計(jì)算機(jī)控制技術(shù)教案?一、課程概述1.課程名稱：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)2.課程性質(zhì)：專業(yè)核心課程3.授課對(duì)象：自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等相關(guān)專業(yè)本科學(xué)生4.課程目標(biāo)使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的基本概念、原理和方法。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制的能力。提高學(xué)生的系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試能力，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排（一）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述（2學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、分類和發(fā)展趨勢(shì)。掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本工作原理。2.教學(xué)內(nèi)容計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成：計(jì)算機(jī)、接口電路、被控對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類：操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)、直接數(shù)字控制系統(tǒng)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)決策、實(shí)時(shí)控制。3.教學(xué)方法講授法：講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本概念和原理。演示法：通過動(dòng)畫演示計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作過程。4.考核方式課堂提問課后作業(yè)（二）信號(hào)采集與處理（4學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)掌握傳感器的原理和應(yīng)用。了解信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)方法。掌握A/D轉(zhuǎn)換的原理和應(yīng)用。2.教學(xué)內(nèi)容傳感器：傳感器的分類、工作原理、特性參數(shù)。信號(hào)調(diào)理電路：放大器、濾波器、采樣保持電路等。A/D轉(zhuǎn)換：A/D轉(zhuǎn)換器的類型、性能指標(biāo)、接口電路。3.教學(xué)方法講授法：講解信號(hào)采集與處理的基本概念和原理。實(shí)驗(yàn)法：通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握傳感器和A/D轉(zhuǎn)換的應(yīng)用。4.考核方式實(shí)驗(yàn)報(bào)告課堂提問（三）數(shù)字控制器設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)掌握數(shù)字控制器的基本設(shè)計(jì)方法。了解數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn)方式。2.教學(xué)內(nèi)容數(shù)字控制器的數(shù)學(xué)模型：差分方程、Z變換等。數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)方法：PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等。數(shù)字控制器的實(shí)現(xiàn)方式：軟件實(shí)現(xiàn)、硬件實(shí)現(xiàn)。3.教學(xué)方法講授法：講解數(shù)字控制器設(shè)計(jì)的基本概念和原理。案例分析法：通過實(shí)際案例分析數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)過程。4.考核方式課程作業(yè)課堂討論（四）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（6學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方法。了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)。2.教學(xué)內(nèi)容計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)：系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、控制算法選擇、硬件配置設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)：微處理器選擇、接口電路設(shè)計(jì)、通信接口設(shè)計(jì)等。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)：編程語言選擇、程序設(shè)計(jì)流程、軟件調(diào)試等。3.教學(xué)方法講授法：講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的基本概念和原理。課程設(shè)計(jì)：讓學(xué)生完成一個(gè)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目。4.考核方式課程設(shè)計(jì)報(bào)告答辯（五）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例（4學(xué)時(shí)）1.教學(xué)目標(biāo)了解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。掌握典型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理和應(yīng)用方法。2.教學(xué)內(nèi)容工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)智能建筑控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)3.教學(xué)方法講授法：講解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例的工作原理和應(yīng)用方法。參觀法：組織學(xué)生參觀實(shí)際的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)。4.考核方式參觀報(bào)告課堂提問三、教學(xué)資源1.教材《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》，[作者姓名]，[出版社名稱]2.參考書籍《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（第4版）》，謝克明等編著，清華大學(xué)出版社《現(xiàn)代控制理論（第2版）》，劉豹等編著，機(jī)械工業(yè)出版社3.網(wǎng)絡(luò)資源中國大學(xué)MOOC平臺(tái)上的相關(guān)課程相關(guān)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)站四、教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法講授法：講解課程的基本概念、原理和方法。討論法：組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。案例分析法：通過實(shí)際案例分析，加深學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)法：安排實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生通過實(shí)踐掌握課程的實(shí)驗(yàn)技能和方法。2.教學(xué)手段多媒體教學(xué)：利用PPT、動(dòng)畫、視頻等多媒體手段，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)：利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布教學(xué)資源、布置作業(yè)、進(jìn)行在線答疑等，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。五、教學(xué)進(jìn)度安排|周次|教學(xué)內(nèi)容|學(xué)時(shí)||||||1|計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)概述|2||2|信號(hào)采集與處理|4||3|信號(hào)采集與處理實(shí)驗(yàn)|2||4|數(shù)字控制器設(shè)計(jì)|4||5|數(shù)字控制器設(shè)計(jì)|2||6|數(shù)字控制器設(shè)計(jì)案例分析|2||7|計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)|4||8|計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)|2||9|課程設(shè)計(jì)|6||10|課程設(shè)計(jì)|6||11|計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例|4||12|復(fù)習(xí)與考試|2|六、考核方式1.平時(shí)成績（30%）課堂出勤（10%）：曠課一次扣5分，遲到、早退一次扣2分。課堂提問與作業(yè)（10%）：根據(jù)學(xué)生的回答情況和作業(yè)完成質(zhì)量評(píng)分。實(shí)驗(yàn)報(bào)告（10%）：根據(jù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、準(zhǔn)確性和創(chuàng)新性評(píng)分。2.課程設(shè)計(jì)成績（40%）設(shè)計(jì)方案合理性（10%）：根據(jù)設(shè)計(jì)方案的可行性、創(chuàng)新性等方面評(píng)分。設(shè)計(jì)過程規(guī)范性（10%）：根據(jù)設(shè)計(jì)過程的步驟、方法等方面評(píng)分。設(shè)計(jì)結(jié)果正確性（10%）：根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性等方面評(píng)分。答辯表現(xiàn)（10%）：根據(jù)學(xué)生在答辯過程中的表現(xiàn)評(píng)分。3.期末考試成績（30%）：采用閉卷考試形式，考核學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度。七、教學(xué)反思在教學(xué)過程