《控制系统课程设计》教学大纲
课程编号：B0564011C 课内周数：2周
课程类别：□通识基础 □学科基础 □专业基础 ■专业 适用专业：自动化
一、所涉及的课程及知识点
涉及课程：自动控制原理、现代控制理论、计算机控制与仿真、电力电子技术、运动控制系统、过程控制、单片机原理与接口技术。
涉及知识点：控制系统的分析与设计、电力电子电路的设计与选型、单片机系统设计与编程。
二、目的与任务
“控制系统课程设计”是自动化专业集中实践性教学环节中的专业课程设计，属必修课。“控制系统课程设计” 要求：（1）通过专业方向课程设计，学习、体会、熟悉与本专业密切相关的项目研究开发的完整过程，包括课题的论证、文献阅读、方案比较与选择、理论研究、计算机仿真、实验研究、报告撰写、课题答辩等。（2）综合运用所学的基础理论和实验技能，理论联系实际，在设计和实验的过程中巩固和加深对理论知识的理解，培养动手能力和分析、解决问题的能力，以及严谨的作风和创新的素质。（3）使学生能够将在相关先修课程中所学的知识串接起来，初步形成在系统层面上分析问题和解决问题的能力，为以后的毕业设计和工程设计打下良好的基础。（4）培养学生团结协作的集体精神和独立从事研究开发的工作能力。
三、内容与要求
模块一：电阻炉炉温控制系统设计 （一）课题内容
应用计算机的实时监控和温度测量技术，采用单片机、温度检测电路、温度控制电路等，采用比例环反馈、数字PID 闭环调节两种方式实现电阻炉炉温的实时监控。
（二）课题要求
（1）完成电阻炉温度控制系统设计，包括硬件电路设计和软件程序设计；
（2）采用LED 实时显示控温时的实际炉温和设定炉温，如将炉温加热并控制在60℃；当炉温工作至设定温度时，蜂鸣器每2秒报警一次，绿色LED 灯常亮。当炉温超过设定温度5℃，过温保护电路动作，蜂鸣器常鸣，红色LED 常亮。
（3）对其主电路和控制电路设计相应的保护电路，使其安全可靠地工作。 （4）具有防干烧功能。
（5）具有定时功能，设定一段时间自动加温，如1分钟。
其中（1）－（3）为必做内容，（4）－（5）选择两个作为课程设计要求。 （三）考核及报告要求 1. 考核
（1）学生必须完成课题的设计、实现和调试，由教师验收。
（2）设计成绩由以下三部分组成：设计与调试（50%）、报告（30%）、平时纪律表现
1
（20％）。
（3）综合成绩按：优秀、良好、中等、及格和不及格五等评定。 2. 报告要求
（1）设计课题名称，学生姓名、班级、学号； （2）设计目的和任务； （3）设计内容和实现方法； （4）过程描述；
（5）课题结果和性能分析； （6）课题中遇到的问题及体会。 3. 参考文献
[1] 郭天祥. 《51单片机C 语言教程》．北京．电子工业出版社．2008 [2] 杨居义. 单片机课程设计指导. 北京：清华大学出版社，2009 （四）课题任务分解及学时安排
模块二：智能节能台灯控制系统设计 （一）课题内容
应用计算机的实时监控和距离测量技术，采用单片机、距离检测电路、LED 驱动电路、蜂鸣报警电路、亮度调节电路等，采用比例环反馈、数字PID 闭环调节两种方式实现台灯亮度的实时调控。
（二）课题要求
（1）完成智能节能台灯控制系统设计，包括硬件电路设计和软件程序设计； （2）具有节能功能，以人体红外辐射为传感信号，当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯，省去黑夜摸灯的麻烦；当人离开台灯传感器检测范围，自动感应关灯。
（3）具有坐姿纠正功能，当人身体太靠近桌面时，台灯自动感应，蜂鸣器发出警报，警告纠正坐姿，同时灯光控制电路控制灯光变暗；若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭，当纠正好坐姿则消除警报，灯光变亮。
（三）考核及报告要求 1. 考核
（1）学生必须完成课题的设计、实现和调试，由教师验收。
（2）设计成绩由以下三部分组成：设计与调试（50%）、报告（30%）、平时纪律表现（20％）。
（3）综合成绩按：优秀、良好、中等、及格和不及格五等评定。
2
2. 报告要求
（1）设计课题名称，学生姓名、班级、学号； （2）设计目的和任务； （3）设计内容和实现方法； （4）过程描述；
（5）课题结果和性能分析； （6）课题中遇到的问题及体会。 3. 参考文献
[1] 郭天祥. 《51单片机C 语言教程》．北京．电子工业出版社．2008 [2] 杨居义. 单片机课程设计指导. 北京：清华大学出版社，2009 （四）课题任务分解及学时安排
四、主要仪器设备
硬件：直流电源、信号发生器、示波器、万用表、电压表、电流表、计算机、电热壶、万能实验板、单片机最小系统、热释电红外传感器、光敏电阻等。
软件：Keil C。
五、思考题
（1）炉温温度控制算法有哪几种，其控制精度有何区别？
六、说明
无
执笔人：徐丰羽 审核人：罗杰 实验院长：高翔 编写完成时间：
3
《控制系统课程设计》教学大纲
课程编号：B0564011C 课内周数：2周
课程类别：□通识基础 □学科基础 □专业基础 ■专业 适用专业：自动化
一、所涉及的课程及知识点
涉及课程：自动控制原理、现代控制理论、计算机控制与仿真、电力电子技术、运动控制系统、过程控制、单片机原理与接口技术。
涉及知识点：控制系统的分析与设计、电力电子电路的设计与选型、单片机系统设计与编程。
二、目的与任务
“控制系统课程设计”是自动化专业集中实践性教学环节中的专业课程设计，属必修课。“控制系统课程设计” 要求：（1）通过专业方向课程设计，学习、体会、熟悉与本专业密切相关的项目研究开发的完整过程，包括课题的论证、文献阅读、方案比较与选择、理论研究、计算机仿真、实验研究、报告撰写、课题答辩等。（2）综合运用所学的基础理论和实验技能，理论联系实际，在设计和实验的过程中巩固和加深对理论知识的理解，培养动手能力和分析、解决问题的能力，以及严谨的作风和创新的素质。（3）使学生能够将在相关先修课程中所学的知识串接起来，初步形成在系统层面上分析问题和解决问题的能力，为以后的毕业设计和工程设计打下良好的基础。（4）培养学生团结协作的集体精神和独立从事研究开发的工作能力。
三、内容与要求
模块一：电阻炉炉温控制系统设计 （一）课题内容
应用计算机的实时监控和温度测量技术，采用单片机、温度检测电路、温度控制电路等，采用比例环反馈、数字PID 闭环调节两种方式实现电阻炉炉温的实时监控。
（二）课题要求
（1）完成电阻炉温度控制系统设计，包括硬件电路设计和软件程序设计；
（2）采用LED 实时显示控温时的实际炉温和设定炉温，如将炉温加热并控制在60℃；当炉温工作至设定温度时，蜂鸣器每2秒报警一次，绿色LED 灯常亮。当炉温超过设定温度5℃，过温保护电路动作，蜂鸣器常鸣，红色LED 常亮。
（3）对其主电路和控制电路设计相应的保护电路，使其安全可靠地工作。 （4）具有防干烧功能。
（5）具有定时功能，设定一段时间自动加温，如1分钟。
其中（1）－（3）为必做内容，（4）－（5）选择两个作为课程设计要求。 （三）考核及报告要求 1. 考核
（1）学生必须完成课题的设计、实现和调试，由教师验收。
（2）设计成绩由以下三部分组成：设计与调试（50%）、报告（30%）、平时纪律表现
1
（20％）。
（3）综合成绩按：优秀、良好、中等、及格和不及格五等评定。 2. 报告要求
（1）设计课题名称，学生姓名、班级、学号； （2）设计目的和任务； （3）设计内容和实现方法； （4）过程描述；
（5）课题结果和性能分析； （6）课题中遇到的问题及体会。 3. 参考文献
[1] 郭天祥. 《51单片机C 语言教程》．北京．电子工业出版社．2008 [2] 杨居义. 单片机课程设计指导. 北京：清华大学出版社，2009 （四）课题任务分解及学时安排
模块二：智能节能台灯控制系统设计 （一）课题内容
应用计算机的实时监控和距离测量技术，采用单片机、距离检测电路、LED 驱动电路、蜂鸣报警电路、亮度调节电路等，采用比例环反馈、数字PID 闭环调节两种方式实现台灯亮度的实时调控。
（二）课题要求
（1）完成智能节能台灯控制系统设计，包括硬件电路设计和软件程序设计； （2）具有节能功能，以人体红外辐射为传感信号，当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯，省去黑夜摸灯的麻烦；当人离开台灯传感器检测范围，自动感应关灯。
（3）具有坐姿纠正功能，当人身体太靠近桌面时，台灯自动感应，蜂鸣器发出警报，警告纠正坐姿，同时灯光控制电路控制灯光变暗；若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭，当纠正好坐姿则消除警报，灯光变亮。
（三）考核及报告要求 1. 考核
（1）学生必须完成课题的设计、实现和调试，由教师验收。
（2）设计成绩由以下三部分组成：设计与调试（50%）、报告（30%）、平时纪律表现（20％）。
（3）综合成绩按：优秀、良好、中等、及格和不及格五等评定。
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2. 报告要求
（1）设计课题名称，学生姓名、班级、学号； （2）设计目的和任务； （3）设计内容和实现方法； （4）过程描述；
（5）课题结果和性能分析； （6）课题中遇到的问题及体会。 3. 参考文献
[1] 郭天祥. 《51单片机C 语言教程》．北京．电子工业出版社．2008 [2] 杨居义. 单片机课程设计指导. 北京：清华大学出版社，2009 （四）课题任务分解及学时安排
四、主要仪器设备
硬件：直流电源、信号发生器、示波器、万用表、电压表、电流表、计算机、电热壶、万能实验板、单片机最小系统、热释电红外传感器、光敏电阻等。
软件：Keil C。
五、思考题
（1）炉温温度控制算法有哪几种，其控制精度有何区别？
六、说明
无
执笔人：徐丰羽 审核人：罗杰 实验院长：高翔 编写完成时间：
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