《自动化专业知识体系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自动化专业知识体系（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、附录1：自动化科学与技术业知识体系（含17 个知识领域，123个知识单元）简表序知识领域（17个）代码核心学时 （不含选修）知识单元（123个）总计核心知识 单元数选修知识 单兀数1经典控制理论（包括线 性非线性离散）CCT489632线性系统理论LST487703最优控制原理OCP165054最优估计与滤波OEF165055系统辨识SID165056计算机硬件技术CHW4810737程序设计与语言PAL485418计算机网络与通讯CNC487079计算机控制技术CCT4897210控制系统数字仿真CSS2277011信息获取与处理SMP3265112电机原理EMP4844013电力拖动原理M
2、DP4844014电力电子技术PET4887115运动（电机）控制MCT4885316自动化仪表AUI3277017过程控制PCS40651目录1. 经典控制理论 CCTCCT 1控制系统的基本概念（核心）CCT 2控制系统的数学模型（核心）CCT 3时域分析法（核心）CCT 4根轨迹法（核心）CCT 5频率响应法（核心）CCT 6系统校正的设计方法（核心）CCT 7采样系统分析（选修）CCT 8非线性控制系统分析（选修）CCT 9利用Matlab进行时域和频域分析（选修）2. 线性系统理论 LSTLST1线性系统的数学描述（核心）LST2线性系统的运动分析（核心）LST3稳定性（核心）LST
3、4能控性与能观测性（核心）LST5最小实现（核心）LST6反馈控制（核心）LST7状态观测器（核心）3. 最优控制原理 OPC （选修）0CP1最优控制的一般表示OCP2极小值原理OCP3时间与燃料最优控制OCP4二次型指标最优控制OCP5动态规划4. 最优估计与滤波EAF （选修）0EF1估计问题概述OEF2估计的一般方法OEF3离散卡尔曼滤波OEF4连续卡尔曼滤波OEF5非线性滤波5. 系统辨识SID （选修）SID1系统辨识问题SID2最小二乘理论SID3权函数辨识SID4线性模型参数辨识SID5系统辨识发展及其它：神经网络辨识、模糊辨识、辨识模型验证等6. 计算机硬件技术 CHWCHW
4、 1数字计算机组成基本概述（核心）CHW 2 定点数/浮点数编码与运算（核心）CHW 3 存储器系统（核心）CHW 4 指令系统（核心）CHW 5 指令流水（核心）CHW 6总线技术（核心）CHW 7 输入/输出系统（核心）CHW 8数字信号处理器（DSP）（选修）CHW 9可编程逻辑器件（FPGA）（选修）CHW 10 嵌入式系统（选修）7. 程序设计基础（软件） PGBPGB 1程序设计语言概论（核心）PGB 2程序设计导论（核心）PGB 3面向对象程序设计（核心）PGB 4数据结构与算法（核心）PGB 5数据库基础与应用（选修）& 计算机网络与通讯CNC （选修）CNC 1网络的层次体系
5、结构；CNC 2数据通信基础物理层CNC 3局域网的介质访问子层CNC 4数据链路层CNC 5网络层CNC 6传输层CNC 7应用层9. 计算机控制技术 CCTCCT1 计算机控制系统概述（核心）CCT2 通道与接口技术（核心）CCT3 数据采集及处理（核心）CCT4 线性离散系统的数学描述与分析（核心）CCT5 数字控制器的间接设计（核心）CCT6 数字控制器的直接设计（核心）CCT7 计算机控制系统的可靠性（选修）CCT8 计算机控制系统的工程实现（选修）CCT9可编程控制器（PLC）10. 控制系统数字仿真 CSSCSS1仿真软件MATLAB （核心）CSS 2控制系统的数学模型及其转换
6、（核心）CSS 3采样控制系统的数字仿真（核心）CSS 4动态仿真集成环境-SIMULINK （核心）CSS 5基于MATLAB工具箱的控制系统分析与设计（核心）11. 信息获取与处理 SMPSMP1信息获取与处理的基本概念（核心）SMP2测量不确定度与回归分析（核心）SMP3检测系统的静、动态特性（核心）SMP4检测变换原理与传感器（核心）SMP5参数检测（选修）SMP6自动检测系统设计初步（核心）12. 电机原理 EMPEMP1直流电机（核心）EMP2变压器（核心）EMP3异步电动机（核心）EMP4同步电机（核心）13. 电力拖动原理 MDPMDP1电力拖动动力学基础（核心）MDP2直流电
7、机的电力拖动（核心）MDP3交流电动机的电力拖动（核心）MDP4电动机容量的选择（核心）14. 电力电子技术 PETPET0绪论（核心）PET1电力电子器件（核心）PET2整流电路（核心）PET3直流斩波电路（核心）PET4交流电力控制电路（核心）PET5逆变电路（核心）PET6 PWM控制技术（核心）PET7软开关技术（核心）PET8组合变流电路（选修）15. 运动（电机）控制技术 MCTMCT 1闭环控制的直流调速系统（核心）MCT2双闭环直流调速系统（核心）MCT3变压变频调速系统（核心）MCT4矢量控制的变频调速系统（核心）MCT5直接转矩控制系统（核心）MCT6串级调速系统（选修）M
8、CT7同步电动机的变频调速系统（选修）MCT8运动控制系统的计算机辅助设计（选修）16. 自动化仪表 AUIAUI1自动化仪表的基本概念（核心）AUI2变送单元（核心）AUI3控制单元（核心）AUI4执行单元（核心）AUI5显示记录单元（核心）AUI6安全栅及辅助单元（核心）AUI7虚拟仪器与现场总线仪表（核心）17. 过程控制 PCSPCS1过程建模与过程特性（核心）PCS2简单控制系统（核心）PCS3复杂控制系统（核心）PCS4先进控制技术（核心）PCS5典型设备与工业过程控制（核心）PCS6过程计算机控制系统（选修）知识领域描述经典控制理论（CCT）经典控制理论（CCT）（核心内容学时数
9、：48）备注内容简介经典控制理论是线性系统理论、最优控制原理等后续课程的基 础，为控制系统提供了数学模型的建立、性能分析和系统设计的基 本方法。包括单变量线性定常连续系统的微分方程、传递函数、方 块图和信号流图等数学模型的建立；系统稳定性、动态性能、稳态 性能的时域分析；频率响应法和根轨迹法；系统串联校正的设计方 法；以及采样系统的稳定性分析和校正的基本方法；简单非线性控 制系统分析的描述函数法及相平面法。知识单元CCT 1控制系统的基本概念（核心）CCT 2控制系统的数学模型（核心）CCT 3时域分析法（核心）CCT 4根轨迹法（核心）CCT 5频率响应法（核心）CCT 6系统校正的设计方法
10、（核心）CCT 7采样系统（选修）CCT 8非线性控制系统（选修）CCT 9利用Matlab进行时域和频域分析（选修）知识单元描述CCT1控制 系统 的基 本概 念（核 心）参考 课时2知识 点自动控制系统的定义、构成；自动控制系统的基本控制方式：开环控制、闭环控制、复合控制； 自动控制系统的分类：恒值与随动系统、线性与非线性系统、定常与时变系统、连续与离散系统；对控制系统的基本要求；-自动控制原理研究的内容。1. 掌握控制系统的组成和基本结构，熟悉各组成部分在控制系统中 的作用；2. 掌握开环控制与闭环控制的基本特点；3. 通过用不冋的方法对控制系统进行分类，了解各种类型的控制系 统的特点；
11、4. 明确本门课程的目的以及对控制系统的评价指标。CCT2 控制参考 课时8系统 的数 学模 型（核 心）知识 点微分方程：机械系统、电路系统（有源、无源）、机电系统微分方 程的建立；传递函数：传递函数的定义、性质及典型环节的传递函数； 方块图：方块图的组成、建立及简化；信号流图：信号流图的组成、建立及梅森增益公式；闭环系统的传递函数：输入量及扰动量作用下的传递函数、误差 传递函数。1掌握建立控制系统微分方程的方法；2.掌握传递函数的定义、性质和求取方法；3掌握用方块图简化建立系统传递函数的方法；4掌握梅森增益公式及其应用。CCT3 时域 分析 法（核 心）参考 课时12知识 点典型一阶系统动
12、态性能：数学模型和单位阶跃响应；典型二阶系统的动态性能：典型二阶系统的数学模型、阶跃响应 （欠阻尼和过阻尼）、二阶系统的动态性能指标、二阶系统性能的改善（包括比例一一微分控制；速度反馈控制；两者的比较）； 高阶系统的时域分析：高阶系统的动态响应、闭环主导极点； 控制系统的稳定性分析：渐近稳定性定义（结合物理系统给出定 义）、稳定的充分必要条件、代数稳定判据；控制系统的稳态性能分析：误差的定义（包括两种不冋的定义方 法：从输入端和输出端定义）、稳态误差的定义、系统类型、稳态 误差分析与静态误差系数、减小或消除稳态误差的措施（包括PI 控制和复合控制）、动态误差系数；利用Matlab进行时域分析（
13、选修）；1. 掌握一阶和二阶系统的数学模型及单位阶跃响应的形式；2. 掌握二阶系统欠阻尼情况下的性能指标以及改善二阶系统性能的 方法（包括比例微分控制、速度反馈控制）；3. 掌握咼阶系统的闭环主导极点概念及咼阶系统性能的分析方法；4掌握分析系统渐近稳定性的方法；5. 掌握分析系统稳态性能的方法及改善系统稳态性能的措施；6. 掌握利用Matlab对系统进行时域分析的方法；CCT4 根轨 迹法（核 心）参考 课时7知识 点根轨迹方程：幅值条件和辐角条件；根轨迹作图的一般规则、典型的零、极点分布及其相应的根轨迹； 参量根轨迹；系统性能分析：稳定性分析、增加零、极点对根轨迹的影响（包 括PID控制的影
14、响）、利用主导极点估计系统的性能指标；-利用Mat lab绘制根轨迹图；习标 学目1. 掌握用手工绘制简略的常规和参量根轨迹以及用Matlab绘制精 确根轨迹的方法；2. 掌握利用根轨迹分析系统稳定性、瞬态性能和稳态性能的方法。CCT5 频域 分析 法（核 心）参考 课时13知识 点频率特性的定义；对数坐标图：对数坐标图的特点、典型环节的Bode图、绘制Bode 图的一般步骤、非最小相位系统的Bode图；极坐标图：典型环节的极坐标图、系统的极坐标图、非最小相位 系统的极坐标图；奈奎斯特稳定判据：辐角原理、奈奎斯特稳定判据、奈奎斯特稳 定判据在开环系统含有积分环节时的应用、奈奎斯特判据在Bode 图中的应用；稳定裕量：幅值裕量及相位裕量；闭环特性：等M和等N园；利用
