“计算机控制系统”课程定位为自动化专业高端专业课程群中的理论核心课程之一，是本科专业基础理论的综合应用，同时还是自动控制理论实际应用的基础。

本课程主要讲述计算机控制系统理论与工程设计的基础理论与方法，其中主要包括计算机控制系统的硬件基础、计算机控制系统的数学基础、计算机控制系统特性分析、计算机控制系统的间接和直接设计方法，状态空间设计法，以计算机控制系统设计和发展。同时，课程设置了针对不同被控对象特性的多种实验，包括基础型实验和研究型实验，以加深对计算机控制系统基础理论和方法的理解。

通过本课程的学习，将使学生掌握计算机控制系统设计的基本方法，培养学生应用所学过的控制理论基本知识分析和解决实际问题的能力，为进一步的学术研究和工程应用奠定基础。

作业占10%；

实验占10%；

阶段性测验占25%；

课堂考勤占5%；

期末考试占50%。

自动控制原理，微型机原理，电子技术，高等数学

第一章  计算机控制系统概述

1.1计算机控制系统课程导学

1.2 计算机控制系统内容简介

1.3 计算机控制实验系统简介

第一章  测验

第一章  作业

第二章  计算机控制系统设计的硬件基础

1 开关量输入

2 开关量输出

3 模拟量输入

4 模拟量输出

5 计算机控制系统中的电源

6  数字滤波

第三章  信号转换与计算机控制系统的数学基础

1 信号转换与z变换导学

2 信号转换分析

3 差分方程、z变换与z反变换

第三章 测验

第三章 作业

第四章 计算机控制系统经典分析方法

1 计算机控制系统数学描述与性能分析导学

2 脉冲传递函数模型的建立

3 计算机控制系统的稳定性分析

4 计算机控制系统的稳态与暂态性能分析

5.离散系统根轨迹和频率特性

第四章  测验

第四章  作业

第五章 计算机控制系统的间接设计方法

1 数字控制器的模拟化设计方法导学

2 连续控制器的离散化方法

3 数字PID控制器

第五章  单元测验

第五章  单元作业

第六章 计算机控制系统的直接设计方法

1 数字控制器的直接设计方法导学

2 最小拍控制器的设计方法

3 最小拍控制器的工程化改进

4 大林算法控制器的设计

5 Smith预估控制

6 设计数字控制器的根轨迹法

7 数字控制器的频域设计法

第六章 作业

第六章 测验

第七章 状态空间设计方法

1 基于状态空间模型的极点配置设计方法导学

2 离散系统状态空间模型的建立

3 状态反馈设计法

4 状态观测器设计

5 二次型最优控制算法设计

第七章  测验

第七章  作业

第九章 新型计算机控制系统

李元春.《计算机控制系统》第2版，北京：高等教育出版社，2009

刘建昌等.计算机控制系统第2版，北京：科学出版社，2016

高金源.计算机控制系统,北京:高等教育出版社,2010

高金源, 夏洁. 计算机控制系统. 北京：清华大学出版社，2007.

尾形克彦.《离散时间控制系统》第2版，北京：机械工业出版社，2006

张德江.《计算机控制系统》，北京：机械工业出版社，2008

康波.计算机控制系统,北京:电子工业出版社,2011

[美]查尔斯著.王萍译.数字控制系统分析与设计,北京:机械工业出版社,2017

席爱民.计算机控制系统第2版，北京:高等教育出版社,2010

李莉.计算机控制技术，北京:机械工业出版社,2019

1. 什么是计算机控制系统？计算机控制系统较模拟系统有何优点？

   解答：计算机控制系统是以计算机作为控制器的自动控制系统。

      与连续控制系统相比，具有以下特点：

      ①模拟、数字混合系统；

      ②便于修改控制规律；连续控制规律由模拟电路实现，如果要修改控制规律，要改变电路结构。计算机控制系统中控制规律是编程实现的，修改控制规律，只需修改相应的程序；

      ③能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律；

      ④离散控制;

      ⑤可以采用分时控制的方式同时控制多个回路；

      ⑥采便于实现控制与管理的一体化，从而使工业企业的自动化程度进一步提高。

  2.  计算机控制系统由哪几部分组成？各部分的作用如何？

    解答：计算机控制系统典型结构由数字控制器、D/A转换器、执行机构和被控对象、测量变送环节、采样开关和A/D转换环节等组成。

        被控对象的物理量经过测量变送环节变成标准信号（1-5V或4-20mA）；再经A/D转换器采样后变成数字信号进入计算机，计算机利用其内部的控制算法运算后得到一个控制信号的数字量，再经由D/A转换器将该数字量控制信号转换成模拟量；控制信号模拟量作用于执行机构触发器，进而控制被控对象的物理量，实现控制要求。