計算機控制技術課程精選(九篇)
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第1篇：計算機控制技術課程范文
關鍵詞：DDE；課程實訓；組態(tài)技術；控制技術
1 前言
伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，計算機控制技術也越發(fā)的成熟。很多的計算機被當做上位機應用在工業(yè)控制領域，然而高職等學院對計算機控制技術課程的開展，就必須要以培養(yǎng)學生實際操作能力為重點，全方面的對學生已經(jīng)學到的理論知識與技術能力、獨立創(chuàng)新能力等等方面進行培訓與提升，讓學院學生在這門課程學習當中，能更加充分的認識不斷更新的技術。很多年前計算機的控制系統(tǒng)，使用的是下位機控制的方式以及程序等、使用高級語言對上位機接口進行開發(fā)，這樣的方法容易出現(xiàn)開發(fā)周期長、易出錯、編程任務繁重等問題，隨著I/O板以及組態(tài)軟件的誕生，給解決這些問題提供了全新的方式。監(jiān)控組態(tài)軟件在很多領域已經(jīng)被廣泛使用，主要是用于數(shù)據(jù)收集以及監(jiān)控和過程控制系統(tǒng)。
2 控制系統(tǒng)的組成
電腦控制系統(tǒng)當中含有工業(yè)控制（IPC）、通信接口與工業(yè)控制對象，這個控制過程也可以稱之為實時數(shù)據(jù)進行采集、實時輸出的控制以及實時決策的控制。假如PCI7401（I/O板）對現(xiàn)場被控對象的控制信號實行采集控制以及驅(qū)動控制，組成如下方案（如圖一所示）。
3 動態(tài)數(shù)據(jù)交換機制技術
DDE指的是一種動態(tài)數(shù)據(jù)進行交換的機制。這種DDE程序又分為客戶應用程序和服務器使用程序、服務器應用程序與客戶應用程序之間，客戶應用程序的主要作用在于發(fā)起會話請求以及接受信息、而服務器使用程序主要用于回應請求與提供信息。服務器/客服的應用程序代表這是客戶程序同時也是服務器，它們相互間可以經(jīng)過發(fā)送請求、答應請求、來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。DDE協(xié)議通過服務、數(shù)據(jù)項以及主題的三級命令進行所傳遞數(shù)據(jù)單位的識別。一般情況來講service就會成為應用程序文件名，其主題需要是對服務器具有意義性的信息單元，數(shù)據(jù)項具體就是說服務器當中獨立的一個個數(shù)據(jù)項，假如經(jīng)由網(wǎng)絡和遠程設備的DDE進行聯(lián)系，就還需要提供各個遠程節(jié)點名稱。因此每一次DDE客戶和服務器程序間的通信全是由客戶發(fā)啟的，每當DDE客戶啟動前，其DDE服務器都會最先投入運行。在DDE通訊中含有：當服務器數(shù)據(jù)發(fā)生變化的時候，直接把這些數(shù)據(jù)交給客戶，由客戶對其進行熱鏈方式處理、當服務器發(fā)生變化的時候，服務器告知客戶，經(jīng)由客戶讀取數(shù)據(jù)所用溫鏈方式以及讓客戶申請數(shù)據(jù)、然后服務器進行數(shù)據(jù)發(fā)送的冷鏈方式。
4 當下計算機控制技術教學中存在的問題
⑴計算機控制這門課程具有多樣性、多課程、實踐性強的特點，現(xiàn)在市面上的計算機控制技術教程，大多數(shù)都比較偏向于理論分析，又或者是以單片機為中心進行的教學設計，對系統(tǒng)的結構與軟件開發(fā)常用步驟進行分析，如果按照這類教材進行學習，學生很難在規(guī)定課時對其主要內(nèi)容進行全面了解，更談不上掌握了，這樣會嚴重的制約學生利用已經(jīng)學到的知識進行實際操作的能力。
⑵學生缺乏實際操作的經(jīng)驗，學生就算能夠按照標準課時理解計算機控制技術的書本內(nèi)容，理論課程教學考核也全部達標，但這終究是紙上談兵，一旦碰到實際的計算機控制問題需要解決，學生通常不能從問題的實質(zhì)進行思考，而是依照書本按部就班，致使不能有效的利用已經(jīng)從書本上學到的計算機控制技術理論與實際情況相結合。
⑶理論教學與實踐環(huán)節(jié)不能有效結合。有些學校的實驗條件有限，然而計算機控制技術教學需要以實踐為基礎，應用實踐來證明理論，這樣可以讓學員對計算機控制技術有更加深刻的認識。但是有些學校嚴重缺乏具有操作性的訓練項目，實踐學習經(jīng)驗少導致了學生實際操作能力受到了很大限制，使得計算機控制技術教學過程枯燥乏味，教學質(zhì)量得不到保障。
實訓教學探索是不單單是操作能力的培養(yǎng)，而是實際與理論相結合，以科學嚴謹?shù)膽B(tài)度進行合理分析研究的重要方法，所以大部分學校都會選擇基礎性較強以及具備高度實用性的項目進行實訓探索，但是所做的實驗內(nèi)容大多沒有創(chuàng)新性，按部就班的進行驗證，其專業(yè)真正需要的操作能力、創(chuàng)新能力以及應變能力都得不到很好的培養(yǎng)和發(fā)展。對此我們可以結合課本，組織一些實踐能力強、對計算機控制技術有濃烈興趣的實訓小組，利用假期休息時間進行培訓，而老師只需要給學生指出一些基本要求、所要完成的性能指標、元件選擇、系統(tǒng)設計、電路調(diào)試以及焊接技術全部讓實訓小組的學生獨自完成，借此達到增強學生實際操作能力和工程意識的目的?？梢試L試讓學生對有的課題設計制作進行創(chuàng)新，結合企業(yè)實習，與教師共同承擔工程課題等，從而進一步提高學生個人能力，盡管基于DDE和組態(tài)技術的計算機控制技術課程探索還在進行當中，可是一旦有經(jīng)過實訓的有些學生做出了很好的成績，DDE和組態(tài)技術的計算機控制技術教學必將更進一步。
[參考文獻]
第2篇：計算機控制技術課程范文
關鍵詞：計算機控制技術；三位一體；實驗教學
國內(nèi)很多院校在不同時期進行了《計算機控制技術》課程體系改革，但大多為理論研究，因為各種原因限制實際應用比較少。《計算機控制技術》作為電氣信息類重要的專業(yè)課，由于與工程實際聯(lián)系較緊密，并且直接涉及到學生畢業(yè)設計和就業(yè)等問題。學生在學習本課程時，由于正處于畢業(yè)設計的前夕，所以對于將來所要從事的研究領域均十分感興趣，非常希望了解本專業(yè)目前在國內(nèi)外的技術動態(tài)和發(fā)展趨向。因此，《計算機控制技術》課程體系改革勢在必行。
一、“計算機控制技術”理論教學模式改革
1.培養(yǎng)學生的學習興趣，調(diào)動學習積極性
一個老師不論課程講得多好，如果學生對所講的內(nèi)容不感興趣、感覺沒有什么用，他就不會努力去學習這門課程，這樣的教學一定是不成功的。為了盡量避免學生對計算機控制技術這門課程的誤解，對其失去興趣，剛剛開始上課時，任課教師盡量不要講授太多和太深的理論知識，可結合學生所學的專業(yè)，進行現(xiàn)場參觀或動畫演示。應用實例的有效引入，不僅可以讓學生多多了解計算機控制技術的實用性，還可以激發(fā)學生的學習興趣，并且培養(yǎng)學生的學習積極性。在教學的過程中，把計算機控制和自動控制原理的相關理論進行對比講解，例如，在講解穩(wěn)定性的時候，我們可以復習在自動控制原理中穩(wěn)定性的定義以及判別穩(wěn)定性的方法，從而引出在計算機控制技術中穩(wěn)定性的定義和相應的判別方法，這樣更有利于知識的學習。
2.精心選擇教材，吃透教材，形成適合教學的講義
任課教師拿到教材后，應該盡早地備課。教師不僅要吃透教材，還要做到融會貫通，并且能夠舉一反三。這樣才能從整體上把握教材，才能根據(jù)教學大綱的要求，進行合理地安排教學內(nèi)容的取舍、教學內(nèi)容的學時數(shù)，包括理論課和實踐課等。教師應當發(fā)揮創(chuàng)造性，還應該有自己的風格，不能“照本宣科”，在授課的過程中要適當?shù)卮┎逡恍嶋H資料，從而可以形成適合教學的講義，有利于提高教學質(zhì)量。
3.利用多媒體演示課件進行教學，并利用matlab/simulink進行仿真演示
計算機控制技術這門課程是工科類電氣相關專業(yè)主干課程之一，這門課程具有難于理解、概念抽象、數(shù)學理論強等基本特征。在教學過程中，為了使學生更好地理解知識，可以利用matlab/simulink進行仿真演示。例如在講解數(shù)字PID控制器時，我們可以通過simulink仿真來講解，先仿真只有P控制時的單位階躍響應，適當?shù)卣{(diào)節(jié)比例參數(shù)，這樣可以清晰地看出P的作用；接著加入積分作用，可以看出引入I作用后，在控制效果上得到了什么改善；最后引入微分作用，再看看引入D后，控制效果又得到了什么改善，通過這樣的講解方法，同學們自己就可以總結出PID每一項的作用。
4.開發(fā)網(wǎng)絡教學平臺
因為“計算機控制技術”這樣的課程，內(nèi)容既多又細、而且應用性強，在課堂教學中不可能面面俱到。所以利用現(xiàn)代化的手段建立信息網(wǎng)絡平臺是必要的。教師把任課 中用到的教學資料、多媒體課件和程序傳到網(wǎng)絡平臺上，這樣學生就可以在任何時間、任何地點都能學習到《計算機控制技術》這門課程，同時為了及時地和學生進行交流，應該建立信息網(wǎng)絡答疑平臺。
二、“計算機控制技術”實踐教學模式改革
1.增強實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生解決問題的能力
為了培養(yǎng)學生解決問題的能力，對理論課與工程實踐課程進行整合，充分利用學校現(xiàn)有實驗室的軟硬件資源。為了達到“理論指導實踐，實踐促進理論”的目的，合理安排理論課程及工程實踐的課程內(nèi)容。任課教師布置一些實驗課題針對教學大綱的要求，讓學生進行一些驗證性試驗，讓他們把書本上一些東西得以實現(xiàn)，這樣更加有利于理論教學；也可以讓學生選擇科技創(chuàng)新比賽中比較感興趣的課題，指導學生查閱相關資料，學生來選擇適合的設計實驗方案，教師通過檢查學生的實驗方案進而來啟發(fā)學生，并且挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。在實驗過程中，教師要積極地發(fā)揮引導作用，增強學生自學能力和創(chuàng)造熱情，針對實驗內(nèi)容促進學生之間的相互討論和交流。除此之外，把與本課程相關的工程實踐基地進行開放，這樣感興趣的同學就可以靈活到實驗室進行實驗。
2.增加綜合實踐設計環(huán)節(jié)
為了讓學生把課程中的理論知識和實踐知識有機的結合，課程改革中引入一個實際工程案例，這樣可以增強學生分析以及解決問題的綜合素質(zhì)。例如：實際工程案例為《步進電機數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)》，采用小型直流步進電機作為隨動裝置，控制器可以采用單片機或DSP等，進行一個步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計，學生首先確定設計方案，然后根據(jù)控制方案進行系統(tǒng)硬件的設計，同時選擇需要的算法，對控制系統(tǒng)進行調(diào)試，觀察系統(tǒng)的運行情況，并做好實時記錄并進行分析。
3.科研成果轉(zhuǎn)化為實驗課題
雖然書本上的知識是死的，但是科學研究的課題是活的，因此將平時的科學研究的成果轉(zhuǎn)化為實驗課程，并且將科研工作過程中得出的新知識、新方法以及一些科研前沿問題及時添加到教學內(nèi)容中，這樣可以培養(yǎng)學生解決問題的意識和能力。
三、采用適當?shù)目己朔绞?/p>
目前，在我們學校的考試辦法中普遍采用的仍然是閉卷考試。閉卷考試對基礎理論類的課程教學中是適用的，但對計算機控制技術這類應用性和實踐性較強的課程，完全采用閉卷考試，還是有其弊端的。因此，我們在教學實踐中采用了開卷考試和閉卷考試相結合的方式，每種方式所占比例各為50%。在閉卷考試中，主要考查學生對基礎知識的掌握情況；在開卷考試中，學生要作一個綜合設計，并且要求將自己的設計進行仿真演示或者實物演示，教研室組織相關的老師對學生的作品進行演示，并且進行公開答辯，從而給出合理的分數(shù)，這樣可以考查學生對所學知識的應用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。本課程在近兩年的考核中，就是采用的這種閉卷+開卷的方式，效果比較顯著。
四、結束語
我們在計算機控制技術課程體系的改革中進行了一些有益的探索，取得了較為顯著的教學效果。在今后的教學工作中我們將進一步改革理論教學和實踐教學方法，以達到提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)應用型人才的目的。
參考文獻：
[1]孫堅，王強.寬口徑培養(yǎng)模式下“計算機控制技術”的教改與實踐[J].中國電力教育，2013，28：130-131.
[2]申海燕.計算機控制技術課程實踐教學 [J].職業(yè)教育，2013，5：95.
[3]范崢，白敬彩，吳君曉.計算機控制技術專業(yè)實踐教學體系改革探討[J].何南機電高等?？茖W校學報，2013，1：67-69.
第3篇：計算機控制技術課程范文
【關鍵詞】計算機控制技術 精品課程 質(zhì)量工程
一、引言
近10年來，隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，社會對高等院校的人才培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。工科院校的人才培養(yǎng)質(zhì)量直接影響高校的社會地位、招生和就業(yè)?！笆晃濉逼陂g，教育部全面啟動高等院校質(zhì)量工程建設，其中，精品課程和專業(yè)特色建設是重要的內(nèi)容。課堂是學生獲得知識的重要途徑，教師通過課程教學向?qū)W生傳授專業(yè)基礎理論知識。因此，提高課程教學質(zhì)量，加強專業(yè)主干課程建設具有重要的意義。我?！队嬎銠C控制技術》課程是自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)和相關機電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)課程，該課程教學涉及的相關課程有：《自動控制理論》、《自動檢測技術》、《微型計算機原理與接口技術》、《計算機網(wǎng)絡通信技術》和《計算機程序設計》等。2008年批準為湖南省精品建設課程，經(jīng)過近4年的建設與實踐，課程建設取得了預期的效果。
二、課程建設規(guī)劃
根據(jù)省級精品課程建設的要求，結合自身特色和條件，制定了《計算機控制技術》課程的五年建設規(guī)劃。規(guī)劃的主要內(nèi)容有：
(1)結合學科專業(yè)特色進行課程教學大綱(含實踐教學環(huán)節(jié))、考試大綱的修訂；
(2)課程師資隊伍建設與培養(yǎng)計劃，特別是青年主講教師的培養(yǎng)；
(3)教材建設計劃；
(4)與本課程相關的實驗室建設和實習基地建設；
(5)教學科研互動、產(chǎn)學研結合提高課程教學質(zhì)量；
(6)健全和規(guī)范課程考核制度(包括：試題庫軟件開發(fā))；
(7)課程課件建設；
(8)與本課程教學相關的教學研究；
(9)課程網(wǎng)站建設。
三、課程教學大綱修訂
根據(jù)市場對自動化和電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，結合學科專業(yè)特色進行課程教學大綱(含實踐教學環(huán)節(jié))、考試大綱的修訂，我校是原煤炭工業(yè)部在南方的唯一一所本科院校，我校自動化專業(yè)和電氣工程及其自動化專業(yè)為南方煤礦企業(yè)培養(yǎng)了大量的人才。在《計算機控制技術》課程教學大綱中，增加煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)等方面的內(nèi)容。新的課程教學大綱注重對學生進行科技創(chuàng)新能力和綜合設計能力的培養(yǎng)。
四、課程隊伍建設
制定了課程師資隊伍建設計劃，經(jīng)過4年的培養(yǎng)，師資隊伍結構有了明顯改善，4名主講教師全部獲得博士學位，課程建設責任人周少武教授入選湖南省跨世紀人才人選，是?？刂评碚撆c控制工程學科帶頭人，2009年獲得湖南科技大學教學名師稱號。目前，本課程主講教師有教授3人，具有博士學位的4人。青年教師培養(yǎng)實行導師負責制，效果顯著。部分青年教師已成為學院的學術骨干，教學科研水平有了很大的進步和提高。
五、教材建設
2000年我校與河南理工大學、河北工程大學聯(lián)合編寫了原煤炭部規(guī)劃教材“微型計算機控制技術”，按照省級精品課程建設要求，結合計算機控制技術的發(fā)展情況，由周少武教授主持組織重新編寫具有煤炭行業(yè)特色的課程教材――《微型計算機控制技術》。新的教材注重培養(yǎng)學生的工程系統(tǒng)綜合設計能力，彰顯學科專業(yè)特色，該教材由中國礦業(yè)大學出版社出版。
六、實驗室與實習基地建設
實踐性教學環(huán)節(jié)是精品課程建設的一個不可缺少的內(nèi)容，也是提高學生創(chuàng)新能力和工程綜合設計能力的關鍵。2009年以來，利用財政部中央與地方共建項目經(jīng)費300萬元，新建了“現(xiàn)代控制工程實驗室”(見圖1)，該實驗室的建立為本課程綜合系統(tǒng)實驗提供了所需的儀器設備和控制對象，處于省內(nèi)領先、國內(nèi)先進水平。能開出的主要綜合系統(tǒng)實驗有：雙水槽液位控制系統(tǒng)、電阻爐溫度控制系統(tǒng)等、小型DCS系統(tǒng)、FC5系統(tǒng)等實驗。學校自籌資金120萬元新建了“煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)”實驗室。目前本課程擁有專門的實驗設備總值達到500多萬元。
新增的本科教學實習基地有湘電集團股份有限公司、湘潭鋼鐵有限公司、譚家山煤礦、漣邵礦務局、湘潭平安電氣集團等；新增精品課程產(chǎn)學研基地：湖南省工礦車輛電傳動工程技術中心、先進礦山裝備教育部工程技術中心和湘電集團股份有限公司。
七、教學科研互動提高課程教學質(zhì)量
在課程教學過程中，注重將教師的科研成果引入到課堂教學中，理論聯(lián)系實際，提高學生分析問題和解決問題的能力。主講教師將自身的科研成果引入到課程的教學過程中，加深了學生對所學知識的理解，課程教學效果好，很受學生歡迎。部分學生還參與了老師的科研課題，科研能力得到了鍛煉和提高。課程設計也結合實際工程系統(tǒng)實例進行。
八、健全和規(guī)范課程考核制度
本課程考核由兩部分構成：理論考試成績占總成績的70％，實驗成績占總成績的30％。2010年完成了課程試題庫軟件開發(fā)工作，實現(xiàn)教考分離。理論考試采用閉卷方式，試題由試題庫軟件自動生成，試題庫軟件同時生成相應的參考答案和評分標準。實驗成績根據(jù)學生的實驗記錄、實驗過程情況、實驗總結報告綜合評分。
九、課程課件建設
2009年-2010年主講教師制作了《計算機控制技術》課程多媒體課件，并在2010屆和2011屆課程教學中使用，效果良好。同時，按照精品課程建設要求完成了《計算機控制技術》課程教學過程全程錄像，并已上傳至課程網(wǎng)站。
第4篇：計算機控制技術課程范文
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)；控制理論與技術；課程內(nèi)容；課程設置
1、背景
隨著自動控制理論的發(fā)展和計算機技術的興起，在工程實踐中采用計算機并行、分布式處理設備來控制各類系統(tǒng)正常工作的生產(chǎn)方式已經(jīng)越來越普遍。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程設置和培養(yǎng)目標，控制理論與技術是其重要的專業(yè)基礎課，通過學習該課程，學生應掌握控制理論與技術的基本概念、原理和方法，并具備一定的工程應用能力。
由于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程設置和培養(yǎng)目標與自動化等專業(yè)不同，因此不能開設大量控制類課程。如何在有限的學時內(nèi)使學生掌握較全面、實用的控制理論與技術，是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程設置中亟待解決的問題。
自動控制原理是自動化等專業(yè)的重要基礎課程，該課程理論性強，需要學生具有較好的數(shù)學基礎，而物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的培養(yǎng)目標偏重實踐能力，若采用原有自動控制原理的教學內(nèi)容，無法使學生真正領會該課程的實際應用價值。隨著計算機技術的發(fā)展，自動化等專業(yè)普遍開設了計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術等應用性較強的課程，但如果對物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生僅講授計算機控制系統(tǒng)或者分布式控制技術的內(nèi)容，則缺乏基本控制理論的支撐，基礎知識單薄，難以達到好的人才培養(yǎng)效果。
針對這一問題，筆者提出把自動控制原理、計算機控制系統(tǒng)、分布式控制技術等內(nèi)容結合起來作為教學內(nèi)容，并把理論教學、實驗、實訓結合起來，使學生既具有一定的理論基礎，也具備一定的工程實踐能力。
2、課程結合形式和授課方式
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程所涵蓋的基礎內(nèi)容包含物聯(lián)網(wǎng)控制技術概述、自動控制原理、計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術4部分（見圖1）。
物聯(lián)網(wǎng)控制技術概述部分簡要介紹控制理論與技術的主要內(nèi)容、基本概念、發(fā)展簡史、基本控制方式、控制系統(tǒng)的組成及分類、控制系統(tǒng)的性能要求、控制研究的課題與發(fā)展方向等，使學生初步了解課程內(nèi)容，理解控制理論與技術和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)之間的關系，掌握該課程的特點和學習方法。
2.1 自動控制原理內(nèi)容
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術中的自動控制原理部分理論性強，對學生的數(shù)學要求較高，不易理解，需要學生具備工程數(shù)學、電工電子技術等課程基礎，同時還要開設計算機控制系統(tǒng)、過程控制工程、運動控制系統(tǒng)等后繼課程，使學生充分理解整個課程體系。
然而，對于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的學生來說，由于培養(yǎng)目標的不同，該專業(yè)多數(shù)沒有開設工程數(shù)學作為先修課程，也沒有開設相應的后繼課程，這增加了自動控制原理部分的教學難度。結合物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的實際情況，可以適當降低該課程的理論難度和深度，簡化復雜的知識點講解，增加實例，同時根據(jù)教學需要輔以相應數(shù)學知識的講解。
自動控制原理部分可以分為5大模塊：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、時域分析法、復域分析法、頻域分析法和自動控制系統(tǒng)的設計與校正。
1）控制系統(tǒng)的數(shù)學模型。
該模塊介紹自動控制原理的基礎知識，主要講解拉氏變換、傳遞函數(shù)、動態(tài)結構圖及其等效變換、典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和自動控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)等內(nèi)容，使學生對自動控制原理的學習內(nèi)容具有整體的把握，同時了解相應的課程重點、難點和學習方法。
2）時域分析法。
該模塊主要講解典型輸入信號及性能指標、一階系統(tǒng)分析、二階系統(tǒng)分析、高階系統(tǒng)分析、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度分析等知識點，同時，輔以相關例題，作為課堂和課后作業(yè)，加深學生的理解。
3）復域分析法。
該模塊主要講解根軌跡法，包括根軌跡的基本概念、繪制根軌跡圖的基本法則、利用根軌跡分析系統(tǒng)的動態(tài)性能和廣義根軌跡等。在講解的同時，以課堂講解例題和課后作業(yè)的形式，使學生切實掌握根軌跡法。
4）頻域分析法。
該模塊主要講解頻率法，包括頻率特性、典型環(huán)節(jié)的頻率特性、控制系統(tǒng)開環(huán)頻率特性、穩(wěn)定判據(jù)及穩(wěn)定裕度、閉環(huán)頻域性能指標及時域性能指標的估算和系統(tǒng)開環(huán)頻率特性三頻段概念等。在講解的同時，通過大量的實例，培養(yǎng)學生對基礎知識的應用能力。
5）自動控制系統(tǒng)的設計與校正。
該部分的知識點較多，主要講解控制系統(tǒng)的設計步驟、性能指標與系統(tǒng)設計的基本思路、基本控制規(guī)律、常用串聯(lián)校正網(wǎng)絡、常用的串聯(lián)校正方法、反饋校正、復合校正和控制系統(tǒng)設計實例等內(nèi)容。在講解的同時與實際系統(tǒng)相結合，加深學生的理解。
在這5個模塊中，第1模塊是學習的基礎；第2、3、4模塊是核心內(nèi)容，是授課的重點內(nèi)容，也是難點，需要詳細講解每個知識點，并輔以實例；第5模塊起到承上啟下的作用，既要對前面幾個模塊向應用的層面進行擴展，也要為后面計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術的內(nèi)容做好鋪墊。
2.2 計算機控制系統(tǒng)內(nèi)容
隨著計算機技術的普及，現(xiàn)代工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的大多數(shù)控制是在計算機的輔助下實現(xiàn)的。在學生日后的實際生產(chǎn)應用中，要想充分發(fā)揮所學的控制理論與技術相關知識，計算機控制系統(tǒng)的學習是必不可少的。
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術中的計算機控制系統(tǒng)部分的學習，可以安排在自動控制原理部分之后。通過自動控制原理部分的學習，學生能掌握自動控制原理的基礎知識和分析方法。計算機控制系統(tǒng)部分的內(nèi)容更加貼近實際，具有較強的實踐性和較高的實用價值。計算機控制系統(tǒng)部分主要包括以下內(nèi)容：檢測設備和執(zhí)行機構、總線技術、過程通道與人機接口、數(shù)據(jù)處理與控制策略和抗干擾技術。
檢測設備和執(zhí)行機構部分主要講解常用的傳感器、變送器以及執(zhí)行機構；計算機總線技術部分重點講解總線的基本概念、內(nèi)部和外部總線等知識點；過程通道與人機接口部分重點介紹數(shù)字量輸入輸出通道、模擬量輸出輸入通道以及人機接口的相關內(nèi)容。這些內(nèi)容是計算機控制系統(tǒng)的基礎知識，教師一般以講解為主，并輔以實例，使學生把常用的設備、元件和計算機控制系統(tǒng)聯(lián)系起來。
數(shù)據(jù)處理與控制策略是授課的重點內(nèi)容，通過這部分的學習，學生能掌握數(shù)字控制器的設計技術，包括數(shù)字濾波和數(shù)據(jù)處理的方法，以及數(shù)字PID控制算法、常規(guī)控制方案、先進控制方案等基本的控制策略?？垢蓴_技術是計算機控制系統(tǒng)設計中不可缺少的內(nèi)容，通過講解和舉例可以使學生明白干擾的傳播途徑與作用方式，并掌握硬件抗干擾技術和軟件抗干擾技術。
計算機控制系統(tǒng)的內(nèi)容與實際聯(lián)系較為緊密，如果與實驗、實訓相結合，則容易調(diào)動學生的學習積極性，進一步培養(yǎng)學生的動手能力，可以達到較好的教學效果。
2.3 分布式控制技術內(nèi)容
分布式控制技術的應用日益廣泛，在物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程中增加對分布式控制技術的講授，不僅可以使學生掌握較為先進的控制方法，也可以為后面云計算等與分布式計算相關的課程打下基礎?；谖锫?lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程的培養(yǎng)目標和課時，分布式控制技術的內(nèi)容不易涉及過多，可以作為計算機控制系統(tǒng)部分--的有益補充。這部分的學習主要使學生了解分布式系統(tǒng)，掌握最常用的客戶服務器端架構方式。
在對分布式系統(tǒng)定義的講解過程中，可以對比介紹分布式與集中式的區(qū)別，以及分布式與計算機網(wǎng)絡的關系，詳細分析分布式系統(tǒng)層次結構、分類以及分布系統(tǒng)的主要特征（容錯性、安全性等），并進一步介紹分布式系統(tǒng)中的軟硬件設備。
客戶一服務器端架構是最常用的分布式控制方式，在介紹客戶一服務器模式的基本概念和優(yōu)點后，可詳細講解兩部分內(nèi)容：一部分是客戶一服務器端架構和體系結構，包括面向連接服務與無連接服務、應用程序的層次結構和客戶一服務器模型體系結構等；另—部分是客戶-服務器模型的進程通信，包括進程通信中客戶—服務器模型的實現(xiàn)方法和客戶_服務器模型的進程通信協(xié)議。
由于云計算等后繼課程的開設，分布式控制技術講授的內(nèi)容不易過多，使學生能初步掌握分布式系統(tǒng)的概念、特點和典型應用即可。
3、課時安排
物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程的學時安排要結合學生的具體情況。如果是本科生專業(yè)，可以適當增加自動控制原理的內(nèi)容，這部分內(nèi)容的理論性較強，能夠使學生深入理解基本的控制理論。如果是?？茖I(yè)，可以適當增加計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術的內(nèi)容，這部分內(nèi)容的理論相對簡單，對學生的數(shù)學基礎要求不高，以結合實踐的具體應用為主，能充分調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生的工程實踐能力。
以48～64學時的課程設置為例，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)控制理論與技術課程內(nèi)容安排見表1。在自動控制原理、計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術這3部分中，以自動控制原理為主，占31～3時，這部分包含最基本的控制理論，是學習的重點與難點。計算機控制系統(tǒng)和分布式控制技術占17～25學時，這部分與生產(chǎn)實踐結合緊密，是基
同時，還應設置8～16個學時的實驗，培養(yǎng)學生的動手能力，并輔以1～2次的專業(yè)實訓課程，讓學生進入生產(chǎn)第一線，進一步理解控制原理和技術在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的應用。
4、實驗與實訓設置
實驗有助于加深學生對基本概念、理論和算法的理解。由于控制理論與技術課程涉及較多的教學內(nèi)容，針對每個教學內(nèi)容都采購專門的實驗儀器設備，會給新開設的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)實驗室建設帶來較大的壓力，因此，課程開設初期可以采用仿真試驗的方式，既可以涵蓋理論教學內(nèi)容，也能夠降低實驗室建設成本，以后再逐步增加實驗設備及相應的實驗。
Matlab軟件功能強大，可以直觀地顯示并分析復雜的結果。很多高校都采用Matlab軟件完成自動控制原理和計算機控制系統(tǒng)等課程的實驗教學。物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的控制理論與技術課程也可采用Matlab仿真軟件，并輔以C或者C++等學生較為熟悉的高級編程語言聯(lián)合編程，以滿足相應的控制需求。
控制理論與技術課程共設置8個實驗，每個實驗2學時，實驗內(nèi)容為控制系統(tǒng)的Matlab數(shù)學建模、控制系統(tǒng)的時域分析、控制系統(tǒng)的頻域分析、控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)性能分析、控制系統(tǒng)串聯(lián)校正、采樣系統(tǒng)設計與實現(xiàn)、PID調(diào)節(jié)器設計與實現(xiàn)和電機控制系統(tǒng)綜合設計。其中，前5個實驗類型為驗證性實驗，后3個為綜合設計性實驗，以學生操作為主，每人一機，輔以計算機多媒體演示。在實際教學中，可根據(jù)實際情況調(diào)整驗證性實驗和綜合設計性實驗的比例，使學生充分理解理論教學內(nèi)容、靈活運用所學知識，培養(yǎng)學生的綜合能力。
實訓可以使學生進一步理解控制理論與技術在實際工程中的應用，激發(fā)學生研究探索的興趣，促使學生更快地把所學知識應用到工作中去。以青島科技大學為例，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設了“輪胎智能生產(chǎn)流程實訓”。通過實訓，學生了解了橡膠輪胎企業(yè)生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)、各個流程，全面掌握橡膠輪胎企業(yè)中的控制原理與技術以及物聯(lián)網(wǎng)相關的技術環(huán)節(jié)、技術裝置和技術性能等，全面提高了學生綜合知識的應用能力。
第5篇：計算機控制技術課程范文
1、電氣自動化廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領域，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著越來越重要的作用。其觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。
2、電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領域的一門新興學科，主要培養(yǎng)從事高壓電氣設備設計、制造和單片機原理運行維護等方面的高級工程技術人才。電氣工程及其自動化的觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。本專業(yè)生能夠從事與電氣工程有關的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗技術、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理以及電子與計算機技術應用等領域的工作，是寬口徑“復合型”高級工程技術人才。
3、開設的主要課程有：高等數(shù)學、工程數(shù)學、英語、計算機文化基礎、C語言程序設計、電工基礎、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、電機拖動基礎、電力電子技術、自動控制系統(tǒng)、單片機與接口技術、工廠供電技術、工廠電氣控制技術、PLC技術及應用、自動檢測技術、計算機控制技術等。主要實踐環(huán)節(jié)有：金工實習、電工實習、電力電子技術課程設計、電氣控制課程設計等。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
第6篇：計算機控制技術課程范文
課程教學體系基本結構的合理性決定專業(yè)學生技術技能學習效率和質(zhì)量，即專業(yè)課程開設的前后順序、課程教學課時要安排合理，以科學的課程組織形式開展教學活動。機電一體化專業(yè)課程體系結構考慮對技術技能型人才的質(zhì)量要求，需要全面覆蓋基礎課程、技術課程、實訓課程和選項課程四大模塊，四模塊分別占比：23%、20%、40%、17%。機電一體化課程考慮技術技能視角構建課程體系，要尤為注重技術技能訓練。
2構建思路
機電一體化專業(yè)課程體系構建是基于學生未來職業(yè)要求和技術技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對教學引領作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術、技能屬性?？紤]現(xiàn)有機電一體化專業(yè)教學模式，將機電一體化專業(yè)課程體系構建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業(yè)教學課程階段主要包括職業(yè)基礎能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個階段，對學生在未來職業(yè)中所需技術技能進行培養(yǎng)，全面提升學生綜合專業(yè)能力。機電一體化專業(yè)教學課程模塊主要包括基礎課程、技術課程、實訓課程和選項課程四大模塊，其中基礎課程模塊就學生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎能力進行開發(fā)培養(yǎng)，切實提高學生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術課程模塊就學生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術能力進行開發(fā)培養(yǎng)，主要設置職業(yè)技術性課程；實訓課程模塊就學生在職業(yè)技術性課程中所學進行實訓教學；選項課程模塊就學生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設置的課程，具有較強的專業(yè)性和技術技能導向性。
3課程體系總體設計
高校機電一體化專業(yè)課程體系的總體設計框架是基于機械工程行業(yè)需求，強化學生技術、技能基礎，拓寬機電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結構，是面向多方向工作崗位需求，設計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業(yè)課程體系的總體設計包括集“自然科學+人文社會科學+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎課程教育（一個基礎），包括集“電工電子基礎平臺+機械基礎平臺+計算機控制技術基礎平臺”在內(nèi)的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產(chǎn)線方向+機電一體化設備+模具設計和制造+數(shù)控技術應用+計算機輔助機械設計”等多模塊課程教育（多模塊）。
4課程體系設置分析
第7篇：計算機控制技術課程范文
關鍵字：MM440；變頻器；教學設計
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）34-0249-02
變頻器就是將頻率、電壓都固定的交流電變換為頻率、電壓都可調(diào)的交流電的裝置，用于交流異步電動機的調(diào)速控制。變頻調(diào)速已被認為是最有發(fā)展前途的調(diào)速方式之一。變頻器具備面向工程應用的多種控制和保護功能，在工業(yè)生產(chǎn)的各個行業(yè)中獲得了廣泛應用。熟練使用變頻器已經(jīng)成為自動化類學生必備的專業(yè)技能之一。
電氣自動化、機電一體化等專業(yè)開設變頻器應用技術課程，但在傳統(tǒng)的教學過程中存在的問題是理論教學與實踐分離，主要表現(xiàn)在如下兩個方面：（1）變頻器原理基本以變頻電路的分析為主，控制方法的介紹比較簡約；（2）教學中對變頻器參數(shù)的說明不夠清晰，特別是參數(shù)與控制方法的關系。傳統(tǒng)教學過程導致學生對變頻器的理解不夠深入，學生掌握的知識技能與企業(yè)的需求相比還有較大差距。下面我們以MM440變頻器可編程平滑加減速功能為例，對相關控制參數(shù)進行分析，促進學生深入理解該功能的控制實現(xiàn)方法。
一、MM440變頻器簡介
MM440系列變頻器是西門子公司推出的電壓型交-直-交通用變頻器，提供了矢量控制、線性V/F控制、平方V/F控制等控制方式，具備PID調(diào)節(jié)、瞬時停電再啟動、開環(huán)/閉環(huán)控制等面向工程應用的控制和保護功能。MM440變頻器由32位微處理器進行全數(shù)字化控制，可供用戶使用的控制參數(shù)接近4000個，用戶只需按照控制要求進行對應參數(shù)的設置，即可進行各種控制策略和控制功能的編程，極大的方便了用戶使用。
二、變頻起動與加速方式
三相異步電動機直接起動時起動電流可達額度值得4～7倍，變頻起動時，由于起動頻率降低，轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度較慢，故起動電流不大。如果將整個起動過程中，使同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速間的轉(zhuǎn)差限制在一定范圍，則起動電流也將被限制在一定的范圍內(nèi)。同時，在變頻起動過程中，動態(tài)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)速上升過程將保持平穩(wěn)，也將減小系統(tǒng)的機械沖擊。變頻起動具有較好的特性，由于實際系統(tǒng)要求不同，可對加速曲線方式進行預置。常見的曲線方式有：線性方式、S形方式、半S形方式。
1.線性方式。在加速過程中，變頻器輸出頻率與時間呈線性上升關系，如圖1a所示。多數(shù)負載可選擇這種方式。
2.S形方式。開始和結束階段，加速過程比較慢，中間階段呈線性上升。傳送帶、電梯等系統(tǒng)采用這種方式。
3.半S形方式。加速時，一半為S形方式，一半為線性方式。風機、水泵類負載適合采用這種方式。低速時，負載轉(zhuǎn)矩較小，加速過程可以快些，隨轉(zhuǎn)速增加，負載轉(zhuǎn)矩增大，加速過程可以適當減慢，如圖1c的曲線1。而對于一些慣性較大的負載，加速初期較慢，后半段急速可適當提高，如圖1c曲線2所示。
三、加減速曲線參數(shù)分析
西門子MM440變頻器由參數(shù)P1120，P1121，P1030～P1135對電動機平滑加減速曲線進行設置。P1120和P1121分別用于設定斜坡上升和斜坡下降的時間，單位為秒，默認值為10秒。P1130～P1135波形設置，P1130，P1131分別用于設定斜坡上升曲線的起始階段和結束階段的平滑圓弧時間。P1132，P1133分別用于設定斜坡下降曲線的起始階段和結束階段的平滑圓弧時間。上述各參數(shù)的含義，可用圖2表示。
電機勻速運行和斜坡上升或下降過程之間應通過相切的圓弧進行過渡，才能保證運行過程的平滑。由此，對圖2中各參數(shù)的幾何關系分析如下：
1.通過P1130參數(shù)可以確定（t1，0）點，即t1=P1130/2。
2.參數(shù)P1120確定電動機由速度0上升到最大速度fmax的時間，實際是確定斜坡上升直線的斜率。已知斜率過（t1，0）點，可以確定斜坡上升直線的方程。
3.勻速運行速度f2與斜坡上升直線的交點（t2，f2）可由比例關系■=■得到。
4.以（t2，f2）為圓心，P1131/2為半徑作圓，可以得到該圓與斜坡上升直線、勻速運行速度直線f2的交點。這兩個交點就是平滑圓弧與兩直線的相切點。
5.過兩切點，可得到與兩直線相切的唯一圓弧的方程。
由上述分析可知，由參數(shù)P1120、P1121，P1030～P1135可以確定平滑加減速曲線過程中所有的關鍵點和曲線方程。
四、控制實現(xiàn)的方法
變頻器是由CPU進行控制的，當用戶輸入曲線參數(shù)后，由子程序根據(jù)相應的算法，計算出相應的平滑圓弧控制所需的點和曲線方程，然后分段進行計算，得到不同時間點變頻器應輸出的頻率值。此后，變頻器逆變電路驅(qū)動通過VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）控制技術，實際上也是由相應的子程序根據(jù)期望輸出的頻率值，對開關管的觸發(fā)頻率、導通時間進行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)對變頻器輸出電壓頻率、幅值的調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)電動機平滑加減速曲線控制。
五、結語
變頻器是一種針對異步電動機調(diào)速控制的裝置，該裝置的系統(tǒng)構成符合一般的計算機控制系統(tǒng)的結構和方法。在變頻器應用技術課程的教學過程中，更多的從一般計算機控制系統(tǒng)的角度進行分析講解，必將有利于學生對變頻器工作原理的理解，強化專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，從而培養(yǎng)出符合企業(yè)需求的人才。
參考文獻：
[1]李方園.“變頻器應用”課程典型教學案例的探索與實踐[J].中國電力教育，2012，（16）.
[2]陳青華，周炯亮.“變頻器技術”課程項目式教學改革與教學設計[J].中國電力教育，2013，（13）.
[3]張燕賓.變頻器應用教程[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.
[4]石秋潔.變頻器應用基礎第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2013.
第8篇：計算機控制技術課程范文
【關鍵詞】工業(yè)自動化 實踐教學平臺 變頻控制組態(tài)技術
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】 A
【文章編號】0450-9889（2015）09C-0190-03
培養(yǎng)符合生產(chǎn)、建設、管理和服務第一線需求的高素質(zhì)、技能型、專門型人才是高職院校的目標，因此，實踐性教學成為高職院校的一大特色，是實現(xiàn)其人才培養(yǎng)目標的重要教學環(huán)節(jié)。當前，自動化控制技術在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越廣泛，隨著計算機控制、PLC、網(wǎng)絡及通訊等技術領域的相互滲透和集成應用，工業(yè)自動化技術逐步形成，并在當今工業(yè)科技中扮演著越來越重要的角色。同時，工業(yè)自動化設備的操作、維修、檢測和管理等崗位對掌握工業(yè)自動化技術的技能型人才需求也在日益擴大。因此，在高職院校的相關專業(yè)開展實訓教學，首要目的就是要培養(yǎng)學生的職業(yè)技能，使學生既能掌握工業(yè)自動化專業(yè)理論知識，又能勝任自動化儀器儀表、設備以及自動化生產(chǎn)線操作、安裝、運行維護以及改造設計等技能型工作，同時培養(yǎng)其良好的職業(yè)素養(yǎng)，以適應區(qū)域經(jīng)濟和高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，滿足社會的需求。
目前我國工業(yè)自動化技術和計算機網(wǎng)絡技術高速發(fā)展，如何全方位地培養(yǎng)具備工業(yè)自動化工程技術實踐能力，能夠解決工程實際問題的自動化專業(yè)人才已成為當前高等職業(yè)教育研究和探索的重要課題。本文結合廣西工業(yè)職業(yè)技術學院工業(yè)自動化控制綜合實訓中心建設的實踐，就高職院校工業(yè)自動化專業(yè)實踐教學平臺的構建進行探討。
一、工業(yè)自動化實踐教學平臺的建設及定位
具有較強的實踐能力以及新技術應用能力是當今社會企業(yè)對高級技術人才的基本要求。因此，高職教育必須是技術性、應用性的教育，其課程定位為“以應用為目的，以必須夠用為度”，其專業(yè)技術技能要求較高，并具有針對性。廣西工業(yè)職業(yè)技術學院基于對往屆畢業(yè)生和用人單位的調(diào)研，確立了自動化類專業(yè)課程的設置方式為“寬基礎、活模塊”，并建立了“以崗位技術應用能力和素質(zhì)培養(yǎng)為主線”的模塊化教學體系。同時，相關教研室也對自動化類職業(yè)崗位所需的專業(yè)知識和技能進行全面梳理，重新定位了自動化類專業(yè)的實踐教學目標，整合并優(yōu)化了自動化類專業(yè)分散在各門基礎課程和專業(yè)課程中的實驗課程，從而構建了一個層級化的實踐教學平臺，包括：
素質(zhì)實驗層：以培訓學生基礎素質(zhì)為主的訓練實驗室，包括計算機操作與工具軟件使用實習，電工技術、電氣控制技術課程實訓和設計。
工程訓練層：以增強學生工程實踐能力和工程意識為目標，包括課程實訓及設計、氣動技術、電子技術、氣動技術、液壓技術、電子液壓技術、信號檢測技術及可編程技術等。
創(chuàng)新開發(fā)層：主要培養(yǎng)學生綜合動手和創(chuàng)造能力，包括綜合實訓、綜合實驗、過控儀表及PLC控制系統(tǒng)設計實訓。
實踐生產(chǎn)層：加強校企合作，設立生產(chǎn)性實訓實踐基地，采用“公司化運作”經(jīng)營管理模式，開設零距離上崗“直通車”，為企業(yè)的技術改造、研發(fā)提供技術服務。加快專業(yè)特色化建設，建設一流的“示范性”的實驗（訓）基地。包括工業(yè)網(wǎng)絡綜合實訓、生產(chǎn)過程仿真投運實訓、自動化生產(chǎn)線實訓等綜合實訓內(nèi)容，工業(yè)電梯控制實驗（訓）室、中興通信實訓基地等，全面提高學生的實踐動手能力和實際運營能力。
上述層級化實踐教學平臺以工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制實訓中心為載體，使課程實踐教學做到層次分明、循序漸進，以體現(xiàn)技術應用型人才的培養(yǎng)規(guī)律，并結合教學安排，使學生的能力培養(yǎng)形成一個從初級到專業(yè)逐步深化的過程，包括從基本技能延伸到專業(yè)技能，從單一技能拓展到綜合技能，從實驗室培養(yǎng)逐步過渡到生產(chǎn)實際培養(yǎng)。
二、工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制實訓中心的構建
廣西工業(yè)職業(yè)技術學院工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制綜合實訓中心是通過整合學院原有的各個自動化專業(yè)實驗室，并融合了西門子全集成自動化網(wǎng)絡控制的理念和全局性布局而創(chuàng)建出的一個以自由和開放為特點的實訓中心。該中心的建立可以營造出一個更接近生產(chǎn)現(xiàn)場的實驗環(huán)境，使學生的實際動手能力得到鍛煉，同時，也可以為相關教學實驗與研究人員提供一個良好的實驗平臺。整個工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制實訓中心主要包括PLC與變頻控制實訓室、現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室、自動控制技術實訓室以及生產(chǎn)過程控制技術實訓室4部分。
（一）PLC與變頻控制實訓室的系統(tǒng)構建
PLC與變頻控制實訓室是基于學院原來的PLC實訓室擴建而成。原PLC實訓室配備了二十套施耐德PLC變頻器，采用PPI計算機通訊形式，計算機之間沒有聯(lián)網(wǎng)。隨著控制技術的不斷進步，原有設備顯得比較落后。因此，實訓室的改造擴建從以下兩方面入手：一是通過升級，將原有單臺設備分開控制模式改為網(wǎng)絡控制模式，以體現(xiàn)技術發(fā)展趨勢；二是通過網(wǎng)絡技術的融合，原有單臺設備融入控制網(wǎng)絡，其原有功能可以得到進一步拓展。
為在資金有限的條件下達成最好的效果，擴建方案并沒有考慮購買大型成套設備，而是新購20套帶有以太網(wǎng)端口的PLC，把新購的20套以太網(wǎng)PLC組成一個大的工業(yè)以太網(wǎng)。網(wǎng)絡結構采用兩級網(wǎng)絡控制拓撲結構，分別應用西門子工業(yè)通訊網(wǎng)絡中的工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線來進行架構，網(wǎng)絡結構示意圖如圖1所示。其中上層采用的是工業(yè)以太網(wǎng)，可以實現(xiàn)上位PC機之間的通訊，以及實現(xiàn)整個網(wǎng)絡控制實訓中心內(nèi)部網(wǎng)絡的通訊；而底層布置的是PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線，用以實現(xiàn)下位機PLC和上位機之間的通訊，并同時承擔下位機PLC主站和MM440變頻器從站之間的通訊。該實訓室設立的目的是培養(yǎng)學生基本技能，因此其使用頻率較高，且面向的專業(yè)較廣。經(jīng)過上述配置改造，使整個實訓體系既體現(xiàn)了西門子最新的工廠控制集成自動化技術特點，又保留了原有實驗設備套數(shù)，并從整體上實現(xiàn)了功能提升，以最低的成本實現(xiàn)了最大程度的自動化控制解決方案。
圖1 PLC與變頻控制實訓室網(wǎng)絡結構圖
（二）現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室的系統(tǒng)構建
現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室在功能上也屬于面向培養(yǎng)學生基本技能的專項實訓室，而且近幾年控制軟件組態(tài)技術在職業(yè)教育中越來越受到重視。為配合組態(tài)控制技術課程的教學，學院在近年也購置了四十臺計算機，并購買安裝了業(yè)內(nèi)主流的組態(tài)王和MCGS組態(tài)軟件。但是，按上述計算機加組態(tài)軟件的教學模式，學生僅能較淺地掌握組態(tài)軟件的應用，由于缺乏硬件連接的實踐，真正意義上的組態(tài)控制系統(tǒng)硬件設備的連接與設置沒有教學實踐的條件，因此，等畢業(yè)生到實際生產(chǎn)企業(yè)后真正接觸到組態(tài)時上手仍然存在困難。有鑒于此，現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室在構建時就定位為采用主流技術標準和較先進控制設備的現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室，其特色就是要融合現(xiàn)場總線技術和組態(tài)控制技術。
基于實訓室的定位，其整體技術方案充分考慮了如何將當前主流的現(xiàn)場總線技術、設備與原有組態(tài)軟件相融合的問題?？刂凭W(wǎng)絡采用二級拓撲結構，結構示意圖詳見圖2，其中控制網(wǎng)絡的上層采用工業(yè)以太網(wǎng)，其目的是實現(xiàn)上位PC機之間的通訊，以及整個網(wǎng)絡控制實訓中心內(nèi)部網(wǎng)絡的通訊；底層則通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線，用以承擔下位機PLC和上位機之間，下位機PLC主站和ET200S遠程I/O，以及人機界面TP/OP從站之間的通訊任務。由于下位PLCS7-200中配置了以太網(wǎng)通訊模塊CP243-1，上層管理網(wǎng)絡可以對底層現(xiàn)場設備進行直接通訊，體現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場應用的多樣性，可以讓學生實踐到較先進的控制技術，還可以為教學科研人員開展基于以太網(wǎng)的PROFINET系統(tǒng)的研究提供平臺。
圖2 現(xiàn)場總線與組態(tài)技術實訓室網(wǎng)絡結構圖
（三）生產(chǎn)過程控制技術實訓室的系統(tǒng)構建
近年來，過程控制設備主要體現(xiàn)在現(xiàn)場設備的智能化和控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化兩個方面，而當今工業(yè)自動控制發(fā)展的趨勢是管理和過程控制的一體化。控制技術實訓的培訓重點是面向流程工業(yè)的過程控制技術，為了在教學過程中體現(xiàn)這一重點，提高實訓教學質(zhì)量，讓在校學生得到充分的工程實踐鍛煉，我們在工業(yè)以太網(wǎng)及現(xiàn)場總線的過程控制系統(tǒng)的基礎上進行了實驗裝置擴展，構建了實訓系統(tǒng)。
整個實訓系統(tǒng)的控制結構是由上位機監(jiān)控系統(tǒng)和下位機PLC控制系統(tǒng)兩部分組成?？刂凭W(wǎng)絡為兩層網(wǎng)絡拓撲結構，如圖3所示。其中上層采用工業(yè)以太網(wǎng)來實現(xiàn)上位機PC之間以及上位機和下位機PLC之間的通訊；底層下位機PLC主站和從站之間的通訊則通過布置現(xiàn)場總線來實現(xiàn)。底層從站包括有控制液位、壓力和溫度流量等過程控制實驗裝置。網(wǎng)絡組態(tài)、硬件組態(tài)以及PLC控制程序的編寫采用SIMATICS STEP7軟件，上位機與PLC的動態(tài)連結則由組態(tài)軟件SIMATIC WINCC來實現(xiàn)。采用兩臺工控機作為上位機，其主機界面應用了西門子的WINCC組態(tài)軟件，用以顯示工業(yè)生產(chǎn)、控制及報警等的圖形化界面以及對SIMATIC PLC系統(tǒng)的診斷，方便硬件維護。
圖3 生產(chǎn)過程控制技術實訓室網(wǎng)絡結構圖
經(jīng)過上述擴展，實訓中心可新增變頻器應用技術、過程控制和自動檢測技術三門課的實驗項目20多個，包括變頻器的開、閉環(huán)調(diào)速，變頻器的制動，變頻器的多機聯(lián)網(wǎng)控制，小區(qū)恒壓供水工程的仿真等，教學效用提升明顯。
（四）自動控制技術實訓室的系統(tǒng)構建
面向制造業(yè)中自動生產(chǎn)線的機電一體化控制技術是自動控制技術實訓的主要目標。自動控制技術實訓室的構建是在學院原有的兩套一體化生產(chǎn)線控制實訓裝置的基礎上進行升級改造來實現(xiàn)的。原有實訓裝置在技術上比較先進，控制器是西門子S7-200的PLC，但由于沒有聯(lián)網(wǎng)，難以體現(xiàn)出機電一體化的特征。因此，自動控制技術實訓室升級改造方案的重點就確定為實現(xiàn)原有一體化生產(chǎn)線控制實訓裝置與控制網(wǎng)絡的聯(lián)接。
為控制改造成本，教研室提出了在原有PLC模塊上增加通訊模塊來實現(xiàn)設備聯(lián)網(wǎng)的方案，其網(wǎng)絡結構如圖4所示。其中現(xiàn)場設備通過工控機擴展卡SMP16-COM291和S7-200通訊模塊EM277進行PROFIBUS-DP總線通訊，上層網(wǎng)絡則由SMP16-COM201卡和工業(yè)以太網(wǎng)交換機實現(xiàn)連接。通過上述方案的改造，既實現(xiàn)了先進的工業(yè)網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)技術在原有設備上的使用，還為日后的功能擴展改造預留了充分的空間。
圖4 自動控制技術實訓室網(wǎng)絡結構圖
高職工業(yè)自動化專業(yè)實踐教學平臺圍繞培養(yǎng)具備高素質(zhì)的技術應用性人才的目標，根據(jù)專業(yè)教學要求，實現(xiàn)實踐教學與行業(yè)技術發(fā)展水平同步。廣西工業(yè)職業(yè)技術學院在構建工業(yè)自動化網(wǎng)絡控制實訓中心的實踐中，通過對實踐教學平臺的層級化設置，明確了各實訓室的功能配置定位，并據(jù)此設置實踐教學環(huán)節(jié)，以適應機電類專業(yè)工業(yè)現(xiàn)場的要求，讓學生經(jīng)歷實現(xiàn)由基礎理論實驗到專業(yè)課程實訓、綜合實訓等遞進的實踐能力培養(yǎng)過程，其特色包括：
充分把握當前控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，并依托西門子全集成自動化網(wǎng)絡控制系統(tǒng)技術，建立了一個自由、開放式的實訓模式，構建了一個接近生產(chǎn)現(xiàn)場的實驗環(huán)境，既為培養(yǎng)學生的實際動手能力創(chuàng)造了一個良好的實訓平臺，又為相關教學實驗與研究人員創(chuàng)造了一個良好的實驗平臺。
運用STEP7編程軟件和WINCC組態(tài)軟件進行網(wǎng)絡組態(tài)和監(jiān)控組態(tài)，學生可以通過直觀的人機監(jiān)控操作界面方便地修改操作參數(shù)，觀察控制效果；并可在人機監(jiān)控界面選用不同的程序進行多個實訓項目，而不必需要進行硬件接線的更改。
建設過程中，充分考慮將學院的部分老設備融入新的系統(tǒng)中去，這樣一來不但可以節(jié)約改造系統(tǒng)產(chǎn)生的費用，而且通過重新布局，還可以開發(fā)出原有設備的新功能。
【參考文獻】
[1] 胡耀軍，劉金云.模糊控制在工業(yè)以太網(wǎng)中的實現(xiàn)[J].儀器儀表標準化與計量，2011（3）
[2] 郁聰.高校實驗室管理的問題及對策研究[D].天津大學，2012
[3] 王華，郭梅.從傳統(tǒng)工廠到數(shù)字化、智能化工廠[J].電子世界，2013（20）
[4] 吳一鳴.PLC在工業(yè)自動化控制領域中的應用研究[J].無線互聯(lián)科技，2013（10）
[5] 李愛華.PLC，變頻器與通信技術的應用[J].電子技術與軟件工程，2013（18）
[6] 劉建華，張同莊，畢文艷.可編程序控制器原理與應用實驗教學改革[J].課程教育研究，2013（4）
第9篇：計算機控制技術課程范文
關鍵詞：MATLAB仿真；自動控制原理；課堂教學
MATLAB是一種集數(shù)值計算、圖形可視化和符號計算三大基本功能于一體的，功能強大、操作簡單的工程計算應用軟件，不管是在工程實例仿真還是數(shù)值演算等方面，都有著出色的表現(xiàn)及應用。
近年來，基于MATLAB仿真的輔助教學也相當廣泛，通過MATLAB軟件的應用給課堂教學帶來一個全新視角。MATLAB軟件的應用能為教學提供強有力的支撐，也能為學生將來從事科研及工程實踐打下堅實的基礎。
一、MATLAB仿真在自動控制原理課堂教學中的應用
MATLAB仿真在自動控制原理教學中的應用，通過形象、生動的波形演示使分析方法更為便捷，為自動控制原理教學提供了一種全新的教學視角。
利用MATLAB仿真編寫一些教學軟件應用于自動控制原理教學，可使學生通過不同參數(shù)的變化了解系統(tǒng)性能的變化。這樣，學生不僅僅只是通過文字描述來理解相關概念及性質(zhì)。例如，對于幾類穩(wěn)定判據(jù)（代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)、根軌跡穩(wěn)定判據(jù)、奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)和對數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)），它們在使用時必須經(jīng)過大量的數(shù)學計算或精準繪圖才能依據(jù)判據(jù)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行判斷，應用MATLAB軟件就會方便地實現(xiàn)這些要求。
此外，在系統(tǒng)的性能分析方面，對于系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間計算、超調(diào)量的確定、振蕩次數(shù)多少、穩(wěn)態(tài)誤差的分析等，以上這些過程比較抽象并且難以理解。通過傳統(tǒng)的方法學習相對困難，并且煩瑣的數(shù)學計算和系統(tǒng)分析，導致學生學習積極性下降，影響課堂教學效率。所以，如果能將MATLAB軟件融入課堂教學中，將對改善教學有著很大的幫助。
二、MATLAB仿真在自動控制原理教學中的應用實例
例：對于下面典型二階系統(tǒng)的閉環(huán)傳遞函數(shù)
其中ωn=5，試繪制系統(tǒng)在ξ=0.1，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，3.0時的單位階躍響應情況。
MATLAB程序如表1。
不同阻尼比下，閉環(huán)系統(tǒng)的單位階躍響應曲線如圖1所示。
由上面的應用實例可以看出，通過MATLAB軟件可以快速、直觀、準確地給出自動控制原理課堂教學需要展示的變化圖形，教師可以形象地給學生講解參數(shù)變化對于系統(tǒng)性能的影響，從而極大地提高學生學習的積極性。
當學生對于MATLAB軟件的編程有了進一步了解之后，可以激發(fā)學生的創(chuàng)新能力，例如，搭建和設計自己特有的模型等，這對于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識有著重要的作用。
參考文獻：
[1]周少武，陳敏，沈紅遠，等.Matlab在計算機控制技術課程“PID控制器參數(shù)整定”中的應用[J].系統(tǒng)實踐，2010（10）：38-40.
[2]黃忠霖，黃京.控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真[M].北京：國防工業(yè)出版社，2009.
[3]張葛祥，李娜.MATLAB仿真技術與應用[M].北京：清華大學出版社，2003.
[4]劉芳園，司軼芳.MATLAB在自動控制原理課程中的應用[J].職業(yè)技術研究，2010（22）：185.
