为电路基础、计算机组成原理与汇编语言、自动控制原理、C语言。
五、建议教材与教学参考书
[1]高金源主编，《计算机控制系统》，北京航空航天大学出版社，2001
[2]冯勇主编，《现代计算机控制系统》，哈尔滨工业大学出版社，1997。