電子信息工程自考考試大綱

本文格式為Word版，下載可任意編輯——電子信息工程自考考試大綱天津市高等教育自學(xué)考試課程考試大綱

課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

天津市高等教育自學(xué)考試課程考試大綱

課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)課程代碼：0818、4660

第一部分課程性質(zhì)與目標(biāo)

一、課程性質(zhì)與特點

《微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)》是我國高等學(xué)校自動化、電子與電氣工程、計算機應(yīng)用、機電一體化等專業(yè)開設(shè)的重要專業(yè)課。是以計算機在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)為核心，研究如何將計算機技術(shù)和自動控制理論應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程中，并設(shè)計出滿足控制性能需求的計算機控制系統(tǒng)。它以計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點為基礎(chǔ)，探討一些常用的、新型的控制算法和技術(shù)實現(xiàn)，是一門理論聯(lián)系實際，系統(tǒng)性、實踐性很強的課程。總學(xué)時為80學(xué)時（理論授課64學(xué)時，試驗16學(xué)時）。二、課程目標(biāo)與基本要求

微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)總體目標(biāo)為通過理論和試驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生對多領(lǐng)域知識的融會貫穿能力、實踐能力、獨立操作能力，處理解決微型計算機控制系統(tǒng)設(shè)計問題的綜合能力，培養(yǎng)專業(yè)應(yīng)用型人才，為從事工業(yè)自動化、計算機控制等相關(guān)的設(shè)計和生產(chǎn)活動打下堅實的理論和實踐基礎(chǔ)。知識目標(biāo)

要求學(xué)生理解“微型計算機控制技術(shù)〞的基本工程概念和原理，把握常用的控制技術(shù)原理、算法和設(shè)計思想；把握計算機在工業(yè)控制應(yīng)用中的特點和基本規(guī)律；把握計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試方法，并能夠設(shè)計出符合特定指標(biāo)要求的計算機控制系統(tǒng)。能力目標(biāo)

要求學(xué)生具備綜合運用所學(xué)知識對“計算機控制系統(tǒng)〞進行性能分析、系統(tǒng)設(shè)計及運行調(diào)試的能力。

課程的基本要求

1．把握計算機控制技術(shù)的基本概念，了解計算機控制系統(tǒng)的組成及特點。2．把握數(shù)據(jù)的輸入輸出及預(yù)處理方法。

3．把握數(shù)字控制器的離散化設(shè)計方法，了解Z變換的方法，把握數(shù)字控制器的解析設(shè)計方法。

4．把握數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計方法，把握模擬控制器的離散化方法，把握數(shù)字PID的實現(xiàn)、整定及改進方法，把握串級控制、前饋控制的設(shè)計方法。

5．把握逐點比較插補方法，把握步進電機、無刷直流電機的控制方法。

6．了解計算機控制系統(tǒng)中的干擾來源、傳播途徑及作用形式，把握共模干擾、串模干擾、長線傳輸干擾的抑制方法，了解電源系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，了解屏蔽與接地技術(shù)，了解印制電路板抗干擾設(shè)計方法。

7．了解工業(yè)個人計算機、可編程控制器、智能調(diào)理器和集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本概念。

8．了解組態(tài)軟件的基本概念。三、本課程與本專業(yè)其他課程的關(guān)系

《微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)》是學(xué)生在學(xué)習(xí)自動控制原理、單片機接口技術(shù)及應(yīng)用、應(yīng)用程序基礎(chǔ)與設(shè)計的基礎(chǔ)上的具體實踐運用；教學(xué)內(nèi)容綜合了自動控制理論、接口技術(shù)和程序語言設(shè)計的相關(guān)知識和技能，是直接應(yīng)用于工業(yè)自動化控制方面的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)

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課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

課程；側(cè)重于計算機控制系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計及系統(tǒng)綜合性能分析等內(nèi)容。

其次部分考核內(nèi)容與考核目標(biāo)

第一章緒論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1．把握計算機控制技術(shù)的基本概念；2．了解計算機控制系統(tǒng)的基本組成；3．了解計算機控制的特點。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．計算機控制技術(shù)的基本概念（重點）

識記：計算機控制系統(tǒng)的概念、組成、分類、特點。理解：數(shù)字控制器的設(shè)計方法。2．計算機控制系統(tǒng)的組成（一般）

識記：工業(yè)控制計算機的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的基本概念。理解：控制計算機的主要特點。

其次章數(shù)據(jù)輸入輸出和預(yù)處理

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1.把握輸入輸出數(shù)據(jù)方式；

2.理解開關(guān)量輸入輸出接口、模擬量輸入輸出接口的工作原理；3.把握數(shù)據(jù)預(yù)處理的基本方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．輸入輸出數(shù)據(jù)的方式（重點）

理解：計算機輸入輸出數(shù)據(jù)的工作方式。2．開關(guān)量輸入輸出接口（重點）

應(yīng)用：能夠設(shè)計開關(guān)量輸入輸出接口電路，并編寫程序。3．模擬量輸入接口（重點）

理解：理解ADC0809的工作原理。

應(yīng)用：能夠設(shè)計模擬量輸入接口電路，并編寫程序。4．模擬量輸出接口（重點）

理解：DAC0832的工作原理。

應(yīng)用：能夠設(shè)計模擬量輸出接口電路，并編寫程序。5．?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理（重點）

識記：數(shù)字濾波與模擬濾波的特點。理解：常用數(shù)字濾波的原理。

應(yīng)用：能夠?qū)崿F(xiàn)常用數(shù)字濾波的程序編寫。6．系統(tǒng)誤差自校正（次重點）

理解：零位誤差與增益誤差的校準(zhǔn)方法。7．工程量標(biāo)度轉(zhuǎn)換（次重點）理解：工程量標(biāo)度轉(zhuǎn)換的方法。

應(yīng)用：能夠完成工程量標(biāo)度轉(zhuǎn)換的計算和編程。

第三章數(shù)字控制器的離散化設(shè)計

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三、學(xué)習(xí)目的與要求

1.把握Z變換的計算方法；

2.把握脈沖傳遞函數(shù)的計算方法；3.把握頻率域設(shè)計法的步驟；4.把握達林算法的設(shè)計方法。四、考核知識點與考核目標(biāo)

1．Z變換（重點）理解：采樣過程。應(yīng)用：Z變換的計算。2．脈沖傳遞函數(shù)（重點）

理解：脈沖傳遞函數(shù)的定義。應(yīng)用：脈沖傳遞函數(shù)的計算。3．頻率域設(shè)計法（次重點）應(yīng)用：頻率域設(shè)計方法。4．達林算法（次重點）

應(yīng)用：達林算法的設(shè)計方法。

第四章數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1.了解數(shù)字控制器模擬化設(shè)計的基本步驟；2.把握模擬控制器的離散化方法；3.理解PID控制規(guī)律；

4.把握數(shù)字PID控制算法的實現(xiàn)方法、參數(shù)整定方法和改進方法；5.把握串級控制和前饋控制的設(shè)計方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．?dāng)?shù)字控制器模擬化設(shè)計概述（重點）識記：模擬化設(shè)計的基本步驟。

2．模擬控制器的離散化方法（次重點）

識記：常用模擬控制器離散化方法的特點。

應(yīng)用：能夠完成脈沖響應(yīng)不變法、階躍響應(yīng)不變法、差分變換法和雙極性變換法的

設(shè)計。

3．?dāng)?shù)字PID（重點）

理解：連續(xù)控制系統(tǒng)的PID控制規(guī)律；串級控制和前饋控制的原理。

應(yīng)用：能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID控制算法及改進算法的編程、參數(shù)整定；能夠?qū)崿F(xiàn)串級控

制和前饋控制的設(shè)計。

第五章數(shù)字控制技術(shù)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1.把握數(shù)字控制技術(shù)的基本原理及方法；2.把握步進電機工作原理及其驅(qū)動控制方法；3.把握無刷直流電機及其控制方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．?dāng)?shù)字控制基礎(chǔ)（重點）

識記：數(shù)字控制方式、數(shù)字控制系統(tǒng)的類型。

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課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

理解：數(shù)字控制的基本原理，逐點比較插補法的原理。應(yīng)用：能夠完成直線插補和圓弧插補的計算。2．步進電機及其驅(qū)動控制（次重點）

理解：步進電機的工作原理及控制方法。3．無刷直流電機及其控制（次重點）

理解：無刷直流電動機的工作原理及數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用：能夠設(shè)計直流無刷電機調(diào)速系統(tǒng)。

第六章計算機控制系統(tǒng)中的抗干擾技術(shù)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1.了解干擾的來源、傳播途徑及作用形式；2.把握硬件抗干擾的技術(shù)方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．干擾的傳播途徑與作用方式（重點）

識記：干擾的來源、干擾的傳播途徑、干擾的作用形式。2．硬件抗干擾技術(shù)（次重點）

理解：共模干擾、串模干擾和長線傳輸干擾的抑制方法，電源系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，

屏蔽與接地技術(shù)，印刷電路板抗干擾設(shè)計方法。

第七章計算機控制系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

1.了解工業(yè)個人計算機的組成，總線的概念；2.了解過程通道卡的基本概念；

3.了解智能調(diào)理器的組成及使用方法；4.了解可編程控制器的基本概念；

5.了解集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本概念；6.了解計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．工業(yè)個人計算機（次重點）

識記：工業(yè)個人計算機的組成、總線。2．過程通道卡（一般）識記：，過程通道卡的基本概念。3．智能調(diào)理器（一般）識記：，智能調(diào)理器的組成及使用方法。4．可編程控制器（一般）

識記：可編程控制器的優(yōu)點及主要用途。理解：可編程控制器的工作過程。

5．集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（一般）

識記：集散控制系統(tǒng)的基本概念，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基本概念。6．計算機控制系統(tǒng)應(yīng)用（一般）

識記：對計算機控制系統(tǒng)的要求，計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟。

第八章組態(tài)軟件

一、學(xué)習(xí)目的與要求

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課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

1．了解組態(tài)軟件的概念。二、考核知識點與考核目標(biāo)

1．組態(tài)軟件的概念（一般）

識記：組態(tài)軟件的概念、系統(tǒng)構(gòu)成及功能。2．KingView組態(tài)軟件（一般）

識記：KingView組態(tài)軟件的基本操作。

第三部分實踐環(huán)節(jié)考核與成績

本課程的實踐環(huán)節(jié)考核包括以下4個試驗，每個試驗單獨考核，獨立計分，采取百分制評分，60分及格。

考核成績要求：4個試驗均考核合格，并將4個試驗的平均分作為本課程實踐環(huán)節(jié)考核的最終成績。試驗序號微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)講授及實踐課時4試驗一模擬量輸入接口設(shè)計4試驗二模擬量輸出接口設(shè)計4試驗三爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計4試驗四直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計合計

試驗一模擬量輸入接口設(shè)計

一、考核目的與要求

1.了解ADC0809的工作原理。

2.把握ADC0809與CPU的接口方式及編程方法。二、考核內(nèi)容

1.用電位器改變模擬電壓的輸入值，經(jīng)A/D變換后讀入單片機內(nèi)部寄放器（A/D時鐘由CPU掛箱時鐘發(fā)生電路提供）。

2.通過設(shè)置斷點查看寄放器的內(nèi)容。三、考核方式

1．考核方式

本試驗考核學(xué)生A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計與編程技能，考核采用終結(jié)性考核。

2．考核方法

（1）ADC0809電路設(shè)計操作；（2）程序編寫操作；（3）調(diào)試操作；

（4）現(xiàn)場有關(guān)試驗問題解答。3．評分標(biāo)準(zhǔn)

采用百分制，每項各占25分。

試驗二模擬量輸出接口設(shè)計

一、考核的目的與要求

1．了解DAC0832的工作原理。

2．把握DAC0832與CPU的接口方式及編程方法。

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二、考核的內(nèi)容

1．單片機輸出8位數(shù)字量，經(jīng)D/A變換后輸出。2．改變數(shù)字量，用萬用表觀測其輸出電壓的變化。三、考核方式與環(huán)境要求

1．考核方式

本試驗考核學(xué)生D/A轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計與編程技能，考核采用終結(jié)性考核。2．考核方法

（1）DAC0832電路設(shè)計操作；（2）程序編寫操作；（3）調(diào)試操作；

（4）現(xiàn)場有關(guān)試驗問題解答。3．評分標(biāo)準(zhǔn)

采用百分制，每項各占25分。

試驗三爐溫控制系統(tǒng)設(shè)計

一、考核的目的與要求

1．了解溫度控制系統(tǒng)的特點。

2．把握大時間常數(shù)系統(tǒng)PID控制器的參數(shù)整定方法。二、考核的內(nèi)容

采用PID算法進行爐溫控制。三、考核方式與環(huán)境要求

1．考核方式

本試驗考核學(xué)生針對大時間常數(shù)系統(tǒng)PID控制器的設(shè)計及參數(shù)整定方法的把握狀況，考核采用終結(jié)性考核。

2．考核方法

（1）爐溫控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計；（2）PID控制器的程序設(shè)計；（3）參數(shù)整定及系統(tǒng)調(diào)試操作；（4）現(xiàn)場有關(guān)試驗問題解答。3．評分標(biāo)準(zhǔn)

采用百分制，每項各占25分。

試驗四直流電機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

一、考核的目的與要求

1．了解直流電機調(diào)速系統(tǒng)的特點。

2．研究采樣周期T對系統(tǒng)特性的影響。

3．研究電機調(diào)速系統(tǒng)PID控制器的參數(shù)的整定方法。二、考核的內(nèi)容

采用PID算法進行直流電機調(diào)速試驗。三、考核方式與環(huán)境要求

1．考核方式

本試驗考核學(xué)生采用PID控制器實現(xiàn)直流電動機調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計及參數(shù)整定方法的把握狀況，考核采用終結(jié)性考核。

2．考核方法

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課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

（1）直流調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計；（2）PID控制器的程序設(shè)計；（3）參數(shù)整定及系統(tǒng)調(diào)試操作；（4）現(xiàn)場有關(guān)試驗問題解答。3．評分標(biāo)準(zhǔn)

采用百分制，每項各占25分。

第四部分有關(guān)說明與實施要求

一、考核目標(biāo)的能力層次表述

本大綱在考核目標(biāo)中，依照“識記〞、“理解〞、“應(yīng)用〞三個能力層次規(guī)定了不同的能力層次，各個能力層次為遞進等級關(guān)系，其含義為：

識記：能了解有關(guān)概念、理論的意義，并能正確地認識和表達，是低層次的要求。理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題，是中等層次的要求。

應(yīng)用：一般分為“簡單應(yīng)用〞和“綜合應(yīng)用〞，其中，“簡單應(yīng)用〞指在理解的基礎(chǔ)上能用學(xué)過的一兩個知識點分析和解決簡單的問題；“綜合應(yīng)用〞指在簡單應(yīng)用的基礎(chǔ)上能用學(xué)過的多個知識點綜合分析和解決比較繁雜的問題，是最高層次的要求。二、指定教材

《計算機控制技術(shù)》劉雨棣雷別致主編XX交通大學(xué)出版社2023年版三、自學(xué)方法指導(dǎo)

1．考生在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱本大綱中有關(guān)這一章的考核知識點及對知識點能力層次要求和考核目標(biāo)，以便心中有數(shù)，重點突出，有的放矢地學(xué)習(xí)。

2．在了解大綱內(nèi)容的基礎(chǔ)上，認真閱讀教材，把握各章節(jié)的具體內(nèi)容，吃透每個知識點，對基本概念深刻理解，對基本原理要完全弄清，基本方法要穩(wěn)固把握。

3．在自學(xué)過程中，要做好閱讀筆記，遇到不懂的問題、數(shù)學(xué)公式，要主動尋覓相關(guān)資料，找到答案后，將資料名稱和所在記錄下來，養(yǎng)成紀錄書目的習(xí)慣，為長期學(xué)習(xí)提供便利。要多整理，多總結(jié)。

4．應(yīng)盡可能的多做書后習(xí)題，重視理論聯(lián)系實際，具體問題具體分析，在做題的過程中理解、消化、穩(wěn)定所學(xué)知識。遇到困難的題目，首先回到教材中尋求答案，在解決實際問題的過程中進一步學(xué)習(xí)。四、對社會助學(xué)的要求

1．應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。

2．應(yīng)把握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標(biāo)。

3．輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。

4．輔導(dǎo)時，應(yīng)對學(xué)習(xí)方法進行指導(dǎo)，宜提倡“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學(xué)通〞的方法。

5．輔導(dǎo)時要突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。

6．注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中擅長提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

7．要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。

8．助學(xué)學(xué)時：本課程共5學(xué)分，其中理論環(huán)節(jié)4學(xué)分，建議72學(xué)時，實踐環(huán)節(jié)1學(xué)分，

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課程名稱：微型計算機控制技術(shù)與系統(tǒng)（2023年10月修訂版）課程代碼：0818、4660

建議18學(xué)時。助學(xué)學(xué)時分派如下：

章節(jié)課程內(nèi)容第一章概述其次章數(shù)據(jù)輸入輸出和預(yù)處理第三章數(shù)字控制器的離散化設(shè)計第四章數(shù)字控制器的模擬化設(shè)計第五章數(shù)字控制技術(shù)第六章計算機控制