一、课程性质和教学目标

    本课程是自动化专业的主干课程之一。它是一门从应用角度出发，密切结合工业自动化实践的应用技术课程。它的主要任务是通过各个教学环节运用各种教学手段和方法，使学生掌握计算机在控制技术领域内的基础知识、基本应用技术；掌握计算机控制系统的硬件、软件的选择、组织配置和设计；贯彻理论联系实际的原则，把硬件和软件结合、控制原理和典型应用结合，以利学生掌握计算机控制原理和应用技术的完整知识。

 二、课程教学内容及学时分配

1．计算机控制系统和控制技术的概述（4学时）。了解计算机控制的一般概念，熟悉计算机控制系统的组成、特点和典型应用方式，介绍一个工业锅炉计算机控制实例。

2．过程通道和数据采集系统（10学时）。熟悉过程通道的组成、功能；了解信号变换中的采样、量化和编码；掌握模拟量输入通道的组成和多路转换器、可编程放大器、采样保持器的功能；掌握数/模和模/数转换技术与微处理器的接口技术；掌握模拟量输入通道和数据采集系统的配置与设计技术；掌握模拟量输出通道的配置与设计技术；熟悉过程通道的抗干扰措施。通过上述内容学习，掌握模拟量输入输出通道和接口的设计、选择与配置的基本知识。

3．程序控制和数值控制（6学时）。掌握数值控制的基本原理和逐点比较法插补原理，步进电机控制的原理。

4．数字PID控制算法（6学时）。掌握准连续PID控制算法及其改进算法，参数整定方法；了解PID控制自整定算法原理。

5．数字控制器直接设计方法（8学时）。了解参数优化的低阶控制算法和最少拍随动系统的设计要求和原理；理解最少拍无纹波随动系统、惯性因子法、非最少有限拍控制的设计原理；掌握达林（Dahlin）算法的原理、设计和应用。

6．模型预测控制算法（10学时）。掌握动态矩阵控制（DMC）算法的原理、结构、参数选择；理解动态矩阵控制算法在时滞、干扰、约束和多变量系统中的应用；理解模型算法控制的原理。

7．微型计算机控制系统的设计和应用实例（4学时）。了解计算机控制系统设计的要求、特点和一般步骤；掌握典型应用实例：温度控制系统、双闭环直流数字调速系统等的硬件组成、应用程序设计技术。

8．分布式计算机控制系统（2学时）。以典型分布式计算机控制系统结构为背景，了解系统的组成、结构以及基本控制器的组态和应用；了解典型实时软件的应用。

9. 现场总线技术和应用（2学时）。了解现场总线技术的基本概念和典型应用系统。

三、教学方法

课堂教学、实验教学训练大作业训练；

四、考核及成绩评定方式

期末考试70%，实验10%，课程设计10%，平时成绩10%；

五、教材及参考书目

教材：

《微型计算机控制技术》（第3版）谢剑英 国防版 2001

教学参考书：

《微型计算机控制技术实验教程》谢剑英 国防版 1991

《过程控制》金以慧 清华版 1995

《预测控制》席裕庚 国防版 1991

大纲撰写人：杨根科