《計算機控制技術》教學實施方案

《計算機控制技術》作為自動化專業一門重要的專業必修課，教學質量的高低直接對自動化專業學生的專業技術水平起到至關重要的作用，所以制定一個好的切實可行的教學實施方案勢在必行。

課程簡介與定位

教學目標 《計算機控制技術》教學目的是使學生從系統集成的角度掌握計算機控制系統的基本原理與設計方法，不但能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，而且能夠不斷地根據已有的基礎知識，迅速進行知識更新。

在專業課程體系中的定位 在浙江大學城市學院自動化專業的專業必修課中，《計算機控制技術》是講述控制手段的一門必修課程，是自動化閉環控制系統的重要組成部分。

在專業能力培養中的定位 控制精度要求比較高的實際控制系統大多為閉環控制系統，在閉環控制系統中，計算機將作為一個重要的控制手段而存在，所以經典PID為代表的控制算法將成為《計算機控制技術》這門課程的重點研究內容，本課程將搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環控制系統，并完成對位置型PID、增量型PID、積分分離式PID、模糊控制等先進控制算法的學習。

與核心課程群中其他課程在知識體系與能力培養上的整體設計 隨著現代化工業復雜性與集成化程度的增加，計算機控制技術已廣泛應用于各個工業領域。因為《計算機控制技術》教學目的是使學生能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，所以在教學內容方面主要講述計算機控制系統的設計與實現相關的硬件、軟件、控制策略、數據通信、網絡技術、數據庫技術等方面的理論知識與技術。包括計算機控制系統的基本概念與基礎理論，控制系統的接口技術、數字通信與網絡技術、軟件技術，計算機控制系統中常用的控制策略，不同規模的計算機控制系統的設計范例，以及流程工業的計算機集成制造系統。

能力培養要求 借助本門課程的學習，培養學生了解計算機控制系統組成、分類、硬件及軟件構成、控制算法等相關知識，使學生從系統集成的角度掌握計算機控制系統的基本原理與設計方法，不但能夠分析與應用、設計并實施滿足實際工業生產需要的計算機控制系統，而且能夠不斷地根據已有的基礎知識，迅速進行知識更新。

實踐教學要求 實踐教學方面采取實驗課與課外課程設計相結合的形式，實驗課上主要學習組態監控軟件在計算機控制系統中的應用，并以液位為控制對象，搭建以計算機為控制核心的閉環控制系統，通過特性調試，了解計算機控制算法在實際系統中的應用。課外則要求同學們完成以電機為控制對象的閉環控制系統的設計報告，深化學生對計算機控制系統的理解和掌握，完成理論到實踐的轉換。

作業及考核要求 《計算機控制技術》作業基本都要求網上提交，每個章節結束，都會按照講授內容布置相應網上作業，要求學生按照規定時間完成。同時為了鞏固學習效果，還會配備相應章節的網上在線測試題目。最后同學們要完成以電機為控制對象的閉環控制系統的設計報告。期末成績的構成為到課率及課堂表現10%，平時作業和小測試10%，期中考試15%，設計報告15%，期末考試50%。

教學實施方案設計

教學內容組織 針對計算機控制技術綜合知識比較多、專業性較強、不易理解的特點，具體從以下幾個方面組織教學內容：

第一，準確把握課程的性質與作用。計算機作為閉環控制系統的一個重要控制手段，經典PID等算法講解將成為《計算機控制技術》這門課程的重點研究內容，同時在搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環控制系統時，了解信號檢測、信號傳輸、信號處理、信號顯示等相關知識。

第二，突出學生綜合能力的培養。在課程知識的講授過程中，注意教育和啟發學生用哲學的思想、辯證的觀點來分析和思考問題，如主要矛盾與次要矛盾的轉化、事物都是一分為二的道理等，健全學生的心智，提高學生綜合素質。

第三，通過課程教學，教給學生現代科學研究的方法。以實際控制系統為主線，將設計方法、分析方法、算法編寫等過程梳理清晰，將講述內容集中在目前的工業生產現場的使用技術上。

教學策略 ①結合課程知識和社會調研以增強學生學習動力；②理清思路，從簡到繁，強化計算機控制系統的理解和應用；③觀看模型理解抽象閉環控制系統概念，加深學生對知識的掌握；④引導學生參與課堂教學，分組討論促進學習主動性和能力齊頭并進；⑤設計貫穿理論教學周期，通過實踐加深學生對課程知識的理解和掌握；⑥加強課外輔導鞏固學生對課程知識的掌握；⑦結合現代教學手段開展輔導。

結束語

《計算機控制技術》課程的改革在實施過程中，通過計算機控制系統的硬件和軟件技術等工作原理的講解，將模擬電子技術、數字電子技術、電路原理、自動控制理論等相關課程的知識進行點對點的連接，學生對所學專業知識有了更加系統化和模塊化理解，有利于專業整體知識的消化和掌握。

【本論文由2016浙江大學城市學院在線開放課程《電機與拖動》（ZX1603）資助】

（作者單位：浙江大學城市學院信息與電氣工程學院；遼寧科技大學電子與信息工程學院）