集散控制系统与现场总线技术课程教学提纲

自动化专业课程大纲目录1《现代制图》课程教学大纲4《电路原理》课程教学大纲7《高级程序设计》课程教学大纲11《单片机原理与接口技术》课程教学大纲14《MATLAB语言基础》课程教学大纲17《电机与拖动技术基础》课程教学大纲21《自动控制原理》课程教学大纲25《传感器与检测技术》课程教学大纲29《电气控制技术与PLC应用》课程教学大纲32《计算机控制技术》课程教学大纲35《电力电子技术》课程教学大纲38《工业数据通信与网络技术》课程教学大纲41《印刷电路板设计》课程教学大纲43《电气设计CAD软件》课程教学大纲45《工控组态软件》课程教学大纲48《运动控制系统》课程教学大纲52《集散控制系统与现场总线技术》课程教学大纲55《过程控制工程》课程教学大纲58《机械基础》课程教学大纲61《汽车构造》课程教学大纲63《汽车电子控制技术》课程教学大纲65《质量管理与控制》课程教学大纲69《数据结构》课程教学大纲72《软件工程概论》课程教学大纲75《系统工程导论》课程教学大纲78《现代控制理论》课程教学大纲81《楼宇自动化系统》课程教学大纲84《交通工程应用电子技术》课程教学大纲86《电动汽车技术》课程教学大纲89《图像处理技术》课程教学大纲92《专业英语1》课程教学大纲95《专业英语2》课程教学大纲《现代工程制图》课程教学大纲（ModernEngineeringGraphics）一、基本信息课程编号：022020001课程类别：专业类必修课适用层次：本科适用专业：电子信息工程、自动化、通信工程、测控等开课学期：第3学期总学分：2总学时：32学时考核方式：考试二、课程教育目标机械图样是表达机件或装配体有关信息的载体。它研究解决空间几何问题及绘制和阅读工程图样的理论和，本课有助于培养学生的空间思维能力、自学能力、动手能力等诸多能力，同时为机算计图形技术的掌握及应用打下初步基础。三、教学内容与要求1.理论课课程教学的基本内容绪论：明确本课程的地位、任务、发展方向和学习方法。第一章制图的基本知识基本知识内容有：技术制图基本；绘图工具的正确使用；几何图形的作图方法及作图基本技能等。要求能正确使用绘图工具和仪器，掌握常用的几何作图方法，做到作图准确线分明、字体工整、整洁美观、会和标注平面图形尺寸。初步掌握徒手绘图技巧，遵守《机械制图》国家标准的规定。重点难点：几何作图，平面图形分析，圆弧连接，图线字体的应用。第二章点、直线、平面的投影学习用投影法表达空间几何形体和图解空间几何问题的理论和方法。基本内容：投影的基本知识；点、直线和平面的投影；两直线的相对位置。掌握点、直线和平面在第一象限中的投影特性和作图方法（平面以点、直线、平面图形表示为主）；点、直线、平面之间的相对位置：掌握平行、相交、交叉及两直线的投影；重点难点：点、直线、平面的投影特性和作图方法，点、直线、平面之间的相对位置，平行、相交、交叉及两直线的投影。第三章立体的投影内容有：平面立体投影；常见回转面投影；平面与立体相交；两回转体相交。掌握平面立体和常用回转曲面立体的投影特性、作图方法及其表面上的点、线；掌握立体与平面相交的截交线作图方法（截平面以特殊位置为主）；掌握两曲面立体表面相交的相贯线的作图方法（表面取点法，辅助平面法）。重点难点：立体与平面相交的截交线作图方法，两立体表面相交的相贯线的作图方法。第四章组合体的视图及尺寸注法内容有：组合体画图；组合体读图；组合体尺寸标注。能运用形体分析法和线面分析法进行组合体的画图、读图和尺寸标注，做到投影正确、尺寸标注齐全、清晰。重点难点：组合体的视图画法、由两维图形到三维空间的构型方法。能运用形体分析法和线面分析法进行组合体的画图、读图和尺寸标注，做到投影正确、尺寸标注齐全、清晰。第五章机件常用的表达方法内容有：视图、剖视图、断面图；简化与规定画法。掌握各种视图、剖视图、断面图的表达方法及常用的简化画法和规定画法重点难点：机件的剖视图、断面图的画图规则，读图方法，表达方法的应用第六章各种工程图简介内容有：简介零件图、装配图、化工设备图。四、作业、练习的安排与要求本课程是一门实践性较强的课程，学生要在课外完成一定数量的习题作业和绘图作业，每堂理论课后都有绘图或练习，阅读其他图学书籍等，课内课外学时比为1：1、5—1：2。同时应按30人左右的班型辅导答疑。课内习题课的教学安排、内容与学时安排。无习题课的科目可不设习题课。学生课外作业的形式主要有：习题；图版绘图等，其内容和要求在正式出版的习题集。五、各个章节学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 一 绪论 1 二 制图的基本知识和基本技能 1 2 三 点、直线、平面的投影 4 2 四 立体的投影 8 6 五 组合体的视图及尺寸注法 8 7 六 机件常用的表达法 8 7 七 各种工程图简介 2 八 九 合计 32 24 六、相关联的课程1.预修课程需说明在开设本课程前学生需要学习课程的名称和必须掌握的知识与内容要求。2.后续课程本课程在整个专业体系中属于基础平台课，是学生学习后继相关课程和完成相关的课程设计及毕业设计不可缺少的基础课。如：机械基础；控制仪表与装置；汽车构造等。七、与教学参考书1.建议教材：[1]现代工程制图，扬欲根等，北京邮电大学出版社[2]机械制图，邹宜候等，清华大学出版社[3]画法几何及工程制图习题集，魏莉等，机械工业出版社2.建议参考书目：[1]机械制图，何铭新、钱可强，高等教育出版社[2]机械工程图学，王巍等，机械工业出版社[3]画法几何与工程制图，孙培先，机械工业出版社八、成绩评定本课程期中、期末均应考试，最后成绩由考试成绩与平时作业成绩综合后给出。其比例为：理论考试：70％；平时成绩：30％《电路原理》课程教学大纲（PrincipleofElectricCircuits）一、基本信息课程编号：02202002课程类别：专业类必修课程适用层次：本科适用专业：自动化、测控、电子信息工程、通信工程开课学期：第三学期总学分：4总学时：64学时考核方式：考试二、课程教育目标本课程是自动化、测控、电子信息工程、通信等专业非常重要的学科基础课必修课。通过本课程的学习，使学生掌握电阻电路的基本定律、定理及分析方法，正弦电路分析，三相电路分析以及动态电路的时域分析。三、教学内容与要求1.理论课教学内容（1）电路模型和电路定律教学内容：电路和电路模型，电流、电压及其参考方向，功率，电阻元件，电容元件，电感元件，电压源和电流源，受控源，基尔霍夫定律。基本要求：了解电路分析的基本假定，理解和掌握电路的基本定律、电阻电路元件及其特征。教学重点：电路和电路模型，电流、电压及其参考方向，功率。教学难点：吸收功率和发出功率的概念及其确定方法。（2）电阻电路的分析教学内容：电阻的串联、并联和串并联，实际电源模型的等效变换，电阻三角形联结与星形联结的等效变换，支路电流法，网孔电流法和回路电流法，节点电压法，替代定理，叠加定理，等效电源定理。基本要求：了解电阻三角形联结与星形联结的等效变换，掌握电阻电路的基本分析方法和线性电路的几个定理。教学重点：实际电源模型的等效变换，支路电流法，回路电流法，节点电压法，叠加定理，等效电源定理。教学难点：等效电源定理。（3）正弦稳态分析教学内容：周期量，正弦电流，正弦量的相量表示法，电阻、电感和电容的电压、电流的相量关系，基尔霍夫定律的相量形式，电阻、电感、电容串联电路和复阻抗、电阻、电感、电容并联电路和复导纳，等效阻抗和等效导纳，阻抗的串联、并联和串并联，复杂正弦电流电路中的功率，串联谐振电路，并联谐振电路。基本要求：了解正弦量的基本概念及表示方法，掌握处于正弦稳压中的电路的电压、电流和功率的分析计算方法。教学重点：正弦量的相量表示法，电阻、电感和电容的电压、电流的相量关系，复阻抗，复杂正弦电流电路中的功率。教学难点：复杂正弦电流电路中的功率。（4）含耦合电感的电路教学内容：耦合电感，含耦合电感的正弦电流电路。基本要求：掌握含耦合电感和理想变压器的电路分析方法。教学重点：耦合电感，含耦合电感的正弦电流电路。教学难点：含耦合电感的正弦电流电路分析。（5）三相电路教学内容：三相电路基本概念，对称三相电路的计算，不对称三相电路的概念，三相电路中的功率。基本要求：掌握三相电路基本概念，理解对称三相电路的分析及三相电路中的功率。了解不对称三相电路的概念。教学重点：三相电路基本概念，对称三相电路的分析。教学难点：不对称三相电路的分析。（6）一阶电路教学内容：动态电路及其方程，动态电路的初始条件，一阶电路的零输入响应，一阶电路的零状态响应，一阶电路的全响应，求一阶电路的全响应的三要素法，一阶电路的阶跃响应，一阶电路的冲激响应。基本要求：理解和掌握动态元件的特性、一阶电路的基本概念和基本分析方法。教学重点：动态电路的初始条件，求一阶电路全响应的三要素法。教学难点：一阶电路的冲激响应。2.实验课教学内容具体要求参见《电路原理实验》课程教学大纲。四、作业、练习的安排与要求为使学生更好地掌握本课程，要求学生完成一定数量的课外作业。五、学时分配 序号 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 小计 1 电路模型和电路定律 6 6 2 电阻电路的等效变换 4 4 3 电阻电路的一般分析 6 2 8 4 电路定理 6 2 8 5 一阶电路 8 2 10 6 相量法 4 4 7 正弦稳态电路的分析 12 2 14 8 含有耦合电感的电路 4 4 9 三相电路 6 6 合计 56 8 64 六、相关联的课程1.预修课程高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、大学物理。2.后续课程数字电子技术、模拟电子技术、电机与拖动基础。七、教材与教学参考书1.建议教材[1]电路.邱关源.高等教育出版社[2]FundamentalsofElectricCircuits.CharlesK.Alexander.TsinghuaUniversityPress2.建议参考书目[1]电路原理.徐国凯.机械工业出版社[2]电工学.唐介.高等教育出版社[3]电路原理.周守昌.高等教育出版社八、成绩评定总成绩可分为期末考试和平时成绩，期末考试为闭卷考试，其比例建议：期末考试：70%平时成绩：30%《高级程序设计》课程教学大纲（AdvancedProgramming）一、基本信息课程编号：02202009课程类别：专业类必修课适用层次：本科适用专业：自动化专业，测控技术与仪器专业，电子信息工程专业，通信工程专业开课学期：第3学期总学分：3总学时：56学时（理论课32学时，实验课24学时）考核方式：考查二、课程教育目标本课程是机电类各专业的专业类必修课。通过本课程的学习，使学生掌握面向对象的软件设计（OOD）方法和面向对象的程序设计（OOP）语言C#，了解和掌握Windows程序设计基础，进一步培养学生的程序设计能力，为从事软件设计工作打下坚实基础。三、教学内容与要求1.理论课教学内容（1）绪论教学内容：面向对象的软件设计方法的起源、特点、分类和步骤等基本概念。基本要求：通过本章的教学，使学生了解面向对象的程序设计方法的特点。要求学生深刻认识学习该方法的必要性和先进性。教学重点：面向对象的软件设计思想。教学难点：面向对象的软件设计方法和思路。（2）C#语言基础教学内容：C#语言的特点和新特性，输入输出语句、程序流程控制语句，变量定义、函数的概念，命名空间、强制类型转换、引用、作用域等基本概念，数组定义与应用。基本要求：本章的目的在于使学生了解C#语言与C语言的区别和联系,要求学生掌握C#语言的程序设计思想和基础知识，为学习整个课程打下良好基础。教学重点：C#语言的基本特性。教学难点：引用型数据类型。（3）类和对象教学内容：类定义、方法的定义、对象的概念、构造函数、析构函数、类之间的关系、静态成员和this引用等，属性与索引器的概念与应用。基本要求：本章的目的是使学生掌握类和对象的定义方法，用面向对象的方法编制简单的程序。教学重点：类和对象概念。教学难点：类和对象的应用，this引用的概念。（4）委托与事件教学内容：委托的概念、事件的概念，委托与事件的关系。基本要求：本章的目的是使学生掌握委托与事件的概念，并能应用它编写简单程序，掌握类之间通信的基本方法。教学重点：委托与事件的概念和应用。教学难点：委托与事件的概念。（5）继承与派生教学内容：继承与派生的概念、派生类的定义、类的继承方式、派生类的构造函数和析构函数、派生类对基类成员的继承等。基本要求：本章的目的是使学生掌握继承与派生的概念及其应用，能运用它们编写简单程序。教学重点：继承与派生的概念。教学难点：构造函数的调用顺序。（6）多态性和虚方法教学内容：多态性概念、重载、虚方法和抽象类等。基本要求：本章的目的是使学生掌握多态性概念，并能利用继承和重载等方法实现多态性。教学重点：多态性概念、重载和虚方法。教学难点：多态性和重载的概念与应用。（7）接口教学内容：接口定义，接口的实现，接口的访问。基本要求：本章的目的是使学生掌握接口的定义方法，用面向对象的方法编制简单的拥有接口的程序。教学重点：接口的概念。教学难点：接口成员的访问，接口的多继承带来的多义性。（8） C#语言的输入输出流教学内容：C#语言的标准输入输出、C#语言输入输出流简介、C#语言格式化输出和文件输入输出流等。基本要求：本章的目的是使学生掌握C#语言的输入输出管理。教学重点：C#语言的标准输入输出。教学难点：C#语言格式化输出和文件输入输出流。（9）异常处理教学内容：异常处理的概念、C#语言异常处理的实现、重新抛出异常和异常规范、C#标准库中的异常类等。基本要求：本章的目的是使学生掌握C#语言异常处理的基本概念和方法。教学重点：异常处理的概念。教学难点：C#语言异常处理的实现。（10）Windows编程基础教学内容：Windows编程基础、对话框程序设计等。基本要求：本章的目的是使学生掌握基于窗体的Windows编程基本框架，能设计简单的Windows应用程序。教学重点：基于窗体的Windows编程。教学难点：Windows程序工作原理。（11）对话框和控件教学内容：对话框和控件的基本概念、标准控件和通用对话框、基于对话框的Windows应用程序开发等。基本要求：本章的目的是使学生学会使用C#开发基于对话框的Windows应用程序。教学重点：对话框和控件的基本概念及应用。教学难点：基于对话框的Windows应用程序开发。2.实验课教学内容实验教学环节有24学时上机，学生应掌握C#的程序设计方法。详见《高级程序设计》课程实验教学大纲。四、作业、练习的安排与要求重点课节应安排课后作业。学生应做大量的课外上机练习。五、学时分配 序号 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 绪论 2 详见实验教学大纲 2 C#语言基础 4 3 类和对象 6 4 委托与事件 4 5 继承与派生 2 6 多态性和虚方法 2 7 接口 4 8 C#语言的输入输出流 2 9 异常处理 2 10 Windows编程基础 2 11 对话框和控件 2 合计 32 24 56 六、相关联的课程1.预修课程计算机程序设计基础。七、教材与教学参考书1.建议教材：《C#大学实用教材》.匡松等.电子工业出版社2.建议参考书目：《C#程序设计教程》.刘甲耀等.电子工业出版社八、成绩评定本课程考核方式为考查。主要根据平时成绩和实验成绩确定学生的成绩，建议比例为：平时成绩：20％上机成绩：80％《单片机原理与接口技术》课程教学大纲（Single-chipcomputerPrinciplesandInterfaces）一、基本信息课程编号：02202010课程类别：学科基础必修课程适用层次：本科适用专业：电子信息工程、通信工程、自动化、测控开课学期：第4学期总学分：3.5总学时：56学时（理论课56学时）考核方式：考试二、课程教育目标本课程在简单介绍计算机原理的基础上，系统地介绍了单片机的基本结构和工作原理。本课程通过MCS51单片机的学习，使学生掌握51系列单片机系统的硬件设计、MCS51汇编语言的编程方法以及常用单片机外围接口电路的设计。三、教学内容与要求1.理论课（1）概述简要介绍计算机组成及工作原理，了解单片机的发展、现状以及不同单片机生产厂家所生产的不同型号的单片机的结构和性能。重点：微型机和单片机的结构和性能（2）MCS-51单片机结构原理理解MCS-51单片机的CPU、存储器、并口、串口内部结构，掌握其使用方法。重点和难点：CPU的内部结构（3）MCS-51指令系统理解指令系统，掌握单片机的各种寻址方式及常用指令使用方法。重点和难点：寻址方式（4）汇编语言程序设计掌握MCS-51汇编语言语法，并利用MCS-51汇编语言解决常见问题，实现简单算法。重点：循环结构程序设计（5）MCS-51中断系统理解MCS-51中断系统硬件结构及中断响应过程，掌握各中断源有关的中断程序入口、中断控制字的使用方法，并掌握中断程序的编制方法。重点和难点：MCS-51中断系统硬件结构及中断响应过程（6）定时器/计数器理解MCS-51内部定时器/计数器结构，掌握计数初值的计算，如何利用定时器/计数器解决实际问题。重点和难点：MCS-51内部定时器/计数器结构（7）串行接口理解MCS-51串行接口结构及工作原理，掌握串口的各种工作方式、波特率的设定以及单片机多机通信的编程方法。重点和难点：串口的各种工作方式（8）单片机系统扩展本章使学生掌握MCS-51片外程序存储器和数据存储器以及并行接口扩展的设计方法及地址范围的确定。重点：程序存储器和数据存储器扩展（9）输入输出接口技术本章使学生掌握MCS-51系统的键盘、数码管显示、A/D、D/A等常用接口电路设计及其管理程序设计重点和难点：显示接口电路设计2.实验课本课程相关实验独立设课，内容参见相关大纲。四、作业、练习的安排与要求本课程要求一定量的课后习题，以达到对所讲课程内容的消化和理解。五、各个章节学时分配应填写下面的学时分配表 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 概述 3 3 2 单片机结构 4 4 3 MCS-51指令系统 9 2 11 4 汇编语言程序设计 2 4 6 5 单片机中断系统 4 4 6 定时器计数器 4 4 7 串口接口及其应用 7 7 8 单片机系统扩展 4 4 9 单片机输入输出接口技术 11 11 10 小结 2 2 总计 50 56 六、相关联的课程本课程必须在掌握了计算机基础及数字电路课程内容的基础上，方可修读。七、参考教材单片机原理与应用设计.张毅刚.哈尔滨工业大学出版社单片微型机原理及应用.徐维祥.大连理工大学出版社MCS-51系列单片机使用接口技术北京航空航天大学出版社李华单片机原理及系统设计.胡汉才.清华大学出版社八、成绩评定该课程为考试课。总成绩可分为理论考核和平时成绩，其比例建议：理论考试占80%、平时成绩占20%。《MATLAB语言基础》课程教学大纲（FundamentalsofMATLAB）一、基本信息课程编号：02202013课程类别：专业类必修课程适用层次：本科适用专业：自动化、测控技术与仪器开课学期：第四学期总学分：2总学时：36学时(理论课24学时，上机课12学时)考核方式：考查二、课程教育目标MATLAB是一种以数值计算和数据图示为主的计算机软件，包含适应多个学科的专业软件包。本课程要求学生掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及二维、三维绘图功能，并能够熟练地将MATLAB应用于学习中，解决相关课程中的复杂的数学计算问题。上机操作是本课程重要的教学环节，学生只有通过上机实习，才能领会MATLAB中众多功能，才能达到熟练应用的程度。本课程将三分之一的课时用于安排学生上机操作。三、教学内容与要求1.理论课（1）MATLAB语言简介了解MATLAB的启动、退出及工作环境，MATLAB的文件管理与帮助系统，MATLAB的演示系统与用户文件格式，并要求会熟练使用。（2）MATLAB的数值计算功能了解MATLAB的基本管理命令。掌握MATLAB的常用数学函数，变量及其赋值，矩阵与数组运算，多项式运算，字符运算。理解矩阵、数组、多项式与字符之间的关系和区别。重点：数组与矩阵运算、多项式运算、字符运算。难点：矩阵运算与多项式运算。（3）MATLAB的程序设计基础了解M文件编辑器的使用，理解命令文件与函数文件的联系和区别以及全局变量和局部变量的使用，掌握程序流程控制，并能使用各种控制语句编写简单的小程序。重点：M函数与M文件，程序流程控制。难点：控制语句的应用，程序的编写。（4）MATLAB的符号运算功能掌握符号对象的创建、操作和转换、常用符号运算功能的实现以及符号方程的求解，理解数值变量、符号变量及字符变量间的相互转换。重点：符号对象的创建，常用符号运算功能的实现，符号方程的求解。难点：符号表达式的操作和转换（5）MATLAB的可视化功能掌握二维图形及符号函数图形的绘制，了解三维图形的绘制。重点：绘制二维图形和符号函数图形。难点：图形的修饰与控制。（6）Simulink仿真软件掌握利用Simulink仿真软件进行建模的方法，并对典型系统进行简单的仿真分析，了解Simulink工具箱的使用。2.实验课本课程上机实践共安排12学时，要求通过上机操作了解MATLAB语言系统，理解MATLAB语言的各种运算及绘图方法，掌握MATLAB语言的各种命令及用法，并能运用这些命令编写应用程序。具体要求见《MATLAB语言基础》课程上机教学大纲。四、作业、练习的安排与要求本课程是一门实践性应用性非常强的课程，要求学生理论联系实际，对课后的作业题要上机调试。五、各个章节学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 MATLAB语言简介 2 4 2 MATLAB的数值计算功能 8 4 14 3 MATLAB的程序设计基础 4 2 6 4 MATLAB的符号运算功能 4 1 5 5 MATLAB的可视化功能 4 1 5 6 Simulink仿真软件 2 2 2 合计 24 12 36 六、相关联的课程1.预修课程线性代数、高等数学、C语言程序设计等。2.后续课程数字信号处理、信号系统、数字图像处理、自动控制原理等。七、教材与教学参考书1.建议教材：MATLAB机电控制系统技术与应用，张秀峰编，清华大学出版社2.建议参考书目：[1]MATLAB实用教程，郑阿奇主编，电子工业出版社[2]MATLAB基础与应用简明教程，张平等编著，北京航空航天大学出版社[3]MATLAB程序设计语言，楼天顺等编，西安电子科技大学出版社MATLAB及在电子信息课程中的应用，陈怀琛等编著，电子工业出版社八、成绩评定同期开设该门课程的年级实行教考分离的统一命题、统一考试、统一评卷。总成绩可分为理论考核成绩、上机实践成绩和平时成绩三部分，其比例建议：理论考核为70%，上机考核成绩为20%，平时成绩为10%。《电机与拖动技术基础》课程教学大纲（FundamentalofElectricalMachinesandDrives）一、基本信息课程编号：02302201课程类别：专业教育必修课程适用层次：本科适用专业：自动化开课学期：第五学期总学分：2.5总学时：40学时考核方式：考试二、课程教育目标本课程为自动化方向非常重要的一门专业必修课，通过这门课，使学生初步掌握电机的基本原理及拖动方面的知识，并了解变压器的原理，同时掌握相应的实验技能，为后续课程准备必要的电机与拖动知识。三、教学内容与要求1.理论课（1）绪论教学内容：电机与拖动的概况、基本概念及研究对象等。基本要求：了解电机与拖动的概况、基本概念及研究对象等。（2）电力拖动系统动力学教学内容：电力拖动系统转动方程式、多轴电力拖动系统的简化、负载的转矩特性。基本要求：理解电力拖动系统分析及多轴电力拖动系统的简化，掌握负载的转矩特性。教学重点：电力拖动系统转动方程式及负载的转矩特性。教学难点：负载的转矩特性。（3）直流电机原理教学内容：直流电机的工作原理、主要结构与型号、直流电机的磁路，空载时的气隙磁密、直流电机的电枢绕组、电枢电动势与电磁转矩、直流发电机、直流电动机运行原理、他励直流电动机机械特性。基本要求：理解直流电机的工作原理，直流电机的磁路，空载时的气隙磁密、直流电机的电枢绕组。了解直流电机的主要结构与型号。掌握电枢电动势与电磁转矩，他励直流电动机机械特性。教学重点：直流电机的工作原理，直流电机的电枢绕组、电枢电动势与电磁转矩，他励直流电动机机械特性。教学难点：直流电机的电枢绕组。（4）他励直流电动机运行教学内容：他励直流电动机的起动与调速、电动与制动运行、电力拖动系统的过渡过程基本要求：理解他励直流电动机的起动与调速，掌握电机的四象限运行。教学重点：他励直流电动机的起动与调速、电动与制动运行。教学难点：电力拖动系统的过渡过程。（5）变压器教学内容：概述、变压器的空载运行、负载运行、标幺值、变压器参数的测定、变压器的运行特性、连接组别、自耦变压器。基本要求：了解变压器的结构和工作原理，理解变压器的空载运行、负载运行、标幺值、变压器参数的测定及连接组别。教学重点：变压器的等值电路。教学难点：变压器的运行特性。（6）交流电机电枢绕组的电动势与磁通势教学内容：电动势、电枢绕组、单相电枢绕组的磁通势、三相电枢绕组的磁通势、两相电枢绕组的磁通势。基本要求：了解交流电机电枢绕组的电动势与磁通势的分析方法和基本概念并掌握其结论。教学重点：交流电机电枢绕组的电动势与磁通势的分析及结论。（7）异步电动机原理教学内容：结构与工作原理、转子不转转子绕组开路时的电磁关系、转子堵转时的电磁关系、转子旋转时的电磁关系、功率与转矩、机械特性、工作特性、参数的测定。基本要求：了解异步电动机结构与工作原理，理解异步电动机参数的测定，掌握异步电动机负载运行的等值电路及机械特性。教学重点：异步电动机负载运行的等值电路及机械特性。教学难点：异步电动机转子旋转时的电磁关系（8）三相异步电动机的起动与制动教学内容：直接起动、降压起动、三相异步电动机的各种运行状态。基本要求：了解三相异步电动机的各种起动及运行状态。教学难点：三相异步电动机的四象限运行。（9）三相交流电动机调速教学内容：定、转子绕组串电阻调速、变极调速、变頻调速基本要求：了解三相交流电动机各种调速方式。教学难点：三相异步电动机的变频调速。（10）微控电机教学内容：单相电机、步进电机、伺服电动机、测速发电机。基本要求：了解单相电机、步进电机、伺服电动机及测速发电机的基本工作原理。教学难点：步进电机及伺服电动机的工作方式。2.实验课本课程实验12学时（含设计性实验）单独设课。具体要求参见自动化专业《电机与拖动技术实验》课程教学大纲。四、作业、练习的安排与要求为使学生更好地掌握本课程，要求学生完成一定数量的课外作业。五、各个章节学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 小计 1 电力拖动系统动力学 2 2 直流电机原理 8 3 他励直流电动机运行 4 4 变压器 8 5 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 2 6 异步电动机原理 8 7 三相异步电动机的起动与制动 4 8 三相交流电动机调速 2 9 微控电机 2 合计 40 六、相关联的课程1.预修课程主要预修课为：大学物理、电路原理。要求掌握这些课程的一些基本的理论和分析方法。2.后续课程其后续课程主要有：自动控制原理、电力电子技术、工厂供电等。学生学习本课程后，可掌握后续学习所需要的电机与拖动知识和实验技能。七、教材与教学参考书1.建议教材：[1]电机与拖动基础.李发海.清华大学出版社[2]电机与拖动基础.顾绳谷.机械工业出版社2.建议参考书目：[1]电机及拖动基础解答与学习指导.唐海源，张晓江.机械工业出版社[2]电机、拖动及电力系统（英文影印版）.TheodoreWildi.科学出版社[3]电机及电力拖动基础.张松林.北京工业大学出版社八、成绩评定总成绩可分为期末考试和平时成绩，期末考试为闭卷考试，其比例建议：期末考试：70%；平时成绩：30%《自动控制原理》课程教学大纲（PrinciplesofAutomaticControl）一、基本信息课程编号：02302203课程类别：专业必修课程适用层次：本科适用专业：自动化、测控开课学期：第五学期总学分：4总学时：64学时考核方式：考试二、课程教育目标通过本课程的教学，应使学生：（1）了解自动控制理论的发展过程及其对国民经济与社会发展的重大作用；熟悉典型的自动控制系统及应用场合；掌握基本的自动控制系统分析与设计方法。（2）建立起“系统”的观点，即承认所研究的对象是一个不断运动的“系统”，承认产生运动的根据是内因（即系统本身固有的特性），而产生运动的条件是外因（即外界的干扰以及外界同系统之间的关系）。（3）培养一定的抽象思维的能力，既要善于从个性中概括出共性，又要从共性出发深刻了解个性，努力学习用广义动力学的方法去抽象与解决实际问题。（4）培养运用辩证唯物主义的方法论思考、分析与解决问题的基本能力；锻炼在需要与可能之间进行折衷的能力。（5）掌握经典控制理论中的主要概念、分析与设计方法，同时掌握利用计算机辅助软件（如MATLAB）进行自动控制系统分析和设计的手段，为从事控制工程和电力电子等领域的实际工作奠定初步的理论基础，并打好学习现代控制理论的基础。三、教学内容与要求1.理论课（1）自动控制的一般概念主要内容：自动控制的基本原理与方式；控制系统示例、分类及基本要求。基本要求：了解基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；要求学生能根据控制系统工作原理图绘制方块图。重点：掌握开环、闭环控制的基本概念及根据工作原理图绘制方块图。（2）系统的数学模型主要内容：控制系统的时域和频域数学模型；控制系统的结构图与信号流图。基本要求：掌握理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型－微分方程，典型元部件的传递函数的求取，结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，理解由梅森公式求传递函数。重点：常用元部件传递函数的求取；系统传递函数的求取。难点：结构图等效变换；梅森公式的应用。（3）线性系统的时域分析法主要内容：线性系统的性能指标；一阶、二阶及高阶系统的时域分析；线性系统的稳定性分析及稳态误差的计算。基本要求：掌握时域性能指标的定义，一阶和二阶系统性能指标的求取及二阶系统性能改善的方法，了解高阶系统动态性能指标，掌握劳斯稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法。重点：二阶系统动态性能计算及劳斯判据。难点：扰动作用下减小或消除稳态误差的措施。（4）系统的根轨迹法主要内容：根轨迹的基本概念；根轨迹绘制的基本法则；系统的性能分析。基本要求：理解根轨迹的概念，根轨迹方程，掌握绘制根轨迹的基本法则，并用根轨迹法分析系统。重点：由根轨迹分析系统性能。难点：广义根轨迹的分析与应用。（5）线性系统的频域分析法主要内容：频率特性，开环系统的典型环节分解和开环频率特性曲线的绘制；频率域稳定判据；稳定裕度及闭环系统的频域性能指标。基本要求：掌握频域特性的物理意义，图形表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频率特性建立系统的数学模型。重点：奈氏判据，稳定裕度的确定。难点：系统的开环幅相曲线、对数曲线的概略绘制及相应系统传递函数的确定。（6）线性系统的校正方法主要内容：系统设计与校正问题；常用校正装置及其特性；各种校正方式。基本要求：掌握串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正，局部反馈校正。重点：串联滞后－超前校正网络的设计及复合校正方法。难点：反馈校正方法及应用。（7）线性离散系统的分析与校正主要内容：离散系统的基本概念；信号采样与保持；Z变换理论；离散系统的数学模型、动态性能分析及稳定性分析；离散系统的数字PID校正。基本要求：掌握信号的离散化与信号保持器，Z变换理论，离散系统的数学模型的建立，系统的动态性能分析及稳态误差计算，对离散系统的数字PID校正。重点：离散系统传递函数的求取，稳定性分析及PID校正方法。难点：离散系统传递函数的求法及PID参数的设定。（8）非线性控制系统分析主要内容：非线性系统的概述及其对系统运动的影响；相平面法及描述函数法。基本要求：掌握非线性特性对系统的影响，相平面法及描述函数法。重点：奇点及奇线的分析与确定，自激振荡存在性及自振参数的确定。难点：相轨迹绘制与分析。2.实验课具体要求参见自动化专业《控制理论仿真与实验》课程教学大纲四、作业、练习的安排与要求本课程课内外时间比为1：1.5。课外练习主要为做习题和阅读、理解教材相应的内容。作业量为每次课（2学时）后布置若干道习题。习题形式有思考、推导、分析、计算以及一些初步设计应用题。五、各部分内容学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 自动控制的一般概念 4 4 2 系统的数学模型 8 8 3 线性系统时域分析 10 2 12 4 根轨迹法 10 2 12 5 频率响应法 10 10 6 线性系统的校正方法 6 6 7 线性离散系统 6 6 8 非线性控制系统 6 6 合计 60 4 64 六、相关联的课程1.预修课程复变函数与积分变换，模拟电子技术基础、数字逻辑、电机与拖动。2.后续课程计算机控制技术，过程控制工程，自动控制系统，现代控制理论，高级控制策略。七、教材与教学参考书1.建议教材自动控制原理.胡寿松主编.科学出版社2.建议参考书目[1]自动控制原理习题集.胡寿松主编.国防工业出版社[2]自动控制理论.邹伯敏主编.机械工业出版社[3]自动控制原理.李友善.国防工业出版社[4]自动控制基础.陈铮.西北工业大学出版社八、成绩评定考核形式为闭卷考试。总评成绩以百分制计算，其中平时成绩（包括考勤、作业和测验）占20%；期末考试卷面成绩占80%。《传感器与检测技术》课程教学大纲（SensorandMeasurementTechnology）一、基本信息课程编号：02302206课程类别：专业必修课适用层次：本科适用专业：自动化、测控技术与仪器开课学期：第五学期总学分：2.5学分总学时：40学时考核方式：考试二、课程教育目标本课程是自动化和测控技术与仪器专业的一门专业必修课。本课程主要研究各类传感器的机理、结构、测量电路和应用方法，包括常用传感器、近代新型传感技术及信号调理电路等内容。本课程的目的和任务是使学生通过本课程的学习，掌握常用传感器的基本原理、应用基础，并初步具有检测和控制系统设计的能力。三、教学内容与要求1.理论教学内容⑴绪论教学内容：传感器和检测技术的基本概念、测量误差和数据处理、传感器的静、动态特性和标定方法。基本要求：了解传感器和检测技术的基本概念。教学重点：误差分析和数据处理、传感器静动态特性和标定方法。教学难点：数据处理的基本方法。⑵电阻式传感器原理与应用教学内容：应变式和压阻式传感器原理与应用基本要求：掌握各种电阻式传感器的原理和应用。教学重点：应变式传感器工作原理和测量电路。教学难点：电阻式应变片的测量电路。⑶变阻抗式传感器原理与应用教学内容：自感式传感器、差动变压器、电容传感器、电涡流传感器和压磁式传感器的工作原理和应用基本要求：掌握各种变阻抗式传感器的工作原理和应用。教学重点：差动变压器和电容传感器的原理和应用。教学难点：差动变压器和电容式传感器的测量电路。⑷光电式传感器原理与应用教学内容：光电效应、光电元件、光电码盘、电荷耦合器件。光纤传感器及光栅传感器。基本要求：掌握各种光电式传感器的原理和应用。教学重点：电荷耦合器件、光纤传感器和光栅传感器。教学难点：电荷耦合器件结构和工作原理、光栅传感器辨向原理和细分技术。⑸电动势式传感器原理与应用教学内容：磁电式传感器、霍尔式传感器和压电式传感器的原理与应用。基本要求：掌握各种电动势式传感器原理与应用。教学重点：霍尔式传感器原理与应用。教学难点：压电式传感器的工作原理。⑹温度测量教学内容：温标的概念，热电阻式测温传感器、热电偶式测温传感器、光学高温计、光电高温计、辐射温度计和比色温度计。基本要求：掌握各种温度传感器的原理与应用。教学重点：热电偶和热电阻的检测原理及信号处理转换电路。教学难点：热电偶和热电阻的信号处理电路。⑺流量测量教学内容：流量的基本概念、差压式流量计、电磁式流量计、涡轮式流量计、涡街式流量计、超声式流量计和质量流量测量。基本要求：掌握各种流量传感器的工作原理和应用。教学重点：各种流量检测仪表的应用环境和选型。教学难点：差压式流量测量原理。⑻成分分析教学内容：分析仪表的基本组成及主要性能指标、热导式气体分析仪、磁性氧量分析仪、氧化镐氧量分析仪、红外线气体分析器、气象色谱仪。基本要求：掌握各种过程分析仪表的原理与应用。教学重点：各种过程分析仪表的使用环境和选型。教学难点：红外线气体分析仪。⑼自动检测的共性技术及新发展教学内容：误差修正技术、MEMS技术及其微型传感器、虚拟仪器、无线传感器网络、多传感器数据融合及软测量技术。基本要求：了解自动检测的共性技术及最新进展情况。教学重点：误差修正技术。教学难点：系统误差的数字修正方法。2.实验教学内容实验课程总学时为12，实验教学内容详见检测技术与仪表实验教学大纲。四.作业、练习的安排与要求学生的课外作业主要以课后习题为主，同时学生应加强课外练习，多查阅传感器、嵌入式系统设计、电子测量、仪器与仪表等杂志。通过完成课外作业，使学生能增强对基本原理的理解，扩展知识面。掌握各种传感器和测量仪表的性能、技术参数，为今后的仪器仪表分析，选型和设计工作打下良好的基础。五.学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 绪论 2 2 电阻式传感器原理与应用 4 3 变阻抗式传感器原理与应用 6 4 光电式传感器原理与应用 8 5 电动势式传感器原理与应用 4 6 温度测量 6 7 流量测量 4 8 成分测量 4 9 自动检测的共性技术及新发展 2 合计 40 六.相关联的课程1.预修课程电路原理、模拟电子技术、数字逻辑、单片机原理与接口技术等。2.后续课程过程控制工程、运动控制系统、计算机控制技术等。七.教材与教学参考书1.建议教材[1]传感器与检测技术.徐科军．电子工业出版社[2]检测技术.郑华耀.机械工业出版社[3]自动检测技术.马西秦.机械工业出版社2.建议参考书目[1]传感器原理及应用技术.刘笃仁，韩保君.西安电子科技大学出版社[2]自动检测技术.王化详.化学工业出版社[3]传感器原理及工程应用.郁有文等.西安电子科技大学出版社[4]自动检测技术及仪表控制系统.张毅等.化学工业出版社八.成绩评定本课程为考试课。总成绩采用百分制，可分为理论考核、平时成绩，其比例建议为：理论考试占70%、平时成绩占30%。《电气控制技术与PLC应用》课程教学大纲（ElectricalControlAndProgrammableController）一、基本信息课程编号：02302208课程类别：专业必修课适用层次：本科适用专业：自动化开课学期：第六学期总学分：2总学时：32学时考核方式：考查二、课程教育目标本课程在微型计算机原理与接口技术课程和电机及拖动基础课程的基础上，系统地介绍了可编程控制器以及常用低压电器的基本结构和工作原理。本课程可使学生基本掌握由可编程控制器构成的电气控制系统的硬件设计和软件编程技术。学生利用可编程控制器和低压电器设计较为简单的电气控制系统，为今后从事自动化控制领域的工作打下基础。三、教学内容与要求1.理论课（1）电气控制技术基础教学内容：低压电器分类及工作原理及继电接触式控制系统的设计方法及典型线路。基本要求：了解低压电器分类及工作原理及继电接触式控制系统的设计方法及典型线路。教学重点：重点掌握继电接触式控制系统的设计方法及典型线路。教学难点：典型线路的工作原理。（2）可编程控制器概述教学内容：可编程控制器的基本概念及工作原理及可编程控制器的组成。基本要求：了解可编程控制器的基本概念及工作原理，理解可编程控制器的组成。教学重点：可编程控制器的组成。教学难点：可编程控制器的组成。（3）可编程控制器的硬件结构本章使学生理解可编程控制器各模块的基本结构机性能指标，理解可编程控制器系统的构成。教学内容：可编程控制器各模块的基本结构、性能指标及系统的构成。基本要求：理解可编程控制器各模块的基本结构、性能指标以及可编程控制器系统的构成。教学重点：可编程控制器各模块的基本结构。教学难点：可编程控制器各模块的基本结构。（4）可编程控制器指令系统了解编程控制器的语言种类，重点掌握语句表、梯形图语言指令系统。教学内容：可编程控制器的语言。基本要求：了解编程控制器的语言种类，重点掌握语句表、梯形图语言指令系统。教学重点：语句表、梯形图语言指令系统。教学难点：计数器、定时器指令的使用。（5）顺序控制系统的设计方法教学内容：可编程控制系统的组成和程序设计方法及功能图方法。基本要求：掌握可编程控制系统的组成和程序设计方法，并能够熟练运用功能图方法设计系统程序。教学重点：功能图法。教学难点：系统设计过程及如何运用功能图方法设计系统程序。（6）可编程控制器网络及通信教学内容：可编程控制器网络及通信系统。基本要求：了解其基本结构、常用协议及网络功能。教学重点：plc网络基本结构和常用协议。（7）闭环控制系统本章介绍可编程控制器构成的闭环控制系统。使学生掌握PID控制方式的编程及其相关问题。教学内容：可编程控制器构成的闭环控制系统。基本要求：使学生掌握PID闭环控制的实现方式。教学重点：SFB41、SFB42、SFB43。教学难点：系统功能的结构。2.实验课本课程实验12学时（含设计性实验）单独设课。具体要求参见自动化专业《电气控制技术与PLC应用实验》课程教学大纲。四、作业、练习的安排与要求本课程要求一定量的课后习题，以达到对所讲课程内容的消化和理解。五、各个章节学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 电气控制技术基础 6 6 2 可编程控制器概述 2 2 3 可编程控制器的硬件结构 4 4 4 可编程控制器指令系统 6 6 5 STEP7软件介绍 2 2 6 顺序控制系统设计方法 4 4 7 可编程控制器网络及通信 4 4 8 闭环控制系统 4 4 合计 32 32 六、相关联的课程1.预修课程本课程必须在掌握了微机原理及接口技术及电机拖动基础课程的基础上，方可修读。七、教材与教学参考书1.建议教材：[1]西门子S7-300PLC应用教程胡健主编机械工业出版社[2]电气控制与可编程序控制器，陈立定，华南理工大学出版社2.建议参考书目：[1]S7-300/400PLC应用技术，廖长初，机械工业出版社[2]常用低压电气原理及其控制技术，张凤山，机械工业出版社八、成绩评定该课程为考查课。总成绩可分为理论考核、平时成绩，其比例建议：理论考试占70%、平时成绩30%。《计算机控制技术》课程教学大纲（ComputerControlTechnology）一、基本信息课程编号：02302210课程类别：专业必修课适用层次：本科适用专业：自动化开课学期：第六学期总学分：2学分总学时：32学时考核方式：考试二、课程教育目标本课程是自动化专业的一门专业必修课。通过本课程的学习，使学生能建立起计算机控制系统的概念，掌握计算机控制的基本原理和基本控制技术，具有研究和开发新的计算机控制系统、解决实际工程问题的能力。三、教学内容与要求1.理论教学内容⑴绪论教学内容：微型计算机控制控制系统及其组成，微型计算机控制系统的典型形式，工业控制机的组成结构及特点，计算机控制系统的发展概况和趋势。基本要求：了解计算机控制系统及其基本组成。教学重点：计算机控制系统的典型形式。教学难点：计算机控制系统的工作原理。⑵输入输出接口与过程通道教学内容：模拟量输入输出通道，数字量输入输出通道，硬件抗干扰技术。基本要求：掌握输入输出接口及过程通道的设计方法。教学重点：输入输出接口与过程通道的硬件和软件的设计。教学难点：硬件抗干扰技术。⑶数字程序控制技术教学内容：数字程序控制技术，逐点比较法插补原理，直流电机和步进电机控制技术。基本要求：掌握直线插补和圆弧插补技术及步进电机控制技术。教学重点：逐点比较法插补原理和步进电机控制技术。教学难点：圆弧插补原理。⑷计算机控制系统的数学描述与分析教学内容：计算机控制系统的数学描述，稳定性分析和时域响应特性分析。基本要求：计算机控制系统的各种数学描述方法。教学重点：差分方程、z变换及脉冲传递函数。教学难点：z变换、脉冲传递函数与差分方程的转换。⑸常规及复杂控制技术教学内容：数字控制器的连续化设计技术，数字控制器的离散化设计技术以及相关的各类控制算法。基本要求：掌握PID控制算法及其工程实现。教学重点：数字PID控制，串级控制，直接数字控制技术。教学难点：串级控制，最少拍有波纹控制。⑹应用程序设计与实现技术教学内容：程序设计技术，数据结构及其应用技术，测量数据预处理技术，数字控制器的工程实现，系统的有限字长问题和软件抗干扰技术基本要求：掌握软件滤波方法和标度变换方法教学重点：主要介绍计算机控制系统的应用程序设计与实现技术。教学难点：系统的有限字长数值问题。⑺计算机控制系统设计与实现内容：计算机控制系统的设计原则、步骤、工程实现。基本要求：计算机控制系统的设计步骤和工程实现。教学重点：计算机控制系统的工程设计与实现。教学难点：软件的工程设计与实现。2.实验教学内容实验课程总学时为12，实验教学内容详见计算机控制技术实验教学大纲。四.作业、练习的安排与要求学生的课外作业以课后习题为主，每章平均1-3道题。习题包括基本概念、系统分析、软件编程及综合题等。通过课外作业，使学生掌握基本概念，掌握系统的分析和设计方法，对于重点应该掌握的控制算法要求能够进行软件编程和数字仿真。五.学时分配 章节 主要内容 各个教学环节学时分配 备注 理论课 实验课 习题课 讨论课 小计 1 绪论 2 2 输入输出接口与过程通道 4 3 数字程序控制技术 4 4 计算机控制系统的数学描述与分析 6 5 常规及复杂控制技术 12 6 应用程序设计及实现技术 2 7 计算机控制系统设计与实现 2 合计 32 六.相关联的课程预修课程为电力电子技术、微型计算机原理与接口技术、自动控制原理等。需要掌握各种电力电子应用器件，计算机的硬件和软件相关知识，掌握自动控制系统的结构、分析方法和相关的数学知识等。七.教材与教学参考书1.建议教材[1]微型计算机控制技术.于海生等.清华大学出版社[2]计算机控制技术.姜学军.清华大学出版社2.建议参考书目[1]微型计算机控制技术.李锡雄等.科学出版社[2]计算机控制技术.冯培悌.浙江大学出版社[3]计算机控制技术.俞恍昀.电子工业出版社[4]微型计算机控制技术.潘新民等.高等教育出版社八.成绩