《计算机控制技术》教学大纲

课程名称：	计算机控制技术
课程编号：	408421	420417	436419
适用专业：	计算机科学与技术	网络工程	软件工程
课程类别：	专业必修课	专业必修课	专业必修课
课程学分：	２	２	２
总学时：	36	36	36
其中：理论学时	24	24	24
实验学时	12	12	12
先修课程：	电子技术基础、计算机组成原理

一、课程的性质、目的与任务

计算机控制技术是计算机技术应用的主要领域之一，在工业、农业、国防、科教等国民经济各领域都有广泛的应用。

《计算机控制技术》课程是计算机各本科专业的一门专业选修课程。通过学习着重建立学生对计算机控制系统的整体概念，使学生在掌握和了解计算机控制系统工作原理和初步分析、设计方法的基础上，培养学生具有完成简单计算机控制系统构成、控制软件编制以及系统调试维护的基本知识和能力，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。

通过本课程的学习，要求学生达到:

1．熟练掌握计算机控制技术的基本原理、方法和计算机控制系统的组成。

2．掌握输入输出通道接口技术、顺序控制与数字程序控制及数字控制器的PID设计，了解多微处理器控制系统。

3．掌握计算机控制系统的设计方法。

二、课程教学基本内容与要求

第一章 绪论

（一）基本教学内容

1.1控制系统组成

1.2计算机控制系统的分类

1.3工业控制计算机的特点

1.4计算机控制系统的发展状况

（二）基本要求

教学目的：掌握控制系统组成和工业控制计算机的特点，了解计算机控制系统的分类及发展状况。

教学重点：计算机控制系统的基本概念、组成及分类，工业控制计算机的特点

教学难点：计算机控制系统的组成及分类

第二章 输入通道接口技术

（一）基本教学内容

2.1信号测量与传感器技术

2.2模拟信号输入通道接口

2.3键盘接口技术

2.4开关量信号输入接口

（二）基本要求

教学目的：掌握模拟信号输入通道接口、键盘接口技术与开关量信号输入接口。了解信号测量与传感器技术。

教学重点：传感器，A/D转换与数据采集，光电隔离与大功率输入接口技术

教学难点：A/D转换与数据采集，光电隔离输入技术

第三章 输出通道接口技术

（一）基本教学内容

3.1模拟信号输出通道接口

3.2 LED显示器及其接口技术

3.3 LCD显示器接口技术

3.4开关量输出接口技术

3.5电动机控制接口技术

（二）基本要求

教学目的：掌握模拟信号输出通道接口技术、LED显示器及其接口技术、开关量输出接口技术及电动机控制接口技术，了解LCD显示器接口技术。

教学重点：D/A转换，动态LED与静态LED技术，光电隔离与继电器输出技术，小功率电机控制技术。

教学难点：D/A转换芯片原理的理解及应用，PWM技术，继电器原理及应用，电机的方向控制与速度控制。

第四章 顺序控制与数字程序控制

（一）基本教学内容

4.1顺序控制

4.2数字程序控制

（二）基本要求

教学目的：掌握顺序控制与数字程序控制的基本概念，掌握逐点比较插补法和数字积分器插补法的基本原理及实现方法。

教学重点：顺序控制，逐点比较插补法，数字积分器插补法。

教学难点：逐点比较插补法，数字积分器插补法。

第五章 数字控制器的PID设计

（一）基本教学内容

5.1计算机控制系统的理论基础

5.2数字控制器的PID设计方法

（二）基本要求

教学目的：了解计算机控制系统的理论基础，掌握数字控制器的PID的工作原理及设计方法。

教学重点：PID控制与PID控制算法，PID算法的参数整定。

教学难点：控制系统的基本结构，连续系统与离散系统，PID控制与PID控制算法。

第六章 多微处理器控制系统

（一）基本教学内容

6.1 多微处理器控制系统的结构形式

6.2 多微处理器控制系统的数据通信

6.3 多微处理器控制系统总线

（二）基本要求

教学目的：了解多微处理器的结构形式及数据通信方法，理解并掌握多微处理器控制三类系统总线。

教学重点：多微处理器控制系统基本概念及功能特点，RS–232C与RS–485串行通信总线主要技术标准，现场总线技术基本概念、特点及应用。

教学难点：现场总线技术基本概念、特点及应用。

第七章 计算机控制系统的设计

（一）基本教学内容

7.1 计算机控制系统设计步骤与方法

7.2 计算机控制系统的可靠性设计

7.3 计算机控制系统的抗干扰技术

7.4 计算机控制系统设计举例

（二）基本要求

教学目的：了解计算机控制系统的设计步骤与方法及计算机控制系统的抗干扰技术，掌握计算机控制系统的可靠性原理及计算并提高系统可靠度方法。

教学重点：系统可靠性模型及可靠度计算，软件抗干扰技术。

教学难点：控制对象数字模型的建立，系统可靠性模型及可靠度计算。

三、课程各章节学时分配

四、本课程课外学习与修学指导

由于该课程涉及计算机技术、网络技术及自动控制技术等内容，涉及知识面广，是一门综合性较强的课程，所以课后要多阅读相关书籍，并多做练习题，必须做到理论与实践紧密结合，才能达到较好的学习效果。为了进一步理解输入输出通道技术，网络工程专业和软件工程专业同学需自学微机原理等相关知识。

五、本课程考核方式及成绩评定标准

考核方式：闭卷考试

成绩评定方法：本课程的考核是平时成绩、实验成绩和期终考试成绩相结合。具体比例为：上课出勤、作业占20%，实验占20%，期末考试成绩占60%。

其中期未考试总分100分，基础题占60%，中等难度题占30%，较难题占10%。考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、计算题、分析题、综合应用题等。

六、教材及参考书

教材：朱玉玺等.《计算机控制技术（第二版）》.北京：电子工业出版社，2010.

主要参考书：

[1]谢剑英等.《微型计算机控制技术（第三版）》.北京：国防工业出版社，2007.

[2]于海生等.《微型计算机控制技术》.北京：清华大学出版社，1999.

大纲撰写人：刘伟群

大纲审阅人： 易叶青

教学副主任： 易叶青

编写日期：2012.6