基本介紹
- 中文名：計算機控制系統
- 授課教師：關守平、譚樹彬、劉建昌、尤富強、陳宏志、馬丹、於霞、洪海
- 類 別 ：慕課、國家精品線上開放課程
- 提供院校：東北大學
- 開課時間：2016年10月31日
- 授課平台：中國大學MOOC
課程性質,課程定位,適應對象,開課信息,課程簡介,課程大綱,課前預備,預備知識,學習資料,授課目標,課程特色,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程定位
計算機控制系統課程為自動化專業高端專業課程群中的理論核心課程之一，是本科專業基礎理論的綜合套用，同時還是自動控制理論實際套用的基礎。從該課程開始，學生真正接觸到計算機控制的概念、理論、方法和技術。
適應對象
計紋套艱算機控制系統課程是自動化專業高端專業課程群中的理論核心課程之一。
開課信息
| 開課次數 | 開課時間 | 授課教師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2016年10月31日~2017年01月23日 | 關守平、譚樹彬、劉建昌、尤富強、陳宏志、馬丹、於霞 | 3-5小時每周 | 9470人 |
第2次開課 | 2017年03月06日~2017年06月19日 | 3小時每周 | 6503人 | |
第3次開課 | 2017年09月04日~2017年12月11日 | 關守平 | 3-5小時每周 | 4107人 |
第4次開課 | 2018年03月19日~2018年06月25日 | 關守平、譚樹彬、劉建昌、尤富強、陳宏志、馬丹、於霞 | 4小時每周 | 5230人 |
第5次開課 | 2018年09月19日~2019年01月07日 | 關守平 | 2-4小時每周 | 8801人 |
第6次開課 | 2019年03月11日~2019年06月08日 | 關守平、譚樹彬、劉建昌、尤富強、陳宏志、馬丹、於霞 | 3-4小時每周 | 4151人 |
第7次開課 | 2019年09月02日~2019年12月26日 | 3-5小時每周 | 3909人 | |
第8次開課 | 2020年02月24日~2020年06月12日 | 10576人 | ||
第9次開課 | 2020年09月07日~2020年12月18日 | 關守平、譚樹彬、劉建昌、尤富強、陳宏志、馬丹、於霞、王洪海 | 2400人 | |
第10次開課 | 2021年淋陵想03月08日~2021年06月28日 | 待定 |
參考資料來源：
課程簡介
計算機控制系統課程共6個課時。第1課時講述控制系統一些基本概念，掌握計算機控制系統的基本概念，基本結構，性能指標，發展歷程和基本類型，及計算機控制實驗系統要求、構成和使用；第2課時講述信號轉換過程，A/D和D/A原理，掌握採樣過程及其採樣函式的分析、採樣定理，零階/一階保持器z變換定義、z變換方法、z變換基本定理，z反變換定義、z反變換方法；第多立3課時講述控制系統的穩定性問題，掌握脈衝傳遞函式的定義、脈衝傳遞函式的建立，計算機控制系統的脈衝傳遞函式。計算機控制系統的穩定性含義、s平面與z平面的映射關係、採樣周期對計算機控制系統穩定的影響，勞斯（Routh）穩定性判蘭套嬸轎據，朱利（Jury）穩定性判據，及穩態誤差與誤差係數、系統類型與穩態誤差、採樣周期對穩態誤差的影響，z平面極點分布與暫態回響的關係、採樣周期對暫態回響的影響。；第4課時講述模擬化設計方法基本原理z變換法、差分變換法、雙線性變換法、零極點匹配法，掌握基本數字PID控制算法，數字PID控制算法的工程化改進，數字PID控制器的參數整定，及純滯後問題的提出、Smith預估控制設計原理，Smith預估控制算法的工程化改進；第5課時講述解析設計方法基本原理簡單對象最小拍控制器設計和複雜對象最小拍控制器設計，掌握最小拍民獄充控制系統存在的問題、最小拍無紋波控制器的設計、針對輸入信號類型敏感問題的改進、針對模型參數變化敏感問題的改進，及大林算法設計原理、振鈴現象及其消除方法，及解決振鈴現象戀櫃習說中關鍵參數的選擇、解決分數時滯問題中關鍵參數的選擇；第6課時講述狀態空間的一些基本理論，離散狀態空間模型與z傳遞函式之間的關係，掌握離散狀態空間模型的3種建立方法：連續系統的狀態空間模型、差分方程和脈衝傳遞函式，及狀態可測時按極點配置設計控制規律，閉環系統極點的選擇，預報觀測器、現時觀測器和降階觀測器，調節系統控制器的設計，隨動系統控制器的設計等內容。
課程大綱
01計算機控制系統概述 課時 1.1 計算機控制系統課程導學 1.2 計算機控制系統內容簡介 1.3 計算機控制系統的過程通道和匯流排接口技術 1.4 模擬與數位訊號之間的相互轉換 1.5 計算機控制實驗系統簡介 第一章 計算機控制系統概述 測驗 第一章 計算機控制系統概述 作業 02信號轉換與z變換 課時 2.1 信號轉換與z變換導學 2.2 信號轉換分析 2.3 z變換與z反變換 2.4 信息轉換的工程化禁只婆技術 2.5 擴展z變換 第二章 信號轉換與z變換 測驗 第二章 信號轉換與z變換 作業 03計算機控制系統數學描述與性能分析 課時 3.1 計算機控制系統數學描述與性能分析導學 3.2 脈衝傳遞函式模型的建立 3.3 計算機控制系統的穩定性分析 3.4 計算機控制系統的穩態與暫態性能分析 第三章 計算機控制系統數學描述與性能分析 測驗 第三章 計算機控制系統數學描述與性能分析 作業 | 課時 4.1 數字控制器的模擬化設計方法導學 4.2 連續控制器的離散化方法 4.3 數字PID控制器 4.4 Smith預估控制 第四章 數字控制器的模擬化設計方法 單元測驗 第四章 數字控制器的模擬化設計方法 單元作業 05數字控制器的直接設計方法 課時 5.1 數字控制器的直接設計方法導學 5.2 最小拍控制器的設計方法 5.3 最小拍控制器的工程化改進 5.4 大林算法控制器的設計 5.5 大林算法工程套用中關鍵參數的選擇 第五章 數字控制器的直接設計方法 測驗 第五章 數字控制器的直接設計方法 作業 06基於狀態空間模型的極點配置設計方法 課時 6.1 基於狀態空間模型的極點配置設計方法導學 6.2 離散系統狀態空間模型的建立 6.3 狀態可測時按極點配置設計控制規律 6.4 按極點配置設計狀態觀測器 6.5 狀態不可測時控制器的設計 第六章 基於狀態空間模型的極點配置設計方法 測驗 第六章 基於狀態空間模型的極點配置設計方法 作業 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
課前預備
預備知識
學習計算機控制系統課程需要預備自動控制原理、微型機原理、數字電子技術基礎和計算機網路知識。
學習資料
| 書名 | 作者 | ISBN | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|---|
《計算機控制系統（第二版）》 | 劉建昌、關守平、周瑋 | 9787030494672 | 2016年8月 | 科學出版社 |
《計算機控制系統》 | 高金源、夏潔 | 9787302136002 | 2007年 | 清華大學出版社 |
（參考資料來源： ）
授課目標
計算機控制系統課程，為培養學生的控制學科研究能力，以及控制領域工程設計、開發解決方案能力奠定堅實的基礎；同時，可以培養學生掌握一定的工程知識，具有一定的分析問題和解決問題的能力。
課程特色
計算機控制系統課程設定了針對不同被控對象特性的多種實驗，包括基礎型實驗和研究型實驗，以加深對計算機控制系統基礎理論和方法的理解。
所獲榮譽
2017年12月26日，該課程被評為“2017年國家精品線上開放課程”。
教師簡介
關守平，博士，東北大學信息科學與工程學院自動化研究所教授。
劉建昌，博士，東北大學教授，博士生導師。
譚樹彬，博士，東北大學副教授。
尤富強，博士，信息科學與工程學院自動化研究所副教授。
馬丹，東北大學信息科學與工程學院副教授。
陳宏志，博士，東北大學信息學院電力系統與電力傳動研究所副教授。
於霞，博士，東北大學講師。
王洪海，博士，東北大學講師。
課程大綱
01計算機控制系統概述 課時 1.1 計算機控制系統課程導學 1.2 計算機控制系統內容簡介 1.3 計算機控制系統的過程通道和匯流排接口技術 1.4 模擬與數位訊號之間的相互轉換 1.5 計算機控制實驗系統簡介 第一章 計算機控制系統概述 測驗 第一章 計算機控制系統概述 作業 02信號轉換與z變換 課時 2.1 信號轉換與z變換導學 2.2 信號轉換分析 2.3 z變換與z反變換 2.4 信息轉換的工程化技術 2.5 擴展z變換 第二章 信號轉換與z變換 測驗 第二章 信號轉換與z變換 作業 03計算機控制系統數學描述與性能分析 課時 3.1 計算機控制系統數學描述與性能分析導學 3.2 脈衝傳遞函式模型的建立 3.3 計算機控制系統的穩定性分析 3.4 計算機控制系統的穩態與暫態性能分析 第三章 計算機控制系統數學描述與性能分析 測驗 第三章 計算機控制系統數學描述與性能分析 作業 | 課時 4.1 數字控制器的模擬化設計方法導學 4.2 連續控制器的離散化方法 4.3 數字PID控制器 4.4 Smith預估控制 第四章 數字控制器的模擬化設計方法 單元測驗 第四章 數字控制器的模擬化設計方法 單元作業 05數字控制器的直接設計方法 課時 5.1 數字控制器的直接設計方法導學 5.2 最小拍控制器的設計方法 5.3 最小拍控制器的工程化改進 5.4 大林算法控制器的設計 5.5 大林算法工程套用中關鍵參數的選擇 第五章 數字控制器的直接設計方法 測驗 第五章 數字控制器的直接設計方法 作業 06基於狀態空間模型的極點配置設計方法 課時 6.1 基於狀態空間模型的極點配置設計方法導學 6.2 離散系統狀態空間模型的建立 6.3 狀態可測時按極點配置設計控制規律 6.4 按極點配置設計狀態觀測器 6.5 狀態不可測時控制器的設計 第六章 基於狀態空間模型的極點配置設計方法 測驗 第六章 基於狀態空間模型的極點配置設計方法 作業 |
（註：課程大綱排版從左到右列）
課前預備
預備知識
學習計算機控制系統課程需要預備自動控制原理、微型機原理、數字電子技術基礎和計算機網路知識。
學習資料
| 書名 | 作者 | ISBN | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|---|
《計算機控制系統（第二版）》 | 劉建昌、關守平、周瑋 | 9787030494672 | 2016年8月 | 科學出版社 |
《計算機控制系統》 | 高金源、夏潔 | 9787302136002 | 2007年 | 清華大學出版社 |
（參考資料來源： ）
授課目標
計算機控制系統課程，為培養學生的控制學科研究能力，以及控制領域工程設計、開發解決方案能力奠定堅實的基礎；同時，可以培養學生掌握一定的工程知識，具有一定的分析問題和解決問題的能力。
課程特色
計算機控制系統課程設定了針對不同被控對象特性的多種實驗，包括基礎型實驗和研究型實驗，以加深對計算機控制系統基礎理論和方法的理解。
所獲榮譽
2017年12月26日，該課程被評為“2017年國家精品線上開放課程”。
教師簡介
關守平，博士，東北大學信息科學與工程學院自動化研究所教授。
劉建昌，博士，東北大學教授，博士生導師。
譚樹彬，博士，東北大學副教授。
尤富強，博士，信息科學與工程學院自動化研究所副教授。
馬丹，東北大學信息科學與工程學院副教授。
陳宏志，博士，東北大學信息學院電力系統與電力傳動研究所副教授。
於霞，博士，東北大學講師。
王洪海，博士，東北大學講師。
