060415 附件4：自动化专业知识体系.docx

附录1.自动化科学与技术业学问体系（含17个学问领域，123个学问单元）简表序学问领域（17个）代码核心学时（不含选修）学问单元（123个）总计核心学问单元数选修学问单元数1经典限制理论（包括线性非线性离散）CCT489632线性系统理论1.ST487703最优限制原理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PA1.485418计算机网络与通讯CNC487079计算机限制技术CCT4897210限制系统数字仿真CSS2277011信息获得与处理SMP3265112电机原理EMP4844013电力拖动原理MDP4844014电力电子技术PET4887115运动（电机）限制MCT4885316自动化仪表AUI3277017过程限制PCS4065I目录1 .经典限制理论CCTCCT1限制系统的基本概念（核心）CCT2限制系统的数学模型（核心）CCT3时域分析法（核心）CCT4根轨迹法（核心）CCT5频率响应法（核心）CCT6系统校正的设计方法（核心）CCT7采样系统分析（选修）CCT8非线性限制系统分析（选修）CCT9利用MaHab进行时域和频域分析（选修）2 .线性系统理论1.ST1.STl线性系统的数学描述（核心）1.ST2线性系统的运动分析（核心）1.ST3稳定性（核心）1.ST4能控性与能观测性（核心）1.ST5最小实现（核心）1.ST6反馈限制（核心）1.ST7状态观测器（核心）3 .最优限制原理OPC（选修）OCPl最优限制的一般表示0CP2微小值原理0CP3时间与燃料最优限制0CP4二次型指标最优限制0CP5动态规划4 .最优估计与滤波EAF（选修）OEFl估计问题概述0EF2估计的一般方法0EF3离散卡尔曼滤波0EF4连续卡尔曼滤波0EF5非线性滤波5 .系统辨识SID（选修）SIDl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CHWCHWl数字计算机组成基本概述（核心）CHW2定点数/浮点数编码与运算（核心）CHW3存储器系统（核心）CHW4指令系统（核心）CHW5指令流水（核心）CHW6总线技术（核心）CHW7输入/输出系统（核心）CHW8数字信号处理器（DSP）（选修）CHW9可编程逻辑器件（FPGA）（选修）CHWlO嵌入式系统（选修）7 .程序设计基础（软件）PGBPGBI程序设计语言概论（核心）PGB2程序设计导论（核心）PGB3面对对象程序设计（核心）PGB4数据结构与算法（核心）PGB5数据库基础与应用（选修）8 .计算机网络与通讯CNC（选修）CNC1网络的层次体系结构；CNC2数据通信基础一一物理层CNC3局域网的介质访问子层CNC4数据链路层CNC5网络层CNC6传输层CNC7应用层9 .计算机限制技术CCTCCTI计算机限制系统概述（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数字限制器的间接设计（核心）CCT6数字限制器的干脆设计（核心）CCT7计算机限制系统的牢靠性（选修）CCT8计算机限制系统的工程实现（选修）CCT9可编程限制器（P1.。10 .限制系统数字仿真CSSCSSl仿真软件一MAT1.AB（核心）CSS2限制系统的数学模型及其转换（核心）CSS3采样限制系统的数字仿真（核心）CSS4动态仿真集成环境-SlMU1.lNK（核心）CSS5基于MAT1.AB工具箱的限制系统分析与设计（核心）11.信息获得与处理SMPSMPl信息获得与处理的基本概念（核心）SMP2测量不确定度与回来分析（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EMPEMPl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MDPMDPl电力拖动动力学基础（核心）MDP2直流电机的电力拖动（核心）MDP3沟通电动机的电力拖动（核心）MDP4电动机容量的选择（核心）14 .电力电子技术PETPETO绪论（核心）PETl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沟通电力限制电路（核心）PET5逆变电路（核心）PET6PWM限制技术（核心）PET7软开关技术（核心）PET8组合变流电路（选修）15 .运动（电机）限制技术MCTMCTl闭环限制的直流调速系统（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矢量限制的变频调速系统（核心）MCT5干脆转矩限制系统（核心）MCT6串级调速系统（选修）MCT7同步电动机的变频调速系统（选修）MCT8运动限制系统的计算机协助设计（选修）16 .自动化仪表AUIAUIl自动化仪表的基本概念（核心）AUI2变送单元（核心）AUI3限制单元（核心）AUI4执行单元（核心）AUI5显示记录单元（核心）AUI6平安栅及协助单元（核心）AUI7虚拟仪器与现场总线仪表（核心）17 .过程限制PCSPCSl过程建模与过程特性（核心）PCS2简洁限制系统（核心）PCS3困难限制系统（核心）PCS4先进限制技术（核心）PCS5典型设备与工业过程限制（核心）PCS6过程计算机限制系统（选修）学问领域描述1.1 经典限制理论（CCT）1.1经典限制理论（CCT）（核心内容学时数：48）备注内容简介经典限制理论是线性系统理论、最优限制原理等后续课程的基础，为限制系统供应了数学模型的建立、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；简洁非线性限制系统分析的描述函数法及相平面法。学问单元CCT1限制系统的基本概念（核心）CCT2限制系统的数学模型（核心）CCT3时域分析法（核心）CCT4根轨迹法（核心）CCT5频率响应法（核心）CCT6系统校正的设计方法（核心）CCT7采样系统（选修）CCT8非线性限制系统（选修）CCT9利用MatIab进行时域和频域分析（选修）学问单元描述CCT1参考课时2制统基概限系的本念学问点 自动限制系统的定义、构成； 自动限制系统的基本限制方式：开环限制、闭环限制、复合限制； 自动限制系统的分类：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； 对限制系统的基本要求； 自动限制原理探讨的内容。（核心）学习目标1 .驾驭限制系统的组成和基本结构，熟识各组成部分在限制系统中的作用；2 .驾驭开环限制与闭环限制的基本特点；3 .通过用不同的方法对限制系统进行分类，了解各种类型的限制系统的特点；4 .明确本门课程的目的以及对限制系统的评价指标。CCT2限制考时参课8统数模核,系的学型<心学问 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。学习目标1 .驾驭建立限制系统微分方程的方法；2 .驾驭传递函数的定义、性质和求取方法；3 .驾驭用方块图简化建立系统传递函数的方法；4 .驾驭梅森增益公式及其应用。T3域析核8时分法I心考时参课12学问点 典型一阶系统动态性能：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（包括比例一一微分限制；速度反馈限制；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； 限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； 限制系统的稳态性能分析：误差的定义（包括两种不同的定义方法：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、减小或消退稳态误差的措施（包括Pl限制和复合限制）、动态误差系数；.利用Matlab进行时域分析（选修）；习标学目1 .驾驭一阶和二阶系统的数学模型及单位阶跃响应的形式；2 .驾驭二阶系统欠阻尼状况下的性能指标以及改善二阶系统性能的方法（包括比例微分限制、速度反馈限制）；3 .驾驭高阶系统的闭环主导极点概念及高阶系统性能的分析方法；4 .驾驭分析系统渐近稳定性的方法；5 .驾驭分析系统稳态性能的方法及改善系统稳态性能的措施；6 .驾驭利用Matlab对系统进行时域分析的方法；T4轨法核>Cc根迹，心考时高7问学点 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限制的影响）、利用主导极点估计系统的性能指标； 利用Matlab绘制根轨迹图；学习目标1 .驾驭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 .驾驭利用根轨迹分析系统稳定性、瞬态性能和稳态性能的方法。T5域析核,Cc频分法I心参考课时13问学点频率特性的定义； 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Matlab进行领域分析。学习目标1 .驾驭频率特性的基本概念；2 .驾驭用手工绘制简略Bode图和极坐标以及用Matlab绘制精确的Bode图和极坐标图