机电系统计算机控制教学大纲

关键词:机电系统计算机控制 教学大纲
机电系统计算机控制 教学大纲
内容:

   主要学习内容及教学基本要求
  第一章 绪论(2学时)
  【核心内容】
   1.机电一体化系统 典型的机电一体化系统
   2.计算机控制系统及其组成
   3.计算机控制系统的分类
   4.计算机控制系统的要求
  【掌握】机械、系统、机械系统、机电系统、机电一体化系统的概念。机电系统计算机控制环节的组成部分,几个部分的作用。
  【了解】机电系统的控制被控对象,分类方法、各种控制介绍。

  第二章 信号采样与Z变换理论(6学时)
  【核心内容】
   1.计算机控制的信号形式
   2.采样定理、量化、保持电路
   3.Z变换的定义、性质、定理,Z变换的方法,Z反变换及求解差分方程。
  【掌握】模拟信号进入计算机的信号转换;采样定理;量化误差;采样保持电路;Z变换的定义,性质,定理,简单函数的Z变换;Z反变换;求解微分方程的方法步骤;

  第三章 计算机控制系统分析(4学时)
  【核心内容】
   1.计算机控制系统的数学模型
   2.脉冲传递函数的定义及开环与闭环的脉冲传递函数
   3.离散系统的稳定性,朱丽判据和劳斯判据
   4.离散控制系统的稳定误差
  【掌握】计算机控制系统的数学模型,脉冲传递函数。开环系统的脉冲传递函数,闭环系统的脉冲传递函数;计算机控制系统的性能分析,离散系统的稳定性,朱丽判据,劳斯判据;

  第四章 数字控制器的模拟设计方法(4学时)
  【核心内容】
   1.PID控制规律的离散化方法
   2.数字PID控制器的设计及.P 、.PI、.PID应用举例
   3.PID算法改进 积分分离法 不完全微分数字PID控制算法 微分先行PID
  【掌握】模拟PID控制规律的离散化;位置型,增量型脉冲传递函数;PID控制规律的脉冲传递函数形式;数字PID控制器的工程实现;二阶工程设计法设计数字PID控制器;PID控制算法的改进;

  第五章 机械系统的单片机控制(12学时)
  【核心内容】机电系统控制需求与单片机的发展;MCS-51系列单片机介绍;单片机的组成及其工作过程;单片机控制系统的汇编语言系统;单片机系统的定时计数器;单片机的串行通讯系统;单片机的中断系统;单片机的系统扩展。
  【掌握】单片机的概念及其组成、各部分的功能,51系列单片机的实物引脚图;单片机的汇编语言系统,指令、指令系统的概念,指令的组成;寻址方式的定义及其各种方式的基本类型;5大类指令的功能;应用举例;单片机的定时计数器,定时计数器的功能及其工作原理、组成部分;控制寄存器的控制字、应用举例;单片机的串行通讯系统,通讯的概念,串行和并行通讯的区别,51单片机的串行通讯系统的组成和工作过程,控制寄存器的控制命令,通讯的几种方式,应用举例;单片机的中断系统,51单片机的中断系统的组成,和中断有关的概念,中断实现的过程,中断控制字的设置,应用举例。
  【了解】机电系统控制需求与单片机的发展,世界上常用的单片微机的型号、厂家;单片机的系统扩展,程序存储器、数据存储器的扩展,I/O接口的扩张,8255的控制字,命令设置等。

  第六章 机械系统的PLC控制(12学时)
  【核心内容】机电系统中的PLC控制:PLC的基本结构和主要性能; PLC的工作原理; 典型的PLC简介; PLC与上位机的通讯; 机电系统PLC控制实例。
  【掌握】PLC的基本结构和主要性能,PLC的组成和各部分的功能,PLC的主要功能,PLC的分类方法,PLC的性能指标;PLC的基本结构,工作过程,工作原理; C200HPLC的基本结构和性能,C200HPLC的存储器的地址分配,9大继电器区的地址分配及其功能;C200HPLC的指令系统,助记符和梯形图,系统的扩展指令;PLC的实际应用举例。
  【了解】机电系统中的PLC控制,世界上较知名的PLC的品牌和生产厂家;PLC和上位机的通讯。

  第七章 计算机控制机械系统设计(2学时)
  【核心内容】
   1.控制任务调研。
   2. 控制计算机选型,硬件电路设计。
   3. 控制软件设计、编码、调试。
   4. 硬件、软件的实验室调试。
   5. 现场调试。
  【掌握】计算机控制机电系统设计:根据题目要求,设计自己的控制方案,如使用单片机,应该设计出硬件电路图纸,采用的芯片种类。试用PLC需要的模块种类、I/O点数,控制的编程语言等。