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SPOC学校专有课程
2019春计算机控制技术(李东升)
第1次开课
开课时间: 2019年03月18日 ~ 2021年05月19日
学时安排: 60分钟每周
当前开课已结束 已有 100 人参加
立即自学
往期不提供结课证书,想参加下学期课程, 点击这里预约>>
spContent=控制是工程界的基础手段,计算机控制则是现代控制系统的主要类型。本课程借助计算机辅助工具(LabVIEW),从信息处理的角度讲授计算机控制的分析设计方法和工程实现技术,有助于学习者增强对计算机控制基本概念的理解,把握围绕数字计算机组织物理系统的要领,提高解决现代化工业生产控制问题的能力。
控制是工程界的基础手段,计算机控制则是现代控制系统的主要类型。本课程借助计算机辅助工具(LabVIEW),从信息处理的角度讲授计算机控制的分析设计方法和工程实现技术,有助于学习者增强对计算机控制基本概念的理解,把握围绕数字计算机组织物理系统的要领,提高解决现代化工业生产控制问题的能力。
—— 课程团队
课程概述

欢迎加入“计算机控制技术【抢先体验版】”的学习!


本课程以直接数字控制系统为例,在介绍基本概念和必要数学知识之后,重点讲授围绕数字计算机构建控制系统所必需的分析设计理论和工程实现技术。主要具有以下特色:

  • 从信息处理的角度解释计算机控制,在同一个框架下融合系统分析设计理论和工程实现技术,易于学习者深入理解相关概念;

  • 淡化理论分析,坚持使用计算机辅助方法讲授相关内容,避免对工程问题过度简化,有助于学习者提高解决复杂工程问题的能力;

  • 选择LabVIEW为计算机辅助工具,在同一个平台上进行模型仿真和系统部署,便于学习者将所学知识快速应用于实际问题解决。


在完成课程学习并达成测试目标之后,您将能够根据给定的设计要求,应用连续方法或离散方法设计数字控制器,并将其部署于适当的硬件和软件组件,完成预定的控制任务。


成绩 要求

课程讨论占20%;

单元作业占30%;

期中测试占20%

期末考试占30%。

按百分制计分,60分至84分为合格,85分至100分为优秀。

 

课程大纲
课程简介
课时目标:关键词:课程主要介绍本课程的讲授内容、学习要求和考核方法。
1.1 什么是计算机控制
1.2 为什么学习计算机控制
1.3 怎样学习计算机控制
计算机控制基础
课时目标:关键词:计算机控制系统重点讲授计算机控制系统的基本概念,包括其结构形式和构成要素。
2.1 概述
2.2 典型形式
信号的采样与重构
课时目标:关键词:信息讲授计算机控制的信号转换问题,从信息处理角度介绍信号的采样与重构条件。
3.1 信号的采样
3.2 信号的重构
系统的数学描述
课时目标:关键词:信息流介绍计算机控制系统的数学模型和计算机仿真。
4.1 回顾:连续系统的数学描述
4.2 离散系统的数学描述
4.3 离散系统模型的运算
系统的性能分析
课时目标:关键词:行为预测介绍计算机控制系统的性能分析方法和评价指标,以及相关计算机辅助分析工具的使用。
5.1 回顾:连续系统的性能分析
5.2 离散系统的行为
5.3 离散系统的性能指标
模拟化设计方法
课时目标:关键词:行为校正或控制(1)讲授计算机控制器的模拟化设计方法,以及相关计算机辅助设计工具的使用。
6.1 模拟化设计
6.2 离散化方法
数字化设计方法
课时目标:关键词:行为校正或控制(2)讲授计算机控制器的数字化设计方法,以及相关计算机辅助设计工具的使用。
7.1 数字化设计
7.2 基于根轨迹的设计
从函数到算法
课时目标:关键词:控制算法介绍计算机控制器的算法实现。
8.1 可控实现形式
8.2 数值精度问题
8.3 时延问题
硬件约束
课时目标:关键词:物理约束引入组件概念,从信息处理角度讲授计算机硬件对控制性能的影响,以及相应工程解决方法的基本要领。
9.1 硬件的抽象化
9.2 计算设备的影响
9.3 I/O接口的影响
9.4 处理不一致的数据
并发实时调度
课时目标:关键词:任务调度以UML为工具,从资源调度角度讲授计算机控制系统的整体设计方法,以及相应工程实现的基本设计模式。
10.1 需求分析
10.2 架构设计
10.3 任务调度策略
10.4 可靠性设计模式
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预备知识

自动控制原理或信号与系统;微机原理或电子技术基础。

参考资料
  • 【教材】

  1. 李东升,朱文兴,高瑞编著.《计算机控制系统》.北京:科学出版社.2017

  • 【阅读材料】

  1. [西班牙]佩德罗·阿尔韦托斯,[澳大利亚]艾文·马雷斯.《反馈控制导论》.北京:机械工业出版社.2018

  2. [美]查尔斯 L.菲利普斯,H.特洛伊·内格尔,阿兰尼亚·查克拉博蒂. 《数字控制系统分析与设计》. 北京:机械工业出版社. 2017

  3. 冯勇. 《计算机控制系统》. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社. 1996

山东大学
1 位授课老师
李东升

李东升

副教授

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