《计算机工业控制》课程教学大纲.doc

《计算机工业控制》教学大纲

课程编号英文名称：ComputerIndustrialControl

学分：2

学时：总学时48学时，其中理论16学时，实践32学时

先修课程：无

课程类别：专业拓展课程

授课对象：智能制造工程专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第6学期

一、课程描述和目标

《计算机工程控制》课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，是理论性与实践性都很强的一门学科。本课程的目的与任务掌握用计算机作为一般机械设备控制的系统组成、理论分析与实践技术。学会计算机控制系统分析与设计方面的有关理论与方法，注重计算机控制在工业实践方面的应用技术，学会综合运用课程的相关内容。?

课程目标1：在专业知识方面，本科学生应该了解：微机控制系统的分类；常用A/D和D/A转换器的结构及原理；报警电路及程序的设计；光电偶合电路的原理及应用、功率放大器接口技术的应用；线性插值法，分段插值算法程序的设计方法，插值法在流量测量中的应用；PID算法数字化；位置型和增量型PID算法程序设计；控制系统的硬件扩展；

课程目标1：培养学生能够掌握微机控制系统基本理论和设计方法。培养学生能够掌握常用的微机控制接口技术和控制方法；

课程目标3：培养学生能够掌握常用控制程序设计的方法、过程数据处理的方法、掌握控制算法的基本原理和实现方法；

课程目标4：培养学生掌握微机控制系统的综合性能指标，运用系统技术能够进行综合设计；

课程目标5：培养学生能够针对复杂机械工程问题，开发、选择与使用恰当的技术和资源。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

指标点3-1：能够针对智能装备或智能制造系统相关的复杂工程问题或实际需求，创新性地提出解决方案。

课程目标1

0.5

课程目标2

0.2

课程目标3

0.1

课程目标4

0.1

课程目标5

0.1

指标点3-2：能够根据所提出的解决方案，规划设计流程，创新性地设计出满足特定需求的智能装备或智能制造系统。

课程目标1

0.2

课程目标2

0.2

课程目标3

0.2

课程目标4

0.2

课程目标5

0.2

（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学

方式

对应课程目标

1

第1章微型计算机控制系统概述

1、微型计算机控制系统的组成?

2、微型机控制系统的分类

3、微型计算机控制系统的发展概况及趋势?

1、基本要求：了解微型计算机、接口电路、外部通用设备、工业生产对象、通用外部设备、操作台、人工控制、自动控制、操作指导系统；

2、理解微机控制系统的基本硬件结构和软件结构；理解各种微机控制系统的特点，尤其是应用场所；

3、重点：了解微型计算机控制系统的组成及分类；

4、难点：理解现场总线控制系统FCS等难点。

2

理论

课程目标1

课程目标2

课程目标5

2

第2章模拟量输入/输出通道的接口技术

1、多路开关及采样-保持器；

2、模拟量输出通道的接口技术?；

3、模拟量输入通道接口技术

1、基本要求：了解分时采样控制、A/D和D/A芯片的规格和位数、单极性输入、双极性输入、单极性电压输出、双极性电压输出、LED动态显示、LED静态显示、串口通讯、总线接口技术；

2、重点：简单应用A/D和D/A接口硬件设计、D/A转换器输出电压计算、A/D转换器位数选择；

3、难点：多路开关的扩展、D/A转换器输出方式、串行A/D转换器的接口设计；输入输出接口的硬件及软件设计方法。

2

理论

课程目标1

课程目标2

课程目标3

3

第3章常用控制程序设计

1、报警程序的设计；

2、开关量输出接口技术；

3、电机控制接口技术;

4、?步进电机控制接口技术

1、基本要求：了解硬件报警电路设计、软件报警程序设计、占空比、脉冲宽度调节、步进电机控制、电机速度控制；

2、重点：熟悉步进电机与微型计算机的接口设计、计算及程序编制方法；

3、难点：理解开关量输出接口技术及控制方法。

3

理论

课程目标1

课程目标2

课程目标4

4

第4章过程控制数据处理的方法

1、数字滤波技术；

2、量程自动转换和标度变换；

3、测量数据预处理技术；

4、DSP在数据处理中的应用。

1、基本要求：理解数字滤波、限幅滤波、限速滤波、平均滤波、量程转换、标度变换、数值计算、逻辑判断、非线性补偿、系统误差、自动校正；

2、重点：熟悉程序判断法、算术平均滤波等几种常用的数字滤波方法；量程自动转换和标度变换；

3、难点：掌握线性插值法，分段插值算法程序的设计方法，插值法在流量测量中的应用。

3

理论

课程目标1

课程目标2