【正文】 CT5數字控制器的間接設計（核心）參考課時8知識點● 連續(xù)、離散PID控制算法；● 位置式及增量式PID控制算法及其算法特點；● 積分飽和現象及相應的PID控制算法；● 微分飽和現象及相應的PID控制算法；● 其它抑制微分飽和作用的PID控制算法；● 其它PID控制算法；● PID控制器的參數整定方法。學習目標1. 掌握通道在計算機控制系統(tǒng)中的地位和作用；2. 掌握模擬量輸入、輸出通道的組成、結構及各組成單元的作用；3. 明確模擬信號離散的實質，及其與A/D變換器件性能的相互關系；4. 明確模擬信號重構的實質，及其與A/D變換器件性能的相互關系；5. 了解干擾的來源、傳播途徑及通道抑制干擾的方法；6. 掌握數字濾波的基本概念和基本的濾波算法。計算機控制系統(tǒng)的原理、組成、工作過程、系統(tǒng)硬件部分的信號通道和數據采集及處理是進行計算機控制系統(tǒng)的設計的基礎；學生需要對計算機控制系統(tǒng)的原理有深入的理解。CNC7 應用層（選修）參考課時（8）知識點● DNS域名系統(tǒng)(選修)● 電子郵件(選修)● 萬維網(選修)學習目標、資源記錄、名字服務器?！?計算機網絡中的性能問題 (選修)。 (選修)?！?數據鏈路層交換。； CNC4 數據鏈路層（核心）參考課時10知識點● 數據鏈路層設計要點。7。2. 掌握信道的帶寬和數據傳輸率3. 知道雙絞線、同軸電纜和光纖等傳輸介質。 計算機網絡與通訊 (CNC) 計算機網絡與通訊 (CNC) （核心內容學時數：48）備注內容簡介計算機網絡是計算機技術和通信技術密切結合的產物，正成為在自動控制技術中得到廣泛應用的一門專業(yè)知識。知識單元PGB 1 程序設計語言概論（核心）PGB 2 程序設計導論（核心）PGB 3 面向對象程序設計（核心）PGB 4 數據結構與算法（核心）PGB 5 數據庫基礎與應用（選修）知識單元描述PGB1程序設計語言概論（核心）參考課時4知識點● 程序設計語言的歷史● 程序設計語言范型概述——過程式語言——面向對象語言——函數語言——說明性及非算法式語言——腳本式語言● 程序設計語言的基本語法和語義學習目標1. 概述幾種程序設計語言，說明它們對語言發(fā)展史的重要影響；2. 了解幾種不同語言范型的特點。；；；；、指令周期和總線周期；，能讀懂時序圖；CHW 2定點數/浮點數編碼與運算（核心）參考課時6知識點● 原碼/反碼/補碼；● 數據的大數端和小數端表示方式；● 數據對齊存儲；● 定點數的編碼、存儲與運算；● 浮點數的編碼、存儲與運算；● IEEE754；學習目標；；；、存儲與運算；、存儲與運算；；CHW 3存儲器系統(tǒng)（核心）參考課時6知識點● 存儲器件類型及其工作原理；● 存儲器的延遲、工作周期、帶寬提高和交叉存儲技術；● 層次化存儲系統(tǒng)；● 存儲器的構成；● 高速緩沖存儲器（cache）；● 虛擬存儲器；學習目標；；；；、原理和基本概念；，掌握各種替換策略和更新策略；、原理和基本概念；；CHW 4指令系統(tǒng)（核心）參考課時12知識點● 指令格式的概念、分類和特征；● 操作碼的編碼方法；● MIPS指令與助記符；● 指令的執(zhí)行過程；● 指令控制器與中斷，有關概念：硬連線邏輯、微程序、微指令、微地址、控制存儲器、多級中斷、多重中斷、中斷屏蔽、中斷向量、軟件中斷、微操作；學習目標、分類和特征；；，掌握MIPS指令的含義；，了解運算指令、訪存指令和轉移指令的執(zhí)行過程；；、中斷的過程及其分類、作用；CHW 5指令流水（核心）參考課時4知識點● 指令流水概念；● 相關性概念；● 指令流水線時空圖與分析；● 靜態(tài)/動態(tài)指令調度的基本概念和分類；● 分支預測的有關概念、分類和原理；● 多重指令啟動的基本概念和分類；學習目標，了解相關性的概念；，掌握指令流水線的基本分析方法；；、分類和原理；；CHW 6總線技術（核心）參考課時 8知識點● 總線的各種傳輸方式、同步方式、裁決方式及其特點；● 系統(tǒng)總線的操作過程；● 總線接口的概念和功能；● 總線波特率、比特率、傳輸帶寬的計算方法；● 有關概念：握手信號、鏈式查詢、計數器定時查詢、獨立請求、猝發(fā)方式、全互鎖、四邊沿協(xié)議、半同步方式；學習目標、同步方式、裁決方式及其特點；；；、比特率、傳輸帶寬的計算方法；CHW 7輸入/輸出系統(tǒng)(核心)參考課時6知識點● 外圍設備的兩種尋址方法；● 兩種程序控制輸入輸出方法的原理和特點；● DMA控制方式的原理和特點；學習目標；；； 程序設計基礎(軟件)（PGB）．程序設計基礎（PGB）（核心學時數：48）備注內容簡介程序設計語言是程序員與計算機之間“對話”的媒介。SID5廣義最小二乘辨識參考課時(3)知識點噪聲系統(tǒng)模型殘差和有偏估計廣義最小二乘問題廣義最小二乘公式學習目標1. 討論噪聲系統(tǒng)模型概念；2. 解釋殘差和有偏估計；3. 廣義最小二乘問題提出；4. 導出廣義最小二乘公式；5. 舉例廣義最小二乘法。隨著控制科學與技術的日益成熟，越來越完善的系統(tǒng)辨識分析技術被用于實踐，為了理解將來的控制科學技術，學生需要對最優(yōu)控制有深入的理解。系統(tǒng)辨識包括最小二乘理論、權函數辨識、線性模型參數辨識和廣義最小二乘辨識等重要內容。知識單元OEF1 估計問題概述OEF2 估計的一般方法OEF3 離散卡爾曼濾波OEF4 連續(xù)卡爾曼濾波OEF5 非線性濾波知識單元描述OEF1估計問題概述參考課時(2)知識點● 隨機變量● 隨機噪聲● 隨機模型● 最小方差估計概念● 極大似然估計概念學習目標1. 分析解釋隨機變量概念；2. 隨機噪聲概念；3. 舉例說明不同的隨機估計問題模型；4. 說明最小方差估計概念；5. 說明極大似然估計概念；OEF2估計的一般方法參考課時(4)知識點● 最小方差估計策略● 極大似然估計算法● 線性最小方差估計策略● 線性最小方差估計特性學習目標1. 了解最小方差估計策略的重要性；2. 了解極大似然估計算法特性；3. 給出簡單問題線性最小方差估計算法；4. 給出線性最小方差估計特性；OEF3離散卡爾曼濾波參考課時(4)知識點● 濾波器模型● 卡爾曼濾波方程● 濾波增益● 方差遞推計算● 卡爾曼濾波性質學習目標1. 了解基本濾波器模型的表示和用法；2. 了解卡爾曼濾波方程；3. 掌握濾波增益應用；4. 掌握方差遞推計算的方法；5. 了解卡爾曼濾波性質；6. 卡爾曼濾波程序框圖；7. 了解卡爾曼濾波應用實例；OEF4連續(xù)卡爾曼濾波 參考課時(3)知識點● 連續(xù)系統(tǒng)模型的概念● 等效的離散系統(tǒng)● 連續(xù)卡爾曼濾波算法● 白噪聲和有色噪聲● 連續(xù)卡爾曼濾波特點學習目標1. 解釋連續(xù)系統(tǒng)模型的概念和應用實例；2. 識別等效的離散系統(tǒng)問題的情況；3. 以類似離散系統(tǒng)問題為例，建立連續(xù)卡爾曼濾波算法；4. 解釋連續(xù)卡爾曼濾波特點；5. 解釋白噪聲和有色噪聲的卡爾曼濾波；OEF5非線性濾波參考課時(3)知識點● 非線性估計問題● 連續(xù)線性化卡爾曼濾波● 離散線性化卡爾曼濾波● 推廣卡爾曼濾波學習目標1. 解釋非線性估計問題；2. 設計連續(xù)線性化卡爾曼濾波和離散線性化卡爾曼濾波；3. 推導推廣卡爾曼濾波。建議學生至少應熟練掌握離散卡爾曼濾波范例。OCP4二次型指標最優(yōu)控制 參考課時(3)知識點● 二次性能指標● 線性狀態(tài)調節(jié)器● 線性輸出調節(jié)器● 線性伺服系統(tǒng)● 魯棒調節(jié)器的概念學習目標，包括有限時間和無限時間指標；2. 敘述線性狀態(tài)調節(jié)器原理；3. 給出線性輸出調節(jié)器的解法；4. 分析建立線性伺服系統(tǒng)方程和魯棒調節(jié)器的概念。隨著控制科學與技術的日益成熟，越來越完善的分析技術被用于實踐，為了理解將來的控制科學技術，學生需要對最優(yōu)控制有深入的理解。最優(yōu)控制包括極小值原理、時間與燃料最優(yōu)控制、二次型指標最優(yōu)控制和動態(tài)規(guī)劃等重要內容。4. 了解帶觀測器的反饋系統(tǒng)的性質，掌握系統(tǒng)設計的分離性原理。3. 掌握狀態(tài)反饋極點配置的原理、條件及算法：利用能控標準型的算法及基于Sylvester矩陣方程的算法；4. 掌握系統(tǒng)的能鎮(zhèn)定的定義、條件及方法；5. 了解輸出反饋極點配置的原理及條件；6. 了解解耦控制的原理、條件及算法。● 系統(tǒng)的能鎮(zhèn)定問題。LST5 最小實現(選修)參考課時（5）知識點● 實現與最小實現● 傳遞函數最小實現的性質● 標量傳遞函數的最小實現● 向量傳遞函數的最小實現● 傳遞函數矩陣的實現和最小實現學習目標；；；；。4. 掌握單變量系統(tǒng)的標準型及變換方法?！?系統(tǒng)的結構分解。(選修)學習目標、計算及穩(wěn)定性的概念。漸近穩(wěn)定性。3. 知道連續(xù)系統(tǒng)離散化的方法、精確算式及系統(tǒng)保持能控/能觀性的條件。2. 掌握狀態(tài)、狀態(tài)空間的概念和物理系統(tǒng)的狀態(tài)方程和輸出方程的建立方法；3. 掌握狀態(tài)空間描述與其它描述的關系；4. 掌握狀態(tài)轉移矩陣的定義、性質及算法和狀態(tài)方程的解?！?狀態(tài)、狀態(tài)空間、狀態(tài)空間描述。 線性系統(tǒng)理論（LST）2. 線性系統(tǒng)理論（LST）（核心內容學時數：48）備注內容簡介線性系統(tǒng)理論是現代控制理論的基礎內容，為控制系統(tǒng)提供有效的數學描述、特性分析和系統(tǒng)設計的基本方法。4． 掌握采樣系統(tǒng)的最小拍系統(tǒng)設計方法。CCT7離散控制系統(tǒng)分析(選修)參考課時(8)知識點● 信號采樣和保持；● 采樣系統(tǒng)數學模型：差分方程和脈沖傳遞函數；● 采樣系統(tǒng)穩(wěn)定性：s平面和z平面的映射關系、穩(wěn)定性判據、勞斯穩(wěn)定判據；● 采樣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差及動態(tài)性能分析；● 采樣系統(tǒng)的校正：數字控制器的脈沖傳遞函數、最小拍系統(tǒng)設計。學習目標1．掌握超前、滯后、滯后超前網絡的基本特性。CCT3時域分析法（核心）參考課時12知識點● 典型一階系統(tǒng)動態(tài)性能：數學模型和單位階躍響應；● 典型二階系統(tǒng)的動態(tài)性能：典型二階系統(tǒng)的數學模型、階躍響應（欠阻尼和過阻尼）、二階系統(tǒng)的動態(tài)性能指標、二階系統(tǒng)性能的改善（包括比例——微分控制；速度反饋控制；兩者的比較）；● 高階系統(tǒng)的時域分析：高階系統(tǒng)的動態(tài)響應、閉環(huán)主導極點；● 控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析：漸近穩(wěn)定性定義（結合物理系統(tǒng)給出定義）、穩(wěn)定的充分必要條件、代數穩(wěn)定判據；● 控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析：誤差的定義（包括兩種不同的定義方法：從輸入端和輸出端定義）、穩(wěn)態(tài)誤差的定義、系統(tǒng)類型、穩(wěn)態(tài)誤差分析與靜態(tài)誤差系數、減小或消除穩(wěn)態(tài)誤差的措施（包括PI控制和復合控制）、動態(tài)誤差系數；● 利用Matlab進行時域分析(選修)；學習目標1．掌握一階和二階系統(tǒng)的數學模型及單位階躍響應的形式；2．掌握二階系統(tǒng)欠阻尼情況下的性能指標以及改善二階系統(tǒng)性能的方法（包括比例微分控制、速度反饋控制）；3．掌握高階系統(tǒng)的閉環(huán)主導極點概念及高階系統(tǒng)性能的分析方法；4．掌握分析系統(tǒng)漸近穩(wěn)定性的方法；5．掌握分析系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的方法及改善系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的措施；6．掌握利用Matlab對系統(tǒng)進行時域分析的方法；CCT4根軌跡法（核心）參考課時7知識點● 根軌跡方程：幅值條件和輻角條件；● 根軌跡作圖的一般規(guī)則、典型的零、極點分布及其相應的根軌跡；● 參量根軌跡；● 系統(tǒng)性能分析：穩(wěn)定性分析、增加零、極點對根軌跡的影響（包括PID控制的影響）、利用主導極點估計系統(tǒng)的性能指標；● 利用Matlab繪制根軌跡圖；學習目標1．掌握用手工繪制簡略的常規(guī)和參量根軌跡以及用Matlab繪制精確根軌跡的方法；2．掌握利用根軌跡分析系統(tǒng)穩(wěn)定性、瞬態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能的方法。知識單元CCT 1 控制系統(tǒng)的基本概念(核心)CCT 2 控制系統(tǒng)的數學模型(核心)CCT 3 時域分析法(核心)CCT 4 根軌跡法(核心)CCT 5 頻率響應法(核心)CCT 6 系統(tǒng)校正的設計方法(核心)CCT 7 采樣系統(tǒng) (選修)CCT 8 非線性控制系統(tǒng) (選修)CCT 9 利用Matlab進行時域和頻域分析(選修)知識單元描述