教学大纲及自学指导.doc

东南大学动力工程系 《计算机控制技术与系统》 课程教学大纲 课程名称：计算机控制技术与系统 教材名称：微型计算机控制技术 ,清华大学出版社，于海生编，2002年 本课程的地位、任务、作用和基本要求 计算机控制技术与系统课程，是计算机在工业生产过程中应用的一门专业课程。它主要研究如何将计算机技术和自动控制技术用于生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。 本课程的任务，就是学习各种数字控制算法的计算机实现，掌握复杂控制系统的结构和应用；了解通道在计算机控制中的作用、组成及工作原理；了解总线在工业生产过程中的应用，以及各种抗干扰措施。 计算机控制是面向工程实际应用的一门课程，需要有良好的计算机基础、电子技术基础和自动控制理论基础。 课程的基本内容及要求（重点、深度、广度）和学时分配 过程计算机控制常规设计方法； 过程通道及接口技术； 总线技术； 可靠性及抗干扰技术； 学时分配：上课：30学时 课外：50学时（自己看书） 《计算机控制技术与系统》课程自学指导书 作者： 东南大学动力工程系 张雨飞 第一部分 学习指导 计算机控制技术与系统课程，是计算机在工业生产过程中应用的一门专业课程。它主要研究如何将计算机技术和自动控制技术用于生产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。 计算机控制是面向实际工程应用的一门课程，需要有良好的计算机基础、电子技术基础和自动控制理论基础。 本课程的地位、任务、作用 本课程是计算机应用课程中的学位课程之一，是学习计算机在工业生产现场应用的必选课程。 本课程的任务，就是学习各种数字控制算法的计算机实现，掌握复杂控制系统的结构和应用；了解通道在计算机控制中的作用、组成及工作原理；了解总线在工业生产过程中的应用，以及各种抗干扰措施。 课程的基本特点和学习方法 计算机控制技术与系统是面向工程实际的一门课程，涉及的知识面广，要求学生具有扎实的相关课程功底，并能灵活应用。 注重理论联系实际，注重解决工程实际中出现的问题，是本课程的学习关键。学会用计算机实现控制策略，并能进行仿真分析，分析控制效果，提出改进措施，达到更好的控制目标。 过程通道是计算机与生产过程连接的接口。了解过程通道的信号转换原理，学会编程控制通道的信号转换，从而对通道进行控制。通道部分的学习关键，是正确理解各部分硬件的工作原理以及引脚信号的控制，并能通过编程来控制信号的转换过程。 课程学习要求 1．根据《自学指导书》，按进度要求认真自学教材内容。为便于自学， 推荐参考书如下： （1）．《MCS-51单片机原理系统设计与开放应用》，万福君编，中国科技大学出版社，1997年 （2）．《微型计算机控制技术》，于海生等编，清华大学出版社，1999年 （3）．《计算机控制技术》，何克忠、李伟编，清华大学出版社，1999年 2．本课程在学习过程中，要上机调试相关的作业程序，见《自学指导书的要求。 3．除了上交的作业外，教师还会在教材和自学指导书中布置一定数量的习题和思考题，用于重点概念的理解和自我检查，希望学生也要认真完成。 各章自学指导 计算机控制概述 基本内容 过程计算机控制的发展以及应用概况； 过程计算机的组成及结构 过程计算机控制系统的分类以及大型火电厂过程计算机控制的主要功能系统。 基本要求及重点难点 过程计算机的组成及结构，以及电厂计算机控制系统的分类和作用。 学习指导 了解过程计算机的组成与常规计算机有何不同，以及计算机控制系统的分类原则。 过程通道及接口技术 基本内容 模拟量输出通道及接口 模拟量输入通道及接口 数字量输入/输出通道及接口 基本要求及重点难点 D/A转换原理及DAC0832芯片的使用； 3种类型A/D转换原理以及芯片的使用； A/D通道的各功能模块的工作原理； 数字量输入/输出通道的结构； 重点难点：深入理解原理，了解其工作过程，并与计算机接口，能编程控制通道。 学习指导 重点掌握3种类型A/D转换原理，以及DAC0832，CD4051，ADC0809，AD574芯片的使用。 四、本章思考题及作业题 作业题：2.1设计通道， 用8031单片机与A/D和D/A芯片连接。实现8路模拟量输入与1路模拟量输出。 过程计算机控制常规设计方法 基本内容 数字PID控制算法 2．直接数字设计方法 3．复杂计算机控制系统设计 二、基本要求及重点难点 1．掌握各种离散化方法； 2．学会推导数字PID控制基本算法和改进控制算法； 3．了解各种复杂控制系统的结构和工作原理，并能编程实现控制； 重点难点：深入理解各种离散化方法的应用场合和稳定性；对连续过程对象进行离散化；深入了解数字PID控制的原理以及推倒过