SPOC学校专有课程
计算机过程控制系统
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spContent=《计算机过程控制系统》是自动化专业理论知识和实践应用之间的桥梁。通过本课程的学习，可以掌握工业生产过程的建模方法，过程变量的检测与变送技术，控制规律的设计及参数整定，执行器及其控制技术，简单回路和复杂回路控制系统的设计方法和实现技术。
—— 课程团队
课程概述

计算机控制技术是自动化及其相关专业的专业课。本课程培养本科生熟悉计算机的最新发展动态，掌握计算机在自动化领域中的应用。本课程讲授如何将自动控制原理与现代控制理论的方法应用到离散的数字化控制领域，讲授在离散的Z域内直接设计数字控制器的方法，还讲授从传感器采集信号开始的计算机控制系统的完整组成技术和方法。


授课目标

1计算机控制系统的组成与典型应用方式,以及控制系统的输入输出接口；

2 掌握数字程序设计及数字控制器的设计方法，掌握应用程序设计方法；

3 掌握计算机控制系统设计思路与方法，能够运用相关理论解决实际应用问题；

        4 掌握现代工业控制系统的类型、技术特点。


       课程教学目标对专业毕业要求的支撑

毕业要求指标点

 

课程教学目标

1

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3

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1.4掌握专业知识，以用于解决自动化类专业领域的复杂工程问题。

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1.5能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决自动化专业领域的复杂工程问题。

 

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2.1选择恰当的模型，描述一个自动化复杂系统或者过程，对模型的正确性进行严谨的推理，并能正确求解，以获得有效结论。

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2.2能运用数学、自然科学、工程基础和自动化专业知识掌握典型自动化复杂工程问题的物理本质，基于对象建模实施控制过程。并能进一步抽象、归纳，理解其局限性，以获得有效结论。

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3.2控制算法或控制策略。

 

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3.3自动化装置或自动化系统。

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4.1能够基于科学原理并采用科学方法，对自动化专业领域的复杂工程问题设计合理的实验方案。

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4.2能够基于科学原理并采用科学方法，针对自动化专业领域的复杂工程问题进行数据分析与解释。

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5.1 能够选择与使用恰当的控制系统分析根据（matlab等）、电子设计与嵌入式设计工具（altium designer、Quartus 、MDK等）、电气自动化设计工具（AutoCAD Electrical 、IEC61131兼容语言等）、网络组态和SCADA工具等进行包括预测与模拟的自动化专业领域复杂工程问题的分析、开发与研究工作，并能够理解其局限性。

 

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10.2能够撰写实验报告、设计报告、总结报告，就自动化专业领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通、交流和反应。

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12.1对于自主学习和终身学习的必要性有正确的认识。

 

 

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12.2具有进行自主学习和终身学习的基本素质，能够通过不断学习，突破自我，与时俱进，提高自身的发展能力。

 

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成绩 要求

本课程成绩由平时成绩、实验成绩、期末考试组合而成，采用百分计分制。各部分所占比例如下：

（1）平时成绩

占总成绩20%，主要通过考勤考纪、作业和研讨报告考查学生各章知识点的理解程度，学习态度，自主学习能力，利用现代工具获取所需信息和综合整理能力，课堂讨论时的沟通和表达能力。

重点支持毕业要求指标点1.4，2.2，5.1，12.1，12.2。

（2）实验成绩

占总成绩10%，主要考察学生实验预习及态度、实验操作与规范、分析研究和报告撰写。报告中要采用微机原理的知识对实验数据或实验结果进行分析及说明，图表规范，论述清楚。

重点支持毕业要求指标点4.1 , 4.2，10.2。

（3）课内实践成绩

占总成绩10%，主要考察学生的硬件设计、软件编程、系统调试及创新实践的能力。报告中要采用微机原理的知识对硬件设计原理、接口电路规范、程序设计思想等进行说明，图表规范，论述清楚。

重点支持毕业要求指标点3.2，3.3，4.1，4.2， 10.2。

（4）期末成绩

占总成绩60%，闭卷考试。题型为填空题、选择题、分析与计算题、综合应用题等。

1）填空题：占期末考核总分的20%，重点支持毕业要求指标点1.4，1.5；

2）选择题：占期末考核总分的10%，重点支持毕业要求指标点1.4，1.5；

3）分析与计算题占期末考核总分的60%。其中，支持毕业要求指标点2.2的考题占35%，支持毕业要求指标点1.4，1.5占25%；

    4）综合应用题占期末考核总分的15%，重点支持毕业要求指标点2.2，3.2。


课程大纲
预备知识

微机原理与接口技术；

自动控制理论 ；

传感与检测技术；

参考资料

[1] 于海生.微型计算机控制技术（第二版）.北京：机械工业出版社，2013

参考资料：

[1] 张艳兵等.计算机控制技术.北京：国防工业出版社.2008.6

[2] 温希东,路勇.计算机控制技术.西安：西安电子科技大学出版社.2012.1

[3] 高国琴等.微型计算机控制技术.北京：机械工业出版社.2006.9

[4] 刘金琨.先进PID控制MATLAB仿真.北京：电子工业出版社.2004.9

[5] 徐丽娜.神经网络控制（第三版）.北京：电子工业出版社，2009.7

[6] Karl j.Astrom .Computer-Controlled Systems: Theory and Design（Third Edition）.Prentice Hall.2011.1


常见问题

Q :  现代工业主流计算机控制系统？

A :  DCS（分布式控制系统）和FCS（现场总线控制系统）