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《計算機控制技術》教學大綱
課程性質：專業課 先修課程：自動控制原理
總學時：66 學分：3.5
理論學時：50 實驗學時：16
開課學院：物理與電子信息學院 適用專業：自動化
大綱執筆人：鄭睿 大綱編寫時間：2012.9
教研室主任審核： 教學院長審定：
一、說明
1、課程的性質、地位和任務
計算機控制技術是電子信息工程和計算機應用與維護以及其他電子
專業必修的一門專業課程。本課程通過介紹反饋控制系統的基本工作原理
和連續控制系統的最基本的理論以及自動控制系統中常用的傳感器和執
行器，使學生建立起自動控制系統的最基本概念，然后平穩地過渡到計算
機控制系統，通過對采樣、數據處理、輸入輸出通道的設計、PID 算法、
各種抗干擾措施和大量微機測控系統實例的介紹，使學生了解或掌握計算
機控制的基本技術。本課程的教學目標是使學生掌握微型計算機在控制系
統中的應用方法，如微型計算機過程輸入輸出技術，數據采集系統和數據
處理方法，以及微型計算機控制系統中各種控制算法的實現方法。
2、課程教學的基本要求
1. 掌握課程中所介紹的有關自動控制、計算機控制中常用的基本術
語、定義、概念和規律，在今后的學習和工作中應能較熟練地應用這些概
念和術語。掌握自動控制、計算機控制系統的構成原理和系統的時域、頻
域基本特性。掌握計算機控制系統實現中主要問題的基本處理方法（例如，
系統硬件配置， 實時軟件開發，系統調試，抗干擾等）。
2．理解自動控制、計算機控制系統的基本分析方法及改善系統性能
的主要途徑。要求能對簡單的問題進行計算。
3．對計算機控制系統的發展趨勢及所介紹的現代控制技術有所了解。
3、本課程的重點與難點
重點：計算機控制系統的硬件設計、常規及復雜控制技術
難點：總線擴展技術、最少拍控制器的設計
二、課堂教學時數及課后作業題型分配
章 目 教 學 內 容
教 學
時 數
教學方式
或 手 段
課 后 作 業
思 考 題 練 習 題
一 概述 4 講授(多媒體) √ √
二 系統的硬件設計技術 14 講授(多媒體) √ √
三 數字控制技術 6 講授(多媒體) √ √
四 常規及復雜控制技術 22 講授(多媒體) √ √
五 現代控制技術 4 講授(多媒體) √ √
合 計 50
三、正文
第一章 概述
[教學目的]
通過本章的學習，使學生理解計算機控制系統的一般概念，掌握硬件
組成及典型應用，了解微型計算機控制系統的發展。
[重點難點]
計算機控制系統的一般概念。
[教學內容]
第一節 計算機控制系統概述
第二節 計算機控制系統
第三節 計算機控制系統的發展
[思考題]
1. 計算機控制系統的原理？
2. 實時、在線、離線的方式含義是什么？
第二章 計算機控制系統的硬件設計技術
[教學目的]
通過本章的學習，使學生理解信號的采樣與量化，過程通道掌握常用
傳感器和執行元件，開關量、模擬量的輸入/輸出通道，了解 A/D 轉換與
D/A 轉換技術。
[重點難點]
微型計算機的輸入輸出接口技術，開關量、模擬量的輸入輸出通道
[教學內容]
第一節 總線技術
第二節 總線擴展技術
第三節 數字量輸入輸出接口與過程通道
第四節 模擬量輸入接口與過程通道
第五節 模擬量輸出接口與過程通道
第六節 基于串行總線的計算機控制系統硬件技術
第七節 硬件抗干擾技術
[思考題]
1. 什么是接口、接口技術和過程通道？
2. 什么是串模干擾和共模干擾？
第三章 數字控制技術
[教學目的]
通過本章教學，使學生了解數字控制技術原理、插補原理、步進電機
原理。
[重點難點]
插補算法、步進電機原理
[教學內容]
第一節 數字控制基礎
第二節 逐點比較法插補原理
第三節 多軸步進電機驅動控制技術
第四節 多軸伺服驅動控制技術
第四章 常規及復雜控制技術
[教學目的]
通過本章教學，使學生了解算法的基本概念，掌握計算控制系統的各
種控制技術
[重點難點]
最少拍控制器的設計、純滯后控制技術
[教學內容]
第一節 數字控制器的連續化設計技術
第二節 數字控制器的離散化設計技術
第三節 純滯后控制技術
第四節 串級控制技術
第五節 前饋-反饋控制技術
第六節 解耦控制技術
第五章 現代控制技術
[教學目的]
通過本章教學，使學生了解狀態空間的輸出反饋設計法。
[重點難點]
極點配置法、狀態空間的最優設計法
[教學內容]
第一節 采用狀態空間的輸出反饋設計法
第二節 采用狀態空間的極點配置設計法
第三節 采用狀態空間的最優化設計法
[課程考試]
本課程采取筆試（閉卷，占 60％）、實驗操作（占 20％）、期中測試
（占 10％）、平時成績（占 10％）來評定學生的成績。
四、使用教材與教學參考書目
[使用教材]
于海生，《計算機控制技術》，機械工業出版社，2015 年
[教學參考書目]
[1] 于海生，《微型計算機控制技術》，清華大學出版社，1999 年
[2] 孫增圻，《計算機控制理論及應用》，清華大學出版社，1989 年
[3] 謝建英，《微型計算機控制技術》，國防工業出版社，2001 年
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