課程(名稱.編號)簡索

領導藝術.綜合管理        人力資源.企業培訓        職務能力培訓系統班        銷售實戰.市場行銷        職場技能.個人成長        Office白領辦公達人        財經金融.投資理財        語言學習.出國留學        中國大陸證照培訓        資格考試.考証培訓        文化.生活.興趣.保健        生產管理.採購物流        移動開發        前端開發        後端開發        數據庫.服務器        網頁平面設計        雲計算.大數據        網絡營銷推廣        自然學科        工程技術學科

經濟管理學科

醫.藥.農.林學科

法律 學科

計算機工程學科

哲學.歷史學科

文學.藝術學科

教育社會學科

外語 學科

醫藥農林        哲學歷史        文學藝術        工程技術        基礎科學        經管法學

1 課程目標

通過本課程的學習，將使學生掌握計算機控制系統設計的基本方法，培養學生應用所學過的控制理論基本知識分析和解決實際問題的能力，為進一步的學術研究和工程應用奠定基礎。

2 課程性質與定位

東北大學的自動化專業在全國一直處於領先地位，為國家培養了大批自動化優秀人才，年招生量為 270~300 人。基於高等教育發展和培養目標及計算機控制等相關技術的新進展對本科教學提出的新要求， 「 計算機控制系統 」 課程定位為自動化專業高端專業課群中的理論核心課程之一， 既是本科專業基礎理論的綜合應用，又是研究生課程學習、研究的起點，同時還是自動控制理論實際應用的基礎。

從這門課開始，學生才真正接觸到有關計算機控制的概念、理論、方法和技術。通過該課的學習，可以進一步瞭解自動化專業的性質和任務。

隨著科學技術的不斷發展進步和信息化、網絡化進程的加快，計算機控制技術已在各行各業得到廣泛應用，因此開設此課的專業也在不斷增加，東北大學電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等專業已將《計算機控制系統》課程列為必修課或選修課，該課程的建設與改革， 為在自動化和相關專業的教學中實現培養「基礎知識紮實，認知能力強，綜合素質高的研究型人才」的目標，起到了舉足輕重的關鍵性作用。

計算機控制系統導學與概述
本模塊講述什麼是控制、控制系統及基本思想，講述什麼是計算機控制系統及基本問題，計算機控制系統的性能指標、應用結構和實例，包括2個教學模塊： 教學模塊1-計算機控制系統課程導學 教學模塊2-計算機控制系統概述


信號轉換與z變換
本模塊通過學習基於香農定理的信號採樣，對計算機控制系統採樣週期進行討論，對採樣信號恢復與保持器的性質進行頻域分析，學習z變換與z反變換的定義、變換方法和定理，並討論A/D、D/A的技術指標及信號轉換的工程化問題，達到掌握計算機控制系統中信號變換與z變換基本原理和方法。本模塊共分為3個教學單元： 教學單元1——模塊導學 教學單元2——信號轉換分析 教學單元3——z變換與z反變換


數學描述與性能分析
計算機控制系統的性能分析，是指瞭解離散系統的穩定性條件，s平面與z平面的映射關係，採樣週期與系統穩定性的關係，掌握勞斯穩定判據和朱利穩定判據。瞭解計算機控制系統穩態誤差的定義及求解方法；掌握三種典型環節的穩態誤差係數，進而掌握系統類型與穩態誤差的關係；瞭解採樣週期對穩態誤差的影響；掌握z平面極點分佈與暫態響應的關係；瞭解採樣週期對暫態響應的影響。 本模塊共分為4個教學單元： 教學單元1-模塊導學 教學單元2-計算機控制系統的數學描述 教學單元3-計算機控制系統穩定性分析 教學單元4-計算機控制系統穩態過程與暫態過程分析


數字控制器模擬化設計
模擬控制系統的設計方法主要包括頻率法設計和根軌跡法設計，這些方法在前序課程（自動控制原理）中已有詳細介紹。借助這些成熟的方法來直接設計模擬控制器，並在一定條件下，通過某種方法把模擬控制器變換成數字控制器—間接設計出計算機控制系統中的數字控制器，是本模塊要解決的核心問題。本模塊共分為4個教學單元： 教學單元1-模塊導學 教學單元2-連續控制器的離散化方法 教學單元3-數字PID控制器 教學單元4- Smith預估控制


數字控制器直接設計
本模塊講述基於脈衝傳遞函數模型的兩種數字控制器的設計方法，即最小拍控制器和大林算法控制器的設計方法，以及兩種數字控制器在工程應用中常遇到的問題及其解決方法，包括5個教學模塊： 教學模塊1-模塊導學 教學模塊2-最小拍控制器的設計方法 教學模塊3-最小拍控制器的工程化改進 教學模塊4-大林算法控制器的設計 教學模塊5-大林算法工程應用中關鍵參數的選擇


數字控制器實現的關鍵技術
信號數字化轉換過程中誤差分析與信號處理技術：解決採樣週期的選擇問題和信號干擾的消除措施；數字控制器的精度分析及功能檢驗措施：數字控制器的誤差分析，數字控制器的精度確定原則；數字控制器的精度保證措施：數字控制器的精度及執行時間的檢驗法，控制算法編排結構的優缺點分析。微分環節的處理措施與工程實現方法：保證控制器中微分環節功能正確實現的措施。本模塊共分為4個教學單元： 教學單元1-模塊導學 教學單元2-信號數字化轉換過程中誤差分析與信號處理技術 教學單元3-數字控制器的精度分析及功能檢驗措施 教學單元4-微分環節的處理措施與工程實現方法


實驗教學
1、工業控制組態軟件實驗； 2、控制對像傳遞函數參數的測量實驗； 3、基於PID溫度控制實驗； 4、Smith預估補償控制算法實驗； 5、大林控制算法實驗


課程案例
1、模糊控制實驗 2、解耦控制實驗


擴展資源

網絡控制實驗