1. 课程大纲 1 《自动化学科概论》教学大纲 1 《电路基础》教学大纲 4 《数字与逻辑设计》教学大纲 6 《计算机组成与结构》教学大纲 8 《信号与系统》(双语课程)教学大纲 10 《电子电路基础》教学大纲 13 《电磁场与波》教学大纲 15 《电磁场与波》(双语课程)教学大纲 17 《微机系统与接口》教学大纲 19 《自动控制原理I》教学大纲 23 《信息通信网络概论》教学大纲 25 《自动控制原理II》教学大纲 28 《数字信号处理》教学大纲 30 《计算机控制技术》教学大纲 33 《电力电子技术》教学大纲 35 《自动检测技术》教学大纲 37 《过程与过程控制》教学大纲 39 《电力拖动与运动控制》教学大纲 42 《数字图像处理》教学大纲 44 《模式识别导论》教学大纲 46 《系统工程导论》教学大纲 48 《管理信息系统》教学大纲 50 《系统辨识》教学大纲 53 《智能控制概论》教学大纲 55 《自动化仪表设计基础》教学大纲 57 《检测与控制电路基础》教学大纲 59 《数据库技术及应用》教学大纲 61 《多媒体技术》教学大纲 64 《控制系统计算机仿真》教学大纲 66 《电子电路CAD》教学大纲 68 《软件技术基础》教学大纲 70 《Java语言》教学大纲 72 《ERP系统导论》教学大纲 74 《机器人控制》教学大纲 77 《计算机图形学》教学大纲 80 《实时系统与控制(研讨课)》教学大纲 82 《生产计划与调度(研讨课)》教学大纲 84 《工业自动化系统集成架构(研讨课)》教学大纲 86 《自控原理》(跨二级)教学大纲 88 《计算机控制技术》(跨二级)教学大纲 90 《数据结构》教学大纲 92 《通信原理》教学大纲 96 《VLSI设计基础》教学大纲 98 《传感器技术》教学大纲 100 2. 实验大纲 102 《微机实验及课程设计》教学大纲 102 《MCU技术及课程设计》教学大纲(课程设计类) 105 《DSP技术及课程设计》教学大纲(实验课程类) 108 《PLC原理及课程设计》教学大纲(课程设计类) 110 《嵌入式系统及课程设计》教学大纲(课程设计类) 112 《检测技术》教学大纲(实验课程类) 115 《运动控制》教学大纲(实验课程类) 117 《过程控制》教学大纲(实验课程类) 120 《控制基础》教学大纲(实验课程类) 124 《信息通信网络概论》教学大纲(课程实验类) 127 《数字信号处理》教学大纲(课程实验类) 130 《计算机控制技术》教学大纲(课程实验类) 132 《电力电子技术》教学大纲(课程实验类) 134 《系统辨识》教学大纲(课程实验类) 136 《智能控制概论》教学大纲(课程实验类) 138 《数据库技术及应用》教学大纲(课程实验类) 140 《多媒体技术》教学大纲(课程实验类) 142 《控制系统计算机仿真》教学大纲(课程实验类) 144 《电子电路CAD》教学大纲(课程实验类) 146 《软件技术基础》教学大纲(课程实验类) 148 《JAVA语言》教学大纲(课程实验类) 150 《实时系统与控制》教学大纲(课程实验类) 152 《工业自动化系统集成架构》教学大纲(课程实验类) 154 《计算机控制技术》(跨二级)教学大纲(课程实验类) 156 《管理信息系统》教学大纲(综合实践类) 158 3. 生产实习大纲 160 生产实习大纲 160 校外实习基地简介--金城集团有限公司 162 1. 课程大纲 《自动化学科概论》教学大纲 (课程编号 0882102 学分-学时 1-16) 东南大学自动化学院 一.课程的性质与目的 本课程是面向本科生第一学期的学科/专业介绍性课程.目的是通过课程讲授、自学和参观,使自动化专业一年级学生从一入学就能对电子信息与电气大类学科、自动化学科/专业有个初步而较全面的了解认识;并对国内尤其是本校自动化专业的教学环境有初步的认识,以便为今后四年乃至更长时间内的学习与研究打下基础,使学习的目的性更明确,学习更主动,进一步促使学生爱自动化专业,立志为我国的自动化事业的发展贡献力量. 课程教学需要使学生了解自动化的基本概念和自动化专业培养目标(为什么学),初步了解自动化专业(课程)的整体框架(如何教),包括各基础课和专业课设置,各专业方向内涵与设置、各专业课与各专业方向之间的关系、重要的基础和专业课的作用、本专业(课程)与其它专业(课程)的关系等,初步了解东南大学自动化专业概况(教学环境),强调培养正确的学习方法,重视实践能力和工程训练对本专业学习的重要意义(如何学),一般了解自动化技术的最新发展趋势. 课程英文名称: Introduction to the Discipline of Automation Science and Technology 二.课程内容的教学要求 较全面地介绍自动化学科的研究内容、自动化学科在技术学科中的地位、自动化学科的知识体系、自动化学科与其它学科的关系、自动化专业的特点、自动化专业的主要课程体系、自动控制原理、技术与系统简介、自动化学科的发展展望、自动化专业的学习方法. 具体按六部分讲授(含自学),中间安排一次专业实验室、研究室参观. 第1部分"绪论",介绍开设本课程对于刚入学的自动化专业新生的重要意义,分析如何教师讲好、学生如何学好本课程的关键点,并扼要介绍课程的各部分内容与教学安排. 第2部分"自动化与自动化学科、专业",是第一个学习重点,从一个中学毕业生能理解的角度,较深入地介绍自动化的研究内容,自动化的作用与重要性,自动化与自动化学科、专业的关系,自动化学科、专业划分,自动化专业、学科的特点.并简要介绍自动化的发展历史,自动化在工业化、信息化与现代化建设中的重要性.使学生能对自动化、自动化科学与技术、自动化学科、自动化专业能有一个初步但比较完整、深刻的印象. 第3部分"自动化的基本原理与核心概念",结合学生刚学习的高等数学(微积分)知识,介绍自动化(控制)的最基本的原理与最核心的概念,让学生建立"反馈"、闭环控制的基本概念,了解自动控制原理、自动控制系统与自动控制工程各自的含义与包含的内容.这部分既是学习重点,又是学习难点. 第4部分"现代自动化科学与技术"作为自学内容,有选择地扼要介绍先进的、深奥的自动化科学与技术,这些知识绝大多数已超出本科生学习范围(属于研究生学习的内容).通过扼要的介绍,让学生能对整个自动化科学与技术有一个较完整地了解. 第5部分"自动化学科、专业的知识体系与课程体系",是第三个学习重点,从分析自动化科学技术学科包含的内容着手,给出整个自动化学科的完整知识体系和自动化专业的完整课程体系.从而让学生了解,作为一名从事自动化科学技术学科研究与教育的人员(也包括学生)必须具备的基本知识结构,和必须掌握的基本知识内容——知识域与知识元;和作为一名自动化专业的学生,四年内将要学习的课程及其课程之间的相互关系. 第6部分"自动化学科(专业)发展",介绍自动化学科的三个重要特点,自动化学科(专业)与其他相关学科(专业),尤其是与计算机类、信息类、工程类学科(专业)的联系与区别,最后通过对世界范围内高等工程教育的整体发展趋势的分析,来探讨、预测自动化高等教育的发展趋势,从而让学生对自动化学科有进一步深入的了解. 总体要求:要求学生能对自动化学科与专业,即能对"自动化、自动化科学与技术、自动化学科与自动化专业各自的涵义、内容和相互之间的关系"、科学合理的学习方法有初步但全面的了解,对今后四年的学习与研究内容有一个初步的认识. 三.上机要求 无.但希望学生通过提供的"自动化领域著名公司、研究院所、大学与重要学术刊物"网站,进一步了解自动化领域的研究与教学现状,扩充知识. 四.能力培养的要求 要求学生对学科、专业有全局观念,能把握住今后四年的学习方向,并注意工科专业学习的基本方法,培养自学能力,重视未来实践能力和工程训练. 五.建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 1 自动化与自动化学科、专业 4 自动化的基本原理与核心概念 4 介绍本校自动化专业 介绍(参观)自动化专业有关实验室(实验设备)与研究室(研究设备与研究成果) 2 自动化学科、专业的知识体系与课程体系 4 自动化学科(专业)发展 1 合计 14 2 六.考核方式 考查.要求完成不少于2000字的学习报告. 七.教材及参考书 戴先中、赵光宙,自动化学科概论,高等教育出版社,2006; 戴先中,自动化科学与技术学科的内容、地位与体系,高等教育出版社,2003; 万百五,自动化概论,武汉理工大学出版社,2002; 自动化学科专业发展战略研究课题组,自动化学科专业发展战略研究报告,教育部高等学校自动化专业教学指导分委员会,2005 《电路基础》教学大纲 (课程编号 0880201 学分-学时 4-64) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自控系本科学生必修的一门主要专业技术基础课程.本课程的教学目的是使学生建立电路分析的基本概念,掌握电路的基本理论知识,学会电路分析的基本方法,为学习后续相关的课程打下必要的理论基础. 课程内容的教学要求 1、电路的基本概念 ??? 内容包括电路分析的理想化模型,电路分析的基本物理量,电路分析的定律等.通过这部分内容的教学,要求学生明确电路分析的对象,理解电路中基本元件的特性,建立有别于物理学的思维方法. 2、直流电路分析 ??? ?内容包括电阻电路分析、网络方程(结点法、回路法)分析、常用定理讨论.要求学生熟练掌握电阻串、并、Y?变换、等电位、含源网络等化简分析;熟练掌握回路法、结点法网络方程分析;熟练掌握叠加、互易、特勒根、替代、戴维宁(诺顿)等常用定理的使用条件及电路分析应用. 正弦交流电路分析 ??? ?内容包括正弦交流电路的相量分析法,互感耦合和变压器电路,串并联谐振电路,三相电路,非正弦交流电路及其电路的频率特性分析.要求学生熟练掌握正弦交流电路的相量分析法,会用网络方程法和网络定理分析正弦稳态电路,会求电路中电压、电流及各项功率,会用相量图助解;熟练掌握含互感、空芯变压器及理想变压器的交流稳态分析;熟练掌握对称及不对称三相交流电路的分析;熟练掌握非正弦周期信号的傅里叶分解及非正弦交流电路的计算;熟练掌握串、并联谐振电路的特点及分析方法,了解高、低、带通频率特性及波特图的画法. 4、动态电路分析 ??? ?内容包括电路产生动态过程的原因及动态电路初始条件的求解,一阶、二阶动态电路的时域分析.要求学生理解和掌握一阶、二阶动态电路的分析方法,会求一阶、二阶动态电路的零输入、零状态及其全响应;也会用三要素法分析一阶电路. 5、二端口网络分析 内容包括常用四种二端口网络的参数方程及含有二端口网络的电路计算.要求学生掌握Z、Y、T、H四组参数矩阵的求解(包括二端口网络的级联和并联)及无源网络的等效电路求解.会分析含有二端口网络的电路计算. 能力培养要求 分析能力的培养:通过对典型例题的讲解分析,使学生能够以此举一反三,提高自身独立分析问题的能力. 计算能力的培养:主要通过课后作业的练习方式,培养学生的计算能力. 自学能力的培养:努力的改进教学方法,提高学生的学习兴趣,以利于调动学生主动学习的积极性、以此加强自学能力的培养. 创新能力的培养: 通过实验环节的配合,加强理论与实际的结合,不断培养学生实践及解决实际问题的能力,以此为基础培养创新能力. 建议学时分配 课程内容 讲课 习题课或课堂讨论 实验 其它 1.直流电路分析 16 2.正弦交流电路分析 11 3.互感、三相电路分析 9 4.非正弦及电路频率特性 10 5.动态电路分析 11 6.二端口网络 5 合计 62 复习2学时 考核方式 总评成绩=平时成绩(包括考勤与作业)+期末考试成绩 平时成绩占10%; 期末考试成绩占90% 教材及参考书 邱关源主编,电路(第四版)高等教育出版社 李翰逊编,电路分析基础 高等教育出版社 周长源编,电路理论基础 高等教育出版社 《数字与逻辑设计》教学大纲 (课程编号0880108 学分-学时-上机 3-48-0) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化学院本科学生必修的一门主要专业技术基础课程.本课程的教学目的是使学生获得数字电子技术方面的基本理论和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后更深入学习计算机结构和数字系统技术以及在专业中的应用和设计打好基础. 课程内容的教学要求 1.数字电路中的数制和码制 ??? ?内容包括数字电子技术的发展概况,数制码制的表示和转换方法. 2.逻辑函数与门网络 ??? ?内容包括逻辑代数的基本运算,基本定律和基本规则.逻辑函数及基本描述方法,门电路的基本知识,主要技术指标.逻辑函数的简化,组合逻辑电路的分析和设计,可编程逻辑器件,ASIC概述,门网络的竞争与险象产生的原因和消除险象的方法. 3.时序逻辑电路 内容包括触发器的原理和应用,同步时序逻辑电路的分析与描述,常用时序逻辑电路模块的分析和设计,可编程逻辑器件及其应用. A/D和D/A转换电路 内容包括D/A和A/D转换和技术指标,几种常见的A/D转换方案.(并行比较型,函数逼近型,双积分型,跟踪比较型) 数字集成逻辑电路及其应用 内容包括MOS晶体管的开关特性,CMOS双向模拟开关电路,CMOS门电路,集成单稳态触发器,555定时器(构成施密特触发器,构成单稳态触发器,构成自激多谐振荡器),数字电路中的抗干扰能力分析. 能力培养的要求 分析能力的培养:通过对典型例题的讲解分析,使学生能够以此举一反三,提高自身独立分析问题的能力. 计算能力的培养:主要通过课后作业的练习方式,培养学生的综合能力. 自学能力的培养:努力的改进教学方法,提高学生的学习兴趣,以利于调动学生主动学习的积极性、以此加强自学能力的培养. 创新能力的培养:通过实验环节的配合,加强理论与实际的结合,不断培养学生实践及解决实际问题的能力,以此为基础培养创新能力. 建议学时分配 课程内容 讲课 习题课或课堂讨论 实验 上机数字电路中的数制码制 4 逻辑函数与门网络 16 时序逻辑电路 16 A/D和D/A转换 6 数字集成逻辑电路及其应用 6 合计 48 五、考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考试成绩 平时成绩占10%; 期末考试成绩占90% 六、教材及参考书 康华光主编,电子技术基础(数字部分第四版),高等教育出版社,2004年6月 阎石主编,数字电子技术基础(第四版),高等教育出版社,2004年4月 黄正谨主编,计算机结构与逻辑设计,高等教育出版社,2001年6月 戴义保编,数字与逻辑设计,自编写讲义 2008年9月 《计算机组成与结构》教学大纲 (课程编号 0880109 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业本科生必修的一门主要专业基础课程.本课程的教学目的,是使学生掌握计算机系统的组成和工作原理,熟悉运算方法和运算器,理解存储系统、各种存储器的工作原理和存储器扩展技术;掌握计算机指令的寻址方式、指令格式;掌握微处理器的结构组成原理,熟悉控制器的设计方法;掌握总线结构和总线控制,熟悉常用的系统总线;熟悉外围设备的功能、种类和作用;掌握输入输出技术,为后继课程的学习奠定坚实的理论基础.同时,使学生掌握有关软、硬件的基本知识,尤其是各基本组成部件有机连接构成整机系统的方法,为培养学生对计算机系统的分析、设计、开发和使用能力打下基础. 课程内容的教学要求 1. 计算机系统概论:通过本章的讲述,使学生初步掌握计算机系统的基本概念及基本结构,为进一步深入学习打下基础. 2. 运算方法和运算器:从本章开始,对计算机内部的五大部件一一进行讨论,通过本章的学习,使学生掌握计算机中信息的表示方法,运算的实现方法,信息的流动方式,运算器部件的组成结构及设计方法. 3. 存储系统:使学生掌握存储系统的基本概念,主存的主要技术指标,主存的组成结构及设计方法. 4. 指令系统:使学生了解指令系统的概念,指令格式的基本特点,所需硬件支持,掌握简单的指令格式设计技术,为进一步学习CPU结构打基础. 5. 中央处理器:使学生了解控制器的基本工作原理,建立起计算机运行的"时—空"概念,掌握微程序控制器的基本设计方法,及硬布线控制器的基本设计思想. 6. 系统总线:使学生了解计算机内的连接部件——总线、接口的基本结构,及机内的通信方式. 7. 外围设备:使学生了解计算机系统中常用外设的基本结构,主要技术指标,工作原理等知识,重点掌握磁盘、CRT的特性. 8. 输入输出系统:使学生了解计算机系统中I/O交换方式的实现方法,所需硬件接口的基本结构,软硬件的分工配合及工作过程. 能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对计算机各功能部件组成原理及技术进行分析的能力的培养,同时关注新技术在现代计算机上的运用. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对计算机中各种常用的算术运算算法的掌握以及各个部件常用的性能指标的计算. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同实现方法,以及对各种技术进行评价和举一反三的能力. 课内学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机计算机系统概论 2 运算方法和运算器 4 存储系统 8 指令系统 4 中央处理器 8 系统总线 2 外围设备 2 输入输出系统 2 合计 32 五 考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 六 教材及参考书: 1. 王爱英主编 计算机组成与结构 清华大学出版社 2001 2. 白中英主编 计算机组成原理 科学出版社,1994 3. 李亚民主编 计算机组成与系统结构 清华大学出版社,2000 4. 黄钦胜 朱娟主编 计算机组成原理,电子工业出版社,2003 5. 王诚主编 计算机组成原理 清华大学出版社, 2001 《信号与系统》(双语课程)教学大纲 (课程编号 0880105 学分-学时 3-48) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 《信号与系统》是自动控制专业本科生的一门重要专业基础主干课程.该课程与本科生的许多专业课(自控原理、数字信号处理、DSP技术、通信原理、图像处理等)有着很强的联系.该课程涉及了信号与系统的概念、信号与系统的时域和频域分析、系统的状态变量描述、傅里叶变换、拉普拉斯变换、z变换等等,内容涉及到大量的数学知识,同时又涉及到一些最新发展的信号处理理论和应用知识.信号与线性系统分析这一论题代表了科学家和工程师都必须关注的一整套完整知识和一门关键的学科.该课程对于理论和实践两个体系都有很高的要求. 本课程的教学目的,进一步深化对信号与系统有关理论知识及其应用的认识和理解,增强分析问题和解决问题的综合能力;培养理性思维的能力;培养学生的科技英文阅读和写作能力,为学习有关专业课程打下必要的基础. 二、课程内容的教学要求 握信号的时域特性和时域变换方法.掌握系统的特性和分类,重点是线性时不变系统的性质、奇异函数.(3课时). 学会连续线性时不变系统的时域分析方法,能够建立一阶、二阶线性时不变连续系统的微分方程;掌握零输入响应、零状态响应和全响应等概念等;学会计算卷积积分;学会利用传递函数计算冲激响应、阶跃响应和指数信号作用下系统的输出响应;学会分析连续系统的性质.(9课时). 学会离散线性时不变系统的时域分析方法,能够建立一阶、二阶线性时不变连续系统的差分分方程;掌握零输入响应、零状态响应和全响应等概念等;学会卷积和;学会计算冲激响应、阶跃响应和指数信号作用下系统的输出响应;学会分析离散系统的性质.(6课时). 掌握傅立叶级数的有关概念,学会计算周期信号的傅立叶级数展开.(6课时). 掌握周期信号与非周期信号的频谱及其特点,熟悉傅里叶变换及其主要性质;掌握连续系统的频域分析方法,学会运用傅立叶变换计算线性时不变系统的频域和时域响应,能够进行滤波器、理想放大器等系统分析.(9课时).? 了解单边拉普拉氏变换及其主要性质,熟悉电路的复频域模型及其计算方法,了解系统函数的概念.?(9课时). 掌握Z变换及其离散系统在z域分析,能够进行z变换计算,并掌握z变换的性质.?(3课时). 三、上机实习要求 了解MATLAB语言及其在自动控制方向的基本应用,掌握系统分析中数据输入、输出设计,利用SIMULINK实现系统稳定性分析,输入输出关系分析.能根据具体问题的要求对程序作局部的修改和适当的扩充. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是在掌握信号变换方法的基础上对线性时不变系统进行分析的能力的培养,同时也要注意培养学生针对具体物理系统分析的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种信号熟练进行变换处理的计算能力,从时域到频域,再从频域到时域,并能够应用在系统分析中;初步掌握使用MATLAB程序的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 学生英语能力的培养:主要通过本课程的学习,培养学生阅读专业英文文献能力,并能够使用英文完成作业、试卷,并培养部分口语表达专业英语的能力. 6. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机信号与系统 48 绪论 2 连续时间信号与系统 6 连续线性时不变系统分析 7 傅立叶级数 6 傅立叶变换 7 傅立叶变换应用 2 拉普拉斯变换 6 离散时间信号与系统 3 离散线性时不变系统分析 3 MATLAB仿真实验 6 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及上机)+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 1.信号与线性系统分析(第3版),吴大正,高等教育出版社,1997.5. 2.郑君里,信号与系统,北京:高等教育出版社,2001. 3.Charles L.Phillips, Signals, Systems, and Transforms(Third Edition),机械工业出版社. 4.王宝祥,信号与系统习题及精解,哈尔滨工业大学出版社,2001. 《电子电路基础》教学大纲 (课程编号:0880106 学分-学时-上机 4-64-0) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 ?本课程是一门工程性较强的技术基础课.开设的目的是为电类专业本科生在电子电路的分析、设计、应用方面奠定基础.通过本课程的学习(包括实践性环节的训练)使学生掌握电子电路的基础知识并在实践能力方面得到较为系统的培养和训练.为后续课程的学习,也为今后所从事的专业工作打下必备的基础. 二、课程内容的教学要求 1、 半导体器件:掌握二极管、三极管、场效应管、理想集成运算放大器工作原理、结构、特性曲线及简单应用. 2、 基本运算电路:掌握DTL、TTL、CMOS逻辑门电路的电路构成及特性分析,集成运放组成的各种运算电路的分析、计算及应用. 3、 基本放大电路:掌握共基、共射、共漏、共源五种组态放大电路的静态、动态分析、频率特性分析方法,了解放大器性能指标的计算公式. 4、 组态放大电路:掌握五种组态组合而成的放大电路、差放、通用集成运放内部电路原理及主要参数等. 5、 反馈电路:分析四种类型负反馈对放大电路性能的影响、掌握反馈性质的判断、稳定性判据及补偿方法等. 6、 波形产生电路:介绍RC、LC、正弦波产生电路,电压比较器、单稳触发器等构成的非正弦波产生电路,掌握波形发生电路的设计. 7、 信号处理电路:掌握滤波电路、乘法器电路、锁相环电路的原理,学会滤波电路的设计. 8、 功率电路:介绍2类功放,集成功放、串联型稳压电路、三端集成稳压器等,掌握稳压器的设计方法. 三、上机实习要求 实验单独设课 四、能力培养的要求 1、 不断地改进教学方法,努力培养学生具有主动学习能力、自学能力独立分析问题的能力. 2、 通过实验环节的配合,培养学生具有较强的动手能力、设计能力和科研能力. 3、 通过作业与课堂讨论,培养学生清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机1、半导体器件概述 7 2、基本运算电路 7 3、基本放大电路 10 4、组合放大电路 8 5、反馈电路 8 6、波形产生电路 10 7、信号处理电路 4 8、功率电路 10 合计 64 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(作业)+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 1.刘京南 主编. 电子电路基础.电子工业出版社,2003 2.童诗白 华成英 主编.模拟电子技术基础(第三版). 高等教育出版社,2000 3.?康华光 主编.电子技术基础--模拟部分(第四版).高等教育出版社,1998 4. 童诗白 何金茂 主编.电子技术基础试题汇编.高等教育出版社,2003 《电磁场与波》教学大纲 (课程编号0880107 学分-学时-上机 3-48-0) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动控制专业必修的一门的基础课,也是电子信息类专业本科学生重要的专业基础课程之一.本课程的教学目的:通过课堂教学,主要介绍电磁场与电磁波的基本特性及规律,阐明电磁场的基本概念、基本规律和基本分析计算方法,使学生获得电磁场与电磁波的基本理论知识和应用理论知识解决问题的能力,获得与之有关的分析计算方法.使学生具有坚实的基础理论和宽阔的专业知识,为在这一领域中进行深入学习、应用和研究打下必要的基础.要求学生掌握本课程的基础理论知识和基本分析方法. 这门课程的理论性较强,概念较抽象,应用的数学知识较多,因此学习该课程的学生应具备高等数学、矢量分析、场论以及电磁学等相关课程的扎实数理基础. 二、课程内容的教学要求 电磁场的基本定律 掌握电磁场物理量的概念和基本关系,掌握微分形式的麦克斯韦方程,掌握电磁场的边界条件和坡印亭定理. 静电场、恒定电流电场和恒定电流磁场 掌握静电场、恒定电流电场和恒定电流磁场的基本方程、位函数方程、边界条件和能量关系,掌握电容、电感的计算方法,掌握导电媒质内恒流电场与静电场的比拟,初步掌握电场力和磁场力的计算方法. 静态电磁场边值问题的解法 掌握静态电磁场的唯一性定理,掌握镜像法和分离变量法,了解有限差分法. 时变电磁场 掌握时变电磁场的基本方程、边界条件,唯一性定理和位函数,掌握正弦电磁场的基本概念及其复数表示方法,掌握复坡矢量和复坡定理. 平面电磁波 掌握波动方程、均匀平面电磁波概念及传播特性,掌握下弦均匀平面电磁波的传播特性和分析计算方法,掌握电磁波的极化,掌握平面电磁波入射、反射和折射的分析方法. 三、上机实习要求 无. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:进一步深化对电磁现象的认识和理解,能运用所学到的知识解释日常生活中的电磁现象,增强分析问题和解决问题的综合能力. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对基本电磁场问题进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;初步具有使用结构计算程序的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养理性思维的能力,培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机课程介绍及预备知识:矢量、场论 2 电磁场的基本定律 6.5 0.5 静电场、恒定电流电场 6 1 恒定电流磁场 3 1 静态电磁场边值问题的解法 9 1 时变电磁场 5.5 0.5 平面电磁波 8 1 总复习 1 2 合计 41 7 课内外学时比: 1 : 2 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及课堂表现)+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 孙国安编.电磁场与电磁波理论基础(第二版).东南大学出版社,2003.7 冯慈璋主编.电磁场(第二版).高等教育出版社,1983.10 《电磁场与波》(双语课程)教学大纲 (课程编号 0880107 学分-学时-上机 3-48-0) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业必修的一门主要的专业基础课.本课程的教学目的是,使学生在学习大学物理中电学的基础上,掌握电磁场与电磁波的基本理论和分析方法,了解电子与电气工程应用中各类电磁问题及其基本规律,培养电磁场与电磁波问题的分析与计算能力,为学习有关专业课程以及进行电子电路设计和科研打下必要的电磁学基础.同时,提高学生的专业英语水平,培养运用英语从事专业学习和实践的能力. 二、课程内容的教学要求 电磁场的基本定律 掌握电磁场物理量的概念和基本关系,掌握微分形式的麦克斯韦方程,掌握电磁场的边界条件和坡印亭定理. 静电场、恒定电流电场和恒定电流磁场 掌握静电场、恒定电流电场和恒定电流磁场的基本方程、位函数方程、边界条件和能量关系,掌握静电场、恒定电流电场和恒定电流磁场的分析和计算方法,掌握电容、电感的计算方法,掌握导电媒质内恒流电场与静电场的比拟. 静态电磁场边值问题的解法 掌握静态电磁场的唯一性定理,掌握镜像法和分离变量法,了解有限差分法. 时变电磁场 掌握时变电磁场的基本方程、边界条件,唯一性定理和位函数,掌握正弦电磁场的基本概念及其复数表示方法,掌握复坡矢量和复坡定理. 平面电磁波 掌握波动方程、均匀平面电磁波概念及传播特性,掌握下弦均匀平面电磁波的传播特性和分析计算方法,掌握电磁波的极化,掌握平面电磁波入射、反射和折射的分析方法. 三、上机实习要求 无. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:进一步深化对电磁现象的认识和理解,能够运用有关知识分析典型的工程电磁问题与现象,提高分析问题和解决问题的综合能力. 2. 计算能力的培养:针对典型的工程电磁场与电磁波问题,使学生具有选取适当的分析计算方法、确定分析计算步骤、完成分析计算的能力,并具有对计算结果的正确性进行判断或校核的能力. 3. 自学能力的培养:培养和提高学生对课程知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容阅读参考书籍和资料、自我扩充知识领域的能力,并能够将本课程内容与其它专业课程内容融会贯通. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业和课堂练习,使学生能够完整、清晰、准确地表达自己解决问题的思路和步骤,书面表达规范整洁. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、理性思维和研究问题的能力与习惯,培养学生在学习与实践中发现问题、解决问题的能力. 6 英语能力的培养:主要通过本课程的学习,培养学生阅读专业英文文献能力,并能够使用英文完成作业、试卷,并培养部分口语表达专业英语的能力. 五、建议学时分配 教学内容 讲课学时 实验学时 上机学时 习题课 其他 课程引言 1 电磁场的基本定律 9 静电场、 8 静电问题的解 10 稳定电流 2 静态磁场 4 时变电磁场与Maxwell方程 6 平面电磁波 8 合计 48 六、考核方式 1. 总评成绩 = 平时作业成绩 + 期末考试成绩 平时作业成绩占 10% 期末考试成绩占 90% 2.期末考试为半开卷考试,考试时学生应带计算器并可带一张A4大小的笔记纸. 七、教材及参考书 1.David K. Cheng,Field And Wave Electromagnetics (Second Edition),影印版,清华大学出版社,2007 2. 孙国安 编著,电磁场与电磁波理论基础(第二版),东南大学出版社,2004 3. Kenneth R. Demarest,Engineering Electromagnetics,影印版,科学出版社,2003 4. Fawwaz T. Ulaby,Fundamentals of Applied Electromagnetics,影印版,科学出版社,2002 《微机系统与接口》教学大纲 (课程编号0885309 学分-学时 3-48) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程为自动化专业必修的一门主要的专业基础课,也是电子信息与电气大类专业校级平台课程.课程有较强的工程实践性,教学目的是使学生通过本课程的学习,在已学数字逻辑、电子线路和程序设计的基础上, 深入掌握微处理器和基本接口的结构与工作原理, 学会用汇编语言编程、调试和硬件控制基本方法,正确建立微型计算机系统的整体概念,具备计算机硬件应用分析问题和解决问题的初步能力,以便为今后嵌入式系统、单片机、DSP原理、检测、控制等后续课程学习以及计算机硬软件应用系统设计和科研打下必要的计算机原理与接口技术基础. 二、课程内容的教学要求 概念与基本知识: 理解计算机中的信息表示和码制变换,理解基本编码方法; 掌握计算机系统的组成和各部分的作用,形成微机系统的概念; 理解指令、程序的概念以及执行过程与微机系统之间的关系; 了解现代微机系统的主要性能指标和分类. 微处理器与系统结构: 了解i8086处理器的编程结构,总线接口部件 (BIU) 和执行部件(EU) 的功能及特点; 掌握8086的寄存器结构; 了解8086MPU各个引脚的含义,掌握主要引脚的特性,理解8086的复位电路和功能; 理解i8088与i8086区别,掌握最小和最大工作模式的特点与区别,.掌握典型连接电路; 理解处理器总线,分类及总线周期的概念, 以及与指令周期、机器周期的关系; 掌握总线读/写操作时序与典型电路对应关系; 初步了解存储器、I/O操作时序,掌握存储器组织结构和存储器访问操作,8086/8088存储器分段的概念、物理地址和逻辑地址的概念; 理解IA-16和IA-32系列微处理器结构特点, 了解微控制器和嵌入式处理器的概念和特点. Intel80X86/Pentium指令系统 掌握了解8086指令基本格式; 掌握8086寻址方式及寻址过程,掌握8086段基地址、偏移地址与物理地址之间的关系,分析了解典型指令尤其是数据传递指令对应的总线操作; 掌握常用指令及功能应用,包括基本算术逻辑运算,;输入/输出指令及应用; 掌握程序流和系统控制指令,掌握堆栈的基本概念; 了解80X86/Pentium增强指令和扩充指令,一般了解80X86/Pentium特殊处理指令. 8086/8088汇编程序设计 掌握汇编语言与程序设计基本概念,包括CPU指令、伪指令、宏、汇编过程、汇编程序的关系; 重点掌握汇编语言程序结构和常用伪指令语法; 理解MS-DOS环境下汇编程序框架; 通过例程学习掌握基本程序设计方法(数据结构表示、典型程序流控制、高级语言接口); 简单掌握BIOS与DOS功能调用及使用方法(重点在实验课讲授). 存储器系统 掌握存储器特点及基本分类; 了解随机读写存储器(SRAM和DRAM)基本电路,理解片内译码概念; 了解只读存储器ROM,UV-EPROM,EEPROM和闪存FlashRom; 重点掌握存贮器三种常用片选译码方法; 重点掌握微机系统中的存储器连接与扩充方法; 了解存储器集成与虚拟存储器概念. 基本输入输出与中断技术 理解I/O总线及规范,I/O芯片片选译码电路;(重点在实验课讲授); 掌握输入输出基本接口及主要问题; 重点掌握简单输入输出方法及典型程序; 重点掌握中断基本原理和组成要素,掌握中断响应及中断处理过程;; 了解8259A中断控制器原理与应用,掌握中断软件结构(举例). 掌握直接存储器访问DMA的基本特点和过程. 常用数字接口芯片(重点在实验课讲授) 掌握并行接口的概念,了解可编程并行接口芯片i8255A的基本功能和典型用法; 掌握定时/计数器的概念,了解i8253基本功能和典型用法; 掌握串行接口与通信的概念,了解NSC8250/i8251串行通信接口基本功能和典型用法; 了解8237DMAC接口的基本功能和典型用法; 常用模拟接口芯片(重点在实验课讲授) 理解模数转换器DAC原理; 掌握典型DAC芯片及其接口应用 理解数模转换器ADC原理 掌握典型ADC芯片及其接口应用 掌握模拟通道(多路转换开关MUX,采样保持器S/H) 掌握简单应用处理程序 32位微型计算机(IA-32)系统及应用 掌握IA-32微处理器硬件结构; 掌握32位微机虚地址保护模式与存储器段页管理机制; 了解掌握IA-32保护模式下的特权保护机制、门机制和中断机制 了解i80386指令系统; 掌握理解32位汇编语言程序设计方法; 理解多任务多用户操作系统与32位微机的应用关系 微机总线技术的发展(重点在实验课讲授). 三、上机实习要求 课程上机实验部分是本课程相对独立的内容,采取单独设课、考核方式,除安排少量针对技术背景、硬软件设计、调试工具、实验平台、具体接口芯片、电路等内容的理论教学外,具体实验教学采用分两个层次教学:基本单元实验(基本内容)和系统综合设计(可选内容).单元实验 包括典型环境、典型接口芯片、典型单元控制方法,使学生通过实验和设计掌握微机硬件基本知识、基本操作技能,熟悉理解汇编语言编程、硬件I/O控制、实时系统基本概念,培养基本的硬件动手能力和目标代码级软件调试能力.综合测试实验仅给出了设计要求(各类应用系统的原型)与设计提示,每种测试分别规定基本要求和提高性要求部分,主要用于测试和锻炼提高学生的设计与创新能力,要求学生在现有实验平台基础上自行设计选择软、硬件实现方案.详见《微机实验及课程设计》实验教学大纲. 为便于学生自学掌握指令功能,理论课还可安排1-2学时辅助实验(先上课后上机). 四、能力培养的要求 1. 数据手册学习能力的培养:主要是对IA-16/32微处理器、半导体存储器和I/O接口等典型芯片数据手册的阅读,实现技术性应用、设计、调试和测试方法的能力培养. 2. 典型接口硬件电路分析设计能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对典型总线环境下微机系统电路原理图、时序图的读图理解、分析能力,以及典型汇编程序的阅读理解、分析能力,初步具有简单的硬件和汇编语言软件设计能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和数据手册,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业和实验报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,尤其在微机硬软件相关设计作业和实验中;课程与实验教学中详略得当,循序渐进,交叉重复,适当留部分内容给学生自学或复习,培养学生的自学能力、逻辑分析设计能力和综合运用知识能力,启发学生的创造性思维. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验实验理论 绪论与基础知识 1 微处理器与系统结构 4 Intel80X86/Pentium指令系统 5 (2+2) 1+*1 8086/8088汇编程序设计 6 (2) 6 *2 存储器系统 4 1 基本输入输出与中断技术 8 (2) 5 常用数字接口芯片 6 9 常用模拟接口芯片 4 3 32位微型计算机系统及应用 8 3 *2 课程设计(下一学期初) 20 合计 46 (4) 47+(4指令) 1+*5 注:理论课指令内容有(2+2)学时(折合理论课2学时)在实验室完成;两次习题课(2+2)不占理论课总学时;*3次实验理论课可穿插安排,基本学时1,其余原则上不占实验总学时. 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+作业测验成绩+期末考试成绩 平时成绩(包括出勤、上课提问、答疑情况)占10% 作业测验(7次作业、小测验、习题课)占15% 期末考试占75% 七、教材及参考书 1杨素行.微型计算机系统原理及应用(第3版).清华大学出版社,2006 2吴宁编.《80X86/Pentium微型计算机原理及应用》.电子工业出版社,2000年 3谢瑞和等.32位微型计算机原理与接口技术.高等教育出版社,2004. 4钱晓捷·汇编语言程序设计·电子工业出版社,2003年. 《自动控制原理I》教学大纲 (课程编号0881310 学分-学时3-48) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 自动控制原理(Ⅰ)是电工、电子类校级平台课,和自动控制原理(Ⅱ)一起组成自动控制专业的主干课之一.它的作用是使得学生在学过"电路原理"、"信号与系统"等课程之后,进一步建立系统(特别是反馈系统)的概念.学会描述系统的多种方法.掌握分析系统动、静态性能和稳定性的工具,初步了解系统校正的一些常用方法.为进一步学习"自动控制系统"、"计算机控制系统"及其它先进的控制理论打下基础. 二、课程内容的教学要求 (1) 自动控制原理概述 ?要求学生了解自动控制原理产生的背景和大致发展历史,知道自动控制系统的基本构成、种类和工作原理. (2) 控制系统的数学描述 掌握控制系统的微(差)分方程描述、状态空间描述、传递函数描述、框图表达与框图化简.学会对一般的机电系统等进行机理建模.了解系统的零、极点等的概念.掌握控制系统频率特性描述、图形化表示方法. (3) 控制系统的动、静态性能分析 建立连续(离散)控制系统的动态指标和静态误差概念,学会动态指标和静态误差的计算方法,能分析一般控制系统的动、静态性能,学习用计算机软件分析系统性能. (4) 控制系统的稳定性分析 掌握稳定性的概念和定义,学习分析系统稳定性的常用判据(代数判据、频域判据、根轨迹分析方法).了解用计算机软件分析系统稳定性. (5) 控制系统的综合方法 了解控制系统校正的一般原理与不同的校正方式,掌握连续(离散)控制系统的常见综合方法:根轨迹法、频率特性法、极点配置法.掌握离散系统的数字校正方法 三、实验内容和要求 实验单独设课. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养: 学会对实际物理系统进行数学抽象,并用已学过的数学工具进行系统分析和综合,养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯. 2. 计算能力的培养: 学会借助于计算机进行系统分析和设计. 3. 创新能力的培养: 培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上,独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机自动控制原理I(合计) 41 7 原理概述 3 系统数学描述 13 2 稳定性分析 9 动静态性能 6 3 系统综合 10 2 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+理论考核(期末考试)成绩 平时成绩占10%,考试成绩占90%,采用闭卷考试,考试范围即为教学内容. 七、教材及参考书 田玉平主编,自动控制原理(第二版),科学出版社,2006年. 胡寿松主编, 自动控制原理, 科学出版社,2003年 尾形克彦(编著),卢伯英,于海勋(译),现代控制工程(第4版), 电子工业出版社2007年 《信息通信网络概论》教学大纲 (课程编号0882311 学分-学时-实验 3-40-16) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 《信息通信网络概论》为电类专业的校级平台课程,也是自动化专业必修的专业基础课之一.计算机网络是实现生产自动化和综合自动化的重要技术手段,网络通信技术已广泛应用于自动化领域.因此,网络技术不仅是计算机通信专业人员必须掌握的技术,也是从事自动化系统与工程设计和开发的技术人员必须掌握的基本知识.本课程开设的目的是使本专业学生较全面了解通信网络的发展、系统组成和体系结构,掌握现代通信网络技术的基本原理和实用网络技术,了解以TCP/IP协议族为核心的一些常用网络协议,培养基本的通信网络分析、设计与应用能力,为学习后续课程和毕业后从事自动化系统与工程设计和开发打下必要的网络通信方面的基础. 二、课程内容的教学要求 1. 计算机网络的基本概念 了解计算机网络技术的基本概念、功能、分类、体系结构、拓扑结构、主要性能指标、发展简史、现状和趋势,会分析计算其主要性能指标. 2. 数据通信的基础知识 了解数据通信的基本概念、通信系统的组成与性能,掌握串行数据传输的同步技术、基带传输与频带传输、模拟调制解调技术、电路交换、报文交换与分组交换、模拟信号的数字化与编码(PCM技术)、差错控制及其编码的基本原理与方法. 3. 物理层 了解物理层的作用与基本功能、物理层的常用标准,了解并会选用常用的传输媒体. 4. 数据链路层 了解数据链路层的作用与基本功能、因特网的点对点协议PPP,了解与掌握停止等待协议、连续ARQ协议、选择重传ARQ协议和HDLC协议.掌握重传时间、平均传输时间、最大吞吐量、信道利用率的分析计算方法. 5. 计算机局域网 了解局域网的特点与结构,理解与掌握以太网的工作原理、连接方法、MAC层、扩展的局域网、高速以太网和其它种类的局域网,了解无线局域网的组成,会分析计算以太网的信道利用率. 6. 广域网 了解广域网的基本概念,理解并掌握广域网中的分组转发机制、拥塞控制的一般原理、帧中继的工作原理,了解异步传递方式ATM的基本概念. 7. 网络互联 理解路由器的作用;重点掌握网际协议IP,包括分类的IP地址、划分子网和构造超网、IP数据报的格式、IP层转发分组的流程;理解因特网控制报文协议ICMP、因特网的路由选择协议. 8. 运输层 重点掌握TCP/IP体系中的运输层的两个协议:用户数据报协议UDP和传输控制协议TCP,了解报文的格式,理解TCP的各种机制,包括面向连接的可靠服务、序号、确认、窗口、拥塞控制、重传等,了解TCP有关连接管理和状态图的概念. 9. 应用层概述 了解应用层的域名系统DNS、文件传输协议、远程登录协议、电子邮件的工作原理与协议,理解万维网的工作原理及其主要协议. 三、实验要求 见课程实验大纲. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对网络结构与系统、工作原理与机制、主要网络协议、网络主要性能指标进行分析的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对网络延时、重传时间、平均传输时间、最大吞吐量、信道利用率等主要性能指标,差错控制编码、拥塞控制算法等进行计算或确定计算步骤的能力. 3. 设计开发能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具有网络系统基本的软硬件选择、设计开发能力;应用通信网络技术,设计和开发自动化系统与工程中的通信网络系统的能力;基于常用网络环境和编程语言的软件开发能力. 4. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 5. 表达能力的培养:主要是通过作业与实验报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 6. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机网络概念、功能、分类、结构 3 主要性能指标与体系结构 3 物理层、数据通信基础 8 数据链路层 4 计算机局域网 6 2 广域网 3 网络互联 4 运输层 3 8 应用层 2 8 复习 2 合计 36 4 16 六、考核方式 总评成绩=平时作业成绩+上机实验成绩+期末考试成绩 平时作业成绩占10% 上机实验成绩占20% 期末考试成绩占70% 七、教材及参考书 1 谢希仁编著.计算机网络.电子工业出版社,2003 2 Jean Walrand. Communication Networks —A First Course. 机械工业出版社,1999 3 黄叔武 杨一平主编.计算机网络工程教程. 清华大学出版社,1999 《自动控制原理II》教学大纲 (课程编号0881312 学分-学时3-48) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 ?本课程是自动控制系的一门专业技术基础课.本课程的教学目的,是使学生在自动控制原理I的基础上,进一步掌握自动控制专业知识,熟悉现代控制理论的基本概念和各种分析方法,掌握时域分析与综合设计方法,了解非线性系统基本知识,为后续的课程学习及未来的工作打基础. 二、课程内容的教学要求 1. 控制系统的状态空间描述:能通过系统物理特性列写状态空间表达式,掌握状态空间描述、微分方程描述以及传递函数描述之间的转化关系. 2.线性定常系统的运动分析:掌握矩阵指数函数的计算和状态转移矩阵的特性,熟悉定常系统自由运动和受控运动计算方法. 3.线性系统的能控性和能观性:掌握能控能观性概念及其物理含义,熟悉能控能观性判据,能进行结构分解和能控能观规范型的计算,掌握对偶原理. 4.线性定常控制系统的综合:了解状态反馈和输出反馈及其各自特点,能通过状态反馈极点配置和观测器设计完成控制器综合设计. 5.非线性控制系统分析:了解非线性系统的描述函数和相平面分析方法,能计算一些典型非线性环节的描述函数并通过描述函数分析一些非线性系统的稳定性,能绘制相平面图并对系统特性作简单判断. 三、上机实习要求 实验单独设课. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对线性定常系统进行定性分析(包括能控能观性和稳定性)能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,能求解线性定常系统运动和完成控制器综合设计,具备确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机自动控制原理II 42 6 绪论 2 控制系统的状态空间描述 4 线性定常系统的运动分析 7 1 线性系统的能控性和能观性 9 2 线性定常控制系统的综合 11 2 非线性控制系统分析 9 1 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及考勤)+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 1 田玉平主编.自动控制原理.第2版.科学出版社,2006 2 胡寿松主编.自动控制原理.第4版.科学出版社,2001 3 郑大钟主编.线性系统理论.第2版.清华大学出版社,2002 《数字信号处理》教学大纲 (课程编号0885318 学分-学时-实验2-29-6) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业限修的一门主要的专业基础课.通过课堂学习和实验,使学生了解与数字信号处理技术有关的基本概念;掌握数字信号的获取、表示、变换与频谱分析等基本知识,尤其要掌握离散富里叶变换的快速计算方法;掌握数字系统建模及特性分析,数字滤波器的设计与实现的基本方法,为将来从事相关专业的应用研究或进一步深造奠定基础. 课程内容的教学要求 1.数字信号处理系统的基本概念; 数字信号处理系统、特点、应用. 2.数字信号 数字信号的获取、表示、运算、与典型序列; 数字信号的频谱分析,与信号的变换; 数字信号与模拟信号之间的联系; 3. 数字信号系统 数字系统的描述; 数字系统的特性; 数字系统的频率分析; 数字系统的传递函数; 4. 离散富里叶变换 DFS定义、性质、计算; DFT定义、性质、计算; 数字信号的富里叶变换(FT)、Z变换、DFS、DFT等之间的相互联系; 5. 离散富里叶变换的快速计算方法 提高DFT运算速度的思路; 基2按时间抽取的FFT; 基2按频率抽取的FFT; 复合数寻求FFT的思路; 6. 数字滤波器的设计 数字滤波器的结构; IIR滤波器设计; c) FIR滤波器设计; 三. 上机实习要求 1.通过Matlab仿真一些简单的离散时间系统,并研究它们的时域特性. 离散时间系统的线性特性; 离散时间系统的时不变性; 离散时间系统的因果性; 离散时间系统的稳定性; 2.通过Matlab对离散时间信号和系统进行频域分析,分别从离散时间傅立叶变换(DTFT)和离散傅立叶变换(DFT)角度研究其频域性质. 3.设计系统函数使其频率响逼近于给定的频率响应指标,并以适当的滤波器结构形式实现它. 四. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:主要是通过FT、DFT、Z变换等工具的灵活应用,培养学生对数字信号与数字系统的分析能力. 2. 推理与计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,有能力利用基本定义,选择合理的推导思路,推导出相对复杂的数字信号处理的定理、运算公式等,达到培养学生分析能力和逻辑锐利能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五. 建议学时分配 讲课习题课(练习或讨论) 上机 时数 内容时数 内容 时数 内容 28(合计) 1(合计) 6(合计) 2 1、绪论 2、 系列 2 数子系统基础知识 系统的描述 2 1.系列的频域表示 2.离散与连续信号之间的相互联系. 2 1. Z变换. 2. 典型实例 2. Z变换的基本性质 3. Z反变换. . 2 离散系统时域特 性2离散传递函数 离散富里叶级数(DFS) 3.DFS的基本性质 2 1. 离散富里叶变换(DFT) 2. DFT基本性质 3. 与Z变换的关系 2 1. DFT的运算特点 2. 按时间抽取的FFT算法 2 1. 按频率抽取的FFT算法 2. FFT算法特点分析 2 离散系统DTFT,DFT 2 1. 其它快速算法 2. 数字信号表示与分析方法小结 2 1. 数字滤波器的原理/结构 2. IIR的结构 2 1.FIR的结构 2. IIR设计思想 2 1. 冲击响应法 2.双线性变换法 2 IIR设计实例 2 1. FIR的特性 2. 窗口设计法 3. FIR频率抽样设计 2 滤波器设计 复习 1 习题讲解 六. 考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及课堂提问)+ 上机成绩 + 期末考试成绩 平时成绩占10% 上机成绩占10% 期末考试成绩占80% 七. 教材及参考书 王世一, 数字信号处理(修订版), 北京理工大学出版社,1997.11 Thomas L. Floyd,数字基础,科学出版社,2003.3 《计算机控制技术》教学大纲 (课程编号0882427 学分-学时-上机 3-40-16) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化学院自动化专业的一门专业主干课程.本课程的教学目的是使学生在学习了计算机基础、微机系统与接口技术、自动控制原理等课程的基础上,进一步学习计算机用于对实际对象进行控制的算法和实现方法,学习多种数字控制器的设计方法,学习DCS、现场总线以及计算机控制工程设计方法,并通过实验将所学方法应用于实际系统的控制,全面提高学生设计、调试和实现计算机控制系统的综合能力,为进一步学习、研究和应用计算机控制系统打下良好的基础. 二、课程内容的教学要求 1.计算机控制系统概述:了解计算机控制系统的构成、分类,工控机的功能、特点,模拟控制器与数字控制器的主要区别,掌握建模方法. 2.计算机控制系统的理论基础:扼要回顾控制系统理论基础知识 3.计算机控制系统的控制规律:掌握位置式PID算式和增量式PID算式,它们的应用场合,主要区别,改进算式;掌握数字PID算式的工程实现方法;掌握串接控制、前馈控制、史密斯预估控制等多种控制方法的实现. 4.计算机控制系统模拟方法设计:掌握按模拟系统设计方法进行设计的基本思想,主要步骤.掌握数值积分法,零极点匹配法,和等效保持算法. 5.计算机控制系统直接数字方法设计:能熟练地将时域设计指标转换成Z域设计指标,掌握根轨迹设计方法和解析设计方法. 6.新型控制策略:掌握模糊数学的基础知识,重点掌握基本模糊控制器的设计方法、步骤,会用模糊控制器实现实时控制.了解神经网络控制、自适应控制. 7. 集散控制系统:了解DCS的发展概况,掌握DCS的基本概念、组成及其各部分主要功能,在掌握DCS的硬件体系结构基础上对DCS硬件组态和软件组态的工作有一个基本认识.了解TDC-3000的的各部分组成与特点. 8. 现场总线技术:掌握现场总线控制系统的基本概念和技术特点,掌握几种典型的现场总线技术. 9. 计算机控制工程设计方法:掌握计算机控制系统的设计步骤,了解计算机控制工程实施中可能面临的一些问题,对这些问题会从硬件上和软件上采用应对措施. 三、上机实习要求 课程上机实验是本课程培养的一个重要环节.通过上机实验,学生可以熟悉计算机控制系统的基本构成,掌握计算机控制软件编程方法,学会用数字PID等控制算法对仿真对象、小型直流电机实验装置进行控制,积累一定的计算机控制经验,掌握PID控制器参数调整方法,提高分析问题和动手解决实际问题的能力. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:培养学生对计算机控制系统综合分析的能力,能够将各种分析方法综合应用到系统设计之中. 2. 综合设计能力的培养:给定计算机控制系统及其性能指标要求,学生会在综合分析基础上以较高性价比设计并改造系统,使之符合系统要求. 3. 计算机控制工程实施能力的培养:对设计后计算机控制系统工程实施过程中可能面临的一些困难会寻求适当方法解决. 4. 动手能力的培养:通过实验掌握计算机控制编程,积累一定的计算实际控制经验,掌握控制器参数调整方法,提高动手解决实际问题的能力. 5. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 6. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 7. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机计算机控制系统概述 2 计算机控制系统理论基础 1 计算机控制系统的控制规律 5 1 16 计算机控制系统模拟方法设计 5 1 计算机控制系统直接数字方法设计 5 1 新型控制策略 5 1 集散控制系统及现场总线技术 8 1 计算机控制工程设计 4 合计 35 5 16 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+上机成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 上机成绩占10% 期末考试成绩占80% 七、教材及参考书 1王勤主编.计算机控制技术:第1版.东南大学出版社,2003 2施保华、杨三清、周风星主编.计算机控制技术:第1版.华东科技大学出版社,2007 《电力电子技术》教学大纲 (课程编号0882314 学分-学时-实验 2.5-32-16) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业必修的一门重要的专业主干课.本课程的教学目的,是使学生熟悉各种电力电子器件的特性和使用方法,掌握各种电力电子电路的结构、工作原理、控制方法及实验技能,熟悉各种电力电子装置的应用范围及技术经济指标,培养电力电子电路分析、计算、调试等方面的能力.同时,为学习《运动控制》等后续课程打好基础. 二、课程内容的教学要求 (1)绪论:了解电力电子技术的发展历史;了解基本的几种电力电子电路;了解电力电子技术对国民经济各行业的重要作用和典型应用. (2)晶闸管及其可控整流电路:重点掌握普通晶闸管的结构、工作原理和特性;重点掌握单相桥式可控整流电路、三相桥式可控整流电路等的工作原理、数量计算和波形分析;掌握晶闸管主要参数的计算方法;了解晶闸管器件的串并联;了解反电势负载的特点. (3)变流器运行:重点掌握有源逆变的工作原理;掌握换流重叠角的有关原理;了解变流器外特性、谐波、功率因数等内容. (4)门极触发电路:掌握门极触发信号的种类及晶闸管对门极触发电路的要求;掌握晶闸管触发电路的基本原理;掌握触发器的定相;了解集成触发器、数字触发器的基本原理. (5)交流调压和交交变频:重点掌握单相交流调压的基本原理;掌握双向晶闸管的基本原理;掌握交交变频的基本原理;了解三相交流调压、软起动、交流调功. (6)全控型电力半导体器件:重点掌握P-MOSFET和IGBT的结构、工作原理和特点;掌握GTO和电力晶体管的结构、工作原理和特点;掌握电力半导体器件和装置的基本保护手段;了解IPM和电力电子器件的发展概貌. (7)直流变换器:重点掌握斩波原理和控制方式;重点掌握降压式、升压式、升降压式变换器的基本电路;了解负载为直流电动机时的斩波器结构;了解输入与输出隔离的直流变换器;了解直流PWM控制. (8)无源逆变和变频:重点掌握逆变和变频的含义、类型,电压型逆变器与电流型逆变器的特点;重点掌握PWM逆变器的原理、特点、优点和控制技术;掌握负载换流逆变器、强迫换流电压型逆变器、强迫换流电流型逆变器的基本电路和原理;了解逆变器的谐波和调压;了解中高压变频器的结构. (9)软开关技术:掌握软开关技术的特点、优势和基本实现原理;了解基本的软开关电路. (10)电力电子技术的应用:掌握直流电动机调速及其可逆电路的原理;掌握直流及交流电动机调速的基本手段;了解其他应用. 三、实验要求 了解和认识基本的电力电子器件和电路;能够分析基本的电力电子电路的参数;能够搭建基本的电力电子电路;能够分析触发电路的原理;能够完成基本的电力电子电路调试;能够分析有关输出结果;能够结合具体问题设计一些简单的电力电子电路. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对电力电子电路拓扑、工作原理、各关键节点波形进行分析的能力的培养,同时注意培养针对不同器件的不同结构、性能等进行相应分析比较的能力. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备根据具体的工程设计要求进行计算并确定有关电力电子器件参数的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业和实验报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法、进行多角度思考等能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 2 2 晶闸管及其可控整流电路 8 5 变流器运行 3 门极触发电路 3 3 交流调压和交交变频 2 3 全控型电力半导体器件 4 直流变换器 2 无源逆变和变频 4 软开关技术 2 电力电子技术的应用 2 3 合计 32 16 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+实验成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 实验成绩占10% 期末考试成绩占80% 七、教材及参考书 冷增祥,徐以荣. 电力电子技术基础(修订版).东南大学出版社,2006 王兆安,黄俊. 电力电子技术. 机械工业出版社,2000 陈坚. 电力电子学: 电力电子变换和控制技术,高等教育出版社,2004 贺益康,潘再平. 电力电子技术,科学出版社,2004 栗书贤等. 电力电子技术实验,机械工业出版社,2004 高玉奎. 电力电子技术问答,中国电力出版社,2004 《自动检测技术》教学大纲 (课程编号:0880316 学分-学时-上机 2-32-0) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 自动检测技术是自动化类一门综合性专业主干课程.它的前修课程为"大学物理"、"普通化学"、"电路分析基础"、 "电子技术"、"微机原理及应用"、"计算机接口技术"等课程.通过本课程的教学与实践等环节,使学生能掌握各种常见机械、热工、成分等工程量的检测原理方法和技术,培养学生综合运用前修课及本课程的知识,逐步掌握根据具体检测(控制)要求、主要技术性能设计出高性能价格比及先进实用的自动检测(控制)仪表及系统和方法与技术.为学生走上工作岗位或进一步深造打下良好的基础. 二、课程内容的教学要求 (1) 绪论和检测技术的基础知识:介绍检测系统的一般组成及分类方法;掌握检测系统的静态与动态特性;理解检测系统误差的基本概念、性质、表达方法以及检测仪表(系统)的精度等级、系统误差、随机误差、粗大误差的特点、规律与处理方法. (2) 力学量检测技术:介绍力学量定义、分类,压力、力和转矩的各种检测方法及工程上常见传感器;学习与掌握各类工程应用较多常用和先进的压力、力和转矩测量仪器的结构组成、工作原理和应用特点. (3) 运动量检测技术:介绍运动量定义、分类,位移、速度与加速度的各种检测方法及工程上常见传感器;学习与掌握各类工程与军工应用较多的位移、速度与加速度测量仪器的结构组成、工作原理和应用特点. (4) 温度检测技术:介绍各种温标的由来与定义温度量值标定与传递方法,测温分类方法及其特点,热膨胀式测温方法,重点放在工业与国防应用最多的热阻式、热电式和辐射法测温原理、方法与常见(标准)传感器与测温仪器的结构组成、工作原理和应用特点;并以一定篇幅介绍新颖温度传感器及其温度测量方法. (5) 物位检测技术:学习与掌握物位定义、分类方法;学习各种工况条件下的液位和料位检测方法,这些方法与对应的常见和先进的测量仪器和系统的结构组成、工作原理与应用特点,概貌性学习了解相界面的检测原理与方法. (6) 流量测量技术:学习与掌握流量的定义、流体的性质、管流基础知识与流量测量分类方法;学习适合某些工况条件的流量测量方法,这些方法与对应的常见和先进的流量测量仪器的结构组成、工作原理与应用特点,学习了解流量的标准装置工作原理与应用特点. (7) 水和大气污染物检测技术简介:概要性介绍水和大气主要污染物种类、化学成分、污染危害,标准检测(分析)仪器和在线自动检测装置. 三、实验内容和基本要求 本课程实验单独设置16学时实验课,这里从略. 四、对学生能力培养的要求 1. 分析、研究能力的培养:主要是对各种常见工程参量不同测量范围、不同测量精度、具体测量现场环境特点科学设计自动检测方案,合理选用传感器等工程应用针对性很强的问题进行分析、研究能力的培养. 2. 实践和设计能力的培养:要求学生通过本课程的学习和设计型实验,初步具备对对各种常见工程参量自动检测系统的设计能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业、实验设计报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,针对对各种常见工程参量自动检测课题提出多种解决方案、并准确分析比较它们各自的优缺点,以及如何扬长避短进行优化设计的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验绪论 2 检测技术基础知识 6 1 力学量检测技术 4 运动量检测技术 2 温度检测技术 6 1 物位检测技术 4 流量检测技术 4 水和大气污染物检测技术简介 2 合计 30 2 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及实验)+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 1.周杏鹏主编.现代检测技术("十五"国家级规划教材).高等教育出版社,2004 2.刘迎春、叶湘滨编著.传感器原理设计与应用.国防科技大学出版社,2002 八、说明 本课程以上要求是对"自动化"类基本要求,对其他专业作选修课时,可适当降低要求. 本课程教学分三个档次,即学习、了解、掌握、理解,对各种非电量的转换原理、各物理量的检测方法,要真正理解、掌握;对常规和常见检测仪器和检测系统要了解并弄懂工作原理、特点和掌握它们的适用范围,对一些高精度检测仪器和装置(学生无法直接操作),能了解其结构特点、适用范围、工作原理;对一般难度的检测课题,能综合运用所学知识,通过论证、分析、能提出比较合理的设计方案. 《过程与过程控制》教学大纲 (课程编号0882425 学分-学时 4-64) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是工业自动化专业学生的专业主干课程,教学目的是使学生从控制系统的角度掌握生产过程的典型控制方案,为学生将来从事过程控制的设计和系统维护等工作打下理论和应用基础.学习本课程后,学生应掌握过程控制策略及典型生产过程的自动控制等,使学生从控制系统的高度掌握过程控制专业知识,能够进行过程控制工程领域的研究及设计工作. 二、课程内容的教学要求 (1)过程控制概述:掌握过程控制的定义,弄清过程控制的目的;掌握过程控制系统的组成和特点;掌握过程控制系统的分类以及相互之间的区别;掌握过程控制的阶跃响应指标,理解偏差积分性能指标. (2)过程检测及仪表:了解过程检测仪表的组成,掌握过程检测仪表信号的标准;了解测量误差的基本概念,掌握常用数字滤波的方法;掌握过程检测仪表的几种接线方式,以及相互之间的区别;了解安全场所的划分和仪表防爆的基本知识;掌握热电偶、热电阻等温度检测仪表的使用,以及温度检测仪表的选型及安装;掌握常用压力、流量等检测仪表的工作原理以及选型和安装;了解物位、成份等检测仪表的工作原理与使用;了解过程控制中软测量技术的基本概念. (3)过程执行器:了解执行器的基本原理,掌握电动和气动执行器的使用;了解各类执行器的显著特点;掌握调节阀的流量特性及其选择方法;了解变频器的基本工作原理;掌握变频器在过程控制中关于调速与节能方面的应用. (4)过程模型:掌握被控过程的自衡和非自衡特性,以及相互间的区别;掌握单容过程和多容过程的典型传递函数;掌握过程特性对控制品质的影响;掌握过程数学模型的分类及其主要特点;了解被控过程的机理建模方法;掌握被控过程的时域响应建模方法. (5)常规过程控制策略:掌握PLC的基本工作原理和应用特点;了解PLC控制工业过程的一般设计方法;掌握PID控制的基本工作原理及其特点;掌握各种改进型PID控制算法;了解各种PID控制器参数整定方法;了解选择控制器的控制规律;掌握过程控制系统的投运与维护. (6)先进过程控制策略:了解先进过程控制策略的发展和特点;掌握内模控制(IMC)、预测控制(MPC)的原理及应用;了解模糊控制、神经网络和专家系统等在过程控制中的应用. (7)串级控制系统:掌握串级控制系统的典型结构;掌握串级控制系统的主要特点;掌握串级控制系统的设计方法;了解串级控制系统参数整定方法;了解串级控制系统的应用场合. (8)复杂控制系统:理解前馈控制原理及使用场合,掌握静态前馈控制和常用的动态前馈补偿模型,掌握前馈-反馈复合控制系统的特点及工业应用;了解时间滞后控制系统的常用解决方案,了解预估补偿控制,掌握大滞后过程的采样控制;了解多变量解耦控制系统的原理,掌握相对增益的概念,掌握常见的前馈补偿解耦设计方法;了解比值控制系统的特点,掌握变比值控制系统的应用;了解均匀控制系统的特点及应用场合;掌握超弛控制系统的特点及应用;了解分程控制系统的特点及应用;了解阀位控制系统的特点及应用. (9)过程计算机控制系统:掌握计算机过程控制系统的特点和构成;了解计算机过程控制系统的应用型式;了解集散控制系统(DCS)的组成和结构;掌握基于PLC的监督控制与数据采集(PLC-SCADA)系统的特点和应用;掌握现场总线控制系统(FCS)的结构和特点;了解控制与管理信息集成技术. (10)典型过程控制:掌握典型生产过程的特性及控制方法,如CSTR、流体输送设备(泵及压缩机)、传热设备(换热器及加热炉)、精馏过程、炼油过程及火力发电过程的典型特性及控制. 三、实验要求 实验单独授课. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对控制系统动态性能进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体过程选取控制策略的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种被控过程控制参数进行整定计算的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;具有使用计算机仿真程序的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要通过作业和课堂讨论,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同控制方法,以及对结果进行分析比较和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机过程控制概述 4 过程检测及仪表 4 2 过程执行器 4 2 被控过程 6 常规过程控制策略 4 2 先进过程控制策略 8 串级控制系统 2 2 复杂控制系统 6 2 过程计算机控制系统 4 2 典型过程控制 8 2 合计 50 14 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 七、教材及参考书 1 陈夕松等. 过程控制系统,科学出版社,2005 2 王树青等. 工业过程控制工程,化学工业出版社,2003 3 B. W. Bequette, Process control: modeling, design, and simulation, Prentice Hall, 2002 《电力拖动与运动控制》教学大纲 (课程编号 0882312 学分-学时 4-64) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门主要的专业课.主要研究工业企业中常用的电机拖动系统的基本理论及其在生产实践中的应用问题.主要内容有:直流电机、变压器、交流电机的基本结构、工作原理、内部电磁物理过程和能量关系.并在此基础上讲授直流电机拖动系统的静态特性和动态特性,交流电机拖动系统的静态特性,直流电机拖动控制系统、双闭环调速系统和交流电机拖动控制系统中变压变频调速.培养学生的理论分析问题能力和科研动手能力. 课程内容的教学要求 1. 电机拖动及运动控制系统 I (1)直流电机:掌握直流电机的工作原理和直流发电机与直流电动机的运行特性. (2)电机拖动系统的运动方程式:掌握电机拖动系统的运动方程式和典型的负载转拒特性. (3)直流电机拖动系统的静态特性:熟练掌握直流他励电机的机械特性、起动特性和制动运转状态的特性. (4)直流电机拖动系统的动态特性:理解直流他励电机起动时的动态特性和制动过程的动态特性. (5)变压器:掌握变压器的基本工作原理、变压器的运行特性和特殊用途的变压器. (6)交流电机的基础知识:掌握三相交流电机的基本工作原理. (7)异步电动机:掌握异步电动机运行时的电磁关系、基本关系式等效电路和相量图,异步电机的功率和转矩和工作特性. (8)异步电机拖动系统的静态特性:掌握异步电机的机械特性、起动和制动运行状态. 2. 电机拖动及运动控制系统II (1)闭环控制的直流调速系统:掌握反馈控制闭环直流调速系统的稳态分析和设计,反馈控制闭环直流调速系统的动态分析和设计. (2)转速、电流双闭环直流调速系统:掌握转速、电流双闭环直流调速系统的组成及其静态特性,双闭环直流调速系统的数学模型和动态性能分析. (3)直流调速系统的数字控制:掌握微机数字控制双闭环直流调速系统的硬件和软件、数字测速和滤波的方法. (4)结笼型异步电动机变压变频调速系统:熟练掌握变压变频调速的基本控制方式、变压变频调速系统中的脉宽调制技术,了解矢量控制系统和直接转矩控制系统. 实验要求 实验单独授课. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:主要是电机运行过程中出现的一些现象的分析能力,学会运用所学的理论知识分析实际问题. 2. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 3. 表达能力的培养:主要是通过作业和实验,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 4. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同设计方法. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机电力拖动及运动控制系统 I 30 3 直流电机 5 1 电机拖动系统的运动方程式 2 直流电机拖动系统的静态特性 5 1 直流电机拖动系统的动态特性 3 变压器 6 交流电机的基础知识 2 异步电动机 5 1 异步电机拖动系统的静态特性 2 电力拖动及运动控制系统 II 28 3 闭环控制的直流调速系统 6 1 转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法 6 1 直流调速系统的数字控制 4 位置随动系统 2 变压变频调速系统 10 1 考核方式 总评成绩=平时成绩(包括考勤与作业)+设计大作业+期末考试成绩 平时成绩占10% 设计大作业20% 期末考试成绩占70% 教材及参考书 陈伯时主编.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社,2003 宋银宾.电机拖动基础.冶金工业出版社,1999 《数字图像处理》教学大纲 (课程编号0883436 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门专业方向选修课.本课程的教学目的,是使学生在学习数字信号处理的基础上,掌握数字图像处理的基本概念、理论和方法,以及计算机图像处理系统的基本结构,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力,为今后在该领域的进一步学习和研究奠定基础. 二、课程内容的教学要求 1、图像信息的基本知识:?内容包括数字图像的表示方法,数字图像处理的基本特点及主要应用,图像信息技术中的视觉研究,图像的噪声分析,图像质量评价等.要求学生了解数字图像处理的发展概况,主要研究内容和应用领域,掌握有关数字图像处理的基本概念. 2、 图像变换:内容是图像的二维正交变换,包括正交变换的矩阵表达式,付里叶变换,余弦变换,沃尔什—哈达玛变换等.要求学生明确图像处理中广泛采用二维正交变换的目的,并熟练地掌握上述基本的图像变换方法及其重要性质. 3、 图像压缩编码:内容包括熵编码方法,预测编码,正交变换编码,以及图像压缩编码主要国际标准(静止图像压缩标准JPEG)简介等.要求学生了解图像编码压缩的必要性和可能性,掌握预测编码和变换编码的基本原理,哈夫曼编码方法及香农编码方法等. 4、 图像增强和复原:内容包括图像的灰度修正,图像平滑,图像锐化以及图像线性滤波复原.要求学生理解和掌握图像增强技术的主要方法,掌握反向滤波图像复原方法. 5、 图像分割:内容包括图像边缘检测,图像阈值分割,区域增长法和分开—合并区域方法.要求学生了解图像边缘提取和图像区域分割的基本原理及主要方法,熟练地掌握简单的边缘检测算子,直方图阈值分割以及类间方差阈值分割方法. 6、 图像描述:内容包括二值图像的几何特性,二维形状描述,二维纹理描述.要求学生掌握二值图像的简单的几何特性和拓扑特性,以及Freeman链码描述任意曲线和闭合边界的方法. 7、 图像识别:内容包括图像(模式)识别的基本概念,统计模式识别基础知识.要求学生了解图像识别的基本原理,和模式识别主要理论方法等. 8、数字图像处理系统:内容包括通用数字图像处理系统的基本组成,图像输入设备,图像输出设备,微机图像处理系统等.要求学生对计算机图像处理系统的基本结构等有一定的了解. 三、能力培养的要求 数字图像处理是一门发展很快的新兴学科,近年来有许多新的进展.要求学生除了学习课堂讲述内容外,通过自觉查阅相关的文献资料,归纳总结,拓宽视野,培养自学能力;通过具体应用案例的研讨,培养分析解决问题能力和表达能力. 四、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 2 图像信息的基本知识 2 图像变换 4 1 图像压缩编码 4 图像增强和复原 4 1 图像分割 5 图像描述 3 图像识别基础 2 2 数字图像处理系统 2 合计 28 4 五、考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考核成绩 平时成绩占10% 期末考核成绩占90%,期末考核形式采用笔试或课程大作业报告加答辩的形式 六、教材及参考书 1 夏良正、李久贤编著.数字图像处理(第2版).东南大学出版社,2005 2 R.C.Conzales, Digital Image Processing. Second Edition.北京电子工业出版社,2002(影印版) 3冈萨雷斯. 数字图像处理(第二版).电子工业出版社,2003(翻译版) 《模式识别导论》教学大纲 (课程编号0882438 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业高年级本科生一门专业选修课,是研究计算机模式识别的基本理论和方法、应用.本课程的教学目的是,通过对模式识别的基本理论和方法、运用实例的学习,使学生掌握模式识别的基本知识,培养学生利用模式识别方法、运用技能解决本专业及相关领域实际问题的能力. 课程内容的教学要求 1. 掌握模式识别的概念、发展和应用,模式识别的研究方法; 2. 掌握统计模式识别中线性判别函数的基本理论及运用; 3. 掌握统计模式识别中Bayes决策理论的基本原理及运用; 4. 熟悉概率总体估计中的参数估计方法和非参数技术估计方法; 5. 掌握近邻法则和集群; 6. 掌握模式特征的抽取和选择; 7. 了解模糊集论在模式识别中的应用; 8. 了解人工神经网络在模式识别中的应用; 9. 熟悉模式识别运用系统. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:主要是对相似性度量方法、集群准则选取、各种识别方法特点进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体应用选择合适的识别方法的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对线性判决函数、似然比、Bayes风险、隶属度进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;具有使用计算机进行模式识别分析和计算的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 2 统计模式识别(一、几何分类法) 4 统计模式识别(二、Bayes决策) 4 2 聚类分析 4 模式特征的抽取和选择 4 2 模糊模式识别 2 结构模式识别 2 模式识别系统举例 2 2 机动 2 合计 26 6 考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 期末考试成绩占90% 教材及参考书 1. 边肇祺、张学工等编著.模式识别.清华大学出版社,2000年2. 杨光正、吴岷、张晓莉编著.模式识别.中国科学技术大学出版社,2001 《系统工程导论》教学大纲 (课程编号0885324 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是控制理论与控制工程专业选修的一门专业课.本课程的教学目的,是使学生在学习运筹学的基础上,进一步掌握系统工程的的基本原理和方法,了解系统优化和决策分析,培养系统工程方面的能力,并用于解决本专业领域的理论与实际问题. 二、课程内容的教学要求 1. 图与网络分析 要求掌握图与网络优化的概念,最短路问题、网络最大流问题、最小费用最大流问题以及网络计划问题的基本求解方法. 2. 存储论 要求掌握存储论的基本概念,各种确定性存储模型及其求解方法. 3.对策与对策策略 要求掌握对策的概念,矩阵对策求解的公式法、图解法、方程组法和线性规划法. 4.决策分析 要求掌握决策过程的方法,各种决策准则,灵敏度分析,层次模型与分析. 5.启发式方法 要求掌握启发式方法的概念、特点、策略以及启发式方法的应用和例子. 三、上机实习要求 要求能够独立采用MATLAB编写程序, 实现课堂教学中讲授的各种算法, 解决相关的问题.以大作业的形式在课后完成. 四、能力培养的要求 1. 分析和建模能力的培养:主要是对实际问题进行分析和建立系统工程模型的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种系统工程问题进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力;初步具有使用MATLAB编序求解各类问题的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机图和树的概念 2 最短路问题 2 网络最大流问题 2 最小费用最大流问题 1 1 网络计划图 4 1 存储论 4 1 对策论基础及对策策略 4 1 决策分析与决策方法 4 1 启发式方法的概念及应用 4 合计 27 5 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+大作业成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 大作业成绩占40% 期末考试成绩占50% 七、教材及参考书 1 《运筹学》教材编写组 编. 运筹学(本科版).清华大学出版社,2005 2《运筹学》教材编写组 编. 运筹学(第三版).清华大学出版社,2005 3符曦 编著. 系统最优化及控制. 机械工业出版社, 2004 《管理信息系统》教学大纲 (课程编号0885316 学分-学时-上机 2-20-24) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是在管理科学、系统科学、行为科学、应用数学、计算机技术和网络互联等学科的基础上逐步形成和发展起来的一门新兴边缘学科,其依据的理论基础和实现的技术手段还处在不断的发展之中.该课程注重于开发出满足用户需要的管理信息系统软件所依据的理论、方法、原则、技术和工具,并结合管理工作实际,对管理信息系统软件开发过程进行计划、组织、协调和控制. 通过本课程的学习,使学生认识到信息对组织管理的重要性,掌握管理信息系统的基本概念、结构和功能,利用计算机知识为实际问题建立管理信息系统的基本思想和基本方法,掌握管理信息系统的开发工具和开发方法,熟练掌握管理信息系统软件开发过程,了解本学科发展方向,培养学生观察问题、分析问题、解决问题和实际动手能力.通过本课程的学习,增强学生的全局意识、团队意识和市场意识,并注意专业素养的不断提高. 二、课程内容的教学要求 1. 管理信息系统概论 理解:系统、环境、数据、信息、管理信息、信息管理和管理信息系统的概念;系统与环境的联系;数据与信息的关系和区别;管理信息系统的主要特征;管理信息系统发展的三个阶段和它们的特征;管理信息系统结构的构成原则. 2. 管理信息系统开发方法学 掌握:管理信息系统开发的原则;管理信息系统开发的方法;管理信息系统开发的策略、开发的过程、开发的组织工作与项目管理. 3. 系统的调查与分析 ①掌握:基于SSA的系统调查与分析过程模型;系统初步调查的内容、目的和工具;可行性研究的内容、可行性分析报告的编写与论证;系统详细调查的内容、方法和主要图表工具的画法(组织结构图、业务流图、数据流图、数据字典、数据处理功能分析表和数据——功能格栅图);建立新系统逻辑模型的方法以及系统说明书的编写方法与系统分析评审. ②理解:系统详细调查中其它工具的画法与使用;选择和建立管理模型的步骤. ③了解:企业与业务重构的概念;企业管理中常用的管理模型. 教学建议: 系统分析是本课程的重点,其中,详细调查与建立新系统的逻辑模型是系统分析的关键和难点.可以通过适当的课堂讨论和实例系统文档分析,培养学生系统分析和编写系统说明书的能力. 4. 系统设计 ①掌握:基于SD的系统设计过程模型;系统总体设计的任务和方法(包括系统功能结构划分的方法与原则、系统功能结构图的画法、系统环境配置方案的制定和系统计算机处理流程的设计等);代码设计的原则、结构的类型、代码设计的任务与方法;输出、输入的内容和格式设计;输入数据的校验方法;数据存储设计中的数据库设计技术;对话设计与可靠性设计的任务和方法;系统实施方案的编写与系统设计评审. ②理解:代码校验的方法;数据存储设计中的文件设计技术. 教学建议: 系统设计是本课程的重要内容,技术性比较强,重点是掌握总体设计和各种具体物理设计的任务与方法,可以结合实践教学培养学生系统设计的能力. 5. 系统实施与转换 ①掌握:系统实施与转换阶段的过程;系统环境实施的任务;管理信息系统的程序设计方法;系统调试的过程与方法;系统使用说明书的内容;系统转换的内容与方式;系统验收的组织. ②理解:管理信息系统程序的特点;应用软件的选购与系统集成;系统调试过程与开发过程的关系. 6. 管理信息系统开发环境与工具 理解:管理信息系统开发环境的概念、特性和构成;管理信息系统开发工具的概念. 7. 应用案例 领会理解前面章节讲到的理论内容,掌握结构化生命周期开发方法及实战技术,熟练使用系统分析、设计和实现时的常用工具. 三、课程设计(上机)要求 选择企、事业管理中有代表性的应用系统之一,例如:原材料库存管理信息系统、产品销售管理信息系统、企事业人事信息管理系统、企事业工资管理信息系统等管理信息系统,分小组完成对系统的开发设计和编程.文档要求: 系统需求说明书 系统设计文档(包括功能模块设计,数据库设计) 源程序 系统操作手册 四、能力培养的要求 通过本课程的学习,使学生认识到信息对组织管理的重要性,掌握管理信息系统的基本概念、结构和功能,利用计算机知识为实际问题建立管理信息系统的基本思想和基本方法,掌握管理信息系统的开发工具和开发方法,熟练掌握管理信息系统软件开发过程,了解本学科发展方向,培养学生观察问题、分析问题、解决问题和实际动手能力.通过本课程的学习,增强学生的全局意识、团队意识和市场意识,并注意专业素养的不断提高. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机管理信息系统概论 3 管理信息系统开发方法学 3 系统的调查与分析 3 系统设计 3 系统实施与转换 2 管理信息系统开发环境与工具 3 应用案例 3 合计 20 课程设计(上机) 24 六、考核方式 总评成绩=课程设计成绩+平时随堂测验成绩 课程设计成绩占50% 平时随堂测验成绩占50% 七、教材及参考书 1. 苏选良,管理信息系统,电子工业出版社,2005年 左美云等,信息系统的开发与管理教程,清华大学出版社,2001年 姜旭平,信息系统开发方法-方法、策略、技术、工具与发展,清华大学出版社,1999年 薛华成,管理信息系统,清华大学出版社,2000年 《系统辨识》教学大纲 课程编号 0881431 学分-学时-上机 2-24-16 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动控制专业的一门主要的专业基础课.本课程的教学目的,是使学生掌握线性系统的建模方法和系统辨识试验设计方法,了解系统辨识的实际应用过程和系统辨识原理及辨识要素,为学习有关专业课程以及进行控制系统设计和科研打下必要的基础. 课程内容的教学要求 1. 概论:了解系统辨识的实际应用过程; 2. 辨识三要素:了解系统辨识原理及辨识要素;掌握模型变换及数据处理方法; 3. 参数估计:掌握参数估计的批量算法和递推算法 4. 结构辨识:掌握系统结构辨识方法;掌握模型评价方法; 5. 辨识试验设计:掌握辨识试验设计方法; 上机实习要求 了解系统仿真程序的原理、结构和数据输入、输出的内容,通过上机实习掌握其应用.学会编制程序解决离散线性定常系统的参数估计和结构辨识问题. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:主要是对系统辨识原理和方法进行分析的能力的培养,同时也要注意培养针对具体对象选取辨识方法的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备应用MATLAB工具来解决系统仿真和系统辨识问题的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业和实验报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机系统辨识与仿真 24 16 概论 2 辨识三要素 6 4 参数估计 8 4 结构辨识 4 4 辨识试验设计 4 4 考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及考勤)+辨识实验综合分析报告成绩 平时成绩占10% 辨识实验综合分析报告成绩占90% 教材及参考书 1. 方崇智、萧德云主编. 过程辨识.清华大学出版社,1988 2. 徐南荣、宋文忠、夏安邦主编. 系统辨识.东南大学出版社,1991 《智能控制概论》教学大纲 (课程编号0881435 学分-学时-上机 2-24-16) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动控制理论中近20年来发展起来的的一门新兴学科.智能控制概论课程作为自动控制专业的专业选修课之一,它的作用是使得学生在学过"自动控制原理"等课程之后,了解智能控制方法的基本概念、模糊控制理论基础、模糊控制系统、人工神经网络模型、神经网络控制论和集成智能控制系统等,掌握用智能控制方法分析和设计系统的基本工具、原理和实现方法. 二、课程内容的教学要求 (1)绪论 要求学生了解智能控制产生的背景和发展过程,了解智能控制的几个重要分支,智能控制系统的特点和构成原理. (2)模糊控制的理论基础 掌握模糊集合、隶属度函数、模糊逻辑概念,掌握模糊逻辑运算、模糊逻辑推理和合成的一般方法.了解模糊关系等概念. (3)模糊控制系统 了解模糊控制系统的一般组成,掌握模糊控制系统和模糊控制器的设计方法,了解模糊PID控制器的设计方法,学习用计算机计算机仿真软件分析、设计和实现模糊控制系统. (4)人工神经网络模型 了解神经元模型,神经网络分类和学习算法,掌握前向神经网络模型的结构,掌握前向神经网络权系数的反向传播学习训练算法,了解动态神经网络模型的结构和特点. (5)神经网络控制论 了解神经网络控制的特点,神经网络控制器分类,掌握神经网络辨识的结构和原理,掌握神经网络控制的学习机制和神经网络控制器的设计方法,了解神经网络自适应控制方法. (6)集成智能控制系统 了解集成智能控制系统的概念,了解模糊神经网络控制方法,了解智能控制方法发展的一些新动向. 三、上机实习要求 (1)模糊控制系统设计 了解模糊控制系统的构成原理及一般组成;学会用仿真软件搭建模糊控制系统;学会调试模糊控制系统,了解不同模糊控制器设计参数对系统性能的影响. (2)神经网络算法仿真 了解神经网络学习算法的训练与测试方法,掌握神经网络学习算法的原理,掌握学习算法参数对算法性能和稳定性的影响. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养: 学会对实际被控对象采用智能控制的方法和手段,并用模糊数学工具、神经网络工具等进行系统分析和综合. 2. 计算能力的培养: 学会借助于计算机仿真软件进行智能控制系统分析和设计. 3. 创新能力的培养: 培养学生在掌握一般智能控制的分析和设计原理的基础上,针对具体问题独立思考、提出自己解决方案、采取不同仿真实现手段的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机智能控制概论 23 1 16 绪论 2 模糊控制的理论基础 6 模糊控制系统 4 10 人工神经网络模型 4 神经网络控制论 4 6 集成智能控制系统 3 1 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+实践考核成绩+理论考核(期末考试)成绩 平时成绩占10%, 包括作业及出勤情况 实践考核占总成绩的30%,以平时的上机大作业成绩为主, 理论考核期末考试成绩占60%,采用开卷考试,考试范围即为教学内容. 七、教材及参考书 1 F. O. Karray, C. de Silva. 2004, Soft Computing and Intelligent Systems Design, Addison Wesley. 2韦巍编, 智能控制技术, 机械工业出版社,1999 《自动化仪表设计基础》教学大纲 (课程编号 0880434 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门主要的专业技术选修课.本课程的教学目的是,使学生在学习电子技术、自动控制理论和计算机控制技术等课程的基础上,掌握自动化仪表电路结构和参数设计的基本原理和方法,了解常用的自动化仪表的基本特性和使用、维护,培养有关的工程应用能力,为从事自动化专业的科研和工程应用工作打下基础. 二、课程内容的教学要求 1 自动化仪表概述 了解自动化仪表的基本功能、结构、分类及其应用,了解自动化仪表的发展历史,了解自动化仪表的主要性能指标. 2.PID调节规律及其实现 掌握各种PID运算电路的电路结构、运算功能、电路参数与PID控制参数之间的关系,并掌握有关电路的分析方法和参数设计方法. 3.DDZ—Ⅲ型电动调节器 掌握典型的DDZ—Ⅲ型电动调节器仪表电路的结构、工作原理以及分析和设计方法,从而初步掌握传统的模拟自动化仪表的分析和设计方法. 3.数字显示调节仪表 掌握ICL7107器件的工作原理和应用方法,掌握温度测量、非线性补偿、数字显示以及各种控制调节方式及其控制输出电路的结构、工作原理和参数设计方法,从而初步掌握数字显示调节仪表的分析和设计方法. 4.8031单片机应用基础 了解8031单片机及其片内功能,并了解和掌握它们在智能控制仪表系统中的应用. 5.智能仪表硬件系统设计 掌握智能控制仪表的系统结构以及各部分的功能和作用,初步了解仪表微机系统、测量通道、控制通道、人机交互通道、通信通道的基本设计原理和方法. 6.智能仪表系统设计与软件设计 初步掌握智能控制仪表系统功能设计的基本理论和方法,了解仪表软件的组成及其编程设计的基本原理和方法. 三、上机实习要求 无. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:学会综合运用所学过的电子技术、自动控制理论、微机原理等课程知识,分析和解决自动化仪表设计中问题. 2. 计算能力的培养:针对典型的自动化仪表设计中的问题,使学生具有选取适当的方法和计算步骤、完成设计计算的能力,并具有对计算结果的正确性进行判断或校核的能力. 3. 自学能力的培养:培养和提高学生对课程知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容阅读参考书籍和资料、自我扩充知识领域的能力,并能够将本课程内容与其它专业课程内容融会贯通. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业和课堂练习,使学生能够完整、清晰、准确地表达设计思路和步骤,书面表达规范整洁. 5. 创新能力的培养:培养学生的自主创新意识,培养学生综合运用在本科阶段所学知识、分析和解决实际工程应用问题的能力. 五、建议学时分配 课程内容 讲课学时 实验学时 上机学时 习题课 其他 自动化仪表概述 3 PID调节规律及其实现 5 DDZⅢ型电动调节器 6 数字显示调节仪表 8 8031单片机应用基础 自学 智能仪表硬件系统设计 6 智能仪表系统设计与软件设计 4 合计 32 六、考核方式 1.总评成绩 = 平时作业成绩 + 期末考试成绩 平时成绩占 10% 期末成绩占 90% 期末考试为开卷或半开卷考试,考试时学生可带计算器;开卷考试时学生可带课程讲义,半开卷考试时学生可带一张A4大小的笔记纸. 七、教材及参考书 1 符影杰,自动化仪表设计基础(第二版),东南大学讲义,2004 2 施仁 等,自动化仪表与过程控制,电子工业出版社,2003 3 纪纲 等,数字显示调节仪表原理及维修,华东化工学院出版社,1992 《检测与控制电路基础》教学大纲 (课程编号0880435 学分-学时-上机 2-32-0) 东南大学自动化学院 一 课程的性质与目的 本课程是自动化学院本科学生必修的一门专业技术基础课程.本课程的教学目的是使学生获得检测与控制的基本理论和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后更深入学习自动化控制技术打好基础. 二 课程内容的教学要求 1.传感器及传感器信号调理电路原理与设计 ??? ?内容包括常用传感器类型介绍,高速放大器原理,仪器放大器和隔离放大器,有源 滤波器,高速高分辨率D/A和A/D转换,非线性校正电路,频率合成和数字控制电路的原理和设计. 2.智能测量和控制技术 ??? ?内容包括单片机技术,检测原理与技术,控制原理与设计技术. 3.仪器及仪表现代系统集成技术 内容包括仪用总线技术,PCI总线技术,虚拟仪器技术和仪表总线技术应用设计技术. 三 能力培养的要求 1. 分析能力的培养:通过对典型例题的讲解分析,使学生能够以此举一反三,提高自身独立分析问题的能力. 2. 应用能力的培养:主要通过课后作业的练习方式,培养学生的综合应用能力. 3. 自学能力的培养:努力的改进教学方法,提高学生的学习兴趣,以利于调动学生主动学习的积极性、以此加强自学能力的培养. 4. 创新能力的培养:通过本课程的学习和理论实际的结合,不断培养学生实践及解决实际问题的能力,以此为基础培养创新能力. 四 建议学时分配 课程内容 讲课 习题课或课堂讨论 实验 上机传感器及传感器信号调理电路原理与设计 12 智能测量和控制技术 10 仪器及仪表现代系统集成技术 10 合计 32 五 考核方式 总评成绩=平时成绩+期末考试成绩 平时成绩占10%; 期末考试成绩占90% 六 教材及参考书 1.席德勋编著 现代电子技术 高等教育出版社 2004年4月2.丁天怀等编 测量控制与仪器仪表现代系统集成技术 清华大学出版社 2005年4月3.金捷主编 检测技术 清华大学出版社 2005年5月4.严学华等编 检测技术与自动控制工程基础 化学工业出版社 2006年8月5.孔德仁等编著 仪表总线技术及应用 国防工业出版社 2005年8月6.曹玲芝主编 现代测试技术及虚拟仪器 北京航空航天大学出版社 2004年2月7.戴义保编著 信号检测理论与技术 (自编讲义)2007年2月 《数据库技术及应用》教学大纲 (课程编号 0883319 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 数据库是现代信息系统的基石,也是国际互联网的数据后台.数据库管理系统在计算机学科体系中占据重要地位,是除操作系统之外的最重要的系统软件. 本课程是自动控制专业选修课,开设的目的是为自动控制专业本科生在数据库系统的分析、设计、应用方面奠定基础.通过本课程的学习使学生掌握数据库的基本原理和基础知识.为后续课程的学习,也为今后从事专业工作打下必备的基础. 课程内容的教学要求 课程的教学基本要求着重培养学生对数据库系统基本概念、基础知识的掌握和使用数据库系统知识解决实际问题的基本能力.培养学生在数据库管理系统的分析、数据库应用程序的设计、开发、使用和维护方面的能力. 教学内容包括: 1. 数据库系统的基础知识 掌握数据库的基本概念,掌握数据库系统的开发过程,熟悉数据库系统的生命周期过程. 2. 数据模型 掌握数据模型、数据模式的基本概念,熟悉关系数据库模型和ER数据模型.会设计ER图. 3. 数据库语言 掌握SQL语言基本命令,会熟练使用SQL表达实际的操作. 4. 数据库系统结构 掌握系统结构的基本概念,了解各种不同结构的优缺点. 5. 查询处理和优化 了解数据库查询处理和优化的原理和过程. 6. 事务管理 熟悉数据库的事务管理过程以及和数据库性能的关系,会根据实际情况设计合理的恢复策略. 7. 数据库的安全和完整性约束 熟悉数据库的安全和完整性约束的基本概念和实现方法. 8. 数据依赖和关系模式的规范化 掌握数据依赖的基本概念和关系模式规范化的基本过程,能熟悉进行关系模式的规范化. 9. 数据库设计 掌握数据库设计的基本概念,掌握数据库设计的基本过程,能针对具体问题进行数据库设计. 上机实习要求 1. ACCESS的学习 能过对ACCESS的学习了解数据库的基本概念和数据库设计的基本过程. 2. 资料检索 结合课程考核,掌握通过Internet检索资料的能力,会熟练使用各种检索工具. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:进一步深化对数据库的认识和理解,能运用所学到的知识解释日常生活中的数据库问题,增强分析问题和解决问题的综合能力. 2. 设计能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备使用各种工具进行数据库设计的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过大作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养理性思维的能力,培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同实现方法,以及对方法进行简化和举一反三的能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机数据库系统的基础知识 5 关系模型 2 数据库语言SQL 5 关系数据库理论 3 数据库安全保护 2 数据库设计 5 ACCESS上机练习 10 资料检索 10 合计 22 20 课内外学时比: 1 : 2 考核方式 就数据库的某一方向或与数据库相关的某一方向撰写一篇综述性学术论文,在最后一节课前交或者在长学期第一周内交,逾期者没有成绩,责任自负.要求如下: 1) 题目自拟(如主要DBMS产品功能分析、电子商务、面向对象数据库、实时数据库、主动数据库、SQL3、EER、数据库设计等). 2) 字数不少于3000字. 3) 不得全文直接抄袭别人已发表的论文. 要有自己的归纳总结.(注意学术道德) 4) 格式参照正式发表的学术论文的要求(要有中英文摘要、参考文献). 5) 行文要规范. 教材及参考书 1. 王能斌编,数据库系统,电子工业出版社,1995年. 2. 王能斌编,数据库系统原理,电子工业出版社,2000年. 《多媒体技术》教学大纲 (课程编号 0883320 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门专业选修课.本课程的教学目的,是使学生在学习多媒体信息获取、处理、存储、传输与数据压缩理论的基础上,进一步掌握多媒体计算机系统的组成原理与体系结构,了解与使用多媒体信息处理常用软件,培养多媒体信息系统分析与设计的能力,为学习有关专业课程以及进行多媒体信息系统方面的研究打下理论基础. 课程内容的教学要求 (1)多媒体技术概论:掌握多媒体的概念与关键特性,了解多媒体技术的发展历程、研究内容、应用领域与发展趋势. (2)多媒体硬件环境:了解多媒体计算机系统的组成,掌握声卡、显卡、光存储器的功能、原理及关键技术指标,熟悉常用外设的功能、原理与特点. (3)音频信息处理:了解声音信号的特点、存储格式与质量度量方法,掌握音频信号压缩方法与编码标准,学习常用音频信号处理软件,了解语音识别技术与应用. (4)数据压缩基础:理解数据压缩的重要性,掌握信息论的基本概念与经典的无损数据压缩方法,了解常用的无损的数据压缩方法. (5)图像信息处理:了解常用图形、图像文件的格式与特点,掌握图像压缩的常用算法,了解JPEG图像压缩标准,了解图像获取的原理与基于Photoshop处理图像的方法. (6)视频信息处理:掌握模拟视频信号的特点与数字化技术,理解视频压缩国际标准H.261/H.263、H.264、MPEG1、MPEG-2、MPEG4、MPEG-7等,了解视频信息获取的原理与基于Premiere的视频编辑方法. (7)动画原理及制作:掌握动画的概念,了解GIFCON、Morph、Flash动画的制作方法,掌握基于Flash的动画设计与制作. (8)多媒体通信技术:了解网络多媒体应用、多媒体通信对网络的要求、因特网的改造方案与多目标广播,理解流媒体技术以及RTP、RTCP、RTSP、RSVP等多媒体通信协议. (9)超文本与web系统:掌握超文本和超媒体的概念与体系结构,了解超文本和超媒体的应用,掌握网页中超文本的实现方法与开发工具FrontPage或Dreamweaver. (10)多媒体作品制作:了解多媒体作品的制作过程、多媒体创作工具的功能、特点与分类,熟悉基于Authorware的多媒体作品创作. 上机实习要求 了解多媒体计算机系统的组成,学习常用多媒体信息处理软件Photoshop、Flash、Dreamweaver、Authorware、Powerpoint与WORD进行多媒体课件设计与个人网页创作. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:主要是培养针对设计要求正确选用工具与处理方法的能力. 2. 实践能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对多种媒体信息正确采用相应工具处理的能力;初步具备多媒体信息系统的设计能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:通过课程作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,对问题提出多种解决方案、选择不同表现方法. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机多媒体技术(合计) 22 20 多媒体技术概论 1 多媒体硬件环境 1 音频信息处理 2 数据压缩基础 4 3 图像信息处理 2 3 视频信息处理 2 3 动画原理及制作 2 3 多媒体通信技术 2 超文本与web系统 2 多媒体作品制作 2 8 机动 2 考核方式 总评成绩=平时成绩(平时作业和考勤)+期末课程作业成绩 平时成绩占10% 期末课程作业成绩占90% 教材及参考书 1. 林福宗. 多媒体技术基础 (第2版). 北京:清华大学出版社. 2002. 2. 钟玉琢,沈洪,冼伟铨,田淑珍. 多媒体技术基础及应用 (第2版). 北京:清华大学出版社. 2005. 3. 雷运发,刘清堂,田惠英. 多媒体技术基础. 北京:中国水利水电出版社. 2005. 4. Ralf steinmetz,Klara Nahrstedt. Multimedia - computing, communications and application (影印版). 北京:清华大学出版社. 1998. 5. Prabhat K. Andleigh,Kiran Thakrar. 多媒体系统设计. 北京:电子工业出版社.1998. 《控制系统计算机仿真》教学大纲 (课程编号 0885322 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门专业选修课.本课程的教学目的,是使学生掌握控制系统计算机仿真的基本理论和基本方法,熟练地运用MATLAB 对给定的系统完成仿真研究.本课程也是《自动控制原理》等后续主干课程的辅修课程之一. 课程内容的教学要求 1. 控制系统计算机仿真的概念 要求学生了解控制系统仿真的基本概念,哪些问题可以用仿真方法解决. 2. 连续系统数字仿真的基本算法 要求学生掌握数值积分法的基本原理、常用的数值积分算法、时域离散相似法,运用MATLAB/Simulink 对给定的系统完成仿真研究的过程. 3. 采样控制系统的数字仿真方法 要求学生掌握采样控制系统仿真与一般连续控制系统仿真的异同之处,常用的仿真算法. 4. 控制系统优化设计与仿真 要求学生了解控制系统优化设计的提法, 与仿真的关系,改进单纯型法及其应用. 上机实习要求 要求学生能够独立编写程序,解决控制系统仿真问题. 能力培养要求 1.培养学生运用数字仿真方法分析系统的能力. 2.培养学生的应用MATLAB/Simulink 对给定的系统完成仿真研究的能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机计算机仿真的基本概念 3 4 数值积分算法 6 4 基于数值积分算法的MATLAB/Simulink仿真 6 4 连续系统仿真的离散相似法 3 4 控制系统优化设计与仿真 4 4 合计 22 20 考核方式 总评成绩=平时成绩(出勤率)+大作业成绩 平时成绩占10% 大作业成绩占90% (以三次上机考核,每次30%) 教材及参考书 1. 蒋珉等 编著. 控制系统计算机仿真.电子工业出版社,2006. 2. 张志涌等 编著.精通MATLAB6.5版. 北京航空航天大学出版社, 2003. 3. 张晓华等 编著. 控制系统数字仿真与CAD. 北京:机械工业出版社. 2001 4. 吴旭光等 编著. 计算机仿真技术. 北京:化学工业出版社. 2005 《电子电路CAD》教学大纲 (课程编号 0880322 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程为选修课.利用短学期时间较为集中的优势,将计算方法.电路分析.高级语言编程.上机调试等知识有机的融合在一起,在基本了解电路CAA.电子电路CAD原理的基础上,实现强化计算机应用能力及软件编程能力的训练和提高. 课程内容的教学要求 第一章: 电子电路CAD基本概念 介绍电子电路CAD的设计思想和设计流程,讨论CAA中常用的结点电压方程,广义结点电压方程的形式和形成.简介EWB(EDA)功能.通过本章内容的学习,了解CAD、CAA的设计思想和基本运算处理步骤.熟练掌握结点电压方程的基本形式. 第二章: 线性定常直流电路CAA 讨论电路输入信息及处理,计算机直接形成结点电压方程的方法和编程实现.要求掌握线性定常直流电路CAA的基本方法和步骤,会应用某种高级语言编程,实现对较大规模直流电路的机辅分析. 第三章: 交流电路CAA 复数运算时计算机处理方法,RLC元件串并处理,互感、变压器元件处理等.了解交流电路机辅分析对输入信息、线代复数运算、输出结果等处理方法. 第四章: 动态电路CAA 本章主要讨论动态电路用后向欧拉法或梯形法建立伴随离散电路分析模型及机辅分析的步骤和编程方法.要求掌握后向欧拉公式及梯形公式,会建立动态电路的伴随离散电路模型,会编程实现对动态电路的机辅分析. 第五章: 非线性直流电路CAA 讨论非线性电路方程的建立和牛顿-拉夫生迭代法求解的过程;非线性电阻、二极管、三极管等元件的线性化分析模型及CAA分析过程.要求了解非线性元件线性化伴随模型的形式、作用,掌握非线性方程牛顿-拉夫生迭代法的分析方法,会编程实现对简单非线性直流电路的机辅分析. 能力培养要求 1. 分析能力的培养:通过对课程内容的学习,配合上机训练,使学生能够逐步了解实际问题如何通过计算机来进行分析处理,以此举一反三,提高自身独立分析问题的能力. 2. 计算机应用能力的培养:主要通过编程上机调试,培养学生的高级语言编程及计算机应用能力. 3. 自学能力的培养:努力的改进教学方法,提高学生的学习兴趣,以利于调动学生主动学习的积极性、以此加强自学能力的培养. 4. 创新能力的培养: 通过实验环节的配合,加强理论与实际的结合,不断培养学生实践及解决实际问题的能力,以此为基础培养创新能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机电子电路CAD基本概念 4 5 线性定常直流电路CAA, 交流电路CAA 8 5 动态电路CAA 5 5 非线性直流电路CAA 5 5 合计 22 20 考核方式 本课为考查课程,不单独命题考试,总评成绩由四次实验成绩评定. 教材及参考书 1.电路(第四版) 邱关源主编,高等教育出版社,1999. 2. 周政新等编 电子设计自动化实践及训练 航空出版社 1998年 《软件技术基础》教学大纲 (课程编号 0882108 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动控制系自动控制/自动化专业本科生的选修课程.课程涉及软件工程、计算机操作系统、编译原理、数据结构及计算机系统安全技术等知识.通过学习该课程,可使非计算机专业的学生能够了解并掌握计算机软件最基本的概念、思想、原理和方法,掌握开发应用软件所必需的软件基础知识,提高软件素质和用计算机求解实际问题的能力、抽象思维能力和动手编程求解能力,为今后结合本专业开发应用软件奠定良好的理论基础. 课程内容的教学要求 1. 编译原理:了解编译原理的基本概念,编译的逻辑过程和编译程序的结构. 2.数据结构:了解程序设计中常用的数据结构及相应算法,初步掌握对不同类型的问题求解选择适当的数据结构. 3.软件工程:了解软件的基本概念和分类,理解有关软件的常用技术术语;了解如何以软件工程的观点开发应用软件的基本理论和方法,了解软件开发环境和常用工具. 4.操作系统:了解应用软件开发的基本环境;掌握操作系统的基本概念和基本功能,了解计算机系统软、硬件资源如何控制管理,如何合理组织计算机系统的工作流程,以及在典型操作系统的特性. 5.计算机安全技术:了解计算机病毒的特性、类型、传染途径等基本概念,并掌握病毒的检测与消除方法. 上机实习要求 本课程通过软件开发实践了解和掌握软件工程的相关理论.会用VC++等编程语言完成应用程序的开发. 能力培养要求 1. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,广泛阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 2. 表达能力的培养:通过课堂讨论和小组讨论的方式,培养清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 3. 团队合作能力的培养:通过小组合作完成应用程序开发,一方面培养个人的责任心,另一方面也培养了团队合作的能力. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 2 编译原理 2 算法与数据结构 4 操作系统 4 4 软件工程 8 16 计算机安全技术 2 合计 22 20 考核方式 总评成绩=大作业(软件与设计文档含答辩) 教材及参考书 1. Brian W.Kernighan. The Practice of Programming. 机械工业出版社,2002 2. 麦中凡主编.计算机软件技术基础.高等教育出版社,2003 《Java语言》教学大纲 (课程编号 0882326 学分-学时-上机 2-22-20) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化专业的一门选修课.主要介绍Java语言的基本概念、基本设计技术和编程.使学生掌握Java语言、Java语言的开发环境和调试方法. 课程内容的教学要求 (1)Java语言基础知识:掌握JAVA语言中基本数据类型和各种运算符. (2)Java语言中的面向语言特性:掌握JAVA语言中面向对象编程的基本概念和设计方法. (3)Java的例外处理和I/O流:熟练掌握Java中例外的处理和各种I/O流. (4)AWT图形用户界面设计:掌握图形用户界面设计. (5)Java的线程和Java的Applet:掌握Java语言中多线程的基本概念、编程方法和Java Applet的编程. 上机实习要求 掌握Java语言的基本编程技术和Java语言的开发调试环境. 能力培养要求 1. 分析、调试能力的培养:主要是掌握程序设计的方法和程序调试能力. 2. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 3. 表达能力的培养:主要是通过作业和上机实验,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 4. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同设计方法. 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机Java语言 22 20 Java语言基础知识 5 4 Java语言中的面向语言特性 4 4 Java的例外处理和I/O流54AWT图形用户界面设计 3 4 Java线程和Java Applet 3 4 应用程序设计、案例分析 2 考核方式 总评成绩=报告成绩+大作业成绩 报告成绩占40% 大作业成绩占60% 教材及参考书 1. 杨绍芳编.计算机实用技术教材丛书-Java程序设计基础.科学出版社,2002 《ERP系统导论》教学大纲 (课程编号 0882439 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 一 课程性质和目的 1 课程性质及特点 企业资源计划与信息集成涉及到ERP基本理论、网络集成技术、数据库应用技术、企业经营管理等多学科门类,也是一门综合性交叉学科的应用,适用于现代制造型企业的发展需要.本课程主要针对电气、电子类本科高年级同学开设,属于专业选修课程,从2007年3月开始本课程采用双语教学方式授课. 特点:(1)主要章节采用英文版书; (2)提供专业外语辅导材料; (3)授课采用中英文对比分析方法; (4)提供专业外语词汇表; (5)通过大作业和讲座方式强调实践环节. 2 课程目的 企业资源计划(ERP)是当今国际上先进的企业管理模式,其主要宗旨是对企业所拥有的人、财、物、信息等综合资源进行综合平衡和优化管理,面向全球市场,协调企业各管理部门,围绕市场导向开展业务活动.信息集成涉及到企业信息平台的构建,也是实施企业资源计划的重要基础,开设本课程的目的就是帮助在校大学生系统地学习ERP理论和企业信息平台的构建方法,同时也是对信息系统技术、网络技术、数据库应用技术在现代企业应用的延伸.通过加强课程的教材建设,提高学生专业外语的阅读与理解能力. 二 课程内容的教学要求 1 课程任务 通过学习本课程,使学生了解到: 物料需求计划、MRPII、ERP的原理,包括它们的发展、应用及技术特征、体系结构等. ERP系统的构成,包括订单管理、采购管理、销售分析、仓库管理、主生产计划的制定等. 构建企业的信息平台,包括企业信息模型的建立. 供应链管理基础理论,包括供应链的概念、结构模型、特征以及集成化的供应链管理应用. ERP的实施,包括实施效益、策略、服务、规范、评估等分析以及相应的案例分析. 2 课程要求 在选修本课程之前,应具备网络通信、数据库原理、信息系统技术等专业基础知识. 通过本课程的学习,要求学生掌握ERP的基本理论和构建企业信息平台的基本方法,进一步加深学生对有关专业知识在工程实践中应用的理解,并掌握初步的分析方法. 要求学生对现代企业的运行管理模式有初步的了解,如供应链管理、企业信息模型等. 三 能力培养 1.管理能力的培养:通过本课程的学习,要求学生具有对企业基本业务的分析能力,并能具备一定的对企业的各种业务、资源进行综合平衡和优化管理的能力. 2.自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我拓展知识领域的能力. 3.表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 4.创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同方法,举一反三的能力. 四 建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机ERP系统导论 28 4 信息系统的架构与组成 4 ERP基本概念 4 MRP工作原理 4 生产计划和同步制造 5 供应链管理介绍 5 ERP应用系统分析 2 2 讲座一 "企业信息化的意义与发展" 2 讲座二 "ERP与企业流程再造" 2 大作业 "ERP系统分析专题报告" 2 五 考核方式 1 考试内容 企业资源计划与信息集成的基本理论,包括物料需求计划、MRPII、ERP的原理,包括它们的发展、应用及技术特征、体系结构等. 2 成绩评定方式 总评成绩 = 平时成绩 +大作业成绩+ 期末考试成绩 ①平时成绩满分为10分,评分依据为平时的出勤情况和课堂表现. ②大作业满分为20分,题目为 "ERP系统分析专题报告",报告要求分三个部分: ?描述专题的意义、需求、任务或主要内容 ?技术要求与设计方案 ?关键技术分析和有待讨论的问题 ③期末考试满分为70分,采用中英文两种方式问答,中英文题目各占50%的比例.考试为开卷考试,考试时间为90分钟.其中: (1)单项选择题20分; (2)填空题20分; (3)短语翻译10分; (4)问答题10分; (5)翻译短文10分. 六 教材及参考书 (1)"企业资源计划 " 张毅编著 电子工业出版社 2001年9月(2)"ERP原理、设计、实施" 罗鸿编著 电子工业出版社 2002年3月(3)"ERP原理于应用" 周玉清等著 机悈工业出版社 2002年8月(4)"制造资源计划基础" 陈启申著 企业管理出版社 2000年9月(5)"生产与运作管理" 刘丽文著 清华大学出版社 1998年9月(6)"ERP知识与应用" 牛鱼龙著 海天出版社 2005年4月(7)"ERP从内部集成起步" 陈启申著 电子工业出版社 2005年5月(8)"国际化企业现代物流管理" 宋力刚著 中国石化出版社 2001年9月(9)本课程提供的专业外语辅导材料. 《机器人控制》教学大纲 (课程编号0882437 学分-学时 2-32) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 《机器人控制》为自动化专业的选修课程.机器人学是一门跨学科的新兴学科,工业机器人已广泛应用于电子、机械、汽车制造、核工业等众多领域;智能机器人也正在逐步应用于服务、医疗、科学探测、军事等领域.因此,机器人控制技术是从事自动化系统与工程设计和开发的技术人员应该了解和掌握的基本知识.本课程开设的目的是使本专业学生了解机器人技术的发展概貌,掌握机器人学的基本概念,机器人技术的基本原理和技术,机器人控制的方法与特点,了解在自动化系统与工程中机器人技术的应用与实现方法,为学生学习后续课程和毕业后从事机器人技术研究、自动化系统与工程设计和开发打下坚实基础. 二、课程内容的教学要求 1. 机器人学的基本概念 了解机器人学的基本概念、结构、分类、主要性能指标、发展、应用和趋势. 2. 空间描述与变换 理解并掌握机器人位姿描述方法、坐标变换及其应用、位姿其它表示法. 3. 机器人运动学 理解杆件变换的描述、建立机器人运动学方程的方法、运动学方程的可解性与重解、运动学方程解法.重点掌握建立机器人坐标系和运动学方程的方法,会求解机器人运动学方程,能处理重解和奇异点问题. 4. 微分运动与雅可比矩阵 理解机器人瞬时运动模型和雅可比矩阵的基本概念.掌握分析末端的速度和加速度、计算雅可比矩阵、建立微分关系的基本方法. 5. 机器人静力学与动力学 了解机器人静力学分析方法、基于拉格朗日方程的建立机器人动力学方程的方法.掌握机器人关节与末端的静力学关系和机器人动力学方程的基本形式. 6. 运动轨迹生成 了解机器人轨迹规划和轨迹插补的过程与方法,理解并掌握常用的轨迹规划、关节空间插补、直角空间插补计算方法,理解轨迹生成的一般考虑. 7. 机器人控制 理解机器人位置控制方法,包括PID控制、计算力矩控制、智能控制和典型实用的简化控制方法;理解机器人力控制和柔顺性控制的基本方法.掌握控制法则分解的基本原理与方法.重点理解与掌握各种控制算法的特点和设计机器人控制算法的基本方法,会开发相应的机器人控制软件. 8. 机器人控制系统 了解机器人控制系统硬软件的基本配置与结构、系统功能与通信方式,掌握机器人控制系统的基本设计方法. 9. 机器人语言 了解机器人语言的要素、机器人语言分类、典型的机器人语言、基于机器人语言的程序设计方法.掌握机器人语言的特点与形成方法,会设计基本的机器人语言及其编辑软件. 三、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对机器人运动学、静力学、动力学、微分关系、轨迹规划与插补、机器人控制系统、主要性能指标进行分析的能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对机器人运动学正逆解、雅可比矩阵、速度与加速度、轨迹插补、控制算法、主要性能指标等进行计算或确定计算步骤的能力. 3. 设计开发能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具有机器人控制系统软硬件选择、设计开发能力;具有机器人控制方法和技术的研究开发能力;具有在设计和开发自动化系统与工程的过程中应用机器人技术的能力. 4. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 5. 表达能力的培养:主要是通过作业和论文/报告,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 6. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 四、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机机器人学的基本概念 2 空间描述与变换 4 机器人运动学 4 2 微分运动与雅可比矩阵 2 机器人静力学与动力学 2 运动轨迹生成 4 机器人控制 4 2 机器人控制系统 2 机器人语言 2 复习 2 合计 26 6 五、考核方式 总评成绩=平时作业成绩+学习论文/报告成绩+期末考试成绩 平时作业成绩占10% 论文/报告成绩占40% 期末考试成绩占50% 六、教材及参考书 1蔡自兴编著.机器人学.清华大学出版社,2000 2严学高,孟正大编著. 机器人原理. 东南大学出版社,1992 3周远清,张再兴 等编著.智能机器人系统.清华大学出版社,1989 《计算机图形学》教学大纲 (课程编号:0882438 学分-学时-上机 2-32-0) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业本科生的一门专业选修课.课程的教学目的,是使学生通过学习本课程,掌握计算机图形学的基本原理和基本方法,培养学生开发与图形有关的软件设计能力,为今后从事计算机辅助设计和制造、科学计算可视化、计算机图像处理等方面的工作打好基础. 二、课程内容的教学要求 1.计算机图形学基础知识:掌握计算机图形学及图形系统的基本概念,了解图形外围设备的工作原理和特性,了解计算机图形标准的基本知识. 2.图形基元的概念及生成原理: 掌握基本图元及常用曲线的生成算法,比如画线算法、画圆与椭圆、区域填充算法、字符生成原理等. 3.图形变换:掌握投影变换、图形变换、裁剪、填充等图形处理的常用算法. 4.曲线与曲面:掌握曲线与曲面的参数表示方法,熟悉规则曲线与曲面的表示,熟悉常用自由参数曲线与曲面的表示,理解三维形体在计算机的表示及数据结构. 5.真实感图形:理解真实感图形的基本理论与算法,能够处理三维图形的消隐问题. 6.图形实用开发技术:掌握一种语言的图形函数和图形程序的设计技能,具有开发以图形为主的软件设计基本能力. 三、上机实验要求 无四、能力培养的要求 1. 逻辑思维和分析能力的培养:本课程主要采用课堂理论课教学方式,在掌握理论的同时鼓励学生课外动手实践,着重培养学生的问题分析能力.课堂教学采用多媒体教学手段,调动学生的注意力和学习兴趣,为实践打下良好的理论基础; 2. 图形软件开发能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备编写基本平面图形程序的能力;初步具有开发三维图形程序的能力; 3. 自学能力的培养:课程的教学内容多,资料丰富,要求围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及自我扩充知识领域的能力; 4. 创新能力的培养:课堂教学和实验注意培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和问题和现象提出分析意见和解决方法. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机计算机图形学基础知识 2 图形基元的概念及生成原理 4 图形变换 8 曲线与曲面 8 真实感图形 6 图形实用开发技术 4 合计 32 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+期末课程大作业成绩 平时成绩占10% 期末课程大作业成绩占90% 七、教材及参考书 孙家广编著.计算机图形学(第三版). 清华大学出版社,1998 孙立镌.计算机图形学.哈尔滨工业大学出版社,2003 陈传波等.计算机图形学基础.电子工业出版社,2002 Edward Angel著,吴文国等译.交互式计算机图形学——基于OpenGL的自顶向下方法(第三版).清华大学出版社,2006 Donald Hearn, M. Pauline Baker. Computer Graphics with OpenGL, Third Edition. Pearson. 2004 《实时系统与控制(研讨课)》教学大纲 (课程编号0885442 学分-学时(研讨)-上机 1-12(16)-8) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化类专业的一门带有技术类Seminar(研讨班)性质的选修课程.通过本课程的学习,要求学生以计算机实时控制系统为应用背景,了解实时系统的基本特征和任务,以问题为导向,基本掌握并发、实时与分布式实时系统基本设计与评估的关键,并针对典型案例进行分组深入研究和设计练习,以IA32微机平台为应用环境编程实现典型的控制类实时系统架构,进而对实时系统与实时控制的理论知识和方法有一个较为全面系统的认识,培养学生的技术资料调研能力、工程思维、发现问题与独立分析问题和一定的创新的能力. 二、课程内容的教学要求 1.实时系统的基础知识和问题 内容包括实时系统基本概念,特征及其任务,调度算法、任务分配与通信, 典型实时控制系统及其与实时软件的关系,Intel 32位构架微机对多任务多用户支持基础等.通过这部分内容的教学,要求学生了解实时系统的常用术语,可预测性、正确性、强壮性、容错性和保险性,掌握任务分配和常用调度算法,以及任务间通信的基本方法,了解实时多任务系统对硬件的要求. 2. 实时系统建模、分析与设计方法和问题 内容包括实时系统设计方法,实时系统分析与建模;实时操作系统基本原理和典型特征;实时仿真与控制特点,IA-32任务管理实现方法.要求学生了解掌握对象及建模语言基础和应用方法,了解实时系统需求分析方法,掌握实现和应用RTOS的基本思想和软件设计方法. 3. 实时系统设计与编程开发方法和问题 内容包括实时系统故障检监测、冗余与容错技术,基于软硬件的同步技术,可靠性评估技术,实时控制软件的系统实现.要求学生理解和掌握实时系统开发设计的基本方法,掌握经典的并发多任务编程、同步和通信实现方法. 4. 典型实时多任务系统软件及其在控制系统中的应用 内容包括实时多任务软件的构架设计, 实时数据库和实时软件编码、调试与测试概念和问题.较全面地了解对高级实时对象建模之线程与可调度性,进一步熟悉了解汇编语言、高级并发实时应用编程的基本方法和问题,深入体会实时操作系统与控制软件开发的应用实现. 三、上机实习要求 要求每个学生自由选择一个最感兴趣的研讨问题进行深入研究, 并将研究成果合作应用于Intel构架嵌入式微机实验装置上, 分组设计、编写和测试系统管理调度软件,实现典型的控制类实时系统.编程语言自选,支持并发处理,不限于采用汇编语言,包括基于底层应用调度模式和基于嵌入式实时操作系统两类. 四、能力培养的要求 1. 技术资料调研能力的培养:要求学生通过检索控制类实时系统方面的技术资料,从中选择一个最感兴趣的关键技术问题进行深入研究,从而培养学生的技术资料收集能力. 2. 分析与发现能力的培养:要求学生对典型实时系统及控制应用技术资料进行分析,总结思维方法,发现其中问题、解决方法和改进手段,从而培养学生分析问题、尤其是发现问题的能力. 3. 自学能力的培养:要求学生自己阅读主要的技术资料,并能进行总结、整理、概括和消化吸收,从而完成方按设计,从而培养学生的自学能力. 4. 表达能力的培养:能将设计方案在团队中的表达交流,并通过撰写研究报告,培养学生如何清晰、简洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:要求学生针对实时系统与控制需求分析,结合技术资料调研,提出自己的改进方法和解决方案,从而有助于培养学生的创新能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课课堂研讨 研究上机实时系统基本概念,需求分析,调度与通信,IA32基础 3 实时软件设计方法,实时系统分析与建模;实时操作系统;IA-32任务管理 3 2 故障检测、冗余与容错技术,基于软硬件的同步技术,可靠性评估技术,实时控制 3 2 经典并发与实时系统案例分析研究; IA-32实现,问题研究 3 2 10 8 合计 12 6 10 8 六、考核方式 总评成绩=平时上课成绩(出勤率)+研讨成绩+研究报告成绩(包括研究及上机) 平时上课成绩(出勤率)占10% 研讨成绩占40% 研究与设计开发报告成绩占50% 七、教材及参考资料 1 C.M.Krishna, Kang G.Shin著,戴海琼译,实时系统,清华大学出版社,2004.9 2 Alan Burns, Andy Wellings著,实时系统与编程语言.王振宇等译,机械工业出版社,2004.4 3 Bruce P Douglass著,柳翔译,嵌入式与实时系统开发,机械工业出版社,2005.3. 4 并发与实时系统软件设计,Hassan Gomaa著,姜昊等译,清华大学出版社,2003.7 5 实时系统软件基础,郑宗汉,清华大学出版社,2003.1 《生产计划与调度(研讨课)》教学大纲 (课程编号 0885443 学分-学时-研讨 1-16-16) 东南大学自动化学院 课程的性质与目的 本课程是自动化类专业的一门Seminar(研讨班)课程.本课程的教学目的,是通过讲授和研讨,提高学生研究生产计划与调度的兴趣,使学生能够综合所学的课程,了解和掌握生产计划与调度的主要理论、方法和手段,对生产计划与调度的理论知识和方法有一个较为全面系统的认识,培养学生的文献检索能力、发现问题与独立分析问题的能力、和一定的创新能力. 课程内容的教学要求 1.生产计划与调度的基本概念 内容包括研究生产计划与调度的意义、生产计划的内容与分类、生产调度的内容与分类、生产计划与调度的求解方法等.通过这部分内容的教学,要求学生了解生产计划与调度的意义、内容、分类、及其求解方法. 2. 柔性制造系统调度 内容包括柔性制造系统调度的基本概念、建模和实现方法.要求学生掌握解决柔性制造系统调度问题的基本思想. 3. 递阶生产计划 内容包括研究递阶生产计划的意义、递阶生产计划模型的建立、模型转化、基于卡马算法的关联预测法.要求学生理解和掌握递阶生产计划模型的建立、转化及其基于卡马算法的关联预测法. 4. 生产计划与调度的集成优化 内容包括研究生产计划与调度集成优化的意义、粗生产计划模型、生产计划与调度的集成优化模型、和三种基于Tabu搜索的求解算法.要求学生理解和掌握粗生产计划模型、生产计划与调度的集成优化模型、及其求解算法. 上机实习要求 要求每个学生自由选择一个最感兴趣的研讨问题进行深入研究,编写相应问题的求解程序,进行算例研究. 能力培养要求 1. 文献检索能力的培养:要求每个学生通过检索生产计划与调度方面的文献,从中选择一个最感兴趣的生产计划与调度问题进行深入研究,从而培养学生的文献检索能力. 2. 分析与发现能力的培养:要求每个学生对检索到的生产计划与调度文献进行分析,发现其中数学模型及其求解方法的缺陷,从而培养学生分析问题、尤其是发现问题的能力. 3. 自学能力的培养:要求每个学生自己阅读检索到的生产计划与调度文献,对现有生产计划与调度模型及其求解方法进行整理、概括和消化吸收,从而培养学生的自学能力. 4. 表达能力的培养:通过撰写研究报告,培养学生如何清晰、简洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:要求每个学生针对现有生产计划与调度模型及其求解方法的缺陷,提出自己的改进方法和解决方案,从而有助于培养学生的创新能力. 建议学时分配 课程内容上课 讨论 生产计划与调度的基本概念 4 柔性制造系统调度 4 递阶生产计划 4 生产计划与调度的集成优化 4 问题研究 16 合计 16 16 考核方式 总评成绩=研讨成绩+研究报告成绩(包括研究及上机) 研讨成绩占40% 研究报告成绩占60% 教材及参考书 1. Yan HS et al. Modeling, Scheduling and Control of Flexible Manufacturing Systems by Extended High-Level Evaluation Petri Nets. IIE Transactions,1997,29(2),147-158. 2. Yan HS et al. Modelling, Scheduling and Simulation of Flexible Manufacturing Systems Using Extended Stochastic High-Level Evaluation Petri Nets. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 1998, 14(2), 121-140. 3. Yan HS. Practical Solution Approaches to Solve a Hierarchical Stochastic Production Planning Problem in a Flexible Automated Workshop in China. IIE Transactions, 2003, 35(2), 103-115. 4. Yan HS. Hierarchical Stochastic Production Planning for Flexible Automation Workshops. Computers and Industrial Engineering, 2000, 38(4), 435-455. 5. Yan HS et al. Integrated Production Planning and Scheduling on Automobile Assembly Lines. IIE Transactions, 2003, 35(8), 711 -725. 6. Yan HS, Zhang XD. A Case Study on Integrated Production Planning and Scheduling in a Three-Stage Manufacturing System. IEEE Transactions on Automation Science and Engineering, 2007, 4(1), 86-92. 《工业自动化系统集成架构(研讨课)》教学大纲 (课程编号 0885444 学分-学时(研讨)-实验 1-12(16)-8) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化专业本科生的研究型课程.通过对工业自动化领域现代控制新方法的学习,全面了解工业自动化的发展历史和目前面临的复杂控制和信息处理难题,通过学生的课外文献查阅讨论不同自动化厂商提出解决方案的特点.培养学生的研究学习兴趣并使学生具有工业系统集成的工程思想. 二、课程内容的教学要求 1. 工业自动化领域基本理论:了解工业控制相关的基本概念;掌握工业控制通信与网络的基础知识;了解工业控制通信网络的总体要求. 2.典型工业控制网络:掌握现场总线和工业以太网的概念;了解工业控制网络的发展过程;认识工业领域面临的复杂控制和信息处理难题;讨论不同自动化厂商提出的解决方案,总结典型现场总线和工业以太网的特点. 3.Rockwell工业集成架构:掌握Rockwell自动化的集成架构的特点;通过实验体验Rockwell的设备网-控制网-以太网的三层网络. 4.工业自动化数据集成:了解工业自动化数据集成的基本概念,掌握OPC数据接口技术的发展过程和目前的应用现状. 三、能力培养的要求 1. 技术资料调研能力的培养:要求学生通过检索工业控制自动化系统方面的技术资料,从中选择一个最感兴趣的关键技术问题进行深入研究,从而培养学生的技术资料收集能力. 2. 分析与发现能力的培养:要求学生对典型现场总线和工业以太网进行分析,总结思维方法,发现其中问题、解决方法和改进手段,从而培养学生分析问题、尤其是发现问题的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,广泛阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 分析能力的培养:对典型现场总线和工业以太网进行分析,培养分析能力,同时也要注意培养针对工业自动化领域的应用实例的分析能力. 5. 表达能力的培养:通过课堂讨论的方式,培养清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 四、实验要求 要求每个学生在实验室Rockwell自动化的三层网络上体验工业现场网络技术的特性与相关的应用技术.基本掌握Rockwell自动化设备网、控制网和以太网三层网络集成架构系统的基本操作,进而对工业自动化网络控制的理论知识和方法有一个较为全面系统的认识,培养学生的文献资料调研能力、工程思维、发现问题与独立分析问题和一定的创新的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课课堂讨论 课外研究 实验绪论 3 工业控制网络基本理论 3 典型现场总线和工业以太网 12 Rockwell集成架构 3 4 8 工业自动化数据集成 3 合计 12 4 12 8 六、考核方式 总评成绩=研讨成绩(讨论交流)+研究报告成绩+实验报告成绩 研讨成绩(讨论交流)占40% 研究报告成绩占40% 实验报告成绩占20% 七、教材及参考书 1.冯冬芹等.《工业通信网络与系统集成》科学出版社 ,2005年版 2.甘永梅等.《现场总线技术及其应用》 机械工业出版社,2005年版 3. 钱晓龙. 《.MicroLogix控制器应用实例》北京:机械工业出版社,2003 4. 邬宽明. 《现场总线技术应用选编》北京:北京航天航空大学出版社,2004 5. 李正军. 《现场总线及其应用技术》北京:机械工业出版社,2005.1. 《自控原理》(跨二级)教学大纲 (课程编号0800303 学分-学时 3-48) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 《自控原理》(跨二级学科)是电工、电子类校级平台课.它的作用是使得学生在学过"电路原理"、"信号与系统"等课程之后,进一步建立系统(特别是反馈系统)的概念.学会描述系统的多种方法.掌握分析系统瞬、稳态性能和稳定性的工具,熟悉现代控制理论的基本概念和各种分析方法.为后续的课程学习及未来的工作打基础. 二、课程内容的教学要求 (1) 自动控制原理概述 ?要求学生了解自动控制原理产生的背景和大致发展历史,知道自动控制系统的基本构成、种类和工作原理. (2) 控制系统的数学描述 掌握控制系统的微分方程描述、状态空间描述、传递函数描述、框图表达与框图化简.学会对一般的机电系统等进行机理建模.了解系统的零、极点等的概念.掌握控制系统频率特性描述、图形化表示方法. (3) 控制系统的瞬、稳态性能分析 建立连续控制系统的瞬态性能指标和稳态误差概念,学会瞬态性能指标和稳态误差的计算方法,能分析一般控制系统的瞬、稳态性能,学习用计算机软件分析系统性能. (4) 控制系统的稳定性分析 掌握稳定性的概念和定义,学习分析系统稳定性的常用判据(代数判据、频域判据、根轨迹分析方法).了解用计算机软件分析系统稳定性. (5) 线性定常系统的运动分析 掌握矩阵指数函数的计算和状态转移矩阵的特性,熟悉定常系统自由运动和受控运动计算方法. (6) 线性系统的能控性和能观性 掌握能控能观性概念及其物理含义,熟悉能控能观性判据,能进行结构分解和能控能观规范型的计算,掌握对偶原理. 三、实验内容和要求 无. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养 学会对实际物理系统进行数学抽象,并用已学过的数学工具进行系统分析,养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯. 2. 计算能力的培养 要求学生通过本课程的学习,能求解线性定常系统运动,具备确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力. 3. 自学能力的培养 通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养 主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养 培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法,以及对计算进行简化和举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机自控原理(跨二级学科) 40 8 绪论 3 控制系统的输入-输出模型 6 1 控制系统的状态空间模型 6 1 稳定性分析 9 1 瞬、稳态性能 6 1 线性系统的状态空间分析 10 4 六、考核方式 总评成绩=平时成绩+理论考核(期末考试)成绩 平时成绩占10% 考试成绩占90%,采用开卷考试,考试范围即为教学内容. 七、教材及参考书 1田玉平主编,自动控制原理(第2版),科学出版社,2006年 2胡寿松主编,自动控制原理,科学出版社,2003年 3郑大钟主编,线性系统理论(第2版),清华大学出版社,2002 《计算机控制技术》(跨二级)教学大纲 (课程编号0882427 学分-学时-实验 3-38-10) 东南大学自动化学院 一、课程的性质与目的 本课程是非自动化专业本科生的跨二级学科公共选修课. 非自动化专业本科学生通过《计算机控制技术》的学习达到扩充专业知识面,以适应当今社会对大学生知识能力不断增长的需要. 因此,课程学习强调基本概念的理解,强调介绍计算机控制技术各种实际应用的例子及设计的思路,强调尽量发挥计算机控制技术实验室现有实验装置的作用、增强学生的感性知识并进而培养学生的实际动手的能力,强调培养学生如何发现并解决实际工作中常见的、比较典型的涉及有关计算机控制技术问题的能力.这样达到在具有一定的先修课程基础的非自动化专业本科学生中普及计算机控制技术的目的. 二、课程内容的教学要求 1.对有"自控原理" 基础知识的学生 典型计算机控制系统的组成、计算机控制系统的分类、计算机控制系统的结构及组成、计算机控制系统的性能及指标、计算机控制系统的分类、对象特性对控制性能的影响、计算机控制技术各种实际应用的例子、计算机控制研究的课题、计算机控制的发展方向及前景、线性离散系统的数学描述和分析方法、Z变换及Z反变换、用Z变换求解差分方程、Z传递函数、线性离散系统的稳定性分析、线性离散系统的性能分析、简单有限拍调节器的设计、有限拍无纹波调节器的设计、有限拍调节器设计的改进、带扰动系统有限拍调节器的设计、基本数字PID控制、积分分离PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行离PID控制算法、带死区的PID控制算法、数字PID调节器参数的整定、数字PID调节器参数的自寻优控制. 2.对没有"自控原理" 基础知识的学生 补充有关"自控原理"基础部分的内容,其余内容同上. 3.经过《计算机控制技术》课程的学习,学生应形成对计算机控制系统的总体概念,能够用计算机控制技术的基本方法分析常见的、典型的实际控制问题,并有一定的解决实际有关计算机控制技术问题的能力. 三、能力培养的要求 在有限的课程教学时间内,通过对《计算机控制技术》课程的学习,学生应注重将课程的学习内容与自己所在专业的背景知识联系起来,从而锻炼获取新知识的能力,增强综合利用多学科的知识来解决实际问题的能力. 四、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机典型计算机控制系统的组成、计算机控制系统的分类、计算机控制系统的结构及组成、计算机控制系统的性能及指标、计算机控制系统的分类、对象特性对控制性能的影响 3 计算机控制技术各种实际应用的例子、计算机控制研究的课题、计算机控制的发展方向及前景 3 线性离散系统的数学描述和分析方法、Z变换及Z反变换、用Z变换求解差分方程 6 Z传递函数、线性离散系统的稳定性分析、线性离散系统的性能分析 12 7 简单有限拍调节器的设计、有限拍无纹波调节器的设计、有限拍调节器设计的改进、带扰动系统有限拍调节器的设计 4 基本数字PID控制 2 积分分离PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行离PID控制算法、带死区的PID控制算法 2 3 数字PID调节器参数的整定、数字PID调节器参数的自寻优控制、计算机智能控制 6 合计 38 10 五、考核方式 总评成绩=平时成绩+实验成绩+期末考试成绩 平时成绩占10% 实验成绩占10% 期末考试成绩占80% 六、教材及参考书 王勤编.计算机控制技术. 东南大学出版社,2002 《数据结构》教学大纲 (课程编号 0900204 学分-学时 3-48) 东南大学计算机科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程是计算机专业的重要基础课.非计算机专业的学生通过选修本课程,将掌握计算机软件设计的基本思想和基础方法,提高计算机应用能力,有利于培养具备综合素质的人材. 通过本课程的学习,学生应掌握基本的数据结构概念以及基于这些结构的典型算法.教学目的是提高学生对抽象概念的理解能力和逻辑思维能力,使学生掌握数据抽象方法,培养学生具备基本的算法设计能力,以及运用计算机软件解决问题的能力,进一步提高学生的计算机理论素养. 二、课程内容的教学要求 1.绪论 1.基本概念:理解数据结构的基本术语,重点掌握抽象数据类型的概念,抽象数据类型的表示方法. 2.算法定义于描述:理解解算法定义,掌握主要的算法描述方法. 3.算法评价和算法分析:理解时间复杂性和空间复杂性概念,掌握渐近的时间复杂度表示方法. 2.线性表 1.抽象数据类型概念:理解线性表的定义和抽象数据类型表示方法. 2.线性表抽象数据类型及顺序存储:线性表的顺序存储和操作实现.理解用含有一维数组的struct结构表示线性表的方法.重点掌握线性表的插入、删除和查找等算法的实现以及时间复杂度的分析. 3.线性表的连接存储:理解线性表的链接存储.掌握单链表的结点结构定义.了解循环链表和双向链表的概念和结构特点.重点掌握单链表中的查找、遍历、插入与删除等算法的实现及其效率分析 . 理解并区分由独立结点构成的单链表和由元素结点结点构成的单链表的相同之处和不同之处.能够运用单链表结构解决应用问题. 3.稀疏矩阵和广义表 1.稀疏矩阵的定义、存储结构:理解三元组表示的稀疏矩阵和十字链表示的稀疏矩阵,掌握三元组表示的稀疏矩阵的快速转置算法. 2.广义表的定义、存储结构:理解广义表的定义、存储结构,掌握广义表的基本运算及算法实现(求广义表的长度,求广义表的深度,建立广义表和打印广义表). 4.栈和队列 1.栈的抽象数据类型及存储表示:理解栈的定义和栈的存储结构,掌握栈的基本操作算法及其实现. 2.栈的应用的典型算法:理解算术表达式的两种表示,掌握对后缀表达式求值的算法和将中缀表达式转换为后缀表达式的算法,理解算法中如何应用栈来完成求值和转换. 3.递归:理解递归的定义和递归过程,掌握递归算法的实现及典型应用. 4.队列的抽象数据类型及存储表示:理解队列的定义和队列的存储结构,掌握循环队列的基本操作算法及其实现. 5.树和二叉树 1.树的定义和性质:理解树的定义,树结构的性质. 2.二叉树的定义和性质:理解二叉树的定义,掌握二叉树的性质,理解二叉树的两种存储结构. 3.二叉树的基本操作算法:掌握二叉树基本算法的实现,能够编写基于遍历的二叉树操作算法和应用算法(建立二叉树,输出二叉树,求二叉树的高度,复制二叉树,删除二叉树等). 4.线索的概念和线索的表示:理解二叉树的线索化与遍历二叉树的关系,基于线索二叉树的遍历算法. 5.二叉排序树:理解二叉排序树的存储结构,理解二叉排序树的查找特点,掌握二叉排序树的查找、更新、插入和删除算法.二叉排序树查找算法的时间代价. 6.哈夫曼树:理解二叉树的带权路径长度和最优二叉树的概念,掌握哈夫曼树的特点,重点掌握构造哈夫曼树的方法,哈夫曼树的应用. 6. 图1.图的抽象数据类型及存储表示:理解图的定义和基本术语. 2.图的主要存储表示:邻接矩阵、邻接表和边集数组. 3.图的遍历:掌握基于邻接矩阵和邻接表的图深度优先遍历和广度优先遍历算法.非连通图的遍历. 4.最小代价生成树:理解生成树与图的遍历的关系,最小代价生成树概念,重点掌握求最小生成树的克鲁斯卡尔算法和普里姆算法. 5.图的最短路径:掌握求单源最短路径的狄克斯特拉算法. 6.拓扑排序:理解用顶点表示活动的AOV网的概念和用途,掌握拓扑排序的算法. 7.理解关键路径概念. 7.查找 1.线性表查找:理解记录、关键字和平均查找长度等术语.在线性表中进行查找的计算时间复杂度的方法.掌握顺序查找算法、二分查找算法及对算法的时间代价的分析. 3.索引和分块:理解索引概念,掌握索引查找算法和分块查找算法. 4.散列查找:理解散列和散列表的概念,理解有关术语,掌握常用的散列函数,理解冲突的概念,重点掌握处理冲突的方法:线性探查法、平方探查法和链接法.散列表运算的实现. 5.二叉查找树:理解平衡的二叉查找树(AVL树)的概念和特点,掌握AVL树的插入操作算法,掌握插入新结点时对不平衡子树的调整方法.理解B-树的概念. 8.排序 1.排序的基本概念. 2.掌握直接选择排序和堆排序算法. 3.掌握气泡排序和快速排序算法. 4.掌握归并排序算法. 5.理解外排序概念. 三、上机实习要求 课内不提供上机时间,学生自己在课外另行安排8小时上机. 要求: 对于链表,栈,二叉树和图分别做4个实验,验证这些数据结构的遍历、插入、查找和删除结点的算法. 四、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:培养对实际对象和问题进行分析与抽象,发现规律,进而建立合理的数据结构,提出解决问题的有效方法的能力;培养分析算法的时间复杂性与空间复杂性的能力以及分析数据结构性能的能力. 2. 设计能力的培养:通过学习典型实例,培养系统地设计数据结构和算法的能力;培养综合运用、集成设计,解决一般问题的能力. 3. 软件测试能力的培养:通过实践环节,调试运行所设计的算法,并通过实例验证其正确性. 4. 自学能力的培养:培养和提高学生整理、概括、消化吸收并灵活运用所学知识的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域,开展实践活动的能力. 5. 表达与思考综合能力的培养:通过理论教学,使学生感受数据结构研究成果的重要意义,通过学习经典算法的精巧思路,领悟逻辑思维的奥妙,从而触类旁通,提高学习科学理论和方法的兴趣.通过作业、实验报告和课堂讨论,培养简明扼要地表达分析问题、解决问题的思路和步骤的能力. 五、建议学时分配 章节 教学内容教学时数 实验内容实验时数 第1章 绪论 2 第2章 线性表 6 链表的插入、遍历和删除 第3章 稀疏矩阵和广义表 4 第4章 栈和队列 4 表达式转换,迷宫问题 第5章树8二叉树的建立、遍历、计算高度 第6章图8建立一个边集数组表示的网,求最小生成树 第7章 查找 8 第8章 排序 8 合计 48 六、考核方式 总评成绩=期末考试成绩. 期末考试实行半开卷方式. 七、教材及参考书 1. 徐孝凯,数据结构实用教程,清华大学出版社,1999年12月2. 殷人昆等.数据结构(用面向对象方法与C++描述).清华大学出版社.2001 《通信原理》教学大纲 (课程编号0403302 学分-学时3-48) 东南大学信息科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程是自动化、计算机科学与工程及仪器仪表专业的跨二级选修课程.本课程的教学目的,是使学生了解模拟通信系统和数字通信系统的组成,初步掌握通信系统各主要部件的工作原理及实现方法,学会分析各种通信系统性能指标. 二、课程内容的教学要求 (1)绪论:掌握信息量、信道容量和系统的有效性、可靠性的概念及传输速率计算方法; 了解通信系统模型中各组成部分的功能; 了解通信技术的发展状况. (2)随机信号分析:掌握随机过程及白噪声的概念; 掌握平稳过程的数字特征(均值、方差、相关函数)的计算方法; 掌握平稳过程通过线性系统后的自相关、功率谱的计算方法; 掌握正态随机过程、窄带噪声的特征、分析方法; 了解信号加窄带噪声的分析方法. (3)模拟调制系统:掌握幅度调制和角度调制信号在时域和频域下的描述,理解和掌握幅度调制和角度调制的基本原理、调制和解调框图和表达式;掌握两种模拟调制系统的抗噪声性能并进行比较;理解频分复用(FDM)的概念;了解各类调制的应用. (4)数字信号的基带传输:掌握二进制基带信号的基本波形,了解数字基带信号的功率谱;掌握基带传输的常用码型及基带传输系统模型;掌握无码间干扰基带传输特性的分析方法以及奈奎斯特第一准则;掌握基带传输系统的理想低通特性、升余弦滚降特性;了解部分响应系统编码方法;掌握眼图和系统性能之间的关系;掌握分析基带传输系统误码率的方法; (5)模拟信号的数字传输:掌握抽样定理; 掌握PCM 编码原理(A律13折线非线性量化编码)及量化信噪比的计算方法; 掌握增量编码调制、差分脉冲编码调制原理; 理解时分复用概念和数字信号复接原理;了解A律PCM基群帧结构. (6)数字调制系统:掌握ASK、FSK、PSK调制、解调原理,已调信号时域表示及频 谱结构; 掌握数字系统抗噪性能分析方法;能使用公式计算2ASK、2FSK、2PSK系统的误比特率;了解数字通信系统的应用. (7)数字信号的最佳接收:理解数字信号接收的统计描述、最佳接收的准则;理解最佳接收机的性能、二进制确知信号的最佳形式、最佳接收机的结构;掌握匹配滤波器的原理及实现方法. (8)同步原理:掌握载波同步、位同步及帧同步的工作原理及获取同步的方法. 三、实验要求 在教学过程中,鼓励同学根据教学进度,利用MATLAB或Systemview系统仿真软件,自己设计仿真通信原理基本内容的小实验. 四、能力培养的要求 (1)教材每章都附有习题和思考题,学生要独立、按时完成老师布置的基本题目,加深理解课堂讲授的理论知识,培养学生的分析和计算能力. (2)一些扩展性的内容作为课后阅读布置作为熟悉和了解的要求,培养学生的自学能 力. (3)教学内容尽量与信号与系统、电子线路、数字电路、概率论、随机过程、线性代数、数字图像处理、移动通信等课程衔接,使学生能不断充实和完善所学知识,融会贯通地建立较为合理的整体知识体系; (4)教学内容紧密结合当前现代通信技术的最新进展,使学生能理论联系实际,培养创新能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机通信系统概述 4 注:习题课和课堂讨论包含在相应的章节中. 随机信号分析 6 模拟调制系统 6 数字信号的基带传输 8 模拟信号的数字传输 8 数字调制系统 8 数字信号的最佳接收 6 同步原理 2 总计 48 六、考核方式 总评成绩=平时成绩(包括作业及课堂练习)+期末考试成绩 平时成绩占20% 期末考试成绩占80% 七、教材及参考书 1樊昌信. 《通信原理教程》. 北京:电子工业出版社,2005年7月 2孙学军等. 《通信原理》.电子工业出版社,2001 3曹志刚等. 《现代通信原理》,北京:清华大学出版社,1992年8月《VLSI设计基础》教学大纲 (课程编号0604300 学分-学时 3-48) 东南大学电子科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程的授课对象主要是各弱电专业的本科生. 教学内容为超大规模集成电路设计的基础理论与基本方法,考虑到许多弱电专业的学生具有电子线路的基础,而没有微电子技术的基础,课程内容从VLSI的主流技术介绍人手引入VLSI设计的四个主要技术基础:器件与工艺基础,集成电路电路基础,版图基础和CAD基础. 希望通过本课程的教学,使学生了解当今VLSI系统设计的方法与技术;掌握MOS器件的基本结构、模型与特性;建立相关工艺基本概念,了解工艺过程,了解设计与工艺的关系及接口;掌握集成电路设计的特点与方法,掌握主要的集成电路设计技术,建立系统集成的概念,建立系统模块化设计的思想;认识集成电路的基本版图;了解集成电路设计系统的构成和完成设计的过程. 二、课程内容的教学要求 器件与工艺基础. 器件基础.要求掌握MOS器件的基本工作原理,掌握基本的公式、定律以及相互关系,了解基本物理效应及其对电路性能的影响. 工艺基础.要求了解基本的半导体工艺技术,如光刻与刻蚀、掺杂、汽相沉积、氧化与热处理等,了解CMOS工艺的基本流程. 集成电路基础. 基本逻辑电路的设计.要求掌握基本CMOS逻辑门电路的结构与设计,掌握CMOS组合逻辑门的设计,理解等效倒相器的等效原理,掌握采用等效倒相器技术设计各种CMOS逻辑门电路中各晶体管尺寸的设计计算方法.了解用于微处理器的基本MOS单元的设计与应用. 晶体管规则阵列设计技术.要求掌握ROM、晶体管开关、PLA的基本构造,掌握用这些技术实现组合逻辑的方法.了解门阵列设计技术与方法.了解晶体管规则阵列技术在VLSI 中的应用. 单元库设计技术.了解单元库设计技术,理解VLSI基本设计理念,掌握基本单元库的设计技术与应用. 模拟集成电路单元.掌握模拟集成电路中的基本元器件的结构与设计,掌握基本偏置单元的设计方法,掌握基本MOS放大器的基本构造与设计方法.掌握MOS运算放大器的组织结构与分析方法. 版图设计基础. MOS器件版图.掌握MOS器件版图的基本形式,了解MOS器件与版图对应的剖面结构,了解版图设计的多样性. 电路版图.掌握可编程器件版图的基本实现方法,基本结构.掌握门阵列结构版图的设计.掌握简单的标准单元版图设计,能够认识与判读较复杂的标准单元和I/O单元版图.能够认识与判读基本模拟集成电路版图. 计算机辅助设计基础. 了解典型的集成电路CAD系统组织结构,运行模式以及在VLSI设计过程中如何组织和运用各设计软件. 三、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是对VLSI及其相关设计进行分析的能力培养,关键是多技术基础知识的综合应用能力的培养. 2. 计算能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对MOS逻辑电路结构进行晶体管参数的计算与验证;初步具有计算模拟集成电路各主要参数的能力. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,对设计问题能够提出多种解决方案,在综合与理解的基础上实现创新. 四、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机VLSI设计基础 46 2 VLSI设计基础概述 3 MOS器件与工艺基础 9 工艺与设计接口 2 晶体管规则阵列设计技术 7 单元库设计技术 6 微处理器 6 模拟单元与变换电路 13 考核 2 五、考核方式 开卷笔试. 期末考试成绩占100% 六、教材及参考书 1李伟华编著. VLSI设计基础.电子工业出版社,2002 2杨之廉、申明.超大规模集成电路设计方法学导论.清华大学出版社,1999 《传感器技术》教学大纲 (课程编号:2212303 学分-学时:3-48) 东南大学仪器科学与工程学院 一、课程的性质与目的 本课程是非电类专业的一门选修课程.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、相应的测量及检测电路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. 二、课程内容的教学要求 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、分类和发展动向.掌握传感器的静特性、动特性和技术指标. 掌握电阻、电容、电感传感器的工作原理、误差和补偿方法及应用,并掌握新发展起来的集成化技术. 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,了解单总线数字温度传感器、热电阻等其他温度传感器工作原理、特点及使用方法. 掌握压电、固态磁敏传感器的种类、工作原理、误差和补偿方法及应用. 掌握各种光电效应定义及所对应的光电传感器、掌握光电管、光电倍增管、光敏电阻、光电池、光敏二极管和光敏三极管等光电器件的工作原理、特点和应用场合. 了解光纤传感器、湿敏传感器和气敏传感器的工作原理、特点和类型及应用. 掌握常用传感器检测电路种类、各自特点及应用场合. 掌握现代传感器检测系统的组成框图及各部分的作用. 前修课程要求 1 、《普通物理》课程应为本课程的先本科程行课程. 2 、《信号与系统》课程应为本课程的先行课程. 3 、《模拟电子技术》课程应为本课程的先行课程. 4 、《电磁场理论》课程应为本课程的先行课程. 三、能力培养的要求 1. 分析能力的培养:主要是比较各种传感器的优缺点,同时也要注意培养针对具体结构选取计算简图的能力的培养. 2. 方案设计能力的培养:要求学生通过本课程的学习,具备对各种参数测量要求给出选择方案,计算误差,调理电路设计. 3. 自学能力的培养:通过本课程的教学,要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力,以及围绕课堂教学内容,阅读参考书籍和资料,自我扩充知识领域的能力. 4. 表达能力的培养:主要是通过作业,清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力. 5. 创新能力的培养:培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯,和对问题提出多种解决方案、举一反三的能力. 五、建议学时分配 课程内容讲课习题课或课堂讨论 实验上机绪论 4 电阻、电容、电感传感器 12 2 压电、固态磁敏传感器 6 光电、光纤传感器 8 2 热电传感器 4 数字式传感器 4 2 现代新型传感器 2 2 合计 40 8 六、考核方式 总评成绩=平时(包括作业及考勤)10%+期末考试90% 七、教材及参考书 1.贾伯年,传感器技术,东南大学出版社,2004 2. 王化祥、张淑英,传感器原理及应用,天津大学出版社,2004.9 3. 黄继昌、徐巧鱼,传感器原理及应用实例,人民邮电出版社,1998 4.吕俊芳,传感器接口与检测仪器电路,北京航空航天大学出版社,1994.6 2. 实验大纲 《微机实验及课程设计》教学大纲 课程名称:微机实验及课程设计 英文名称:Microcomputer Experiments and Projects 课程编号:0883317 面向专业:自动化 学时学分:48学时 1.5学分 本实验课程(在人才培养中的)作用和具体目标 与理论课程教学讲授紧密结合,要求学生通过尽可能多的上机练习加深课堂教学内容的理解和基本训练,并通过单元教学实验、综合测试作业实验强化教学效果,学会综合设计与解决问题的方法. 本实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握微型计算机基本原理、实现技术、计算机系统构成、接口技术及其应用编程方法,也使学生系统科学地接受相关的分析问题和解决问题的训练.具体要求:(1)掌握微处理器和基本接口的结构和工作原理;(2)学会使用汇编语言编程和动态调试;(3)熟悉实验仪基本电路原理;(4)理解和合理选用存贮器和接口芯片;(4)理解掌握主要接口方法、芯片特性和典型应用方法;(5)理解和掌握包括中断技术在内的三类输入输出方法和实现;(6)理解掌握现代高级微处理器的基本原理以及编程控制方法;(7)通过小型综合实验作业,掌握系统分析、设计和调试小型微机应用系统软硬件的基本方法. 二、实验课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 汇编语言程序设计与调试 指令、宏汇编、链接,调试工具,程序框架和典型运算程序 专业基础 基本型 6 1 必做 2 微机总线与简单输入输出 实验装置,输入输出指令/命令操作,基本键盘显示程序设计 专业基础 基本型 (应用性) 2 1 必做 3 存储器与扩展 存储器读写时序理解、扩展原理,程序验证 专业基础 基本型 1 1 必做 4 可编程接并行口芯片8255 8255的工作方式、使用与硬件接口方法,编程,键盘显示应用 专业基础 提高型 (设计应用) 3 1 必做+选做 5 可编程定时/计数器8253 8253工作方式, 编程方法,计数/定时模式典型应用编程 专业基础 提高型 (设计应用) 3 1 必做+选做 6 中断环境与控制器8259应用 中断环境,8259原理和编程,中断处理程序与多任务应用 专业基础 提高型 (设计应用) 3 1 必做+选做 7 串行通信接口芯片8250/8251 N8250/i8251串行通信控制器原理与编程方法;典型程序编制. 专业基础 提高型 (设计应用) 3 1 必做+选做 8 模数转换(A/D) 数模转换(D /A) A/D、D/A转换器与微机接口,典型转换性能和编程方法,处理 专业基础 提高型 (设计应用) 3 1 必做+选做 9 DMA控制器与数据传送 DMA控制器与DMA传送,i8237编程,典型DMA应用(波形发生) 专业基础 提高型 (设计应用) (3) 1 选做 10 32位微机编程调试基础 认识IA-32实模式和保护模式应用、开发环境(工具) 专业基础 基本型 3 1 必做 11 32位微机系统编程调试 设计、实现基于实验设备的32位应用系统框架 专业基础 提高型 (应用性) (3) 1 选做 12 综合设计与测试 综合设计一小型微机硬件应用系统.在10余个测试题(乒乓球比赛、移动靶射击比赛、反应测试仪等)选一完成设计、编程、调试和报告. 专业基础 研究创新型 20 1 必做 13 实验理论指导 1 合计 48+ (6课外) 注: 课程中要求学生掌握基本的硬件和底层软件设计、调试方法,学会分析、排除硬件故障和底层软件缺陷的基本动手能力; 每个实验项目的要求都分为基本部分和提高部分,以满足不同层次的学生的需要,鼓励学生进行自创性研究实验,4-8基本部分实验内容必做,提高部分选做.实验9和11由学生视实验条件安排选作(括号内3+3学时,不单独安排,自行课外或课内解决). 要求学生在预习准备中,认真分析实验电路原理和样例程序原理,通过基本的验证+提高应用实验(硬软件和经验)积累为综合设计打下良好基础; 要强化理论教学效果,培养学生较强的创新能力与实践能力,既需要基本验证性实验,也需要提高应用和综合设计性内容.本课程在理论课结束后安排了设计性实验内容,完成情况作为实验课的主要考核标准.每个综合设计需要综合应用多种微机接口与其它单元电路(3部分以上) ,编制相应的应用软件来构成一个小的微机应用系统,并要求学生获得全面的硬软件及设备使用训练和创新思维、设计报告、总结写作能力培养. 三、教学管理模式与注意事项 教学管理模式:基本验证+提高应用实验过程采用非开放模式,由专门教师和助教指导,并不断规范学生实验操作和分析解决问题的科学方法,安排2-3次(现场或课堂)实验理论指导.综合设计测试部分可根据实验室条件采取半开放或全开放形式,允许学生灵活安排时间,同时根据需要安排基础性指导. 实验课学时合计48学时;课内外学时比1:1.实验分单元验证+提高应用与综合设计测试两部分,安排在两个学期进行: 单元验证+提高应用实验与理论课同步进行, 学时28;实验工具等介绍1学时,综合测试20学时(理论课结束后的下一学期前5周完成). 教学实验和综合作业均保证一人一套实验设备. 四、设备与器材配置 基本实验设备包括: 微机原理与接口实验仪一套; 个人计算机(针对总线扩展型实验仪)一台; 数字示波器及仪表及工具一套. 软件平台为纯MS-DOS 6.22/Windows98SE可选启动环境;配置汇编链接程序、动态调试程序(MASM5.0/MASM6.1/TASM3.0, 编辑器,Debug或TurboDebugger或Soft-ICE). 五、考核与成绩评定 课程采取考查制. 课程成绩=基础单元实验成绩+课程设计验收成绩+课程设计报告成绩 基础单元实验(抽查、实验报告)成绩占40% 课程设计演示验收成绩占30% 课程设计报告成绩30%. 六、教材与参考资料 微机系统与接口实验及课程设计教程(讲义).东南大学自动化学院,2007 戴先中等.微机硬件应用实践——原理与接口.东南大学出版社,1999.8 清华科教仪器厂.TPC-2003A 32位微机接口技术实验教程(讲义).2004 杨素行.微型计算机系统原理及应用(第32版).清华大学出版社,2006 钱晓捷·汇编语言程序设计·电子工业出版社,2003年. 《MCU技术及课程设计》教学大纲(课程设计类) 课程设计 名称:MCU技术及课程设计 英文名称:Comprehensive course of the MCU(Micro Controller Unit)design 课程编号:0883431 面向专业:自动化 课程总学时:___ 32 ___;讲授学时____14__;实验学时24 (折合12讲授学时);综合课程设计12(折合6讲授学时) 课程学分: ___ 2 _ __; 一、本课程的地位、作用和任务 《(微控制器---MCU)综合课程设计》是自动化专业一门以实验实践教学为主的综合性专业课程.它的前修课程主要为"计算机科学基础"、"计算机结构与逻辑设计"、"微机系统与接口"等课程.通过本课程的教学、实验与实践等环节,使学生能掌握各种常见MCU系统的各部分组成、工作原理、接口与扩展方法,汇编语言程序设计、C语言程序设计技术、基于微控制器的数据采集系统设计和微控制器系统综合设计;培养学生综合运用前修课及本课程的知识,逐步掌握根据具体检测与控制要求、主要技术性能设计出高性能价格比及先进实用的智能化测控仪表及系统和方法与技术.为学生毕业设计和日后走上工作岗位或进一步深造打下良好的基础. 二、本课程教学内容(授课14学时) 微控制器的基础知识 1学时 微控制器的一般组成及工作原理 1学时 微控制器的指令系统 1学时 微控制器汇编语言程序设计 1学时 微控制器的I/O和存储器扩展方法 1学时 微控制器系统的中断技术 1学时 微控制器的输出控制接口与人机接口设计 2学时 基于微控制器的数据采集系统设计 2学时 微控制器的串行通信技术 2学时 微控制器系统综合设计 2学时 三、本课程实验内容(课程实验24学时) 1、熟悉8位和16位微控制器开发实验环境 3学时 2、汇编语言多字节加、减和多位二、十进制数互相转换编程实验 1学时 3、汇编语言多字节乘、除法编程实验 1学时 4、C语言编程设计实验 2学时 5、I/O接口与LED静态显示实验 2学时 6、中断与定时编程设计实验 3学时 7、LED循环与中断方式动态显示设计实验 (选做)3学时 8、键盘输入与显示综合设计实验 2学时 9、A/D转换实验 2学时 10、D/A转换实验 2学时 11、异步串行通信(向上位机传按键值)实验(选做)3学时 注:以上实验除7、11为选做外,其余均为必做. 四、自选题综合设计(12学时) 由学生自己拟定设计题目,经指导教师审查,(或修改后)同意后实施. 五、教学管理模式与注意事项 采用多媒体课堂以多媒体课件、电子教案为主要形式进行课堂授课. 在实践教学过程中,根据东南大学电工电子中心和东南大学计算机硬件实验中心目前条件,每套实验装置配备PC+伟福(MCU)仿真器+ MCU实验、开发板;把全体学生分成两人为一小组,每套实验装置安排1小组.小组成员轮流担任首席实验人,各小组同时进场,实验指导老师实时检查各组独立完成实验情况,根据完成质量、实验用时和实验报告记录每次每组实验成绩. 要求学生充分利用课外学时,主动学习,完成实验预习和编程设计准备工作,学生实验设计主要在课外完成,课内时间主要用于调试及疑难解答,课内外学时比例为1:1. 六、考核与成绩评定 1.本课程学生成绩构成如下. 学习态度:10分 课程实验:40分 自选综合设计:50分 总分按百分制评定. 2.学习态度评分标准 不无故旷课、不迟到早退、遵守课堂纪律、保持课堂整洁:5分 遵守实验室规章制度,爱护实验设备,保持实验室整洁、安静:5分3.课程实验评分标准 ①基本完成全部"必做实验",评定成绩为24~28; ②高质量完成全部"必做实验",评定成绩为28~32; ③在高质量完成全部"必做实验"基础上全部完成"选做实验" 评定成绩为32~36. ④高质量完成所有实验,评定成绩为36~40. 同—挡完成情况成绩高低主要看实验报告质量和实验平均用时多少.如果其实验设计有创新,且正确,实验成绩可上浮一档,创新程度大、水平高者可上—档高限分值;以此鼓励学生进行创新,充分发挥他们在实验中的主体作用. 评定完成实验质量高低的主要依据是:预习情况、实验方案的合理性和创新性、实验动手能力的强弱、实验结果的正确性和实验报告质量等,指导教师对每位学生的每次实验进行记录,平均后最后进入综合评定课程成绩. 如两人以上一组,则首席实验人(同时为实验报告执笔者)获同档成绩上限,组内其他同学为获同档成绩下限. 4.自选综合设计评分标准 选题合理性满分 8分①选题基本合理 5分②选题比较合理 6分③选题合理 7分④选题非常合理 8分 方案先进性与合理性满分 16分①方案不合理 <8分②方案基本合理、技术比较先进 9~11分③方案合理、技术先进 12~14分④方案有创新且正确 15~16分 设计质量(包括正确性、完整性与性价比)满分26分; ① 设计中有重大错误 <13 分②设计仅有1~2个较大错误 13~17分③设计仅有较小错误(视个数)18~20分④设计正确或仅有1个小错误且性价比较高 21~23分⑤设计正确且有创新或性价比很高 24~26分注:学生自选(课程)综合设计题需经教师评审通过,若学生自选(课程)综合设计题明显不合理,学生需重新另提选题直至教师评审通过. 七、教材与参考资料 [1]、张毅刚主编.单片机原理及应用("十五"国家级规划教材).北京:高等教育出版社,2003. [2]、李广弟 朱月秀 王秀山编著.单片机基础(修订本)北京:北京航空航天大学出版社,2001. 《DSP技术及课程设计》教学大纲(实验课程类) 课程名称:DSP技术与应用 英文名称:DSP Technology and Applications 课程编号:0885326 面向专业:自动化 学时学分:32学时 2学分(理论课20学时,实验课24学时) 课程作用和具体目标 《DSP技术与应用》是自动控制系对本科三年级学生开设的专业实践课程.本课程的教学目的是通过大纲所列内容的学习与实践,开拓学生在现代控制技术技能上的视野,进一步提高学生硬件设计水平和工程实践能力,熟悉掌握DSP硬件结构和软件编程的应用,为今后从事工程实践活动培养严谨的工作作风以及创新的思维和能力并建立厚实的知识技能基础. 二、课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 学时分配 每组人数 备注 1 DSP开发集成环境及编程基础 ccs集成环境的了解,简单运算的实现,软仿真. 教学时数4学时 设计调试4学时 2~3 必做 2 DSP中断实验 基于5402平台编写中断程序,掌握DSP中断技术,学会对于DSP中断的处理方法. 教学时数4学时 设计调试4学时 2~3 必做 3 定时器实验 基于5402平台利用串口通信触发中断,实现adda转换. 教学时数4学时 设计调试4学时 2~3 必做 4 外部通信及接口电路实验 利用串口通信触发中断,实现adda转换,编写io端口读写程序,掌握DSP的I/O的操作方法 教学时数4学时 设计调试4学时 2~3 必做 5 5402综合设计实验 1通过5402DSP实现快速傅立叶变换(FFT)算法. 2实现一个任意波形发生器 教学时数4学时 设计调试8学时 2~3 选做 三、教学管理模式与注意事项 教学管理模式:本课程为自动控制系专业选修课,分理论教学课程和实验实践两部分.理论教学主要介绍dsp的基础知识和理论基础;实验实践着重培养学生的动手能力和创新能力.实验课由任课老师和研究生助教共同指导,职责为:1、对学生实验进行指导,并实行管理工作.2、对实验进行当堂考核,其成绩将计入最终的成绩.3、在学生实验前,对实验仪器进行检查,并进行维护工作. 四、设备与器材配置 硬件资源配置 Dsp实验平台,微机 软件资源配置 Ccs集成dsp开发平台 五、考核与成绩评定 上课态度: 遵守上课纪律,不迟到早退旷课;实验时数达到课程规定的基本要求;事先对实验相关理论和实验内容预习并基本理解,预先设计实验方案. 考核方法:抽查,通过上课点名,实验签到掌握学生到勤情况;学生上交实验预习报告. 成绩比例:10% 实践成绩: 进行实验的熟练程度,实验是否表现出创新性;通过两三个问题检查学生对实验理论的了解程度;实验报告是否认真,符合要求. 考核方法:对每次实验验收,批改实验报告 成绩比例:30% 期末考试: 综合实验,利用实验室资源完成一个比较完整的综合体系;主要考察学生自主开发的能力,完成实验的动手能力. 考核方法:教师现场评判验收,实验报告 成绩比例:60% 六、教材与参考资料 1.张雄伟 曹铁勇编著,dsp芯片的原理与开发应用(第3版), 北京:电子工业出版社,2001 2.Texas Instruments Incorporated 著. 张卫宁编译. TMS320C28x系列DSP中文手册. 北京:清华大学出版社, 2005 3.清源科技编著, TMS320C54X应用程序设计教程,北京:机械工业出版社,2004 《PLC原理及课程设计》教学大纲(课程设计类) 课程设计 名称:PLC原理及课程设计 英文名称:The Principle of PLC and Course Project 课程编号:0882433 面向专业:自动化 课程总学时:___ 32 ___;讲授学时____10 __;实验学时____44 __; 课程学分: ___ 2 _ __; 课程设计作用和具体目标 本课程设计是自动化专业课程体系中的一门重要的实践性课程.其目的是使学生将已学过的电机、传感器及可编程控制器的设计等知识综合运用于可编程控制器的系统设计中,从而培养学生的综合设计能力.通过实践教学平台培养学生自主学习、正确分析和解决问题的能力,在整个设计过程中,既使学生巩固、加深所学理论知识,又能培养学生观察能力、动手能力、思维能力和创新能力. 二、设计内容,学时分配与组织 序号 设计(或实践)项目名称 内容提要 学时分配 每组人数 备注 1 X-Y绘图仪的PLC控制系统 可以用绘图仪完成直线,四边形,园等的绘制 教学时数10学时,设计调试44学时 2 选做 2 智能交通灯PLC控制系统 十字路口交通灯的控制,可以实现红绿黄等的切换和倒计时显示,强制通行和双车道控制等 教学时数10学时,设计调试44学时 2 选做 3 RockwellPLC控制的十层电梯系统 十层电梯运行,轿箱和门厅呼叫响应,平层和轿箱门的控制等 教学时数10学时,设计调试44学时 2 选做 三、教学管理模式与注意事项 采用多媒体课堂教学外,另外还提供仪器使用手册等为主要教学资源,为学生提供自主学习、实践的教学手段. 在实践教学过程中,要及时了解学生在课程设计中遇到的问题,进行启发式指导,鼓励他们自主设计,积极创新,逐渐克服对老师的依赖心理,养成自主发现问题、解决问题的习惯. 结合各专业的实际要求,安排1个以上的设计课题供学生选择,学生在所给设计课题中选做一项(也可自拟设计课题,但要满足一定的技术要求,并经指导教师认可),要求设计并调试出符合课题要求的样品,写出符合要求的设计报告.要求学生充分利用课外学时,主动学习,完成电子系统的设计任务,学生设计主要在课外完成,课内时间主要用于调试及疑难解答,课内外学时比例为1:2.5.实验室对学生开放,允许学生课外进入实验室自主上机,并使用相应实验设备. 四、设备与器材配置 微机一台,可编程综合实验系统一套. 五、考核与成绩评定 本课程不安排考试,学生成绩以其学习态度、报告、实验样品以及答辩情况评定.具体分配如下: 学习态度:10分 实验样品:60分 报告:10分 考核:20分 总分按优、良、中、及格、不及格评分. 学习态度评分标准: 不无故旷课、不迟到早退、遵守纪律:5分 护公物、保持课堂整洁、热爱集体、乐于助人、有上进心:5分 实验样品评分标准: 功能:30分 指标:20分 创新:10分 报告评分标准: 方案:5分 实验结果分析:4分 考核评分标准: 1.方案 10分2.结果演示 10分六、教材与参考资料 1.钟福金、吴晓梅.可编程序控制器.南京:东南大学出版社,2003. 2.钱晓龙,李鸿儒.智能电器与MicroLogix[M].北京:机械工业出版社.2003.3 3.钱晓龙.MicroLogix控制器应用实例[M]. 北京:机械工业出版社.2003.5 4.Rockwell plc 控制的十层电梯实验指导书 5.智能交通灯系统控制实验指导书 6.plc控制的x-y绘图仪实验指导书 《嵌入式系统及课程设计》教学大纲(课程设计类) 课程设计 名称:嵌入式系统及课程设计 英文名称:Principle & Design of Embedded Systems 课程编号:0880325 面向专业:自动化、仪表类 课程总学时:___ 32 ___;讲授学时___23 __;实验学时____18 __; 课程学分: ___ 2 _ __; 一、本课程设计或综合实践(在人才培养中的)作用和具体目标 本课程设计是自动化专业限修的一门主要的专业基础课.通过课程学习和实验,使学生掌握嵌入式系统的基本原理、典型的嵌入式CPU、常用的嵌入式操作系统等知识,同时掌握嵌入式系统的基本设计与开发的基本方方法与步骤,基本具有独立设计、开发、调试一个嵌入式系统产品的能力.课程设计的实验平台主要有ARM系列、EIA X86系列评估板与嵌入式linux/windows CE组合的教学实验系统.通过实验课,学生应能熟练地掌握嵌入式系统交叉编译环境的建立、使用,掌握嵌入式系统软件设计与编程、调试等知识. 二、设计(或实践)内容,学时分配与组织 序号 设计(或实践)项目名称 内容提要 学时分配 每组人数 1 嵌入式系统的基本概念 嵌入式系统的概念、特点、发展趋势;典型的嵌入式CPU简介 2 集中授课 2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统的原理及其特点.简单介绍几种典型的嵌入式操作系统,如VxWorks,、Windows CE、μC/OS-II, QNX、和embedded Linux. 重点是开源的嵌入式Linux的原理及定制. 5 集中授课 3 嵌入式系统的开发方法与步骤 基于32位嵌入式CPU的嵌入式产品开发的基本方法;重点是该方法与传统的8/16-bit 单片机开发的共性与差异. 4 集中授课 4 嵌入式系统的开发环境 嵌入式系统开发的环境需求,和建立.重点介绍ARM集成开发环境和 EIA X86开发环境,指导学生自己建立嵌入式Linux开发环境. 4 集中授课 5 嵌入式系统开发案例分析 以几个嵌入式系统开发的成功案例,如网关开发等,引导学生巩固嵌入式系统产品的设计与开发技能; 8 集中授课 6 嵌入式系统的开发环境的设计 了解嵌入式系统开发环境的组成、评估板的功能及主要器件,初步掌握交叉编译环境的应用 4 2 7 嵌入式评估板的板级支持包的设计 了解嵌入式系统评估板的板级支持包的定制方法和启动引导的基本知识. 4 2 8 嵌入式操作系统的定制和移植 典型嵌入式操作系统(linux,windos CE)的定制和移植 4 2 9 中断与串行通信实验设计 了解中断原理,并设计与实现一个简单的串口通信实验程序 2 2 10 自选课程综合实验设计 配合课程设计,自主编制一个利用教学评估板实现一具体功能的程序. 4 2 三、教学管理模式与注意事项 课程教学为集中式授课; 学生实验分组进行,由老师和助教直接指导,课后也可直接与指导老师联系; 每个实验项目的要求都分为基本部分和提高部分,以满足不同层次的学生的需要,鼓励学生进行自创性研究实验,基本部分实验内容必做,提高部分选做. 每一个实验内容的编写中,以预习思考题及注意事项的形式,给学生一些启发性的提示,引导学生对内容中的难点、重点、易错的问题进行预习,通过查阅资料、答疑等方式进行思考并找出解决的方法,拿出解决的方案,从而不仅加强了理论知识的理解和掌握,而且提高了解决实际问题的能力. 实验的过程直接在指导老师监督下进行,实验后必须撰写相应的实验报告,作为学业评估的主要依据. 四、设备与器材配置 15台EIA X86的实验平台(Intel捐赠); 7台Xscale的实验平台( Intel捐赠); 20台ARM 7 实验平台(自制); 25台P3 500 以上的PC机配套; 一台文件服务器,作为共享文件的存放处,通过局域网共享. 五、考核与成绩评定 总评成绩=试验成绩(50%)+大型课程设计报告(50%) 六、教材与参考资料 1.自编讲义(或教材); 2.陈文智:嵌入式系统开发原理与实践,清华大学出版社,2005年8月; 3.李善平,Linux 与嵌入式系统,清华大学出版社, 2003.1 4.李驹光等,ARM应用系统开发祥解,清华大学出版社,2003.12 《检测技术》教学大纲(实验课程类) 课程名称:检测技术 英文名称:Detect Technology 课程编号:0883321 面向专业:自动化 学时学分:16/0.5 本实验课程(在人才培养中的)作用和具体目标 与现代检测技术理论课程教学讲授紧密结合,要求学生通过尽可能多的实验加深课堂教学内容的理解和基本训练,强化教学效果,学会综合设计与解决问题的方法. 通过本课程的教学与实践环节,使学生能掌握各种常见机械、热工等工程量的检测方法和技术;了解目前国内、外用于这些工程量测量与控制的常用及先进的各类自动化仪表及系统;培养学生综合运用前修课程及本课程的知识,逐步掌握根据具体检测、控制要求,设计出高性能价格比及先进实用的自动检测、控制仪表及系统的方法与技术 二、实验课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验 性质 实验 类型 学时分配 每组 人数 备注 1 压力测量实验 了解利用箔式电阻应变片、压阻式压力传感器测量压力的原理与方法 专业 主干 设计型 2 1-2 必做 2 转速测量实验 了解利用霍尔式、磁电式、光电式转速传感器测量转速的原理与方法 专业 主干 设计型 2 1-2 必做 3 位移测量实验 了解利用电容式、电涡流式、霍尔式传感器测量位移的原理与方法 专业 主干 设计型 2 1-2 必做 4 温度调节实验 掌握温度测量、控制系统中软硬件的设计、调试. 专业 主干 设计型 2 1-2 必做 5 温度测量实验 了解利用Pt100铂电阻、集成温度传感器、热电偶测量温度的原理与方法 专业 主干 设计型 2 1-2 必做 6 实验电机转速测量、控制实验 电机转速测量、控制系统方案设计、测量软件设计、系统调试 专业 主干 综合型 6 1-2 必做 三、教学管理模式与注意事项 实验过程采用非开放模式,由专门教师和助教指导,并不断规范学生实验操作和分析解决问题的科学方法. 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查预习情况. 实验小组每个人数为1-2人,实验的时间均为2-8小时. 要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并完成实验报告. 鼓励利用课外时间进行相关的课外研学. 四、设备与器材配置 1.实验台 1台2.计算机 1台3.示波器 1台4.万用表 1台5.导线 若干 五、考核与成绩评定 1.本课程最终成绩以优秀、良好、中等、及格、不及格五挡评定(相应于百分制为:大于等于90、80~89、70~-79、60~69、小于60). 评定完成实验质量高低的主要依据是:预习情况、实验方案的合理性和创新性、实验动手能力的强弱、实验结果的正确性和实验报告质量等,指导教师对每位学生的每次实验进行记录,最后综合评定课程成绩. 六、教材与参考资料 1.周杏鹏等.现代检测技术.高等教育出版社,2004.1 2.祝学云.检测技术实验指导书.南京:东南大学讲义 《运动控制》教学大纲(实验课程类) 课程名称:运动控制 英文名称:Motion Control 课程编号:0883322 面向专业:自动化 学时学分:16学时 0.5学分 一、课程作用和具体目标 电力拖动及运动控制系统实验是《电力拖动及运动控制系统》课程中重要的教学环节,通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识.通过相关实验,使学生对电机的工作原理和调速有一个感性的认识,加深学生对常用电气元件的认识和使用,对双闭环调速系统、位置随动系统和交流变频系统基本工作原理的理解和认识,为今后在工程实际中设计性能优良的运动控制系统打下基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 认识实验 了解常用的电气控制元件和电机机组 专业基础 基本型 2 2-4 必做 2 直流电动机运行特性实验 测试直流电动机的起动特性和机械特性 专业基础 基本型 2 2-4 必做 3 并励发电机实验 了解并励发电机的自励过程,测试发电机的运行特性 专业基础 基本型 2 2-4 必做 4 交流电动机实验 测试交流电动机的机械特性 专业基础 基本型 2 2-4 必做 5 转速单闭环直流调速系统实验 测定和比较V-M调速系统的开环机械特性和转速单闭环系统的静特性. 专业基础 基本型 2 2-4 必做 6 转速、电流双闭环直流调速系统 研究电流环和速度环的动态特性,测定系统在高、低速时完整的静特性. 专业基础 基本型 2 2-4 必做 7 SPWM正弦脉宽调制变频器-异步电动机变频调速系统 用SPWM变频器给三相异步电动机供电,实现变频调速运行;改变V/f曲线,观察变频器在不同低频补偿条件下的低速运行情况. 专业基础 基本型 2 2-4 必做 8 基于PULSII1336变频器的恒压变频系统 用Rockwell公司的PULSEII1336变频器组成一个实际的恒压变频系统,掌握变频调速系统的设计 专业基础 提高型(综合性 ) 2 2-4 必做 三、教学管理模式与注意事项 1学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 2指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查预习情况. 3实验小组人数为2—4人,每个实验的时间均为2小时,由学生独立操作完成实验. 4要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并完成实验 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 课程采取考查制 课程成绩=基础单元实验成绩+课程设计报告成绩 基础单元实验(抽查、实验报告)成绩占60% 课程设计报告成绩占40% 五、设备与器材配置(每组) 1.试验台 1台2.秒表 1只3.导线 20根4.示波器 1台5.电阻箱 1台6.万用表 1个六、实验任务书与参考资料 1.陈伯时主编.电力拖动自动控制系统.机械工业出版社,2003 《过程控制》教学大纲(实验课程类) 课程名称:过程控制 英文名称:Process Control 课程编号:0883323 面向专业:自动化 学时学分:16学时 0.5学分 本实验课程(在人才培养中的)作用和具体目标 过程及过程控制实验是《过程及过程控制》课程中重要的教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生建立过程控制基本概念如各类传感器(如温度、压力、流量、液位等)、执行器(调节阀、变频器)、控制器(数字式PID调节器、PLC)等的感性认识;加深学生对常规过程控制策略、各类复杂过程控制系统(串级、前馈、时滞、解耦、均匀等)的工作原理的理解和认识;学会典型过程控制仪表的选择和使用方法,掌握各类过程控制系统的设计和整定,为今后在工程实际中设计性能优良的过程控制系统打下良好基础. 与理论课程教学讲授紧密结合,要求学生通过尽可能多的上机练习加深课堂教学内容的理解和基本训练,并通过单元教学实验、综合测试作业实验强化教学效果,学会综合设计与解决问题的方法. 本实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握过程控制基本原理、实现技术、计算机系统构成、仪表技术及其应用方法,也使学生系统科学地接受相关的分析问题和解决问题的训练.具体要求:(1)掌握过程控制的结构和工作原理;(2)学会使用组态语言编程和动态调试;(3)熟悉实验设备基本电路原理;(4)理解和合理选用设备和仪表;(4)理解掌握主要接口方法、系统特性和典型应用方法;(5)理解和掌握包括参数工程整定在内的温度、流量、压力、液位单回路调节器的方法和实现;(6)理解掌握串级控制的理以及编程控制方法;(7)通过小型综合实验作业,掌握系统分析、设计和调试过程控制应用系统软硬件的基本方法. 二、实验课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 智能调节器使用 掌握被控过程的自衡特性, 掌握被控过程的时域响应建模方法. 专业基础 基本型 2 2~4 必做 2 组态王软件使用 掌握组态王软件方法,通过组态王软件作业,掌握组态王软件分析、设计和调试过程控制应用系统软硬件的基本方法. 专业基础 基本型 (应用性) 2 2~4 选做 3 温度传感器标定 了解温度检测的几种方法,掌握热电阻的特性,掌握用热电阻测温的方法. 专业基础 基本型 2 2~4 必做 4 调节阀标定 了解调节阀即该设备中的电动阀和电磁阀的结构形式及这两种执行机构的特点,掌握调节阀的工作流量特性,掌握如何选择调节阀. 专业基础 基本型 2 2~4 必做 5 流量仪标定 了解被控过程的自衡和非自衡特性,掌握单容过程和多容过程的典型传递函数,掌握飞升曲线的建模方法. 专业基础 基本型 2 2~4 选做 6 加热器应用 了解执行机构的特点,掌握加热器的工作特性,掌握如何选择加热器. 专业基础 提高型 (设计应用) 2 2~4 选做 7 锅炉液位控制系统实验 掌握PID控制的基本工作原理及其特点. 专业基础 提高型 (设计应用) 2 2~4 必做 8 进水流量控制系统实验 了解模拟式PID调节器的原理、控制算法及特点. 专业基础 提高型 (设计应用) 2 2~4 必做 9 压力控制系统实验 掌握数字式PID调节器的原理、控制算法及特点. 专业基础 提高型 (设计应用) 2 2~4 选做 10 锅炉温度控制系统实验 了解各种控制规律对单回路系统的影响,掌握如何选择控制规律. 专业基础 提高型 (设计应用) 2 2~4 必做 11 串级控制系统实验 掌握串级控制系统的主要特点,掌握串级控制系统的设计方法,了解串级控制系统参数整定方法. 专业基础 基本型 2 2~4 必做 12 大时间滞后控制系统实验 了解时间滞后控制系统的常用解决方案,了解预估补偿控制,掌握大滞后过程的采样控制. 专业基础 提高型 (应用性) 2 2~4 选做 13 压力、锅炉液位、锅炉温度、出水流量四回路控制系统实验 掌握计算机过程控制系统的特点,了解计算机过程控制系统的应用型式,掌握基于PLC的监督控制与数据采集(PLC—SCADA)系统的特点和应用. 专业基础 研究创新型 2 2~4 选做 注: 1 课程中要求学生掌握基本的硬件和底层软件设计、调试方法,学会分析、排除硬件故障和底层软件缺陷的基本动手能力; 2 每个实验项目的要求都分为基本部分和提高部分,以满足不同层次的学生的需要,鼓励学生进行自创性研究实验,基本部分实验内容必做,提高部分选做. 3要求学生在预习准备中,认真分析实验电路原理和样例程序原理,通过基本的验证+提高应用实验(硬软件和经验)积累为综合设计打下良好基础; 4 要强化理论教学效果,培养学生较强的创新能力与实践能力,既需要基本验证性实验,也需要提高应用和综合设计性内容.本课程在理论课结束后安排了设计性实验内容,完成情况作为实验课的主要考核标准.每个综合设计需要综合应用多种接口与其它单元电路(3部分以上) ,编制相应的应用软件来构成一个过程控制应用系统,并要求学生获得全面的硬软件及设备使用训练和创新思维、设计报告、总结写作能力培养. 三、教学管理模式与注意事项 教学管理模式:基本验证+提高应用实验过程采用非开放模式,由专门教师和助教指导,并不断规范学生实验操作和分析解决问题的科学方法,安排2-3次(现场或课堂)实验理论指导.综合设计测试部分可根据实验室条件采取半开放或全开放形式,允许学生灵活安排时间,同时根据需要安排基础性指导. 1 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 2指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查预习情况. 3实验小组人数为2—4人,每个实验的时间均为2小时,由学生独立操作完成实验. 4要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并完成实验报告. 5学生在完成全部"必做实验"的同时,可根据自己的实际情况,选择"选做实验".实验时间自定(需提前预约,以便安排),数量不限. 四、设备与器材配置 基本实验设备包括: 程控制实验装置(含实验对象及控制台等) 一套; 个人计算机(针对串行总线扩展型实验仪表)一台; 数字示波器及仪表及工具一套. 软件平台为Windows2000环境,配置组态王软件、动态调试程序. 五、考核与成绩评定 1 实验态度: 遵守开放实验室的规章制度;实验时数达到课程规定的基本要求;事先对实验相关理论和实验内容预习并基本理解,预先设计实验方案. 考核方法:抽查.要求教师抽查每位学生1—3次,期中后,学生可主动向值班教师申请检查. 成绩比例:10% 2实验能力: 主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力;实验报告规范符合要求,对实验结果的分析情况,思考题解答情况. 考核方法:批改实验报告 成绩比例:20% 3期中考试: 开卷.检查学生对课程教学大纲基本要求掌握的情况,学生对仪器设备的操作情况,学生进行实验设计、搭试基本实验电路及实验完成质量情况. 考核方式:学生按班级进行设备操作考试,试题选与实验必做内容难度相当的硬件设计应用性电路.教师现场检查验收 成绩比例:30% 4期末考试: 开卷.学生按照试题要求书面完成实验题目的设计方案,并按时完成实验要求的内容,检查学生对仪器设备的操作情况. 考核方法:教师现场评判验收 成绩比例:40% 5成绩评定: 实验课程按优、良、中、及格、不及格五级分制评分.如果期末考试成绩不及格,该实验课程成绩为不及格.获课程实验设计大赛一、二等奖的学生期末考试可免考,一等奖获得者期末成绩等同于优,二等奖获得者成绩可等同于良;二等奖获得者也可选择参加期末考试,以期末考试成绩进行实验课程成绩评定. 六、教材与参考资料 1.陈强. 过程控制实验指导书,南京:东南大学讲义 2.陈夕松等. 过程控制系统,北京:科学出版社,2005 《控制基础》教学大纲(实验课程类) 课程名称:控制基础 英文名称:Basic Control 课程编号:0883318 面向专业:自动化 学时学分:32学时 1学分 本实验课程(在人才培养中的)作用和具体目标 与自动控制原理课程教学讲授紧密结合,并通过教学实验强化教学效果,加深对自动控制原理课程基础理论知识和基本分析设计方法的理解,学会综合设计与解决问题的方法. 本实验课程的教学目的和要求是使学生通过实验手段掌握自动控制系统的基本原理、掌握分析系统动、静态性能和稳定性的一般方法和手段,初步了解系统校正的一些常用方法,同时使学生学会用系统分析的方法分析和解决问题.具体要求:(1)了解闭环反馈控制系统的构成原理及一般组成;学会确定控制系统反馈极性的方法;了解闭环控制系统对被调节量的调节作用;(2)通过频率响应实验,掌握用正弦信号和示波器测定开环系统的频率特性.学会在幅频特性曲线上确定开环系统的参数;(3)研究附加零、极点对闭环系统动态特性的影响;了解校正在控制系统中的作用,掌握选取校正线路和参数的方法;(4)理解和掌握相平面分析方法原理和应用;(4)理解掌握采样器和保持器的构成原理,掌握信号被采样保持后的波形与采样频率之间的关系,验证香农定理;(5)理解和掌握状态反馈的基本概念,能通过状态反馈极点配置设计完成控制器综合;(6)理解掌握观测器概念和特点,掌握观测器的设计和实现;(7)掌握利用Matlab/Simulink软件实现对系统分析、设计、仿真实现和实时控制的方法和手段. 二、实验课程内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 闭环电压控制系统 了解闭环反馈控制系统的构成原理及一般组成;学会确定控制系统反馈极性的方法;了解闭环控制系统对被调节量的调节作用 专业基础 基本型 2 2 必做 2 频率特性的测试与系统参数的确定 通过频率响应实验,掌握用正弦信号和示波器测定开环系统的频率特性.学会在幅频特性曲线上确定开环系统的参数 专业基础 基本型 (应用性) 3 2 必做 3 电压控制系统的校正 研究附加零、极点对闭环系统动态特性的影响;了解校正在控制系统中的作用,掌握选取校正线路和参数的方法. 专业基础 基本型 2 2 必做 4 串联校正仿真研究,PID参数调节规律仿真研究 实现超前校正、滞后校正、超前-滞后校正四种校正,通过分析测量开环增益、超调量、过渡时间等,比较各校正网络的特点. 专业基础 设计型 3 2 选做 5 采样控制系统 了解采样器和保持器构成原理.观察信号被采样保持后的波形与采样频率之间的关系,验证香农定理.用电机等构成一个离散位置随动系统,采用串联校正使其满足给定的性能指标. 专业基础 基本型 3 2 必做 6 状态反馈系统 给定一个能控的二阶系统,并给出期望性能指标.要求用状态反馈进行极点配置,使其满足期望指标,并测量阶跃响应曲线验证. 专业基础 基本型 3 2 必做 7 状态观测器 设计并实现一个全阶状态观测器.合理选择观测器极点,分析不同观测器极点对观测性能的影响. 专业基础 基本型 3 2 必做 8 非线性控制系统研究 对具有继电特性的二阶系统,观察其相平面轨迹.引入速度反馈,通过观察相平面轨迹曲线及阶跃响应曲线,分析速度反馈对控制系统性能的改善. 专业基础 基本型 3 2 选做 9 综合设计与测试 对一个发电机系统,要求用现代控制理论知识设计控制系统,使其满足下列指标:系统稳态误差为零,过渡时间小于1秒,超调量小于20%. 专业基础 提高型(综合性) 10 3 必做 注: 1课程中要求培养学生在掌握课程知识、概念、原理方法基础上,独立思考、独立解决问题、实验与仿真实现的能力. 2每个实验项目的要求都分为基本部分和提高部分,以满足不同层次的学生的需要,引导鼓励学生进行自创性研究实验,基本部分实验内容必做,提高部分选做. 3要求学生学会对实际物理系统进行数学抽象,并用已学过的数学工具进行系统分析和综合,养成将来在工程实际中经常进行理性思维的习惯.学会借助于计算机进行系统分析和设计.为综合设计打下良好基础. 4要求学生实验前要预习半小时以上,实验目的明确.实验时态度认真,遵守纪律,注意安全.写实验报告时,对实验原理的透彻理解,实验曲线、实验数据说明的问题要充分解释,实验结论清楚准确. 三、教学管理模式与注意事项 教学管理模式:基本验证+提高应用实验过程采用非开放模式,由专门教师和实验助教指导,在实验课程中注意及时引导学生处理在实验操作中出现的问题,安排2-3次(现场或课堂)实验理论指导.综合设计测试部分可根据实验室条件采取半开放或全开放形式,允许学生灵活安排时间,同时根据需要安排基础性指导. 实验课学时合计32学时;课内外学时比1:1.实验分单元验证+提高应用与综合设计测试两部分,安排在两个学期进行: 单元验证+提高应用实验与理论课同步进行, 学时22;综合测试10学时(安排在理论课结束后的下一学期前5周完成). 四、设备与器材配置 基本实验设备包括: 天煌教仪公司的自动控制系统实验设备一套; 个人计算机一台; 软件平台为Windows XP操作系统,MATLAB等软件 五、考核与成绩评定 课程单独考核,采取考查制,单元实验报告成绩占40%,综合设计成绩占60%. 六、教材与参考资料 1.马天河. 新编实验指导书/教材(修订中) 2.田玉平等.自动控制原理(第二版).科学出版社,2006.8 3.胡寿松主编. 自动控制原理. 科学出版社,2003 《信息通信网络概论》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:信息通信网络概论 英文名称:Introduction to Communication Networks 所属课程编号:0882311 面向专业:自动化专业 课程总学时:___48___;实验学时____16__; 课程总学分:___ 3 ___; 一、实验目的 信息通信网络课程实验是《信息通信网络概论》课程中的重要教学环节.通过实验教学,消化、巩固和充实课堂讲授的理论知识.通过网络通信编程实验,使学生熟悉TCP/IP协议的功能和网络基本操作;了解Windows下的TCP/IP通信方式与网络操作,了解基于SOCKET的编程原理,掌握Windows环境下使用Socket的编程方法;熟悉FTP的原理与编程实现过程;学会用可视化编程语言编写调试简单的通信程序;熟悉与掌握客户/服务器模式的网络通信编程设计与实现方法;为今后从事网络通信程序设计与打下良好的基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 TCP/IP协议与Socket编程认识实验 熟悉TCP/IP协议的功能和网络操作; 应用Windows环境下Socket的编程方法,编写一个小型的Socket实用程序. 在已有的程序框架下,编写一个查询主机地址和域名的程序. 专业基础 基本型 4 1-2 必做 2 FTP客户端通信程序设计 熟悉FTP的编程的过程; 在已有的程序框架下,编写一个FTP客户端程序. 实现功能: 连接到FTP主机,下载FTP文件服务器文件列表; 切换访问目录; 向FTP服务器发送文件(上传文件); 从FTP服务器下载文件(下载文件). 专业基础 设计型 4 1-2 必做 3 基于客户/服务器模式的网络通信——服务器端设计 利用Internet上提供的IRC服务.在已有程序框架下,编写一个类似聊天室的程序,实现用户之间基于网络的讨论. 服务器端主要设计内容 建立Socket,绑定端口,并监听; 接受客户端的连接; 与客户端进行通讯; 断开连接. 专业基础 提高型(综合性 ) 4 2 选做 4 基于客户/服务器模式的网络通信——客户端设计 利用Internet上提供的IRC服务.在已有程序框架下,编写一个类似聊天室的程序,实现用户之间基于网络的讨论. 客户端主要设计内容 建立Socket,并申请连接到服务器; 与服务器进行通讯; 断开连接. 专业基础 提高型(综合性 ) 4 2 选做 5 基于TCP/IP的计算机网络通信应用程序设计 在Windows网络环境下,以其中的2台计算机为对象,构成主从计算机应用系统,设计简单的应用层协议,开发基于TCP/IP的网络通信程序,实现数据传送和文件传输. 专业基础 提高型(综合性 ) 4 2 选做 6 基于UDP/IP的计算机网络通信应用程序设计 在Windows网络环境下,以其中的2台计算机为对象,构成主从计算机应用系统,设计简单的应用层协议,开发基于UDP/IP的网络通信程序,实现数据传送和文件传输. 专业基础 提高型(综合性 ) 4 2-4 选做 在实验3-6中,3与4为一组,5与6为一组,可选做其中任意一组实验. 三、教学管理模式与注意事项 1学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书,对实验做好充分准备. 2指导教师适当提示实验要求、实验基本原理、方法与步骤及注意事项,并检查预习情况. 3实验小组人数为1—2人,每个实验的时间均为4小时,由学生独立操作完成实验.实验时间不够时学生应根据本人情况自行安排时间进行. 4要求学生了解实验室网络硬软件环境和网络编程原理及方法,逐项记录实验过程和数据,并完成实验报告. 5学生在完成全部"必做实验"的同时,可根据自己的实际情况,选择"选做实验"(原则上可选2个,多选不限).在安排的实验时间以外,学生可另行安排(需提前预约,以便安排). 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、选做实验的难度、数量和完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩20%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.实验室具有基于TCP/IP协议的Windows网络硬软件环境; 2.微机 1台. 六、实验指导书与参考资料 1.孟正大,张希.网络实验指导书.南京:东南大学讲义. 2.谢希仁编著.计算机网络.电子工业出版社,2003. 《数字信号处理》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:数字信号处理 英文名称:Digital signal processing 所属课程编号:0885318 面向专业:自动化 课程总学时: 32 ;实验学时 6 ; 课程学分: 2 一、实验目的 数字信号处理实验是《数字信号处理》课程中重要的教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生掌握离散时间信号与系统的概念和基本理论、离散时间信号的基本分析方法;掌握matlab等软件工具,能够应用软件工具设计和实现常用的数字信号处理系统,能够应用数字信号处理的基本理论和方法,解决一些实际问题,为今后从事该领域的研究工作打下基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 数字信号的时域分析 通过Matlab仿真一些简单的离散时间系统, 并研究它们的时域特性 专业基础 基本型 2 1 必做 2 数字信号的频域分析 通过Matlab对离散时间信号和系统进行频域分析,分别从离散时间傅立叶变换(DTFT)和离散傅立叶变换(DFT)角度研究其频域性质 专业基础 基本型 2 1 必做 3 数字滤波器的设计 设计系统函数使其频率响逼近于给定的频率响应指标,并以适当的滤波器结构形式实现它 专业基础 提高型(设计性) 2 1 必做 三、教学管理模式与注意事项 1. 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 2. 指导教师适当提示实验要求、实验目的,并检查预习情况. 3. 实验小组人数为1人,每个实验的时间均为2小时,由学生独立操作完成实验. 4. 要求学生逐项记录数据,并完成实验报告. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、实验完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩10%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置 1.微机 1台2.Matlab 软件 1套六、实验任务书与参考资料 1.S.K.Mitra著, 孙洪,余翔宇等译.数字信号处理实验指导书(matlab版).北京:电子工业出版社, 2005.1 2.赵知劲,刘顺兰等.数字信号处理实验.浙江:浙江大学出版社,2006 《计算机控制技术》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:计算机控制技术 英文名称: Control technical based on computer 所属课程编号:0882427 面向专业: 自动化 课程总学时: 48 ;实验学时 16 ; 课程学分: 3 实验目的 《计算机控制技术》课程是一门理论和实践的课程,为结合课堂教学,本课程开设了小型电机控制系统PID控制实验(快速响应系统,认识性试验)、小型炉温控制系统PID控制实验(慢速响应系统,设计性试验)和小型炉温控制系统模糊控制实验(综合设计试验)等3个实验,逐步引导学生从认识计算机控制系统,了解PID参数对控制性能的影响,到自主设计数字PID控制器和自主设计、调试模糊控制器,实现对被控对象的控制,并取得良好的控制效果.通过这些实验,使学生对实际计算机控制系统有所了解,并积累设计控制器和实现计算机控制系统的经验,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力,提高学生应用所学理论知识解决实际问题的能力. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 小型电机控制系统PID控制实验(快速响应系统) 专业基础 基本型 4 2 必做 2 小型炉温控制系统PID控制实验(慢速响应系统) 专业基础 提高型 4 2 必做 3 小型炉温控制系统模糊控制实验 专业基础 提高型 8 2 必做 注:实验性质:指公共基础、专业基础、专业 实验类型:指基本型、提高型(综合性、设计性、应用性)、研究创新型; 备注:指必做、选做 三、教学管理模式与注意事项 本试验在我校硬件实验中心小型电机控制系统实验装置和小型炉温控制系统实验装置上完成,实验时间由任课教师统一安排,实验由实验指导教师集中指导.实验设备由硬件实验中心统一管理、维护. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 本课程实验将根据实验考勤,实验态度,实验设计能力,实验过程中分析问题和解决问题的能力,实验结果,实验报告等综合评分.试验成绩占课程总成绩的20%. 五、设备与器材配置 小型电机控制系统实验装置 小型炉温控制系统实验装置 六、实验任务书与参考资料 见实验指导教材. 《电力电子技术》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:电力电子技术 英文名称:Power Electrical Technology 所属课程编号:0882314 面向专业:自动化 课程总学时: 40 ;实验学时 16 ; 课程学分: 2.5 ; 一、实验目的 电力电子技术实验是《电力电子技术》课程中重要的教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生深入了解晶闸管及全控型器件的结构和工作原理,以及由这些器件组成的整流,逆变,PWM等电路的工作原理,加深弱点控制强电的影响,为今后在工程实际中设计性能优良的电力电子系统打下基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 认识实验 从感性上认识晶闸管和其他全控型器件. 专业基础 基本型 2 2-4 必做 2 单相桥式整流电路 了解桥式整流电路的原理和波形. 专业基础 基本型 2 2-4 必做 3 三相桥式整流电路 了解三相桥式整流电路的特点和波形. 专业基础 基本型 3 2-4 必做 4 触发电路 了解晶体管触发电路的原理. 专业基础 提高型 3 2-4 必做 5 交流调压 通过实验,了解交流调压的原理 专业基础 提高型 3 2-4 必做 6 固态继电器 了解固态继电器的性能和特点. 专业基础 提高型(综合性 ) 3 2-4 必做 7 数字触发器的设计 通过结合所学触发器知识并结合单片机知识,完成数字触发器的设计,要求可以设定移相角,可以与上位机通讯 专业基础 综合型 10 2~4 选做 三、教学管理模式与注意事项 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查预习情况. 实验小组人数为2—4人,每个实验的时间均为2小时,由学生独立操作完成实验. 要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并完成实验报告. 学生在完成全部"必做实验"的同时,可根据自己的实际情况,选择"选做实验".实验时间自定(需提前预约,以便安排),数量不限. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、实验数据的准确性、选做实验的数量和完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩10%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.试验台 1台2.示波器 1台3.电机及连线 若干 六、实验任务书与参考资料 1冷增祥,徐以荣. 电力电子技术基础(修订版).东南大学出版社,2006 2王兆安,黄俊. 电力电子技术. 机械工业出版社,2000 3陈坚. 电力电子学: 电力电子变换和控制技术,高等教育出版社,2004 4贺益康,潘再平. 电力电子技术,科学出版社,2004 5栗书贤等. 电力电子技术实验,机械工业出版社,2004 6高玉奎. 电力电子技术问答,中国电力出版社,2004 《系统辨识》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:系统辨识与仿真 英文名称:System Identification 所属课程编号:0881431 面向专业:自动化 课程总学时: 32 ;实验学时 16 ; 课程学分: 2 实验目的 本课程实验的目的是: 1 使学生掌握辨识试验设计方法; 2 使学生掌握模型变换及数据处理方法; 3 使学生掌握参数估计和结构辨识方法; 4 使学生掌握模型评价方法; 5 学习并应用MATLAB工具来解决系统辨识问题. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 系统仿真 对白噪声和M序列进行仿真;对线性系统做连续和离散仿真 专业基础 基本型 2 1 必做 2 数据预处理 数字滤波和相关函数计算 专业基础 提高型(设计应用性) 2 1 必做 3 参数估计 运用各种参数估计方法,根据结构已知系统的输入输出数据求系统的参数估计 专业基础 提高型(设计应用性) 4 1-8 同组中每人选择一种不同的算法 4 结构辨识 运用各种结构辨识方法,对结构未知系统求系统的结构和参数估计 专业基础 提高型(设计应用性) 4 1 必做 5 综合实验 未知系统辨识:选择合适的参数估计和结构辨识方法,对结构未知系统求系统的结构和参数估计 专业 提高型(设计应用性) 4 1 必做 注:实验性质:指公共基础、专业基础、专业 实验类型:指基本型、提高型(综合性、设计性、应用性)、研究创新型; 备注:指必做、选做 三、教学管理模式与注意事项 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 指导教师适当提示实验要求、实验方法及注意事项,并检查预习情况. 由学生独立完成实验. 要求学生熟练掌握MATLAB的编程使用方法,逐项记录数据和图表,并完成实验报告. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、实验数据的准确性,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,实验1-4以占课程总成绩40%的比例纳入课程的总成绩,实验5以占课程总成绩50%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置 1. 微机 1台2.打印机 1台(合用) 3.耗材 若干 六、实验任务书与参考资料 1.黄东.系统辨识与仿真实验指导书.南京:东南大学讲义 2.方崇智、萧德云. 《过程辨识》.北京:清华大学出版社. 《智能控制概论》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:智能控制概论 英文名称: Introduction to Intelligent Control 所属课程编号:0881435 面向专业:自动化 课程总学时:_32__ _;实验学时___16 ; 课程学分:___2 ___; 一、实验目的 智能控制概论实验是智能控制概论课程教学中重要的实验教学环节.通过该实验教学,使学生进一步巩固课程的主要内容,建立智能控制方法的基本概念、加深对模糊控制理论基础、模糊控制系统、人工神经网络模型、神经网络控制论和集成智能控制系统等知识的了解,掌握用智能控制方法分析和设计系统的基本工具、原理和实现方法. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 模糊控制系统设计 对被控对象采用模糊控制方法进行系统分析和综合;借助于计算机编程软件Visual C++或仿真软件Matlab/Simulink搭建模糊控制系统;调试模糊控制系统,了解不同模糊控制器设计参数对系统性能的影响. 专业基础 设计型 10 1-2 必做 2 神经网络算法仿真 针对非线性函数,利用神经网络进行学习训练,实现神经网络对非线性函数的精确逼近;分别改变神经网络结构参数、训练参数、权系数学习算法等,观察其对逼近效果的影响 专业基础 设计型 6 1-2 必做 三、教学管理模式与注意事项 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 指导教师适当提示实验要求、实验设计的原理、技巧及注意事项,并检查预习情况. 实验小组人数为1—2人,由学生独立操作完成实验. 要求学生了解相关软件的原理及使用方法,对数据进行分析处理,提交可运行的程序,并完成实验报告. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、实验数据的准确性、和完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩30%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.PC机 1台 2.Matlab/Simulink软件 1套3.Visual C++软件 1套4.打印机 1台(或多组合用) 5.耗材 若干 六、实验任务书与参考资料 1.F. O. Karray, C. de Silva. 2004, Soft Computing and Intelligent Systems Design, Addison Wesley. 2. 韦巍编, 智能控制技术, 机械工业出版社,1999 《数据库技术及应用》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:数据库技术及应用 英文名称:Technology and Application of Database 所属课程编号:0883319 面向专业:自动控制 课程总学时: 32 ;实验学时 20 ; 课程学分: 2 实验目的 数据库技术及应用课程实验是《数据库技术及应用》课程中重要的教学实践环节.通过上机实验,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生通过上机操作对数据库的基本原理产生感性认识;加深学生对数据库产品的基本工作原理、基本概念等的理解和认识;学会和掌握数据库产品的基本使用方法,为今后在工程实际的具体应用中打下基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 ACCESS上机练习 学习ACCESS基本操作. 专业 基本型 4 1 必做 2 SQL使用 学习SQL四个部分基本使用过程和方法,掌握数据库的基本操作. 专业 基本型 4 1 必做 3 资料查找与综合 根据布置的题目查找相应的专题解释,学习并理解各个专题,从而加深对数据库原理的理解. 专业 基本型 4 1 必做 4 数据库设计 完成选定数据库的设计上机验证过程. 专业 基本型 4 1-5 必做 5 数据库设计报告 撰写数据库设计报告. 专业 基本型 4 1-5 必做 三、教学管理模式与注意事项 1. 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,确定实验内容及步骤. 2. 指导教师适当提示实验要求、使用方法及注意事项,并检查预习情况. 3. 实验除4、5为分组实验每组1-5人外,其它均为各人独立上机,每个实验的时间均为4小时,由学生独立操作完成实验. 4. 要求学生最后完成设计报告供成绩评定. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 就数据库的某一方向或与数据库相关的某一方向撰写一篇综述性学术论文,在最后一节课前交或者在长学期第一周内交,逾期者没有成绩,责任自负.要求如下: 题目自拟(如主要DBMS产品功能分析、电子商务、面向对象数据库、实时数据库、主动数据库、SQL3、EER、数据库设计等). 字数不少于3000字. 不得全文直接抄袭别人已发表的论文. 要有自己的归纳总结.(注意学术道德) 格式参照正式发表的学术论文的要求(要有中英文摘要、参考文献). 行文要规范,根据实验结果评定成绩. 五、设备与器材配置 1.计算机 2.互连网接入 六、实验任务书与参考资料 1.王能斌.数据库原理.北京:电子工业出版社,1995.10 《多媒体技术》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:多媒体技术 英文名称:Multimedia Technology 所属课程编号:0883320 面向专业:本院学生 课程总学时: 32 ;实验学时 20 ; 课程学分: 2 一、实验目的 多媒体技术基础实验是《多媒体技术》课程的重要教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的基本理论知识,使学生建立多媒体数据处理的感性认识;加深学生对多媒体处理方法的理解和认识,掌握多媒体系统分析与设计的基本方法,为今后在工程实际中设计性能优良的多媒体系统奠定基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 图象处理 数据压缩,Winzip 图像处理,Photoshop 专业基础 提高型 6 1 必做 2 动画设计 视频处理,Premiere 动画制作,Flash 专业基础 提高型 6 1 必做 3 作品制作 多媒体作品制作 网页,Dreamweaver 课件,Powerpoint 专业基础 提高型 8 1 必做 注: 实验对象为三年级学生 实验介绍时尽量以实际应用和工程设计为背景,增加同学的学习兴趣和感性认识. 突出强调多媒体数据处理的主题、应用价值、应用范围、应用方法. 采用Flash、Photoshop、Dreamweaver、Authorware等工具综合设计多媒体系统. 三、教学管理模式与注意事项 实验动手前,教师讲解约30分钟,并向学生提问. 要求同学认真预习30分钟以上,并在实验课上向老师提问. 老师解决学生的实验问题,但不直接给出答案. 由于课程时间冲突,同学之间可对等互换,迟到15分钟取消实验资格. 迟到2次(15分内),缺实验1次不给成绩. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 成绩根据综合设计的完成情况评定. 五、设备与器材配置 多媒体计算机及相关软件Flash、Photoshop、Dreamweaver、Authorware等. 六、实验任务书与参考资料 1、林福宗,《多媒体技术基础 》(第2版),北京:清华大学出版社,2002 2、雷运发等,《多媒体技术基础》,北京:中国水利水电出版社,2005 《控制系统计算机仿真》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:控制系统计算机仿真 英文名称:Computer Simulation for Control System 所属课程编号:0885321 面向专业:自动化 课程总学时:32 ;实验学时 20 ; 课程学分: 2 实验目的 要求学生掌握数值积分法的基本原理、常用的数值积分算法、时域离散相似法,运用MATLAB/Simulink 对给定的系统完成仿真研究的过程;掌握采样控制系统仿真与一般连续控制系统仿真的异同之处,常用的仿真算法;了解控制系统优化设计的提法, 与仿真的关系,改进单纯型法及其应用. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 数值积分算法 选择数值积分算法 专业基础 基本型 4 1 必做+选做 2 基于数值积分算法的MATLAB/Simulink仿真 熟练掌握MATLAB/Simulink的仿真技巧 专业基础 基本型 4 1 必做+选做 3 连续系统仿真的离散相似法 离散相似法仿真技巧及编程 专业基础 提高型(综合性) 4 1 必做+选做 4 采样控制系统的数字仿真 编程并实现混合系统的仿真 专业基础 提高型(综合性) 4 1 必做+选做 5 控制系统优化设计与仿真 优化设计控制器 专业基础 提高型设计性) 4 1 必做+选做 三、教学管理模式与注意事项 学生在实验前必须认真复习课程有关内容. 指导教师适当提示实验要求及注意事项,并检查预习情况. 实验小组人数为1人,每个实验的时间均为4小时,由学生独立完成. 要求学生逐项记录数据,并完成实验报告. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 以三次上机考核,每次成绩占课程总成绩的30% 五、设备与器材配置 计算机. 六、实验任务书与参考资料 蒋珉等 编著. 控制系统计算机仿真.电子工业出版社,2006. 张志涌等 编著.精通MATLAB6.5版. 北京航空航天大学出版社, 2003. 《电子电路CAD》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:电子电路CAD 英文名称:Computer Aided Electronic Circuit Design 所属课程编号: 0880322 面向专业:自动化 课程总学时:__32 ___;实验学时____20 __; 课程学分:___2 ___; 一、实验目的 本实验为配合短学期开设的电子电路CAD课程而设置,是《电子电路CAD》课程教学中的重要环节.实验目的是将课程内容和前期计算方法、计算机科学基础、电路分析、电子电路基础等已学习过的内容综合起来,进行编程上机训练,以提高学生软件编程和应用计算机求解实际问题的能力. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 编写用高斯消去法求解线性代数方程组的分析程序 复习计算方法,编写解线代的通用分析程序(为后续实验调用服务). 专业基础 基本型 4 1 必做 2 编写用计算机建立结点电压方程并求解各结点电压的直流分析程序 熟悉机辅分析所需提供的数据信息及计算机自动形成结点电压方程的方法 专业基础 基本型 4 1 必做 3 编写用梯形法电路模型分析动态电路的程序 熟悉常微分方程的数值解,离散时间点计算(及计算机绘响应曲线). 专业基础 基本型+提高型 4 1 必做 4 编写用牛顿-拉夫生迭代法分析非线性电路的直流分析程序 熟悉半导体器件的等效电路模型,非线性电路及非线性方程求解方法. 专业基础 提高型(综合性 ) 4 1 必做 5 EDA软件使用 熟悉EDA软件功能,应用该软件进行电子电路机辅分析和电路设计 专业基础 提高型(综合) 4 1 选做 三、教学管理模式与注意事项 1 学生在实验前必须认真复习课程有关内容. 2 指导教师适当提示实验要求、编程注意事项. 3 实验为每人一台PC机,每个实验的时间均为4小时,由学生独立操作完成. 4 学生在完成实验后,由指导老师验收通过,才可离开机房. 5 完成全部"必做实验"的同时,可根据情况,选择"选做实验". 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师验收每个学生必做实验时,对其完成情况(包括所用时间、编程质量、问题理解等),进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以此作为课程总成绩的评定. 五、设备与器材配置(每组) 1.微机 1台2.C++或V.C编译程序 3.EDA软件 六、实验任务书与参考资料 1.周政新等编 电子设计自动化实践及训练 航空出版社 1998年2.柳春锋主编 电子设计自动化(EDA)教程 北京理工大学出版社 2005.5月 《软件技术基础》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:软件技术基础 英文名称:Foundation of Software technology 所属课程编号: 0882108 面向专业:自动化 课程总学时:__32 ___;实验学时____20 __; 课程学分:___2 ___; 一、实验目的 软件技术实验是《软件技术基础》课程教学中的重要环节.软件技术基础课程涉及软件工程、计算机操作系统、编译原理、数据结构等知识.通过实验教学和软件开发实践活动,加深学生对操作系统、数据结构等基础知识的理解和认识,并对软件工程实践有切实的体会,使学生们学会团队合作,并在开发过程中自主学习,鼓励其尝试和学习新的技术和方法.通过学习该课程,提高软件素质和用计算机求解实际问题的能力、抽象思维能力和动手编程求解能力,为今后结合本专业开发应用软件奠定良好的理论基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 Linux操作系统实验 安装并熟悉Linux 操作系统 专业基础 基本型 4 2-4 必做 2 RoboCup3D仿真平台实验 安装RoboCup3D服务器;熟悉RoboCup3D比赛环境和调试工具 专业基础 基本型 4 2-4 必做 3 RoboCup3D仿真个体技术实验 通过实现个体球员流畅的带球技术,实践数据结构和算法相关知识. 专业基础 基本型+提高型 12 2-4 必做 4 RoboCup3D仿真比赛队伍整体策略实验 通过实现多个球员的相互配合的整体策略提高整个队伍的战斗力. 专业基础 提高型(综合性 ) 12 2-4 选做 三、教学管理模式与注意事项 1 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 2 指导教师适当提示实验要求、实验环境、性能及注意事项,并检查预习情况. 3 实验小组人数为2—4人,由学生独立操作完成实验. 4 学生在完成全部"必做实验"的同时,可根据自己的实际情况,选择"选做实验". 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、选做实验的数量和完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩20%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.微机 1台2. 软件(Linux操作系统安装盘,Robocup3D仿真平台) 1套六、实验任务书与参考资料 1. 谈英姿 软件技术基础实验指导书.南京:东南大学讲义 2. 麦中凡主编. 计算机软件技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2003 《JAVA语言》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:Java语言 英文名称:Java Language 所属课程编号:0882326 面向专业:自动化 课程总学时: 32 ;实验学时 20 ; 课程学分: 2 一、 实验目的 Java语言实验是《Java语言》课程的重要教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的基本理论知识,使学生掌握Java语言的开发环境和调试环境,掌握基本的调试方法,加深学生对软件开发的理解和认识,为学生在今后的工程实际中设计开发Java程序奠定基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目名称 内容提要 实验性质 实验类型 学时分配 每组人数 备注 1 Java基本语法练习 熟悉Java的开发环境,掌握Java语言中的基本程序设计,包括基本语法和基本语句 专业 基础 基本型 6 1 必做 2 GUI编程 掌握Java语言中GUI编程和AWT事件处理 专业 基础 基本型 6 1 必做 3 项目实践 编写Java程序,实现一具体的工程项目 专业 基础 提高型 8 1 必做 注:1 实验对象为三年级学生 2实验介绍时尽量以实际应用和工程设计为背景,增加同学的学习兴趣和感性认识. 三、教学管理模式与注意事项 1每次实验前,教师给出本次试验的具体任务. 2学生认真复习理论课知识,认真设计程序. 3学生需要写出每次软件设计的设计思路,对于复杂的程序,写出设计方案,简单的程序,画出程序流程图. 4老师解决学生的实验问题,但不直接给出答案. 5由于课程时间冲突,同学之间可对等互换,迟到15分钟取消实验资格. 6迟到2次(15分内),缺实验1次不给成绩. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 成绩根据综合设计的完成情况和教师的验收及学生的回答问题情况综合评定. 五、设备与器材配置 计算机及相关软件JDK1.4. 六、实验任务书与参考资料 1、於东军、杨静宇、李千目、王国全,《Java程序设计与应用开发》,北京:清华大学出版社,2005 《实时系统与控制》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:实时系统与控制 英文名称:Realtime Systems and Control 所属课程编号:0885442 面向专业:自动化 课程总学时:___32___;实验学时___8 __; 课程学分:___ 1* ___; 一、实验目的 实验内容围绕实时系统基本概念与实时控制系统应用,使学生在课堂介绍、研究、讨论的基础上,通过实验,进一步理解实时系统的基本特征和任务,基本掌握IA-32环境下并发、实时与分布式实时系统基本设计与评估方法,进而对实时系统与实时控制的理论知识和方法有一个较为全面系统的认识,培养学生的文献资料调研能力、工程思维、发现问题与独立分析问题和一定的创新的能力. 要求每个学生自由选择一个最感兴趣的研讨问题进行深入研究, 并将研究成果应用于Intel构架嵌入式微机实验装置上, 分组设计、编写和测试系统管理调度软件,实现典型的控制类实时系统. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 IA-32环境下的实时多任务软件架构设计与实现 软件框架,基于任务切换机制的调度方法,2个以上任务 专业 研究创新型 8 1-2 必做 2 IA-32环境下的实时多任务软件抢占式调度机制设计与实现 复杂多任务软件框架,中断任务切换机制 专业 研究创新型 8 1-2 选做 三、教学管理模式与注意事项 1. 学生在实验前必须认真进行设计. 2. 指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查准备情况. 3. 实验小组人数为1-2人,每次实验时间约为2或4小时,由学生独立操作完成实验. 4. 要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并反映在研究报告中. 5. 学生在完成基本框架后,可根据自己的实际情况,完成各类功能及测试. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验质量和完成效果进行记录在册. 2.将实验成绩结合报告合并评分,占课程总成绩20%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1. TPC2003A或嵌入式微机实验台 1台2.微机 1只3.示波器 1台(或两组合用) 4.信号发生器 1台(或两组合用) 5.线缆 六、实验任务书与参考资料 1 C.M.Krishna, Kang G.Shin著,戴海琼译,实时系统,清华大学出版社,2004.9 2 Bruce P Douglass著,柳翔译,嵌入式与实时系统开发,机械工业出版社,2005.3. 3 并发与实时系统软件设计,Hassan Gomaa著,姜昊等译,清华大学出版社,2003.7 七、说明 本大纲按2007培养计划安排,课时计划: 12讲课+6课堂讨论+10研究+8上机 《工业自动化系统集成架构》教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:工业自动化系统集成架构 英文名称:Industrial Automation Integrated Architecture 所属课程编号:0885444 面向专业:自动化 课程总学时:___32___;实验学时___8 __; 课程学分:___ 1* ___; 一、实验目的 实验内容围绕工业控制网络的基本概念与网络控制在工业自动化系统中的应用,使学生在课堂介绍、研究、讨论的基础上,通过实验,进一步理解工业自动化领域网络控制的基本特征,基本掌握Rockwell自动化设备网、控制网和以太网三层网络集成架构系统的基本操作,进而对工业自动化网络控制的理论知识和方法有一个较为全面系统的认识,培养学生的文献资料调研能力、工程思维、发现问题与独立分析问题和一定的创新的能力. 要求每个学生自由选择一个最感兴趣的工业控制网络深入研究, 并实验室的Rockwell自动化的三层网络上体验工业现场网络技术的特性与相关的应用技术. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 网络组态与通信实验 网络硬件平台搭建和软件组态,完成对底层设备的控制 专业 研究创新型 8 2-3 必做 2 OPC数据交换实验 开发OPC客户端程序完成对RSlinx OPC服务器的数据访问 专业 研究创新型 8 2-3 选做 三、教学管理模式与注意事项 1. 学生在实验前必须认真进行设计. 2. 指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查准备情况. 3. 实验小组人数为2-3人,每次实验时间约为2或4小时,由学生独立操作完成实验. 4. 要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并反映在研究报告中. 5. 学生在必做实验后,可根据自己的实际情况,选做实验2. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验质量和完成效果进行记录在册. 2.将实验成绩结合报告合并评分,占课程总成绩20%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.Rockwell自动化三层网络硬件 1套(公用) 2.微机 1台3.PLC控制器 1台六、实验任务书与参考资料 1 钱晓龙.MicroLogix控制器应用实例[M].北京:机械工业出版社,2003 2 Rockwell Automation. RSNetWorx 用户手册 [EB/OL]. http://www.ab.com, 2006 3 Rockwell Automation.RSView32用户手册[EB/OL]. http://www.ab.com , 2005 七、说明 本大纲按2007培养计划安排,课时计划: 12讲课+6课堂讨论+10研究+8上机 《计算机控制技术》(跨二级)教学大纲(课程实验类) 所属课程名称:计算机控制技术 英文名称:Computer Control Technology 所属课程编号:0882427 面向专业:电类各专业跨二级选修课 课程总学时:__48_ ___;实验学时____10 __; 课程学分:__3_ 一、实验目的 计算机控制实验是《计算机控制技术》课程中重要的教学环节.通过实验教学,验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识,使学生了解并熟悉控制系统的稳定性分析方法和时域、频域分析方法,计算机控制系统的PID控制规律的特性,典型控制对象计算机控制方法和基本模糊控制器等现代计算机控制新方法的认识.为今后在工程实际中使用计算机控制技术打下基础. 二、实验内容、学时分配与组织 序号 实验项目 名称 内容提要实验性质 实验种类 学时分配 每组人数 备注 1 控制系统性能分析实验 了解控制系统的稳定性分析方法,采用时域、频域分析方法控制系统的性能 专业基础 基本型 3 2-4 必做 2 PID控制实验 了解PID控制规律和P、I、D参数对控制系统性能的影响 专业基础 基本型 3 2-4 必做 3 模糊控制实验 掌握基本模糊控制器的设计方法,并设计一个基本模糊控制器. 专业基础 基本型 4 2-4 必做 4 倒立摆控制实验 复杂控制对象的控制方法 专业基础 提高型 3 2-4 选做 5 双轴运动控制实验 使用步进电机,伺服电机不同执行机构的控制效果比较 专业基础 提高型 3 2-4 选做 三、教学管理模式与注意事项 学生在实验前必须认真复习课程有关内容,预习实验指导书. 指导教师适当提示实验要求、实验设备的结构、性能及注意事项,并检查预习情况. 实验小组人数为2—4人,由学生独立操作完成实验. 要求学生了解仪器设备的原理及使用方法,逐项记录数据,并完成实验报告. 学生在完成全部"必做实验"的同时,可根据自己的实际情况,选择"选做实验".实验时间自定(需提前预约,以便安排),数量不限. 四、成绩评定与占课程总成绩的比例 1.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做实验完成情况、实验数据的准确性、选做实验的数量和完成情况,以及对实验报告的批改,进行评分,并将成绩记录在册. 2.将实验成绩报给任课教师,以占课程总成绩10%的比例纳入课程的总成绩. 五、设备与器材配置(每组) 1.计算机控制实验仪 1台2.计算机 1台3.倒立摆实验仪(选做)1台4.双轴运动控制系统 (选做)1台六、实验任务书与参考资料 1.王勤 计算机控制技术 南京:东南大学出版社, 2003.8 2.熊静琪 计算机控制技术 北京:电子工业出版社, 2003.6 《管理信息系统》教学大纲(综合实践类) 综合实践名称:管理信息系统综合实践 英文名称:Comprehensive Practice of Management Information System 课程编号:0885316 面向专业:自动化 课程总学时 32 ;讲授学时:___ 20 ___;实验学时____ 24 __; 课程学分: ___ 2 ; 综合实践作用和具体目标 管理信息系统学科是一门理论性和实践性都很强的学科. 该课程注重于开发出满足用户需要的管理信息系统软件所依据的理论、方法、原则、技术和工具,并结合管理工作实际,对管理信息系统软件开发过程进行计划、组织、协调和控制. 本综合实践要求设计,开发企、事业、社会团体管理中有代表性的应用系统,例如:原材料库存管理信息系统、产品销售管理信息系统、企事业人事信息管理系统、企事业工资管理信息系统等信息处理系统,分小组完成.通过本课程的综合实践,使学生认识到信息对组织管理的重要性,掌握管理信息系统的基本概念、结构和功能,利用计算机知识为实际问题建立管理信息系统的基本思想和基本方法,掌握管理信息系统的开发工具和开发方法,熟练掌握管理信息系统软件开发过程,同时增强学生的全局意识、团队意识,培养学生观察问题、分析问题、解决问题和实际动手能力. 实践内容,学时分配与组织 1、实践内容 选择企、事业、社会团体管理中有代表性的应用系统之一,例如:原材料库存管理信息系统、产品销售管理信息系统、企事业人事信息管理系统、企事业工资管理信息系统等单项数据处理系统,分小组完成对系统的开发设计和编程.由需求分析、数据库设计、功能设计、编程、测试、总结几个阶段组成. (1)需求分析 以项目组为单位,进行选题,确定系统的功能需求和数据需求.并确定每人的分工. (2)数据库设计 以数据需求为基础,结合功能需求,进行系统的数据库设计. (3)功能设计 在系统需求分析的基础上进行系统的功能设计. (4)编程 在数据库设计和功能设计的基础上进行代码编制和调试. (5)测试 对系统进行测试. (6)总结 以项目组为单位对综合实践工作进行总结,撰写工作总结,需求说明书,设计文档(包括功能模块设计,数据库设计),系统操作手册. 2、学时分配 序号 实践内容 内容提要 学时数 上机学时 1 需求分析 以项目组为单位,进行选题,确定系统的功能需求和数据需求. 12 0 2 数据库设计 以数据需求为基础,结合功能需求,进行系统的数据库设计. 10 0 3 功能设计 在系统需求分析的基础上进行系统的功能设计. 10 0 4 编程 在数据库设计和功能设计的基础上进行编程. 30 20 5 测试 对系统进行测试 10 4 6 总结 总结 以项目组为单位对综合实践工作进行总结,撰写工作总结,需求说明书,设计文档(包括功能模块设计,数据库设计),系统操作手册. 12 0 3、组织形式 学生自由组合成立项目组,每组人数2-4人.推选项目组长一名,负责整个开发过程的协调工作.教学管理模式与注意事项: 学生自由组队,自拟题目,通过分工合作,完成由需求分析、数据库设计、功能设计、编程、测试、这几部分工作. 设备与器材配置 1.微机 2.打印机 3.耗材 考核与成绩评定 评分标准主要依据以下几点:⑴系统的复杂性 ⑵设计的合理性 ⑶系统正确性;⑷界面的可视性和操作性;在此基础上,再根据各个项目组成员在该项目中发挥的作用,工作成果和工作态度,以优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级,确定每个学生的最终成绩. 教材与参考资料 苏选良,管理信息系统,电子工业出版社,2005年 左美云等,信息系统的开发与管理教程,清华大学出版社,2001年 姜旭平,信息系统开发方法-方法、策略、技术、工具与发展,清华大学出版社,1999年 薛华成,管理信息系统,清华大学出版社,2000年3. 生产实习大纲 生产实习大纲 生产实习是自动化专业教学计划中规定的一个重要实践环节,是培养高等工程技术人才的必要途径,通过这一环节,拓宽学生视野,增加学生对自动化专业应用背景的了解,巩固和运用所学理论知识,初步培养学生实践能力和独立工作能力.为使生产实习能很好地完成教学计划规定的内容,特制定本实习大纲. 一、实习目的和要求 在学习了基础知识和专业基础知识的基础上,走进工矿企业等生产第一线,了解自动化技术在生产制造企业、高技术产品、通讯领域等行业的应用;运用所学知识参加设计、制造、调试、维修、编程、加工等等力所能及的工作,初步培养动手能力和独立工作能力;努力学习工程技术人员精益求精、一丝不苟的工作作风,学习他们分析问题、解决问题的思想方法,学习他们严密的组织纪律性,为后续课程的学习和将来步入社会打下良好的基础. 实习要求 1.实习期间注意人生和财产安全,严格遵守实习单位的安排与要求,维护与实习单位的良好合作关系. 2.遵守实习单位各项规章制度,不得迟到、早退、矿工,有事先请假. 3. 实习期间做好实习记录,及时复习、"消化"所学内容,努力提高应用已学知识解决实际问题的综合能力. 二、实习方式和内容 自动化专业学生生产实习有两种组织形式:集中式生产实习和开放式自主生产实习. 集中式生产实习由系统一组织,集中到大、中型企业或实验室进行生产实习.实习内容主要包括:生产现场参观及与参观内容相关的技术讲座,课题实习,生产实践等. 开放式自主生产实习原则上由同学自愿组合,自己联系实习单位,一般5至10人一组,实习地点应安排在南京市内,实习内容可以是与本专业有关的硬件、软件的设计、制作、安装、调试、维修、加工、生产等等.实习单位要为每个实习小组安排指导教师.学院安排的负责开放式自主生产实习的教师将对自主实习进行定期或不定期的检查并给予必要的指导. 参加开放式自主生产实习的同学应提前联系实习单位,(生产实习联系表在自动化学院网上下载).实习单位同意接收时,要在联系表上盖章确认,同时拟订实习计划,实习计划要经学院负责生产实习的老师认可方可实施.自主实习过程中要填写生产实习考勤表,实习结束时实习单位要为每位参加实习的学生填写生产实习考核评语表,此评语将作为评定成绩的重要依据. 三、实习时间 生产实习时间为两周,一般安排在大四第一学期(短学期)或大三升大四的暑假期间的任意两周. 四、考核与成绩评定 1.集中式生产实习 实习成绩将根据考勤、实习态度、任务完成情况、实习报告等综合评定,并按优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分. 2.开放式自主生产实习 参加开放式自主生产实习的同学要参加实习答辩,实习成绩将根据实习考勤表,实习报告,实习单位评语和生产实习答辩成绩综合评定,并按优秀、良好、中等、及格、不及格五级记分. 实习报告的内容包括:实习单位概况,实习内容,工作成绩,对所做工作的思考、归纳、分析,实习收获等.实习报告应能反映出实习工作的质量及分析和解决实际问题的能力.它是评定成绩的主要依据之一. 校外实习基地简介--金城集团有限公司 基地名称:金城集团有限公司 基地地址:南京市中山东路518号 基地概况:? 金城集团有限公司成立于1949年,隶属于中国航空工业第一集团公司,主要从事航空机载设备、摩托车及发动机、工程液压、汽车转向泵等产品的研制、生产及销售,是国家高新技术企业、国家CIMS工程应用示范企业、国家"守合同重信用"企业. ?金城集团技术中心现有工程技术人员224名(内含工程师64名,高级工程师52名,研究员级高工4人,获政府特殊津贴专家10人).?技术中心科研队伍实力雄厚,技术开发体系完善,拥有国内外先进的技术装备,已开发新产品、新项目达百余项,产学研合作项目60余项,申请专利50余项. 金城集团有限公司是自动化学院学生稳定的校外实习基地,每年接受我院自动化专业学生60~120人参加生产实习.实习由培训中心专人(申岳华老师)负责,培训中心有一支专业技术队伍负责指导员工培训和学生实习.实习前带队实习老师将根据学生所学专业和培训中心老师充分协商,制定详细实习计划.实习过程中,双方共同负责实习管理,在工程技术人员的指导下按计划进行实习.主要实习内容包括:技术讲座,现场参观,动手实践,跟班实习等. 基地负责人:申岳华 手机: 通讯地址:南京市中山东路518号 金城集团有限公司培训中心 注:此实习基地未签协议.