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计算机控制技术(选修)
课程时长: 12小时56分钟
主讲教师: 张晓东

计算机控制技术课程是面向计算机科学与技术专业开设的职业技能课程。通过本课程的学习,学生应掌握计算机控制技术的基本概念、基本原理和方法,以及计算机控制系统的应用与实现,能够针对实际问题选择合适的控制算法,并仿真验证算法的可行性。主要教学内容包括计算机控制的基本概念、原理和实现方法;计算机控制系统的基本组成和分类;拉普拉斯变换,拉普拉斯变换求解线性常系数微分方程,差分方程和采样定理,z变换及z变换求解差分方程;控制系统的数学模型,物理系统的数学模型,传递函数和微分方程;模拟和数字PID算法,数字PID算法的改进,模拟和数字PID算法的参数整定;控制系统的稳定性分析,稳定性判定等;可编程控制器组成和工作原理,可编程控制器的编程方式等。

  • 计算机控制技术概述
    • 计算机控制技术的应用
    • 计算机控制系的一般性概念(1)开环与闭环系统
    • 计算机控制系的一般性概念(2)控制系统的基本组成
    • 计算机控制系的一般性概念(3)控制系统的分类
    • 计算机控制系统的典型形式
    • 计算机控制系统的设计问题
    • 计算机控制系统的发展历程
  • 经典控制理论
    • 自动控制理论发展的阶段
    • 拉氏变换(1)定义及作用
    • 拉氏变换(2)积分特性及微分特性
    • 拉氏变换(3)典型时间函数的拉氏变换
    • RC无源滤波器及其原理
    • 数字滤波
  • 计算机控制系统的数学描述
    • 模/数变换与数/模变换
    • 采样过程的数学描述及特性分析
    • 信号的恢复、重构与量化
    • z变换
    • 差分方程与z传递函数
    • 离散状态空间描述
  • 基于连续系统理论的数字控制器设计
    • 数字控制器设计基本原理
    • 连续控制器的离散化方法
    • PID控制算法及作用
    • 标准数字PID控制算法
    • 数字PID控制算法的改进
    • 数字PID控制器的参数整定
    • 计算机控制系统的稳定性分析(一)
    • 计算机控制系统的稳定性分析(二)
    • 计算机控制系统的稳态误差分析
    • 计算机控制系统的响应特性分析
  • 控制系统的数学模型
    • 系统模型
    • 被控对象特性的类型
    • 被控对象的一般性分析
    • 微分方程的建立
    • 最小二乘法
  • PLC控制
    • PLC 的应用及发展历程
    • PLC 的启、保、停电路
    • 西门子PLC
    • PLC的硬件结构
    • PLC的工作原理
    • PLC的基本指令及程序设计
    • 梯形图案例解析(一)
    • 梯形图案例解析(二)
    • 梯形图案例解析(三)
  • PLC实验实操
    • PLC通信
    • 闪烁电路
    • 喷泉的逻辑控制
    • 计数器的使用
  • 实践教学
    • 01-天塔之光实验-实验
    • 02-十字路交通灯控制实验-实验
    • 03-组态王软件-实验
    • 04-PID 模拟仿真控制实验-实验