信号检测与控制教学大纲.docx

信号检测与控制学 分：30学 时：48 （其中：讲课学时：48 实验学时：另行安排）先修课程：电路分析，数字电子技术，模拟电子技术等课程适用专业：应用物理学、自动化、电子信息工程等专业教 材：测控系统原理与设计，孙传友，北京航空航天大学出版社，2002年9月第一版开课系部：计算机科学与工程系撰 写 人：韩红芳审 定 人：何宝祥 批准人: 杨长春一、程的性质和任务不同应用领域常见的测控仪器或系统，虽然名称型号、性能各不相同，但它们在硬件、软件两方面的共性还是主要的。它们的共同的理论基础和技术基础实质就是测控技术。各种不同的仪器仪表产品只不过是其共同基础即测控技术与各应用领域的特殊要求相结合的产物。因此，只要掌握了通用的测控技术，今后遇到具体的仪器仪表时再了解一下该仪器仪表应用领域的特殊要求和某些专用电路，就能很快地适应所从事仪器仪表或测控系统的具体工作。本课程主要讲授基于单片微机的各类常见测控仪器及系统的整机原理和总体设计思想、测控算法和程序设计、抗干扰技术、虚拟仪器与测控网络，旨在培养学生综合运用所学知识进行测控系统设计开发的能力。二、课程的内容及要求 （一）绪论1基本内容（1）测控仪器和系统的地位与作用；（2）测控系统微机化的重要意义；（3）微机化测控系统的类型和组成。2基本要求：了解研究测控系统的意义，理解测控系统的类型和组成（二）测控通道（输入/输出通道）1教学内容模拟输入通道；模拟输出通道；开关量输入/输出通道；单元电路的级联设计。2基本要求掌握模拟输入通道中信号采集电路以及信号调理电路的参数设计和选择，熟悉传感器的选择，了解模拟输入通道的误差分配与综合，掌握模拟量输出通道结构、基本理论以及电路的选择，了解开关量输入与输出通道的基本概念，熟悉单元电路的级联设计。（三）主机及其接口1基本内容（1）主机电路；（2）测控接口及程序；（3）人-机接口及程序；（4）通信接口。2基本要求了解PC机以及单片机的主机电路，掌握A/D、D/A、功率以及DFC与微机接口以及程序，掌握显示器、键盘、打印机以及报警器等与微机接口以及程序，熟悉串行和并行接口。（四）测量数据处理1基本内容（1）量程切换；（2）标度变换；（3）零位和灵敏度的误差校正非线性校正；（4）越限报警；数字滤波。2基本要求掌握测控系统中量程切换、标度变换，了解零位、灵敏度以及非线性的校正，熟悉越限报警的系统设计，掌握数字滤波电路。（五）PID控制算法1基本内容（1）PID控制原理与程序流程；（2）标准PID算法的改进；（3）数字PID参数的选择；（4）数字PID控制的工程实现。2基本要求理解PID控制原理与程序流程，熟悉数字PID参数的选择和控制的工程实现。（六）监控程序设计1基本内容（1）监控程序的功能和组成；（2）监控主程序和初始化管理；（3）键盘管理；（4）显示、中断与时钟管理；（5）硬件故障的自检。2基本要求了解监控程序的功能和组成，熟悉监控程序的初始化，掌握键盘、显示、中断和时钟的管理。（七）抗干扰技术1基本内容（1）噪声干扰的形成；（2）硬件抗干扰技术；（3）软件抗干扰技术。2基本要求了解噪声干扰的形成，了解硬件和软件抗干扰技术。（八）微机化测控系统设计及实例1基本内容（1）设计要求和研制过程；（2）总体设计；（3）硬件设计；（4）软件设计；（5）设计实例。2基本要求熟悉测控系统的设计过程。（九）虚拟仪器与测控网络1教学内容（1）虚拟仪器； （2）现场总线；（3）测控网络。2基本要求了解虚拟仪器的基本概念，了解现场总线以及测控网络。三、课程学时分配章 节讲 课实 验第一章 绪论2第二章 测控通道（输入/输出通道）8第三章 主机及其接口8第四章 测量数据处理6第五章 PID控制算法4第六章 监控程序设计8第七章 抗干扰技术8第八章 微机化测控系统设计及实例4四、参考书目1 周杏鹏. 测控系统原理与设计. 北京