控制技术及应用课程教学大纲Word文档下载推荐.docx
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即“了解、掌握、重点、难点”。
“了解”是指学生在本章要了解的内容，如类型、结构等；
“掌握是指学生在本章要掌握的内容，如原理、特征等；
“重点”是指本章最重要的“东西”，如概念、方法等；
“难点”是指本章较难掌握的“东西”，如电路分析及设计等。
二、本课程与其他课程的联系与分工
本课程的先修课程主要有高等数学、电路、模拟电子和数字电子技术等。
本课程的很多内容都与电子技术基础、信号与系统有联系，是主要后续课程之一。
该课程是机械电子工程的专业基础课之一，也是其他专业的选修课程，学习一定要紧密结合工程背景，通过多练习有助于学生掌握课程内容，希望每章后多布置习题给同学们练习。
三、课程教学内容
第一章自动控制技术概述
教学目的与要求：
了解控制技术在航空航天、国防科研、仪器仪表、工业控制以及家用电器等各个领域的自动控制原理和方法。
掌握高、新技术的基本特征。
教学重点与难点：
重点：
控制技术的基本内容与特点。
难点：
控制技术的研究对对象与方法。
第一节
引言
第二节
高技术和新技术基本特征
第三节
实用自动控制特点及内容
一、特点
二、内容
第二章传感器的结构原理
了解控制系统中各种常用传感器的结构原理。
掌握控制系统各种常用传感器的优点、缺点、使用方法与技巧。
电阻、电感、电容、光电、光纤、温度、磁性、压电、涡流、霍尔效应、等强度应变梁、商业电子称用传感器等。
敏感器件的物理特性。
第一节传感器概述
一、传感器概念
二、传感器的应用
电阻式传感器
一、原理
二、结构类型
电感式传感器
二、电感式传感器的主要形式
第四节
电容式传感器
三、电容式传感器的优缺点
第五节
光电式传感器
一、光电元件
二、光电式传感器的应用实例
第六节
光纤传感器
一、工作原理
第七节
霍尔传感器
二、霍尔元件的基本结构
三、霍尔元件的使用方法
第八节
温度传感器
一、热电偶测温原理
二、热电偶结构
三、热电偶的使用
四、热电偶的补偿导线
五、热电偶使用注意事项
六、热电偶故障及其修复方法
七、热敏电阻温度传感器性能参数
八、集成温度传感器
第九节
气体传感器
一、半导体气体传感器结构
二、应用举例
第十节
磁性传感器
一、压磁式传感器
二、磁电式传感器
第十一节
其他形式传感器
一、涡流传感器
二、压电式传感器
三、振弦式传感器
四、湿度传感器
五、等强度应变梁传感器
六、商业电子秤用传感器
第十二节
传感器的现状及存在问题
第三章参数检测
了解控制系统中各种物理参数的检测原理。
掌握控制系统中各种物理参数的检测方法、技巧与注意事项。
力、热、声、光、电参数的检测。
扭转力矩的检测。
第一节力参数检测
一、扭转力矩检测
二、压（拉）力检测
三、张力检测
四、应力检测
热参数检测
一、热敏电阻检测法
二、热电偶检测法
声参数检测
一、声强测定原理
二、测定方法
光参数检测
一、测定原理
二、检测方法
电参数检测
一、直流电流和直流电压的检测
二、直流电功率检测
三、交流电流和交流电压的检测
四、交流电功率检测
五、电参数测量注意事项
第四章自动控制理论基础
了解自动控制的基本原理。
掌握自动控制的基本方法。
自动控制系统的基本类型、自动控制系统的典型环节点。
PID调节器、最佳系统校正方法。
系统动态过程分析基础
一、过渡过程及微分方程算子法
二、结构图及传递函数
三、电路的导纳阻抗及传递函数表示方法
常用控制系统的基本类型
一、单回路系统
二、多回路系统
三、串级系统
四、比值系统
五、复合系统
自动控制系统典型环节
一、惯性环节
二、比例环节
三、积分环节
四、滞后环节
五、振荡环节
六、微分环节
PID调节器
一、比例（P）调节器
二、积分（I）调节器
三、微分（D）调节器
四、比例积分（PI）调节器
五、比例微分（PD）调节器
六、比例积分微分（PID）调节器
七、反馈网络带有电位计的调节器及惯性环节
最佳控制系统的标准及校正方法
一、评价系统的主要指标
二、二阶闭环调节系统的最佳标准
三、三阶闭环调节系统的最佳标准
四、二阶或三阶最佳标准应用举例
五、校正方法
控制系统常用参数（公式）图表及符号说明
一、调节器的二阶最佳与三阶最佳比较
二、电气传动常用调节对象的计算
三、常用电气网路的复数阻抗
四、常用电子调节器的线路及特性
五、符号说明
第五章计算机控制
了解自动控制系统中常用作实时控制的51单片计算机的结构原理及最小系统组成方法。
掌握自动控制系统中用作实时控制的单片计算机的控制方法、特点与技巧。
硬件电气特性与参数。
编程方法与技巧。
结构特性
功能指令
一、指令符号的意义
二、指令及地址
应用举例
一、工业顺序控制
二、步进电机控制
三、警报音变控制
四、彩灯花样控制
五、用单片机控制测量系统
第六章接口技术
了解自动控制系统中常用各种接口电路的原理。
掌握自动控制系统中常用各种接口电路的使用技巧与方法。
电平变换接口、器件间接口、设备与仪表间接口、大负载与设备间接口、A/D、D/A接口。
接口电路分析。
电平变换接口
各类半导体器件间的接口
一、晶体管驱动TTL电路的接口
二、运算放大器与CMOS电路间的接口
三、CMOS与TTL的接口
四、光敏器件同TTL匹配的接口
工业电气设备及大负载与低压半导体器件的接口
一、工业电气设备与低压半导体器件的接口
二、大负载与低压半导体的接口
阻抗匹配及负荷计算
一、阻抗匹配实例
二、负荷计算
D/A（数/模）转换及接口
一、D/A转换原理
二、D/A转换器及接口
A/D（模/数）转换及接口
一、双积分A/D转换原理
二、双积分A/D转换器及接口
微机键盘、显示及通讯接口
一、键盘接口
二、显示器接口
三、通讯接口
四、学时分配表
章次
章名
实验名称
学时分配
备注
理论
实践
第一章
自动控制技术概述
2
第二章
传感器的结构原理
12
第三章
参数检测
第四章
自动控制理论基础
第五章
计算机控制
6
第六章
接口技术
4
合计
48
五、课程教学基本要求
1.课堂讲授：
传统教学与多媒体教学相结合。
2.作业：
鉴于课时量的限制，没有开设专项的讨论课，关于学法和教法改进与适应性问题的讨论放在课间或课余。
加强学生对作业的训练，并做到详细批改每个学生所作的每道作业题，适时发现并及时纠正学生的错误以加强学生对所学知识的理解。
六、建议教材及主要参考资料
1.建议教材
张洪润、金伟萍、关怀自动控制技术与工程应用[M].北京：
清华大学出版社，2013.10
2.主要参考资料
[1]胡寿松.自动控制原理[M].北京：
科学出版社，2001
[2]张洪润实用自动控制[M].四川：
科学技术出版社，第1版，1993.7
七、课程成绩考核
课程成绩考核包括平时考核和期末考核。
平时考核包括：
出勤、作业、课堂表现、实验报告等。
期末考核采取闭卷考试形式。
平时考核成绩占总成绩的30%，期末考核成绩占总成绩的70%。
具体考核内容及所占比例，详见下表。
考核内容
占总成绩的比例
平时考核
出勤、回答问题、课堂练习、课后作业、实验报告
30%
期末考核
闭卷考试
70%
各系部可根据专业要求和课程特点，选择适合的考试考核形式和成绩比例，报教务处审批备案。
大纲制（修）订人：
王锋
大纲审定人：
校对：
日期：
2015年8月
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