《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱（機(jī)器人工程專(zhuān)業(yè)）

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程簡(jiǎn)介課程中文名計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程英文名Computercontroltechnology雙語(yǔ)授課□是√否課程代碼24122042課程學(xué)分2總學(xué)時(shí)數(shù)32（含實(shí)踐4）課程類(lèi)別□通識(shí)教育課程□公共基礎(chǔ)課程√專(zhuān)業(yè)教育課程□綜合實(shí)踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修√選修□其他課程形態(tài)□線上√線下□線上線下混合式□社會(huì)實(shí)踐□虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式□閉卷□開(kāi)卷√課程論文□課程作品□匯報(bào)展示□報(bào)告□課堂表現(xiàn)□階段性測(cè)試□平時(shí)作業(yè)□其他（可多選）開(kāi)課學(xué)院機(jī)器人工程學(xué)院開(kāi)課系(教研室)機(jī)器人工程面向?qū)I(yè)機(jī)器人工程開(kāi)課學(xué)期第7學(xué)期先修課程計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)（c語(yǔ)言）、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)控制理論后續(xù)課程無(wú)選用教材廖道爭(zhēng)，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（第2版）[M]，機(jī)械工業(yè)出版社,2021年.參考書(shū)目1.廖道爭(zhēng).計(jì)算機(jī)控制技術(shù)（第1版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2019.2.周俊.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社,2016.課程資源無(wú)課程簡(jiǎn)介本課程計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是研究控制系統(tǒng)的重要手段之一，是自動(dòng)控制理論的后續(xù)課程，在專(zhuān)業(yè)課程體系中占有非常重要的地位，是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)本科生必修專(zhuān)業(yè)課。該課程主要研究如何將計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程，并設(shè)計(jì)出所需要的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。二、課程目標(biāo)表1課程目標(biāo)序號(hào)具體課程目標(biāo)課程目標(biāo)1能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于解決計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。了解我國(guó)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展歷程以及在國(guó)家重大工程中的應(yīng)用。課程目標(biāo)2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題并獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)3能夠設(shè)計(jì)針對(duì)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，并能夠再設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。課程目標(biāo)4能夠能夠基于專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，采用科學(xué)方法對(duì)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的復(fù)雜工程進(jìn)行研究，能夠根據(jù)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合分析，通過(guò)信息綜合得到有效結(jié)論。表2課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識(shí)【H】1.1掌握控制系統(tǒng)建模、分析和綜合的基本方法，具有能夠解決復(fù)雜工程問(wèn)題的基本能力。1/21.2掌握解決計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域所需的工程基礎(chǔ)知識(shí)，并能夠應(yīng)用。11.3掌握計(jì)算機(jī)控制工程專(zhuān)業(yè)知識(shí)，具備解決復(fù)雜計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域的能力。畢業(yè)要求3：設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案【M】3.1能夠分析復(fù)雜工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案，并體現(xiàn)出創(chuàng)新意識(shí)。33.2能夠根據(jù)本行業(yè)的特定需求，清晰描述自計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，識(shí)別任務(wù)面臨的各項(xiàng)制約條件，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行系統(tǒng)綜合性設(shè)計(jì)。3.3能夠考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化和環(huán)境等因素，對(duì)設(shè)計(jì)和方案的合理性及可行性進(jìn)行分析、論證。畢業(yè)要求4：研究【H】4.1能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制專(zhuān)業(yè)理論，采用科學(xué)方法對(duì)自動(dòng)控制領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。44.2能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制專(zhuān)業(yè)理論，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，通過(guò)信息綜合得到合理有效的結(jié)論。三、課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法（一）理論學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表3課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)課程模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容學(xué)習(xí)任務(wù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)方法學(xué)時(shí)1緒論1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述1.拓展閱讀：計(jì)算機(jī)控制發(fā)展史2.線上學(xué)習(xí)：國(guó)家重大工程中計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的應(yīng)用。1重點(diǎn)：1.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述；2.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式。講授法；引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)模塊的理解案例教學(xué)：激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)興趣。22.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式33.計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介34.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況和趨勢(shì)15.我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程以及在國(guó)家重大工程中的應(yīng)用32計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)1.工控機(jī)的總線技術(shù)1.拓展學(xué)習(xí)：總線的類(lèi)別2重點(diǎn)：1.總線接口擴(kuò)展技術(shù)；2.輸入輸出接口與過(guò)程通道設(shè)計(jì)原理。難點(diǎn)：1.基于外部總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。講授法；引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)模塊的理解案例教學(xué)：激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)興趣。102.總線接口擴(kuò)展技術(shù)23.輸入輸出接口與過(guò)程通道設(shè)計(jì)原理34.基于系統(tǒng)總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件35.基于外部總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)46.硬件抗干擾技術(shù)43常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)1.數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)1.課題論文2重點(diǎn)：1.數(shù)字PID控制器。難點(diǎn)：1.數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)；2.數(shù)字PID控制器。講授法；引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)模塊的理解案例教學(xué)：激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)：促進(jìn)知識(shí)的理解102.數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)23.數(shù)字PID控制器34.串級(jí)控制技術(shù)44先進(jìn)控制技術(shù)1.模糊控制技術(shù)1.拓展學(xué)習(xí)：AI技術(shù)的發(fā)展史。3重點(diǎn)：1.模糊控制技術(shù)。難點(diǎn)：1.模糊控制技術(shù)；2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。講授法；引導(dǎo)學(xué)生知識(shí)模塊的理解案例教學(xué)：激發(fā)學(xué)生自我學(xué)習(xí)興趣。實(shí)驗(yàn)：促進(jìn)知識(shí)的理解62.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)4合計(jì)28實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容及要求表4課程目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容和教學(xué)方法對(duì)應(yīng)關(guān)系序號(hào)項(xiàng)目名稱項(xiàng)目來(lái)源教學(xué)目標(biāo)（觀測(cè)點(diǎn)、重難點(diǎn)）學(xué)時(shí)數(shù)項(xiàng)目類(lèi)型要求每組人數(shù)教學(xué)方法課程目標(biāo)1實(shí)驗(yàn)1：A/D、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教材1.熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)K2設(shè)計(jì)性必做2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)32.掌握A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊工作原理3.掌握A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置2實(shí)驗(yàn)2：數(shù)字PID控制其它1.理解數(shù)字PID控制器2綜合性必做2實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)42.完成電動(dòng)機(jī)速度控制系統(tǒng)中數(shù)字PID控制建模3掌握.PID控制器的參數(shù)整定四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表5課程目標(biāo)、考核內(nèi)容與考核方式對(duì)應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)考核內(nèi)容所屬學(xué)習(xí)模塊/項(xiàng)目考核占比考核方式課程目標(biāo)11.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的典型型式緒論25%課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)期末測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.工控機(jī)的總線技術(shù)概念計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)3.總線接口擴(kuò)展技術(shù)概念計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)4.數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)概念常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)5.數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)概念常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)6.數(shù)字PID控制器概念常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)7.串級(jí)控制技術(shù)概念常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)8.先進(jìn)控制技術(shù)概念先進(jìn)控制技術(shù)課程目標(biāo)21.工控機(jī)的總線技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)25%課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)期末測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.總線接口擴(kuò)展技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)3.輸入輸出接口與過(guò)程通道設(shè)計(jì)原理計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)4.硬件抗干擾技術(shù)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)5.數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計(jì)技術(shù)常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)6.數(shù)字控制器的離散化設(shè)計(jì)技術(shù)常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)課程目標(biāo)31.基于外部總線的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)20%課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)期末測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.數(shù)字PID控制器設(shè)計(jì)常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)3.串級(jí)控制設(shè)計(jì)常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)課程目標(biāo)41.工控機(jī)的總線技術(shù)分析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)30%課堂表現(xiàn)平時(shí)作業(yè)期末測(cè)試實(shí)驗(yàn)報(bào)告2.總線接口擴(kuò)展技術(shù)分析計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)3.數(shù)字控制器的連續(xù)化分析常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)4.數(shù)字控制器的離散化分析常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)5.串級(jí)PID控制系統(tǒng)分析先進(jìn)控制技術(shù)6.模糊控制系統(tǒng)分析先進(jìn)控制技術(shù)7.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析先進(jìn)控制技術(shù)合計(jì)100%表6課程目標(biāo)與考核方式矩陣關(guān)系課程目標(biāo)考核方式考核占比期末考試成績(jī)比例60%實(shí)驗(yàn)成績(jī)比例10%平時(shí)作業(yè)成績(jī)比例20%課堂參與成績(jī)比例10%課程目標(biāo)125%35%20%25%25%課程目標(biāo)225%20%25%30%25%課程目標(biāo)320%10%25%20%20%課程目標(biāo)430%35%30%25%30%（二）成績(jī)?cè)u(píng)定1.平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定（40%）（1）課堂表現(xiàn)（5分）：通過(guò)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問(wèn)情況，來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生相關(guān)的能力。（2）作業(yè)完成情況（20分）：圍繞課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)，在課程教學(xué)模塊后安排適當(dāng)作業(yè)，鞏固學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，考核學(xué)生對(duì)于概念的理解情況，強(qiáng)化學(xué)生機(jī)械工程的基本常識(shí)。（3）實(shí)驗(yàn)教學(xué)（10分）：通過(guò)參觀實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心的表現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為考核依據(jù)，考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心設(shè)備及場(chǎng)地的設(shè)備名稱、功能等認(rèn)知情況。（4）課堂考勤（5分）：主要考核學(xué)生遲到、曠課、請(qǐng)假等情況，以考勤情況確定，遲到1次扣2分、曠課1次扣5分，此項(xiàng)可得負(fù)分。2.期末成績(jī)?cè)u(píng)定(60%)占總分60分。主要考核所學(xué)6個(gè)課程模塊的基本概念、基本常識(shí)、基本要求、基本方法等計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)課程奠定概念性基礎(chǔ)。建議采用100分制試卷，開(kāi)卷測(cè)試。4.總成績(jī)?cè)u(píng)定總成績(jī)應(yīng)由平時(shí)考核成績(jī)、報(bào)告成績(jī)和期末考核成績(jī)構(gòu)成?？偝煽?jī)（100%）=平時(shí)成績(jī)（40%）+期末成績(jī)（60%）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表7評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（非試卷考核項(xiàng)目）考核項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程論文（1）論文選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出很強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當(dāng)?shù)恼f(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)規(guī)范。（5）論文符合學(xué)術(shù)規(guī)范。（1）論文選題恰當(dāng)合理，具有較高的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程較為嚴(yán)謹(jǐn)，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強(qiáng)的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴(yán)密，連貫一致。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，無(wú)明顯錯(cuò)誤。（1）論文選題較為合理，具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，表現(xiàn)出一定的問(wèn)題意識(shí)。（2）論證過(guò)程具有一定的嚴(yán)謹(jǐn)性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說(shuō)服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴(yán)密。（4）語(yǔ)言表達(dá)較為準(zhǔn)確，敘述較為清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)較為規(guī)范。（5）論文基本符合學(xué)術(shù)規(guī)范，有部分錯(cuò)誤。（1）論文主題具有一定的研究?jī)r(jià)值和意義，但選題凝練不夠，問(wèn)題意識(shí)欠佳。（2）論證過(guò)程較為合理但不太嚴(yán)謹(jǐn)，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴(yán)密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語(yǔ)言表達(dá)基本清楚，所使用的教育專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)基本規(guī)范。（5）論文基本符合