《计算机控制技术》课程教学大纲（Computer Control Technology）一、课程说明1.课程概况课程名称：计算机控制技术课程编码：08301280课程性质：专业选修课【核心课】开课时期：第6学期课程学分：3课程学时：（理论学时/实践学时）54（36/18）周学时：（理论学时/实践学时）4考核方式：考查课（平时+作业+实验+笔试测试课程负责人：申海2.课程简介本课程是电子信息工程专业本科生的专业核心课之一，在专业课程体系中占有非常重要的地位。其将前序多个电子信息类课程的内容进行了应用层面的整合，是一门综合性非常强的课程。该课程主要介绍如何利用计算机控制技术设计出满足控制系统设计目标和性能指标所要求的计算机控制系统。课程教学内容从控制系统控制策略，硬件设计，软件设计和通信设计出发，系统阐述计算机控制系统的设计技术与工程实现方法。3.课程目标总体目标：坚持立德树人，培养学生正确的人文素养，科学素养和工程素养。通过本课程的学习，培养学生掌握计算机控制的基本概念知识，基本工作原理、基本控制策略等相关应用技术、计算机控制系统的基本分析方法和设计方法，提高学生具备有效地分析和设计计算机控制系统所需的必要的洞察力、知识和理解力。同时，通过项目驱动式的教学活动，使学生受到较好的工程实践训练，使学生具备求解复杂工程问题能力，包括复杂工程问题的研究、分析、设计和调试等综合实践能力，为学生后续的学习和工作打下坚实基础。课程目标1：通过介绍控制技术领域名人名事和中国制造的发展史等内容，培养学生树立正确的世界观、人生观和价值观，保持辨证唯物主义观点，激发学生的爱国情怀和创新精神，以及为祖1
1 《计算机控制技术》课程教学大纲 （Computer Control Technology） 一、课程说明 1. 课程概况 课程名称：计算机控制技术 课程编码：08301280 课程性质：专业选修课【核心课】 开课时期：第 6 学期 课程学分：3 课程学时：（理论学时/实践学时）54（36/18） 周学时：（理论学时/实践学时）4 考核方式：考查课（平时+作业+实验+笔试测试） 课程负责人：申海 2. 课程简介 本课程是电子信息工程专业本科生的专业核心课之一，在专业课程体系中占有非常重要的地位。 其将前序多个电子信息类课程的内容进行了应用层面的整合，是一门综合性非常强的课程。该课程 主要介绍如何利用计算机控制技术设计出满足控制系统设计目标和性能指标所要求的计算机控制系 统。课程教学内容从控制系统控制策略，硬件设计，软件设计和通信设计出发，系统阐述计算机控 制系统的设计技术与工程实现方法。 3. 课程目标 总体目标：坚持立德树人，培养学生正确的人文素养，科学素养和工程素养。通过本课程的学 习，培养学生掌握计算机控制的基本概念知识，基本工作原理、基本控制策略等相关应用技术、计 算机控制系统的基本分析方法和设计方法，提高学生具备有效地分析和设计计算机控制系统所需的 必要的洞察力、知识和理解力。同时，通过项目驱动式的教学活动，使学生受到较好的工程实践训 练，使学生具备求解复杂工程问题能力，包括复杂工程问题的研究、分析、设计和调试等综合实践 能力，为学生后续的学习和工作打下坚实基础。 课程目标 1：通过介绍控制技术领域名人名事和中国制造的发展史等内容，培养学生树立正确 的世界观、人生观和价值观，保持辨证唯物主义观点，激发学生的爱国情怀和创新精神，以及为祖
国振兴做贡献意识。课程目标2：通过课堂讲授、实践训练并结合教学中讨论等环节，渗透科学素养和工程素养的培养。培养学生实事求是的科学态度，对待科学工作保持认真严谨和探索创新精神，遵守工程职业规范与良好职业道德，具备团结协作和积极向上精神。课程目标3：通过课程讲授与项目式训练，使学生掌握计算机控制技术的基础理论知识，包括计算机控制原理、典型形式、常规控制策略和复杂控制策略、数据处理方法、过程通道技术、数字控制技术，网络化控制系统基本知识、控制系统硬件电路模块及实验方案，系统总体设计原则和设计步骤。课程目标4：结合配套课程实验和项目训练，能够使用工业辅助软件设计控制策略并进行实际应用，包括使用组态软件开发计算机监控系统，使用MATLAB软件模拟控制过程和分析控制效果等。能够搭建计算机控制硬软件实验系统、进行开发和测试，通过过程通道采集实验数据、分析数据、通过控制策略、最终输出控制信号。课程目标5：通过计算机控制在实际生产中应用的复杂工程项目训练，培养学生从需求出发，针对计算机控制领域复杂控制问题提出的系统功能、性能指标和设计目标，基于整体到细化、化繁为简的思想，进行研究、定义与分析，制定控制系统方案，并设计开发满足特定需求的控制系统以提高学生分析复杂问题和解决复杂问题的能力4.课程目标与毕业要求的关系（1）课程目标与毕业要求指标点对应关系毕业要求课程目标毕业要求分解指标点1.具备良好的思想道德素1-3具有人文素养和社会责任感，具有良好的表达能力和人际交往能力，能积极课程目标1质和人文社服务国家与社会。会素养。2-1.能正确认识电子信息技术对客观世界和社会的影响，具有科学精神、创新精神和敬业精神。2.具备正确的2-2.能够在电子信息工程领域的工程实践中理解并遵守职业道德和规范，履行责科学素养和课程目标2任，具有良好的工程素养工程素养。2-3.能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人等不同的角色，具有良好的团队协作精神，具有良好的质量、安全、效益、环保、职业健康和服务等意识。5.掌握从事本课程目标35-1.掌握电子信号获取与处理等方面知识，工程设计与实现知识。专业的基础2
2 国振兴做贡献意识。 课程目标 2：通过课堂讲授、实践训练并结合教学中讨论等环节，渗透科学素养和工程素养的 培养。培养学生实事求是的科学态度，对待科学工作保持认真严谨和探索创新精神，遵守工程职业 规范与良好职业道德，具备团结协作和积极向上精神。 课程目标 3：通过课程讲授与项目式训练，使学生掌握计算机控制技术的基础理论知识，包括 计算机控制原理、典型形式、常规控制策略和复杂控制策略、数据处理方法、过程通道技术、数字 控制技术，网络化控制系统基本知识、控制系统硬件电路模块及实验方案，系统总体设计原则和设 计步骤。 课程目标 4：结合配套课程实验和项目训练，能够使用工业辅助软件设计控制策略并进行实际 应用，包括使用组态软件开发计算机监控系统，使用 MATLAB 软件模拟控制过程和分析控制效果等。 能够搭建计算机控制硬软件实验系统、进行开发和测试，通过过程通道采集实验数据、分析数据、 通过控制策略、最终输出控制信号。 课程目标 5：通过计算机控制在实际生产中应用的复杂工程项目训练，培养学生从需求出发， 针对计算机控制领域复杂控制问题提出的系统功能、性能指标和设计目标，基于整体到细化、化繁 为简的思想，进行研究、定义与分析，制定控制系统方案，并设计开发满足特定需求的控制系统， 以提高学生分析复杂问题和解决复杂问题的能力。 4. 课程目标与毕业要求的关系 （1）课程目标与毕业要求指标点对应关系 毕业要求 毕业要求分解指标点 课程目标 1.具备良好的 思想道德素 质和人文社 会素养。 1-3 具有人文素养和社会责任感，具有良好的表达能力和人际交往能力，能积极 服务国家与社会。 课程目标 1 2.具备正确的 科学素养和 工程素养。 2-1.能正确认识电子信息技术对客观世界和社会的影响，具有科学精神、创新精 神和敬业精神。 课程目标 2 2-2.能够在电子信息工程领域的工程实践中理解并遵守职业道德和规范，履行责 任，具有良好的工程素养。 2-3.能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人等不同的角 色，具有良好的团队协作精神，具有良好的质量、安全、效益、环保、职业健 康和服务等意识。 5.掌握从事本 专业的基础 5-1.掌握电子信号获取与处理等方面知识，工程设计与实现知识。 课程目标 3
理论知识与5-2.掌握电子信息工程专业相关的工程实践技术与方法，了解生产工艺、设备与技术。制造系统，了解电子信息类专业发展现状及趋势。6-1.具备初步的专业实验设计与实施能力。6.具备初级实课程目标46-2.具有分析、提出方案并解决电子信息领域理论或工程实际问题的基本能力，践能力。可参与相关系统的设计、运行与维护。课程目标37-1.掌握解决复杂工程问题的理论知识和方法。课程目标57.具备解决复杂工程问题7-2.具备电子信息领域中的综合类实践/实验进行独立设计，分析和调试能力以及课程目标4能力。进行产品开发与设计、技术改造与创新、工程设计与分析等解决复杂工程问题课程目标5的能力。8.具备独立知8-1.具有自主学习和终身学习的意识与能力，能够通过继续教育或其他学习渠道识获取，不断更新知识，实现能力和技术水平的提升。课程目标2学习和适应课程目标58-2.具备创新创业精神，掌握创新创业思维方法，具备一定的创新思维和创业发展的能力。探索能力等。（2）课程目标与毕业要求的矩阵关系图课毕业要毕业要毕业要毕业要毕业要求1毕业要求2毕业要求3毕业要求5程求4求6求7求8A1-1 1-28-18-22-12-22-34-17-21-33-5-3-4-3-3--40-标课程目标1课程MLL目标2课程HHM目标3课程HHM目标4课程HHL1目标5（注：H代表课程分目标与毕业要求分指标点为高支撑，M代表中支撑，L代表低支撑。）（3）课程教学内容与课程目标的对应关系3
3 理论知识与 技术。 5-2.掌握电子信息工程专业相关的工程实践技术与方法，了解生产工艺、设备与 制造系统，了解电子信息类专业发展现状及趋势。 6.具备初级实 践能力。 6-1.具备初步的专业实验设计与实施能力。 课程目标 4 6-2.具有分析、提出方案并解决电子信息领域理论或工程实际问题的基本能力， 可参与相关系统的设计、运行与维护。 7.具备解决复 杂工程问题 能力。 7-1.掌握解决复杂工程问题的理论知识和方法。 课程目标 3 课程目标 5 7-2.具备电子信息领域中的综合类实践/实验进行独立设计，分析和调试能力以及 进行产品开发与设计、技术改造与创新、工程设计与分析等解决复杂工程问题 的能力。 课程目标 4 课程目标 5 8.具备独立知 识获取，不断 学 习 和 适 应 发展的能力。 8-1.具有自主学习和终身学习的意识与能力，能够通过继续教育或其他学习渠道 更新知识，实现能力和技术水平的提升。 课程目标 2 8-2. 具备创新创业精神，掌握创新创业思维方法，具备一定的创新思维和创业 课程目标 5 探索能力等。 （2）课程目标与毕业要求的矩阵关系图 课 程 目 标 毕业要求 1 毕业要求 2 毕业要求 3 毕业要 求 4 毕业要求 5 毕业要 求 6 毕业要 求 7 毕业要 求 8 1-1 1-2 1-3 2-1 2-2 2-3 3-1 3-2 3-3 4-1 4-2 5-1 5-2 5-3 5-4 6-1 6-2 7-1 7-2 8-1 8-2 课 程 目 标 1 L 课 程 目 标 2 L L L M L L 课 程 目 标 3 H H M 课 程 目 标 4 H H M 课 程 目 标 5 H H L L （注：H 代表课程分目标与毕业要求分指标点为高支撑，M 代表中支撑，L 代表低支撑。） （3）课程教学内容与课程目标的对应关系
章次内容支撑课程目标-绪论课程目标1、2、5=输入输出接口与过程通道课程目标1、2、3三数字控制技术课程目标1、2、3四常规及复杂控制技术课程目标1、2、3、5五现代控制技术课程目标1、2、3六应用程序设计与实现技术课程目标1、2、4七人机接口技术与监控组态软件课程目标1、2、4、5八分布式测控网络技术课程目标1、2、3九计算机控制系统设计与实现课程目标1、2、55.适用专业与学时分配适用于电子信息工程专业。教学内容与时间安排表章次内容总课时理论课时实验课时40-绪论4三660输入输出接口与过程通道三1064数字控制技术四2108常规及复杂控制技术五自学现代控制技术六440应用程序设计与实现技术012 七12人机接口技术与监控组态软件八440分布式测控网络技术40九4计算机控制系统设计与实现36合计54186.课程教学目的与要求本课程是学习和掌握现代化控制系统设计方法的课程，通过本课程的教学，使学生掌握工业控制系统设计所需的基本理论、基本知识和基本技能，包括计算机控制系统工作原理、典型形式、插补原理、PID控制技术、模拟量和数字量过程通道、程序设计技术和DCS/FCS系统设计等，同时能够运用所学知识和技能分析及解决复杂工程问题。要求学生要从应用角度出发，掌握计算机控制基本知识和技能，实现最终可进行复杂工程控制系统设计的学习目标。4
4 章 次 内 容 支撑课程目标 一 绪论 课程目标 1、2、5 二 输入输出接口与过程通道 课程目标 1、2、3 三 数字控制技术 课程目标 1、2、3 四 常规及复杂控制技术 课程目标 1、2、3、5 五 现代控制技术 课程目标 1、2、3 六 应用程序设计与实现技术 课程目标 1、2、4 七 人机接口技术与监控组态软件 课程目标 1、2、4、5 八 分布式测控网络技术 课程目标 1、2、3 九 计算机控制系统设计与实现 课程目标 1、2、5 5. 适用专业与学时分配 适用于电子信息工程专业。教 学 内 容 与 时 间 安 排 表 章 次 内 容 总课时 理论课时 实验课时 一 绪论 4 4 0 二 输入输出接口与过程通道 6 6 0 三 数字控制技术 10 6 4 四 常规及复杂控制技术 10 8 2 五 现代控制技术 自学 六 应用程序设计与实现技术 4 4 0 七 人机接口技术与监控组态软件 12 0 12 八 分布式测控网络技术 4 4 0 九 计算机控制系统设计与实现 4 4 0 合计 54 36 18 6. 课程教学目的与要求 本课程是学习和掌握现代化控制系统设计方法的课程，通过本课程的教学，使学生掌握工业控 制系统设计所需的基本理论、基本知识和基本技能，包括计算机控制系统工作原理、典型形式、插 补原理、PID 控制技术、模拟量和数字量过程通道、程序设计技术和 DCS/FCS 系统设计等，同时能 够运用所学知识和技能分析及解决复杂工程问题。要求学生要从应用角度出发，掌握计算机控制基 本知识和技能，实现最终可进行复杂工程控制系统设计的学习目标
7.本门课程与其它课程关系（1）本课程先修课程为模拟电路、数字电路、单片机原理、C程序设计、可编程控制器和控制原理等课程。课程将前序多个电子信息类课程的内容进行了应用层面的整合，是一门综合性非常强的课程。（2）本课程是本专业综合课程设计和毕业论文等后续课程及教学环节的重要基础。培养学生具备控制系统整体工程设计及开发能力，包括分析、设计和开发复杂工程问题的能力，为专业培养目标中的应用型人才奠定重要基础。8推荐教材及参考书推荐教材：（1）主要采用教材2017年5月《微型计算机控制技术》（第3版）于海生等著清华大学出版社（国家精品课程配套教材，“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材）（2）辅助教材《计算机控制技术及其应用》丁建强清华大学出版社2017年2月（教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材）（3）辅助教材2016年2月《计算机控制技术》刘川来等著机械工业出版社（21世纪高等院校电气信息类系列教材）参考书：（1）《计算机控制技术》（第2版）于海生等著清华大学出版社2016年11月（2）《计算机控制技术》顾德英等著北京邮电大学出版社2012年6月（3）《计算机控制系统》张德江等著机械工业出版社2007年8月（本课程第二阶段教学采用教材）（4）《实用微机与单片机控制技术》陈汝全等著电子科技大学出版社1998年9月（本课程第一阶段教学（最早期课程教学）采用教材）9.课程教学方法与手段（1）本课程采用课堂讲授法、项目驱动法、启发式和互动讨论式等多种教学方法。采用项目驱动教学方法：以典型工业项目案例为载体，将理论教学与工程实践相结合，引导学生将工艺需求分析、硬件架构分析和软件设计等内容进行整体有机融合，提高学生项目分析能力和综合设计能力。5
5 7. 本门课程与其它课程关系 （1）本课程先修课程为模拟电路、数字电路、单片机原理、C 程序设计、可编程控制器和控制原 理等课程。课程将前序多个电子信息类课程的内容进行了应用层面的整合，是一门综合性非常强的课程。 （2）本课程是本专业综合课程设计和毕业论文等后续课程及教学环节的重要基础。培养学生具备 控制系统整体工程设计及开发能力，包括分析、设计和开发复杂工程问题的能力，为专业培养目标中的 应用型人才奠定重要基础。 8. 推荐教材及参考书 推荐教材： （1）主要采用教材 《微型计算机控制技术》（第 3 版） 于海生等著 清华大学出版社 2017 年 5 月 （国家精品课程配套教材，“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材） （2）辅助教材 《计算机控制技术及其应用》 丁建强 清华大学出版社 2017 年 2 月 （教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材） （3）辅助教材 《计算机控制技术》 刘川来等著 机械工业出版社 2016 年 2 月 （21 世纪高等院校电气信息类系列教材） 参考书： （1）《计算机控制技术》（第 2 版） 于海生等著 清华大学出版社 2016 年 11 月 （2）《计算机控制技术》 顾德英等著 北京邮电大学出版社 2012 年 6 月 （3）《计算机控制系统》 张德江等著 机械工业出版社 2007 年 8 月 （本课程第二阶段教学采用教材） （4）《实用微机与单片机控制技术》 陈汝全等著 电子科技大学出版社 1998 年 9 月 （本课程第一阶段教学（最早期课程教学）采用教材） 9. 课程教学方法与手段 （1）本课程采用课堂讲授法、项目驱动法、启发式和互动讨论式等多种教学方法。采用项目驱 动教学方法：以典型工业项目案例为载体，将理论教学与工程实践相结合，引导学生将工艺需求分 析、硬件架构分析和软件设计等内容进行整体有机融合，提高学生项目分析能力和综合设计能力