课程简介
计算机控制系统是自动化，轨道交通信号与控制专业的专业理论课程，适用于自动化、轨道交通信号与控制专业高年级的学生。通过本课程的学习，使学生掌握计算机控制基本理论,信号分析与数学描述；分析与设计方法和实现技术，分析稳定性，稳态误差和快速性，数字PID控制器设计。具备根据实际问题分析与设计计算机控制系统的基本能力。对培养自动化专业学生应用控制理论，计算机知识解决实际工程问题起到平台作用，培养学生的创新意识，提高他们实践的能力。 为进一步学习自动化专业后续课程奠定扎实的基础。
具体内容包括：信号分析与数学描述，性能分析，经典设计方法，组成与实现技术。重点讲解计算机控制系统的稳定性，稳态误差，快速性的分析方法以及提高这些性能的理论方法。
课程大纲
第一周 第1章 计算机控制导论 ， 第2章 计算机控制系统的信号分析1（4学时）
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类1
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类2
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类3
第1讲 1.2 计算机控制系统的发展1
第1讲 1.2 计算机控制系统的发展2
第2讲 2.1 控制系统中信号分类
第2讲 2.2 采样的数学描述及特性1
第1章 习题课
第1周 第1章 计算机控制导论。单元测试
第二周 第2章 计算机控制系统的信号分析2 （4学时）
第1讲 2.2 采样的数学描述及特性2
第1讲 2.3 信号的恢复与重构
第2讲 2.4 信号的整量化
第2讲 2.5 系统简化结构与本章小结
第2章 习题课
第2 周 第2章 计算机控制系统的信号分析2 单元测试
第三周 第3章 计算机控制系统的数学描述 （4学时）
第1讲 3.1 差分方程及求解1- 差分方程
第1讲 3.1 差分方程及求解2-Z变换理论
第1讲 3.1 差分方程及求解3-Z变换的定理
第1讲 3.1 差分方程及求解4-Z反变换1
第1讲 3.1 差分方程及求解5-Z反变换2
第2讲 3.2 闭环脉冲传递函数的化简1-脉冲传递函数
第2讲 3.2 闭环脉冲传递函数的化简2-结构图化简
第2讲 3.3 离散系统的频域描述1- 离散频率特性的计算
第2讲 3.3 离散系统的频域描述2- 离散频率特性的特点
第2讲 3.7 应用实例
第3章 习题课
第3周，第3章 计算机控制系统的数学描述 -单元测试
第四周 第4章 计算机控制系统分析1 （4学时）
第1讲 3.4 应用-应用实例与本章小结
第1讲 4.1 S平面和Z平面之间的映射1-映射关系
第1讲 4.1 S平面和Z平面之间的映射2-特殊值的映射
第2讲 4.2 稳定性分析1-稳定性判据
第2讲 4.2 稳定性分析2-采样周期与稳定性
第4周，第4章 计算机控制系统分析1 单元测试
第五周 第4章 计算机控制系统分析2 （4学时）
第1讲 4.3 稳态误差分析1-定义与计算
第1讲 4.3 稳态误差分析2-采样周期与稳态误差
第2讲 4.4 时域特性分析
第2讲 4.5 频域特性分析
第2讲 4.6 应用举例-例题与本章小结
第4章 习题课
第5周 第4章 计算机控制系统分析2 单元测试
第六周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法1 （4学时）
第1讲 5.1 连续域—离散化设计1-原理与步骤
第1讲 5.1 连续域—离散化设计2-一阶差分
第1讲 5.1 连续域—离散化设计3-双线性变换
第1讲 5.1 连续域—离散化设计4-零极点匹配
第2讲 5.2 数字PID控制器设计1-基本算法及改进1
第2讲 5.2 数字PID控制器设计2-改进2与PID参数整定
第6周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法1 单元测试
第七周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法2（4学时）
第1讲 5.3 控制系统z平面设计性能指标要求
第1讲 5.4 z平面根轨迹设计
第2讲 5.5 w’变换及频率域设计1- w’变换
第2讲 5.5 w’变换及频率域设计1- 应用与本章小结
第5章 习题课
第7周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法2 单元测试
第八周 第7章 计算机控制系统的组成以及实现技术（4学时）
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口1-硬件组成
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口2-输入输出
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口3-信号调理与总线
第1讲 7.2 系统测试信号的处理-数字滤波
第1讲 7.3 计算机控制系统的实时软件设计
第2讲 7.4 控制算法的编排实现1-基本编排实现
第2讲 7.4 控制算法的编排实现2-实例
第2讲 7.5 采样频率的选取
第2讲 7.6 系统的抗干扰及可靠性技术1-抗干扰技术
第2讲 7.6 系统的抗干扰及可靠性技术1-可靠性技术与本章小结
第7章 习题课
第8周 第7章 计算机控制系统的组成以及实现技术 单元测试
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类1
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类2
第1讲 1.1 计算机控制系统组成，特点及分类3
第1讲 1.2 计算机控制系统的发展1
第1讲 1.2 计算机控制系统的发展2
第2讲 2.1 控制系统中信号分类
第2讲 2.2 采样的数学描述及特性1
第1章 习题课
第1周 第1章 计算机控制导论。单元测试
第二周 第2章 计算机控制系统的信号分析2 （4学时）
第1讲 2.2 采样的数学描述及特性2
第1讲 2.3 信号的恢复与重构
第2讲 2.4 信号的整量化
第2讲 2.5 系统简化结构与本章小结
第2章 习题课
第2 周 第2章 计算机控制系统的信号分析2 单元测试
第三周 第3章 计算机控制系统的数学描述 （4学时）
第1讲 3.1 差分方程及求解1- 差分方程
第1讲 3.1 差分方程及求解2-Z变换理论
第1讲 3.1 差分方程及求解3-Z变换的定理
第1讲 3.1 差分方程及求解4-Z反变换1
第1讲 3.1 差分方程及求解5-Z反变换2
第2讲 3.2 闭环脉冲传递函数的化简1-脉冲传递函数
第2讲 3.2 闭环脉冲传递函数的化简2-结构图化简
第2讲 3.3 离散系统的频域描述1- 离散频率特性的计算
第2讲 3.3 离散系统的频域描述2- 离散频率特性的特点
第2讲 3.7 应用实例
第3章 习题课
第3周，第3章 计算机控制系统的数学描述 -单元测试
第四周 第4章 计算机控制系统分析1 （4学时）
第1讲 3.4 应用-应用实例与本章小结
第1讲 4.1 S平面和Z平面之间的映射1-映射关系
第1讲 4.1 S平面和Z平面之间的映射2-特殊值的映射
第2讲 4.2 稳定性分析1-稳定性判据
第2讲 4.2 稳定性分析2-采样周期与稳定性
第4周，第4章 计算机控制系统分析1 单元测试
第五周 第4章 计算机控制系统分析2 （4学时）
第1讲 4.3 稳态误差分析1-定义与计算
第1讲 4.3 稳态误差分析2-采样周期与稳态误差
第2讲 4.4 时域特性分析
第2讲 4.5 频域特性分析
第2讲 4.6 应用举例-例题与本章小结
第4章 习题课
第5周 第4章 计算机控制系统分析2 单元测试
第六周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法1 （4学时）
第1讲 5.1 连续域—离散化设计1-原理与步骤
第1讲 5.1 连续域—离散化设计2-一阶差分
第1讲 5.1 连续域—离散化设计3-双线性变换
第1讲 5.1 连续域—离散化设计4-零极点匹配
第2讲 5.2 数字PID控制器设计1-基本算法及改进1
第2讲 5.2 数字PID控制器设计2-改进2与PID参数整定
第6周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法1 单元测试
第七周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法2（4学时）
第1讲 5.3 控制系统z平面设计性能指标要求
第1讲 5.4 z平面根轨迹设计
第2讲 5.5 w’变换及频率域设计1- w’变换
第2讲 5.5 w’变换及频率域设计1- 应用与本章小结
第5章 习题课
第7周 第5章 计算机控制系统的经典设计方法2 单元测试
第八周 第7章 计算机控制系统的组成以及实现技术（4学时）
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口1-硬件组成
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口2-输入输出
第1讲 7.1 硬件组成及输入输出接口3-信号调理与总线
第1讲 7.2 系统测试信号的处理-数字滤波
第1讲 7.3 计算机控制系统的实时软件设计
第2讲 7.4 控制算法的编排实现1-基本编排实现
第2讲 7.4 控制算法的编排实现2-实例
第2讲 7.5 采样频率的选取
第2讲 7.6 系统的抗干扰及可靠性技术1-抗干扰技术
第2讲 7.6 系统的抗干扰及可靠性技术1-可靠性技术与本章小结
第7章 习题课
第8周 第7章 计算机控制系统的组成以及实现技术 单元测试