《工业计算机控制技术》课程标准.pdf

江苏城市职业学院五年制高职

《工业计算机控制技术》课程标准

2009级机电一体化技术专业（第三学期）用

一、课程概述

1、课程性质和任务

《工业计算机控制技术》课程是机械设计制造及其自动化专业的一门专业课，是理论性

与实践性都很强的一门学科。本课程的目的与任务掌握用计算机作为一般机械设备控制的系

统组成、理论分析与实现技术。学会计算机控制系统分析与设计方面的有关理论与方法，注

重计算机控制在工业实践方面的应用技术，学会综合运用前导课程的相关内容。

2、课程设计理念与思路

本课程是高职机电一体化专业选修的基础课程，其目的是使学生了解和初步掌握计算机

控制系统的基本理论和基本设计方法，掌握计算机对模拟量、考官两、数字量及脉冲量的处

理和控制方法，了解集散控制、局域网控制和以太网控制技术、掌握计算机控制系统工程应

用设计方法。通过本课程的教学可以使学生适应社会新形势、新技术的发展需求。

二、课程目标

本课程以计算机控制为基础，应用技术为背景，使计算机技术与工业技术融合到一起，

让学生在掌握计算机技术基本的同时了解计算机在工程中的广泛应用，拓充学生的知识层

面。

通过本课程的教学，达到如下要求：

1.理解计算机控制系统的概念、组成与特点；

2.了解计算机系统的典型结构；

3.掌握计算机控制系统中的信号和过程通道设计；

4.掌握数字量通道、模拟量通道设计方法；

5.掌握数字控制的基本原理、逐点比较法插补原理、直流电动机控制原理以及单片机

控制步进电机原理；

6.掌握计算机控制系统PID算法、了解数字控制器的设计的基本原理以及模糊逻辑控

制；

7.理解计算机控制系统应用程序设计的四种方式；

8.了解现场总线的背景以及发展；

9.了解计算机控制系统应用软件的使用方法；

10.掌握计算机技术在工业控制中的串行通信技术基础，理解串行通信技术在工业中的

使用；

11.了解计算机控制系统工程设计的基本方法、软硬件设计方案；

12.理解计算机控制系统应用的实例。

三、课程内容和要求

项目一计算机控制系统概述

1.1计算机控制系统的概念、组成与特点

1.2计算机控制系统的典型结构

1.3计算机控制系统应用系统

1.4计算机控制系统的发展趋势

教学要求：

1．了解计算机控制系统的概念、组成与特点。

2．理解计算机控制系统的典型结构。

3．了解计算机集散控制系统。

4．掌握计算机控制系统应用系统。

5．了解控制用计算机的特点。

项目二计算机控制系统中的信号和过程通道设计

2.1计算机控制系统中的信号种类

2.2数子量通道设计

2.3模拟量输入通道设计

2.4模拟量输出通道设计

教学要求：

1．掌握计算机控制系统中的信号种类分别为：数据信号、状态信号和控制信号，分别理解

三种不同信号的特点及其在整个控制系统中的作用。

2．掌握数字量输入通道和输出通道的设计原理。

3．了解模拟量输入、输出通道的基本组成，在此基础上理解采样与量化的概念以及A/D转

换器的接口技术。

项目三数字控制与电机控制技术

3.1数字控制基础

3.2逐点比较法插补原理

3.3直流电动机控制技术

3.4单片机控制步进电动机

教学要求：

1．掌握数字控制的基本原理。

2．熟悉数字控制的三种方式：点位控制、直线切削控制、轮廓的切削控制。

3．理解逐点比较法直线插补和圆弧插补的基本原理，并在此基础上比较两种方法的特点，

了解其在系统中的作用。

4．掌握直流电动机控制中PWM的工作原理及其调压调速的工作原理。

5．理解步进电机的结构和工作原理，在理解的基础上掌握步进电机的驱动方式及步进电机

与单片机控制的联系。

项目四计算机控制系统的控制算法

4.1数字PID控制算法

4.2数字控制器的直接设计

4.3模糊逻辑控制

教学要求：

1．了解PID算法的概念及分类，掌握准连续PID算法以及对标准PID算法的改进。

2．熟悉PID算法中各个参数的意义，在熟练掌握的基础上学会PID参数的整定。

3．了解数字控制器直接设计的基本原理，掌握其中最少拍控制系统的设计、最少拍无纹波

控制系统的设计。

4．了解什么是模糊逻辑设计，在此基础上理解模