测控技术与仪器课程介绍.pptx

一、测控专业简介一、测控专业简介一、测控专业简介一、测控专业简介 测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。19981998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类1111个个个个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业测控测控测控测控技术及仪器。技术及仪器。技术及仪器。技术及仪器。我校测控专业成立于我校测控专业成立于我校测控专业成立于我校测控专业成立于20012001年，年，年，年，20022002年年年年9 9月开始招生。月开始招生。月开始招生。月开始招生。已毕业两百多人，已毕业两百多人，已毕业两百多人，已毕业两百多人，20102010年就业率在机电学院排名第三，前年就业率在机电学院排名第三，前年就业率在机电学院排名第三，前年就业率在机电学院排名第三，前两名分别是机械、电气。两名分别是机械、电气。两名分别是机械、电气。两名分别是机械、电气。1.1.1.1.主干学科介绍主干学科介绍主干学科介绍主干学科介绍 仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、计算机计算机计算机计算机 仪仪仪仪器器器器科科科科学学学学与与与与技技技技术术术术学学学学科科科科是是是是该该该该专专专专业业业业的的的的理理理理论论论论和和和和应应应应用用用用基基基基础础础础，主主主主要要要要研研研研究究究究测测测测量量量量理理理理论论论论和和和和测测测测量量量量方方方方法法法法，探探探探讨讨讨讨和和和和研研研研究究究究各各各各种种种种类类类类型型型型测测测测量量量量仪仪仪仪器器器器仪仪仪仪表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。光学工程学科光学工程学科光学工程学科光学工程学科是该专业的应用基础，主要研究光学测量是该专业的应用基础，主要研究光学测量是该专业的应用基础，主要研究光学测量是该专业的应用基础，主要研究光学测量仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等内容。内容。内容。内容。机械工程学科机械工程学科机械工程学科机械工程学科是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运动传递、量值传感、结果指示等内容。动传递、量值传感、结果指示等内容。动传递、量值传感、结果指示等内容。动传递、量值传感、结果指示等内容。电电电电子子子子信信信信息息息息工工工工程程程程学学学学科科科科是是是是该该该该专专专专业业业业的的的的理理理理论论论论和和和和技技技技术术术术基基基基础础础础，主主主主要要要要研研研研究究究究信信信信息息息息获获获获取取取取技技技技术术术术以以以以及及及及与与与与信信信信息息息息处处处处理理理理有有有有关关关关的的的的基基基基础础础础理理理理论论论论和和和和应应应应用用用用技技技技术术术术，实实实实现现现现信信信信号号号号的的的的获获获获取取取取、转转转转换换换换、调调调调理理理理、传传传传输输输输、处处处处理理理理以以以以及及及及设设设设备的控制、驱动和执行功能。备的控制、驱动和执行功能。备的控制、驱动和执行功能。备的控制、驱动和执行功能。计算机科学与技术学科计算机科学与技术学科计算机科学与技术学科计算机科学与技术学科是该专业的技术基础，主要研是该专业的技术基础，主要研是该专业的技术基础，主要研是该专业的技术基础，主要研究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。2.2.2.2.本专业的相关学科本专业的相关学科本专业的相关学科本专业的相关学科 控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。控制科学与工程学科、信息与通讯工程学科。考研和就业有交叉考研和就业有交叉考研和就业有交叉考研和就业有交叉 控控控控制制制制科科科科学学学学与与与与工工工工程程程程学学学学科科科科是是是是该该该该专专专专业业业业的的的的理理理理论论论论基基基基础础础础，主主主主要要要要研研研研究究究究自自自自动动动动控控控控制制制制理理理理论论论论和和和和相相相相关关关关算算算算法法法法，为为为为今今今今后后后后在在在在测测测测控控控控技技技技术术术术理理理理论论论论研研研研究究究究和和和和工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。工程实际中提供必要的系统控制概念和方法。信息与通讯工程学科信息与通讯工程学科信息与通讯工程学科信息与通讯工程学科是该专业的应用基础，主要研究是该专业的应用基础，主要研究是该专业的应用基础，主要研究是该专业的应用基础，主要研究信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传输提供必要的理论和技术支持。输提供必要的理论和技术支持。输提供必要的理论和技术支持。输提供必要的理论和技术支持。二专业教学内容和知识体系二专业教学内容和知识体系二专业教学内容和知识体系二专业教学内容和知识体系 仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科，仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科，仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科，仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科，它它它它从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论为指从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论为指从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论为指从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论为指导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、通信等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经济，并具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化特征的测具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化特征的测具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化特征的测具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化特征的测试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少的环节，组成一个完整的仪器科学与技术学科。成一个完整的仪器科学与技术学科。成一个完整的仪器科学与技术学科。成一个完整的仪器科学与技术学科。1.1.1.1.本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架 信息流信息流信息流信息流 学科公共学科公共学科公共学科公共 基础课基础课基础课基础课 特色专业特色专业特色专业特色专业 课程课程课程课程 计算机技术类课程计算机技术类课程计算机技术类课程计算机技术类课程 电工电子技术类课程电工电子技术类课程电工电子技术类课程电工电子技术类课程 处理处理处理处理 获取获取获取获取 控制控制控制控制传输传输传输传输 传感器技术传感器技术传感器技术传感器技术电子测量技术电子测量技术电子测量技术电子测量技术等课程等课程等课程等课程数字信号处理数字信号处理数字信号处理数字信号处理信号与系统、信号与系统、信号与系统、信号与系统、虚拟仪器等课程虚拟仪器等课程虚拟仪器等课程虚拟仪器等课程 计算机网计算机网计算机网计算机网络等课程络等课程络等课程络等课程机电传动控制、计算机控制、机电传动控制、计算机控制、机电传动控制、计算机控制、机电传动控制、计算机控制、可编程控制器、单片机原理可编程控制器、单片机原理可编程控制器、单片机原理可编程控制器、单片机原理及应用、检测仪表与过程控制及应用、检测仪表与过程控制及应用、检测仪表与过程控制及应用、检测仪表与过程控制 等课程等课程等课程等课程机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动控制、互换性与技术测量、微机原理与接口、单片机及应控制、互换性与技术测量、微机原理与接口、单片机及应控制、互换性与技术测量、微机原理与接口、单片机及应控制、互换性与技术测量、微机原理与接口、单片机及应用、嵌入式系统、用、嵌入式系统、用、嵌入式系统、用、嵌入式系统、DSPDSPDSPDSP原理及应用、无损检测、冶金过程检原理及应用、无损检测、冶金过程检原理及应用、无损检测、冶金过程检原理及应用、无损检测、冶金过程检测与控制等课程测与控制等课程测与控制等课程测与控制等课程电路、模电、电路、模电、电路、模电、电路、模电、数电、电子数电、电子数电、电子数电、电子EDAEDA、测控电、测控电、测控电、测控电路等课程路等课程路等课程路等课程C C语言、语言、语言、语言、MatlabMatlab语言、数据库技语言、数据库技语言、数据库技语言、数据库技术、计算机文化术、计算机文化术、计算机文化术、计算机文化基础等课程基础等课程基础等课程基础等课程测控仪器设计、测控仪器设计、测控仪器设计、测控仪器设计、智能仪表设计智能仪表设计智能仪表设计智能仪表设计等课程等课程等课程等课程综合应用课程综合应用课程综合应用课程综合应用课程强调综合应用能力，实践能力和创新设计能力的培养强调综合应用能力，实践能力和创新设计能力的培养强调综合应用能力，实践能力和创新设计能力的培养强调综合应用能力，实践能力和创新设计能力的培养 2.课程设置课程设置第第5学期：学期：专必：专必：传感器技术、机械设计基础、微机原理与接口技传感器技术、机械设计基础、微机原理与接口技术、测控电路术、测控电路 专选：专选：matlab语言、语言、信号与系统信号与系统第第6学期：学期：专必：专必：自动控制原理自动控制原理专选：专选：机电传动控制、可编程控制器原理及应用、单片机电传动控制、可编程控制器原理及应用、单片机原理与应用、机原理与应用、互换性与测量技术基础、工程光学互换性与测量技术基础、工程光学第第7学期：学期：专选：专选：DSP原理及应用原理及应用、电子电子EDA技术、冶金过程检技术、冶金过程检测与控制、测与控制、计算机测控技术、测控仪器设计计算机测控技术、测控仪器设计、嵌入式、嵌入式系统设计、系统设计、虚拟仪器与虚拟测试技术虚拟仪器与虚拟测试技术、流体传动与控、流体传动与控制、制、检测仪表与过程控制检测仪表与过程控制第第8学期：学期：公益劳动、毕业实习、毕业设计、毕业教育公益劳动、毕业实习、毕业设计、毕业教育三.三.课程介绍课程介绍课程介绍课程介绍1.1.1.1.传感器技术传感器技术传感器技术传感器技术2.2.2.2.微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口微机原理与接口3.3.3.3.测控电路测控电路测控电路测控电路4.4.4.4.自动控制原理自动控制原理自动控制原理自动控制原理5.5.5.5.机电传动控制机电传动控制机电传动控制机电传动控制6.6.6.6.PLCPLCPLCPLC7.7.7.7.单片机单片机单片机单片机8.8.8.8.虚拟仪器虚拟仪器虚拟仪器虚拟仪器9.9.9.9.检测仪表与过程控制检测仪表与过程控制检测仪表与过程控制检测仪表与过程控制 模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术模拟电子技术 模拟电子技术是研究各种电子器件、电子电路模拟电子技术是研究各种电子器件、电子电路模拟电子技术是研究各种电子器件、电子电路模拟电子技术是研究各种电子器件、电子电路及其在各领域中的应用技术。是电类专业学生的必及其在各领域中的应用技术。是电类专业学生的必及其在各领域中的应用技术。是电类专业学生的必及其在各领域中的应用技术。是电类专业学生的必修课之一和考研复试课程之一。修课之一和考研复试课程之一。修课之一和考研复试课程之一。修课之一和考研复试课程之一。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电为关键电子器件，包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等为研究方向。生电路、电源稳压电路等为研究方向。生电路、电源稳压电路等为研究方向。生电路、电源稳压电路等为研究方向。数字电子技术数字电子技术数字电子技术数字电子技术 数字电子技术的数字电子技术的数字电子技术的数字电子技术的先修课程为先修课程为高等数学高等数学、电路分电路分析析、模拟电子技术模拟电子技术，后续课程为，后续课程为微机原理与微机原理与接口技术接口技术、单片机原理与应用单片机原理与应用，它实际上是计，它实际上是计算机课程的算机课程的“基础篇基础篇”，主要学习逻辑代数基础，集成逻辑门电路，组合逻辑主要学习逻辑代数基础，集成逻辑门电路，组合逻辑电路，触发器，时序逻辑电路，半导体存储器和可编电路，触发器，时序逻辑电路，半导体存储器和可编程逻辑器件，脉冲波形的产生与变换等。程逻辑器件，脉冲波形的产生与变换等。1.1.1.1.传感器技术传感器技术传感器技术传感器技术 （1）课程特点）课程特点 是测控技术与仪器专业的一门专业基础课程。是测控技术与仪器专业的一门专业基础课程。它以各类传感器的工作机理为线索，详细介绍了各它以各类传感器的工作机理为线索，详细介绍了各类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器的使用和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器的使用方法和设计要点的基本技能。方法和设计要点的基本技能。（2 2）主要内容）主要内容）主要内容）主要内容 了解在各个领域中的传感器的作用，掌握传感器的了解在各个领域中的传感器的作用，掌握传感器的定义、组成、分类和技术指标。定义、组成、分类和技术指标。掌握应变效应、压阻效应、金属丝灵敏系数和应变掌握应变效应、压阻效应、金属丝灵敏系数和应变片灵敏系数、电阻式传感器的工作原理及应用。片灵敏系数、电阻式传感器的工作原理及应用。掌握电容传感器的工作原理、类型、特点、设计要掌握电容传感器的工作原理、类型、特点、设计要点及应用。点及应用。掌握压电式传感器的压电效应、等效电路、测量电掌握压电式传感器的压电效应、等效电路、测量电路及其应用。路及其应用。掌握编码数字式传感器的工作原理、码盘掌握编码数字式传感器的工作原理、码盘-编码编码器的组成及应用。器的组成及应用。掌握热电效应、热阻效应、热电回路定律、热掌握热电效应、热阻效应、热电回路定律、热电偶冷端补偿的方法及热电阻测量电路原理，了解其电偶冷端补偿的方法及热电阻测量电路原理，了解其他温度传感器原理及使用方法。他温度传感器原理及使用方法。掌握固态传感器的种类、磁敏传感器、霍尔传感掌握固态传感器的种类、磁敏传感器、霍尔传感器的工作原理、误差和补偿方法及应用。器的工作原理、误差和补偿方法及应用。掌握各种光电效应、光电器件工作原理和应用、掌握各种光电效应、光电器件工作原理和应用、光纤传感器特点和类型及应用。光纤传感器特点和类型及应用。辅助电源辅助电源敏感元件敏感元件转换元件转换元件基本转换电路基本转换电路被测量被测量敏感元件敏感元件:直接感受被测量，并输出与被测量成确定关直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。系的某一物理量的元件。转换元件转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。转换成电路参量。基本转换电路基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。称转换电路），便可转换成电量输出。5.5.微机原理与接口技术微机原理与接口技术 （1 1）课程特点）课程特点 微型计算机现已应用于国民经济的各个领域，微型计算机现已应用于国民经济的各个领域，它的普及与应用使人们传统的工作、学习、生活乃它的普及与应用使人们传统的工作、学习、生活乃至思维方式发生了巨大变化。微机原理与接口技术至思维方式发生了巨大变化。微机原理与接口技术几乎是所有理工科大专院校学生的一门必修课。是几乎是所有理工科大专院校学生的一门必修课。是考研的专业课之一。考研的专业课之一。（2）课程目的）课程目的 要求掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用要求掌握微型计算机的硬件组成及使用；学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉各种类型的接指令系统和汇编语言进行程序设计；熟悉各种类型的接口及其应用，树立起微型计算机体系结构的基本概念；口及其应用，树立起微型计算机体系结构的基本概念；培养利用硬件与软件相结合的方法分析解决本专业领域培养利用硬件与软件相结合的方法分析解决本专业领域问题的思维方式和初步能力问题的思维方式和初步能力。为以后跟踪计算机技术的新发展，进一步学习和应为以后跟踪计算机技术的新发展，进一步学习和应用相关方面的新知识、新技术打下必要基础。用相关方面的新知识、新技术打下必要基础。（3）课程内容）课程内容 课程以课程以PC系列微机作为主要背景机系列微机作为主要背景机，包括微机硬包括微机硬件组成及工作原理，微机接口技术，微机应用技术三大件组成及工作原理，微机接口技术，微机应用技术三大部分内容。部分内容。主要包括微机系统概述、典型微处理器、指主要包括微机系统概述、典型微处理器、指令系统、汇编语言程序设计、存储器系统、微机总线与令系统、汇编语言程序设计、存储器系统、微机总线与输入输出技术、中断系统、典型接口芯片及其应用等输入输出技术、中断系统、典型接口芯片及其应用等内容。内容。强调与工业实际应用相结合，加强汇编语言程序设强调与工业实际应用相结合，加强汇编语言程序设计和接口电路设计等部分的理论教学及实际操作，提高计和接口电路设计等部分的理论教学及实际操作，提高系统软硬件的设计能力系统软硬件的设计能力。微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成硬件硬件微型机系统微型机系统外围设备外围设备过程控制过程控制I/O通道通道A/D,D/A转换器转换器开关量等开关量等外部设备外部设备键盘、鼠标等输入设备键盘、鼠标等输入设备显示器、打印机等输出设备显示器、打印机等输出设备 软驱、硬盘及磁带等外存储器软驱、硬盘及磁带等外存储器主主 机机输入输出输入输出(I/O)接口电路接口电路微处理器微处理器(CPU)运算器运算器(算术逻辑运算单元算术逻辑运算单元ALU)控制器控制器(控制单元控制单元CU)寄存器阵列寄存器阵列(RA)内存储器内存储器RAM,ROM,EPROMEEPROM,Cash等等系统软件系统软件软件软件用户（应用）软件用户（应用）软件地址总线地址总线AB定时电路定时电路输入设备输入设备输出设备输出设备I/O接口接口ROMRAM数据总线数据总线DB控制总线控制总线CB微微处处理理器器(CPU)3.3.3.3.测控电路测控电路测控电路测控电路 （1 1 1 1）课程特点）课程特点）课程特点）课程特点 测控电路不是一般意义上电子技术课程的深化测控电路不是一般意义上电子技术课程的深化与提高，而是如何在电子技术与测量、控制之间架与提高，而是如何在电子技术与测量、控制之间架起一座桥梁，使学生熟悉怎样运用电子技术来解决起一座桥梁，使学生熟悉怎样运用电子技术来解决测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕测量与控制中的任务，实现测控的总体思想，围绕精、快、灵和测控任务的要求来选用和设计电路。精、快、灵和测控任务的要求来选用和设计电路。结合检测、控制两方面电路进行阐述，目前正向着结合检测、控制两方面电路进行阐述，目前正向着检测、控制电路高度融合方向发展。检测、控制电路高度融合方向发展。（2）主要内容）主要内容传感器传感器 测量控测量控 制电路制电路 执行机构执行机构内容包括：信号放大电路，信号调制解调电路，信号内容包括：信号放大电路，信号调制解调电路，信号分离电路，信号运算电路，分离电路，信号运算电路，信号转换电路，信号细信号转换电路，信号细分与辨向电路，逻辑控制电路，连续信号控制电路，分与辨向电路，逻辑控制电路，连续信号控制电路，典型测控电路分析等。典型测控电路分析等。指令传感器指令传感器电路电路传传 感感 器器显显示示执执行行机机构构计计 算算 机机锁锁 存存 器器计计 数数 器器转转换换电电路路脉脉冲冲当当量量放放 大大 器器整整形形电电路路细细分分电电路路手动采样手动采样锁锁存存指指令令辨向电路辨向电路增量码数字式测量电路的基本组成增量码数字式测量电路的基本组成 4.MATLAB 4.MATLAB语言语言 MATLAB是矩阵实验室的简称，是一款商业数学软是矩阵实验室的简称，是一款商业数学软件，件，MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB的指令表达式与数学、工程中常用的形式的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，因此用十分相似，因此用MATLAB来解算问题要比用来解算问题要比用C语言，语言，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，使它成为等语言完成相同的事情简捷得多，使它成为一个功能强大的数学软件。一个功能强大的数学软件。5.5.自动控制原理自动控制原理自动控制原理自动控制原理 （1 1）课程特点）课程特点）课程特点）课程特点 自动控制原理是一门理论性较强的课程。作为电类各专业的学自动控制原理是一门理论性较强的课程。作为电类各专业的学科基础课，它既是基础课程向专业课程的深入，又是专业课程科基础课，它既是基础课程向专业课程的深入，又是专业课程的理论基础，的理论基础，也是考研的专业课之一。也是考研的专业课之一。也是考研的专业课之一。也是考研的专业课之一。研究内容：构成自动控制系统的一般规律。研究内容：构成自动控制系统的一般规律。研究对象：各种自动控制系统，例如连续系统、离散系统。研究对象：各种自动控制系统，例如连续系统、离散系统。研究手段：现代数学分析工具。研究手段：现代数学分析工具。拉斯变换和传递函数拉斯变换和传递函数经典控制理论经典控制理论 矩阵理论等工程数学矩阵理论等工程数学现代控制理论现代控制理论（2 2 2 2）主要内容）主要内容）主要内容）主要内容 自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线的性能指标，自动控制系统的类型（连续、离散、线性、非线性等）及特点，系统数学模型的建立和动态性、非线性等）及特点，系统数学模型的建立和动态性、非线性等）及特点，系统数学模型的建立和动态性、非线性等）及特点，系统数学模型的建立和动态结构图等效变换法则，自动控制系统的分析（时域法、结构图等效变换法则，自动控制系统的分析（时域法、结构图等效变换法则，自动控制系统的分析（时域法、结构图等效变换法则，自动控制系统的分析（时域法、频域法等）和设计方法等。频域法等）和设计方法等。频域法等）和设计方法等。频域法等）和设计方法等。通过学习可以了解有关自动控制系统的运行机理、通过学习可以了解有关自动控制系统的运行机理、通过学习可以了解有关自动控制系统的运行机理、通过学习可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。种分析和设计方法等。种分析和设计方法等。种分析和设计方法等。课程覆盖的基本概念：课程覆盖的基本概念：课程覆盖的基本概念：课程覆盖的基本概念：系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传系统、反馈、方框图（方块图）、信号流图、传递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、递函数；稳定性、稳定裕量，基本环节、时间常数、阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳阻尼系数，脉冲响应、阶跃响应、动态性能指标、稳态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，态误差，根轨迹，主导极点，频率特性，校正和综合，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，典型的非线性特性、描述函数、相平面、自持振荡，采样控制、采样控制、采样控制、采样控制、Z Z Z Z变换、脉冲传递函数。变换、脉冲传递函数。变换、脉冲传递函数。变换、脉冲传递函数。控制系统的性能和典型测试信号控制系统的性能和典型测试信号（3 3）学习方法）学习方法抓住重点抓住重点掌握基本概念掌握基本概念 自动控制原理自动控制原理引入了一系列互相关联的基本概引入了一系列互相关联的基本概念，如稳定性、准确性、快速性，输入与输出，动态念，如稳定性、准确性、快速性，输入与输出，动态与稳态，反馈与前馈等，是学习理解的重点。与稳态，反馈与前馈等，是学习理解的重点。认真思考认真思考提高抽象思维能力提高抽象思维能力 自动控制原理自动控制原理的理论性较强，抽象程度较高。的理论性较强，抽象程度较高。要充分了解抽象的基础，在实际应用中反复体会。要充分了解抽象的基础，在实际应用中反复体会。抓住主线抓住主线建立不同方法间的联系建立不同方法间的联系 稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求，。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频求，。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终，也是系统综合设计要求。域分析方法的始终，也是系统综合设计要求。6.6.机电传动控制机电传动控制 （1 1）课程特点）课程特点 机电传动控制机电传动控制融合了电力拖动、自动控制原融合了电力拖动、自动控制原理、计算机技术、继电器理、计算机技术、继电器-接触器控制、电力电子技接触器控制、电力电子技术、交、直流调速系统等相关技术，是机电一体化技术、交、直流调速系统等相关技术，是机电一体化技术的重要课程。即把机电一体化技术所需要的术的重要课程。即把机电一体化技术所需要的强电控强电控制知识都集中制知识都集中在这一门课程中。在这一门课程中。它的先修课程是它的先修课程是电路分析电路分析、模拟电子模拟电子、数字电子数字电子、自动控制原理自动控制原理等；为后续课程如等；为后续课程如PLCPLC、计算机测控技术计算机测控技术等打下基础。等打下基础。（2 2）课程内容）课程内容 现代生产机械一般由工作机构、传动机构、原现代生产机械一般由工作机构、传动机构、原动机极其控制系统等几个部分组成，即由电动机通过动机极其控制系统等几个部分组成，即由电动机通过传动机构带动工作机构进行工作时，这种传动方式称传动机构带动工作机构进行工作时，这种传动方式称为为“机电传动机电传动”。人们一般把电动机及其传动机构一起称为人们一般把电动机及其传动机构一起称为“机机电传动电传动”部分，把满足加工工艺要求使电动机启动、部分，把满足加工工艺要求使电动机启动、制动、反向、调速、快速定位等的电气控制和电气操制动、反向、调速、快速定位等的电气控制和电气操作称为作称为“控制控制”部分。部分。人们对机电传动控制提出的要求：人们对机电传动控制提出的要求：对于专用加工设备和数控机床的控制要求有很高对于专用加工设备和数控机床的控制要求有很高的的精度精度；对重型数控机床要求有很高的；对重型数控机床要求有很高的调速范围调速范围；对；对可逆式轧钢机拖动系统要求可逆式轧钢机拖动系统要求正反转换向频繁正反转换向频繁；现代大；现代大型生产线、柔性制造系统要求各拖动系统能相互型生产线、柔性制造系统要求各拖动系统能相互协调协调；军事和宇航方面的火炮瞄准、惯性导航、卫星姿态的军事和宇航方面的火炮瞄准、惯性导航、卫星姿态的控制等，不仅要求控制等，不仅要求精度高精度高，更要求，更要求稳定性能好稳定性能好；民用；民用方面如电梯拖动系统要求启动、制动方面如电梯拖动系统要求启动、制动快速、平稳快速、平稳、停、停车位置车位置准确可靠准确可靠；家用电器中的控制要求；家用电器中的控制要求结构精巧、结构精巧、功能全、成本低功能全、成本低等。等。（3 3）课程任务）课程任务 了解机电传动的一般知识；掌握机电传动控制的了解机电传动的一般知识；掌握机电传动控制的静态特性和动态特性；掌握直流电机和交流电机的工静态特性和动态特性；掌握直流电机和交流电机的工作原理、特性极其应用；了解控制电机与特种电机的作原理、特性极其应用；了解控制电机与特种电机的工作原理极其应用知识；了解典型生产机械常用的低工作原理极其应用知识；了解典型生产机械常用的低压电器，掌握继电器压电器，掌握继电器-接触器控制的基本线路，学会接触器控制的基本线路，学会分析常见典型生产机械控制线路，掌握电动机控制线分析常见典型生产机械控制线路，掌握电动机控制线路的设计方法极其元器件的选择原则；掌握现代电力路的设计方法极其元器件的选择原则；掌握现代电力电子技术在机电传动中的应用；掌握交流和直流调速电子技术在机电传动中的应用；掌握交流和直流调速系统的方法。系统的方法。普通车床普通车床普通车床普通车床:主轴箱主轴箱主轴箱主轴箱,主电机主电机主电机主电机,卡盘卡盘卡盘卡盘,工件工件工件工件,中心架中心架中心架中心架,尾架尾架尾架尾架;刀架刀架刀架刀架,刀架电机刀架电机刀架电机刀架电机,溜溜溜溜板板板板;进给变速手柄进给变速手柄进给变速手柄进给变速手柄7.7.可编程控制器（可编程控制器（PLCPLC）可编程控制器的特点是：硬件配置灵活，组态方可编程控制器的特点是：硬件配置灵活，组态方便，编程方法简便，抗干扰能力强，能适应较恶劣的工便，编程方法简便，抗干扰能力强，能适应较恶劣的工业环境，体积小，维护费用低。业环境，体积小，维护费用低。（1）PLC能接收、处理和输出各种开关量、模拟量和能接收、处理和输出各种开关量、模拟量和不同码制的数码，除能实现一般的逻辑控制（顺序、步不同码制的数码，除能实现一般的逻辑控制（顺序、步进、时序、条件和锁存等）功能外，还能实现数值运算、进、时序、条件和锁存等）功能外，还能实现数值运算、数据转换及数据通信等功能，配备适当的外围设备可以数据转换及数据通信等功能，配备适当的外围设备可以进行打印。进行打印。（2）由于编程软件化（可新编程序、可修改程序和可）由于编程软件化（可新编程序、可修改程序和可接口性），当生产工艺（或流程）改变时只需要修改软接口性），当生产工艺（或流程）改变时只需要修改软件，而不需要改变硬件即可满足新的控制要求，大大方件，而不需要改变硬件即可满足新的控制要求，大大方便了设计和现场使用，缩短了设计施工和调试周期。便了设计和现场使用，缩短了设计施工和调试周期。（3）PLC能与上一级计算机直接相连，在综合自动化能与上一级计算机直接相连，在综合自动化控制系统中可以合理地实现分级控制，作为基础控制控制系统中可以合理地实现分级控制，作为基础控制级使用。级使用。（4）PLC采用独特而简便的编程方法，并采用与工艺采用独特而简便的编程方法，并采用与工艺流程相适应的一般符号。编程方法简明通俗，易学、流程相适应的一般符号。编程方法简明通俗，易学、易编、易改，很容易将原来的继电器控制线路直接翻易编、易改，很容易将原来的继电器控制线路直接翻译到译到PLC软件上。软件上。8.8.单片机单片机 单片机又称单片微控制器单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑它不是完成某一个逻辑功能的芯片功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。和计算机相比，单片机只缺少了和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。也就是一块设备。也就是一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格芯片就成了一