《过程控制》教学大纲

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1 目 录 学 科 概 论 1 电 路 原 理 5 数 字 电 子 技 术 10 模 拟 电 子 技 术 17 计 算 机 软 件 技 术 基 础 24 单 片 机 原 理 及 应 用 28 自 动 控 制 原 理 32 电 力 电 子 技 术 38 电 机 及 拖 动 基 础 45 工 程 制 图 52 复 变 函 数 与 积 分 变 换 56 计 算 机 仿 真 技 术 62 数 据 库 65 信 号 与 系 统 分 析 73 现 代 控 制 理 论 76 专 业 英 语 80 电 气 工 程 基 础 84 工 厂 供 电 89 电 气 控 制 与 PLC 95 电 力 拖 动 自 控 系 统 100 计 算 机 控 制 技 术 104 过 程 控 制 系 统 108 计 算 机 网 络 与 通 讯 112 自 动 检 测 技 术 与 自 动 化 仪 表 116 电 器 学 123 产 品 三 维 造 型 设 计 127 DSP 控 制 技 术 133 电 子 线 路 CAD 138 电 力 系 统 继 电 保 护 144 电 力 系 统 分 析 147 电 力 系 统 应 用 信 息 技 术 151 智 能 仪 表 原 理 与 设 计 154 虚 拟 仪 器 技 术 157 测 控 技 术 与 系 统 161 工 程 光 学 和 光 电 检 测 技 术 165 新 能 源 概 论 169 现 代 电 源 实 用 技 术 173 新 能 源 转 换 与 控 制 技 术 176 光 伏 发 电 技 术 179

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3 学 科 概 论 课 程 教 学 大 纲 Introduction To Course 学 时 数 :16 其 中 : 实 验 学 时 0 课 外 学 时 0 学 分 数 :1 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 陈 广 义 职 称 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 张 志 飞 职 称 教 授 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 学 科 概 论 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 学 科 基 础 必 修 课 程 本 课 程 遵 循 教 学 和 认 知 规 律, 通 过 大 量 来 自 生 产 生 活 和 科 技 活 动 过 程 的 案 例, 对 控 制 的 基 础 概 念 自 动 控 制 的 基 本 原 理 自 动 控 制 系 统 中 的 知 识 与 技 术 体 系 自 动 化 技 术 的 应 用 信 息 化 时 代 的 控 制 等 内 容, 由 浅 入 深 地 进 行 系 统 的 通 俗 易 懂 的 介 绍 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 全 面 介 绍 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 培 养 方 向 课 程 设 置 教 学 计 划 以 及 培 养 方 法 等 内 容 的 一 门 导 论 课, 是 学 科 基 础 课 程 本 课 程 开 设 的 主 要 目 的, 是 使 学 生 了 解 本 专 业 在 国 民 经 济 中 的 地 位 本 专 业 学 习 内 容 和 专 业 现 状 和 发 展 前 景, 使 本 专 业 学 生 能 尽 快 适 应 大 学 生 活, 掌 握 正 确 的 学 习 方 法, 树 立 明 确 的 奋 斗 目 标, 增 强 专 业 学 习 兴 趣, 以 及 对 课 程 设 置 和 相 互 间 联 系 有 一 个 清 晰 的 概 念 介 绍 各 级 学 位 和 报 考 研 究 生 的 情 况 等 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 ( 一 ) 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 明 确 本 专 业 的 专 业 培 养 目 标, 明 确 大 学 学 习 特 点 和 规 律 ; 掌 握 大 学 工 科 的 学 习 方 法, 通 过 对 本 专 业 人 才 计 划 的 了 解, 明 确 本 专 业 课 和 设 置 及 各 门 课 之 间 的 关 系 ; ( 二 ) 了 解 自 动 化 技 术 的 发 展 现 状 与 前 景, 培 养 专 业 学 习 兴 趣, 提 高 学 习 积 极 性 和 主 动 性 ; ( 三 ) 有 志 于 进 一 步 深 造 的 同 学 从 入 学 开 始 就 要 有 明 确 目 标 并 搞 好 高 等 数 学 外 语 等 课 程 的 学 习, 为 将 来 报 考 研 究 生 作 好 准 备 四 教 学 手 段 与 方 法 采 用 多 媒 体 教 学 手 段, 启 发 式 项 目 案 例 和 参 与 式 教 学 方 法 交 叉 应 用 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 本 课 程 采 用 小 论 文 考 核 方 式 ( 二 ) 成 绩 评 定 成 绩 评 定 方 法 为 考 试 (70%)+ 平 时 (30%) 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 1

4 第 一 章 专 业 培 养 目 标 和 人 才 素 质 要 求 (2 学 时 ) 1 自 动 化 和 自 动 化 类 专 业 ; 2 我 国 高 等 院 校 自 动 化 类 专 业 的 培 养 目 标 ; 3 基 本 术 语 ; 4 当 前 自 动 化 类 专 业 对 所 培 养 人 才 的 素 质 要 求 重 点 : 专 业 培 养 目 标 和 人 才 素 质 要 求 难 点 : 自 动 化 自 动 控 制 及 控 制 论 三 者 之 间 的 区 别 与 联 系 1 控 制 和 自 动 化 的 概 念 ; 2 我 国 古 代 自 动 装 置 ; 第 二 章 自 动 化 的 概 念 和 发 展 简 史 (2 学 时 ) 3 控 制 和 自 动 化 技 术 发 展 简 史 ; 4 我 国 的 自 动 化 教 育 和 科 研 机 构 重 点 : 自 动 化 技 术 的 概 念 和 发 展 简 史 难 点 : 自 动 化 的 研 究 内 容 1 恒 值 自 动 调 节 系 统 ; 2 程 序 自 动 控 制 系 统 ; 第 三 章 自 动 控 制 系 统 的 类 型 和 组 成 (2 学 时 ) 3 随 动 系 统 ( 伺 服 系 统 ); 4 自 动 控 制 系 统 的 组 成 ; 5 自 动 化 仪 表 ; 6 控 制 器 控 制 和 计 算 机 控 制 ; 7 自 动 控 制 和 远 距 离 控 制 重 点 : 自 动 控 制 系 统 的 类 型 和 组 成 难 点 : 自 动 控 制 系 统 分 类 的 基 本 要 素 1 自 动 控 制 系 统 的 行 为 描 述 2 反 馈 控 制 和 扰 动 补 偿 3 比 例 积 分 微 分 控 制 4 最 优 控 制 5 自 适 应 控 制 6 智 能 控 制 7 非 线 性 系 统 及 其 控 制 重 点 : 基 本 控 制 方 法 难 点 : 控 制 系 统 的 动 态 描 述 1 引 言 ; 第 四 章 基 本 的 控 制 方 法 (2 学 时 ) 第 五 章 控 制 与 自 动 化 技 术 的 应 用 范 畴 (2 学 时 ) 2 机 械 制 造 自 动 化 ; 3 过 程 工 业 自 动 化 ; 4 电 力 系 统 自 动 化 ; 2

5 5 飞 行 器 控 制 ; 6 智 能 建 筑 ; 7 智 能 交 通 系 统 ; 8 生 物 控 制 ; 9 生 态 与 环 境 控 制 ; 10 社 会 经 济 控 制 ; 11 大 系 统 控 制 与 系 统 工 程 重 点 : 自 动 化 技 术 的 应 用 范 畴 难 点 : 从 控 制 角 度 出 发, 将 现 代 工 业 分 类 第 六 章 控 制 和 自 动 化 的 展 望 (2 学 时 ) 1 计 算 机 集 成 制 造 系 统 ; 2 机 器 人 应 用 于 生 产 和 社 会 生 活 的 各 方 面 ; 3 高 速 列 车 和 太 空 飞 行 器 的 智 能 控 制 ; 4 虚 拟 现 实 技 术 ; 5 巡 航 导 弹 和 预 警 飞 机 ; 6 数 字 地 球 与 机 敏 传 感 网 络 ; 重 点 : 自 动 化 的 发 展 前 景 难 点 : 现 代 高 科 技 的 两 面 性 第 七 章 自 动 化 类 专 业 的 教 学 安 排 (2 学 时 ) 1 高 等 院 校 的 教 学 任 务 和 特 点 ; 2 工 科 课 程 的 类 型 ; 3 自 动 化 类 专 业 的 课 程 设 置 ; 4 自 动 化 类 专 业 的 教 学 环 节 ; 5 课 外 教 育 活 动 的 意 义 和 内 容 重 点 : 自 动 化 类 专 业 的 课 程 设 置 和 教 学 环 节 难 点 : 课 外 教 育 活 动 的 意 义 1 大 学 学 习 的 概 念 ; 第 八 章 学 习 原 理 和 学 习 方 法 (2 学 时 ) 2 自 动 化 专 业 大 学 生 的 学 习 任 务 ; 3 学 习 的 过 程 和 掌 握 客 观 规 律 ; 4 对 学 习 有 重 要 影 响 的 一 些 因 素 ; 5 怎 样 学 好 理 论 课 ; 6 重 视 实 验 课 重 视 计 算 机 的 应 用 ; 7 重 视 面 向 实 际, 勇 于 解 决 实 际 问 题 重 点 : 学 习 原 理 难 点 : 学 习 方 法 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 ( 一 ) 本 课 程 主 要 有 讲 课 专 题 报 告 讨 论 和 撰 写 论 文 等 环 节 ( 二 ) 本 课 程 安 排 在 第 一 学 期 进 行 ( 三 ) 本 课 程 以 撰 写 论 文 方 式 评 定 成 绩, 不 设 考 试 3

6 八 学 时 分 配 章 节 教 学 内 容 主 要 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 讲 实 讨 习 课 其 小 授 验 论 题 外 它 计 作 业 题 量 第 一 章 专 业 培 养 目 标 和 人 才 素 质 要 求 第 二 章 自 动 化 的 概 念 和 发 展 简 史 第 三 章 自 动 控 制 系 统 的 类 型 和 组 成 第 四 章 基 本 的 控 制 方 法 第 五 章 控 制 与 自 动 化 技 术 的 应 用 范 畴 第 六 章 控 制 和 自 动 化 的 展 望 第 七 章 自 动 化 类 专 业 的 教 学 安 排 第 八 章 学 习 原 理 和 学 习 方 法 合 计 备 注 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 本 课 程 与 入 学 教 育 大 学 生 思 想 道 德 修 养 等 课 程 结 合, 为 学 生 初 入 大 学 打 下 较 好 的 思 想 基 础 同 时 了 解 自 己 的 专 业, 了 解 大 学 四 年 各 教 学 环 节 及 各 门 课 程 之 间 的 关 系, 做 到 心 中 有 数, 增 强 学 习 主 动 性, 提 高 综 合 素 质 十 先 修 课 程 无 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 周 献 中. 自 动 化 导 论. 北 京 : 科 学 出 版 社,2009 年 8 月 ( 二 ) 教 学 参 考 书 [1] 万 百 五. 自 动 化 ( 专 业 ) 概 论. 武 汉 : 武 汉 理 工 大 学 出 版 社,2002 年 6 月 [2] 中 华 人 民 共 和 国 高 等 教 育 法. 北 京 : 人 民 出 版 社,(1998 年 8 月 29 日 第 九 届 全 国 人 民 代 表 大 会 常 务 委 员 会 第 四 次 会 议 通 过 ) [3] 佛 山 科 学 技 术 学 院 教 务 处. 佛 山 科 学 技 术 学 院 教 学 计 划 ( 本 科 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 ). 佛 山 : 2013 年 9 月 4

7 电 路 原 理 课 程 教 学 大 纲 CIRCUIT PRINCIPLE 总 学 时 数 : 72 其 中 : 实 验 学 时 0 课 外 学 时 0 学 分 数 : 4.5 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 王 方 连 职 称 副 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 屈 莉 莉 职 称 教 授 职 务 系 主 任 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 电 路 原 理 是 电 气 信 息 类 专 业 的 一 门 重 要 的 技 术 基 础 课 其 任 务 是 : 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 掌 握 电 路 的 基 本 理 论 分 析 计 算 电 路 的 基 本 方 法 和 进 行 实 验 的 初 步 技 能, 为 解 决 工 程 实 际 问 题 和 进 一 步 研 究 电 类 问 题 准 备 必 须 的 理 论 基 础, 并 为 学 习 电 气 信 息 类 的 后 续 课 程 打 下 基 础 电 路 课 程 理 论 严 密, 逻 辑 性 强, 对 培 养 学 生 的 辩 证 思 维 能 力, 树 立 理 论 联 系 实 际 的 科 学 观 点 和 提 高 学 生 分 析 问 题 解 决 问 题 的 能 力, 都 有 重 要 的 作 用 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 电 子 技 术 电 气 工 程 自 动 化 等 电 类 专 业 的 技 术 基 础 课 本 课 程 开 设 的 主 要 目 的 是 为 电 类 各 专 业 学 生 学 习 后 续 有 关 课 程 准 备 必 要 的 电 路 方 面 的 基 本 知 识 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 能 掌 握 线 性 电 路 和 非 线 性 电 阻 电 路 中 的 基 本 理 论 和 分 析 计 算 方 法, 为 学 习 后 续 有 关 电 方 面 的 课 程 以 及 在 实 际 工 作 中 能 正 确 处 理 基 本 电 路 问 题, 打 下 必 要 的 电 路 基 础 理 论 知 识 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 在 本 课 程 的 学 习 中, 要 求 学 生 深 刻 理 解, 牢 固 掌 握 电 路 的 基 本 定 律 和 常 用 定 理 的 应 用 ; 熟 练 掌 握 电 阻 电 路, 正 弦 稳 态 电 路, 一 阶 动 态 电 路 的 基 本 分 析 计 算 方 法 ; 掌 握 二 阶 电 路, 双 端 口 网 络 的 基 本 概 念 和 网 络 参 数 的 计 算 四 教 学 手 段 与 方 法 根 据 工 科 学 生 的 需 用 原 则, 有 效 地 利 用 多 媒 体 教 学 平 台, 深 入 浅 出, 激 发 学 生 的 学 习 潜 能 提 高 学 生 的 创 新 能 力 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 : 考 试 ( 二 ) 成 绩 评 定 考 试 成 绩 (70%)+ 平 时 成 绩 (30%) 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 5

8 第 一 章 电 路 模 型 和 电 路 定 律 一 电 路 和 电 路 模 型 二 电 流 和 电 压 的 参 考 方 向 三 功 率 四 电 路 元 件 五 电 阻 元 件 六 电 压 源 和 电 流 源 七 受 控 源 八 基 尔 霍 夫 定 律 重 点 : 正 确 列 写 KCL 和 KVL 方 程 难 点 : 电 压, 电 流 参 考 方 向, 真 实 方 向 概 念 和 吸 收 功 率 和 产 生 功 率 的 概 念 第 二 章 一 引 言 二 电 阻 的 等 效 变 换 三 电 阻 的 串 并 联 四 电 阻 们 Y 形 和 Δ 形 联 接 的 等 效 变 换 五 电 压 源, 电 流 源 的 串 并 联 六 实 际 电 源 的 两 种 模 型 及 其 等 效 变 换 七 输 入 电 阻 重 点 : 电 源 等 效 变 换 法 及 其 在 电 路 简 化 中 的 应 用 难 点 : 受 控 源 电 路 的 计 算 方 法 电 阻 电 路 的 等 效 变 换 第 三 章 电 阻 电 路 的 一 般 分 析 法 一 电 路 的 图 二 KCL 和 KVL 的 独 立 方 程 数 三 支 路 电 流 法 四 回 路 电 流 五 网 孔 电 流 法 六 节 点 电 压 法 重 点 : 节 点 法, 网 孔 法 难 点 : 电 路 计 算 中 如 何 处 理 带 受 控 源 支 路 的 方 法 第 四 章 电 路 定 理 一 叠 加 定 理 二 替 代 定 理 三 戴 维 南 定 理 和 诺 顿 定 理 四 最 大 功 率 传 输 定 理 重 点 : 戴 维 南 定 理 的 运 用, 含 受 控 源 电 路 的 等 效 电 路 难 点 : 含 受 控 源 戴 维 南 定 理 的 应 用 一 电 容 元 件 第 五 章 储 能 元 件 6

9 二 电 感 元 件 三 电 容 电 感 元 件 的 串 联 与 并 联 重 点 : 电 容 元 件 和 电 感 元 件 的 约 束 方 程 难 点 : 电 容 元 件 和 电 感 元 件 的 储 能 第 七 章 一 阶 电 路 和 二 阶 电 路 的 时 域 分 析 一 动 态 电 路 方 程 及 其 初 始 条 件 二 一 阶 电 路 的 零 输 入 响 应 三 一 阶 电 路 的 零 状 态 响 应 四 一 阶 电 路 的 全 响 应 五 一 阶 电 路 的 阶 跃 响 应 六 二 阶 电 路 的 零 输 入 响 应 七 二 阶 电 路 的 零 状 态 响 应 和 全 响 应 重 点 : 用 三 要 素 法 求 解 一 阶 电 路, 用 经 典 法 分 析 二 阶 电 路 难 点 : 定 出 初 始 条 件 第 八 章 相 量 法 一 复 数 二 正 弦 量 三 相 量 法 的 基 础 四 电 路 定 律 的 相 量 形 式 重 点 : 正 弦 量 的 几 种 表 达 方 式 及 正 弦 量 的 三 要 素, 电 压 电 流 的 相 位 关 系 难 点 : 电 流 电 压 瞬 时 表 达 式 与 相 量 表 达 式 的 互 相 转 换 方 法 第 九 章 正 弦 稳 态 电 路 分 析 一 阻 抗 和 导 纳 二 电 路 的 相 量 图 三 正 弦 稳 态 电 路 的 分 析 四 正 弦 稳 态 电 路 的 功 率 五 复 功 率 六 最 大 功 率 传 输 重 点 : 正 弦 电 路 功 率 计 算 方 法 ( 含 P Q S COSФ ),R L C 正 弦 电 路 相 量 图 分 析 法 难 点 : 利 用 相 量 图 分 析 电 路 一 互 感 二 具 有 耦 合 电 感 电 路 的 计 算 三 变 压 器 原 理 四 理 想 变 压 器 重 点 : 理 想 变 压 器 的 特 性 难 点 : 互 感 电 压 极 性 的 判 别 一 网 络 函 数 第 十 章 含 耦 合 电 感 电 路 分 析 第 十 一 章 电 路 的 频 率 响 应 7

10 二 RLC 串 联 电 路 的 谐 振 三 RLC 串 联 电 路 的 频 率 响 应 四 RLC 并 联 谐 振 电 路 重 点 : 谐 振 的 原 始 定 义 难 点 : 谐 振 的 应 用 一 三 相 电 路 二 线 电 压 ( 电 流 ) 与 相 电 压 ( 电 流 ) 三 对 称 三 相 电 路 的 计 算 四 不 对 称 三 相 电 路 的 概 念 五 三 相 电 路 的 功 率 第 十 二 章 三 相 电 路 重 点 : 三 相 电 路 的 分 析 方 法 难 点 : 线 电 压 ( 流 ) 与 相 电 压 ( 流 ) 之 间 的 关 系 第 十 三 章 非 正 弦 周 期 电 路 一 非 正 弦 周 期 信 号 二 非 正 弦 周 期 函 数 分 解 为 傅 里 叶 级 数 三 有 效 值 和 平 均 功 率 四 非 正 弦 周 期 电 流 电 路 的 计 算 重 点 : 非 正 弦 周 期 量 的 有 效 值 及 平 均 功 率 的 计 算 难 点 : 非 正 弦 周 期 电 流 电 路 的 计 算 一 二 端 口 网 络 二 二 端 口 的 方 程 和 参 敦 三 二 端 口 的 等 效 电 路 重 点 : 二 端 口 的 参 数 方 程 难 点 : 二 端 口 的 等 效 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 第 十 六 章 二 端 口 网 络 本 课 程 教 学 环 节 除 讲 课 外, 还 有 实 验 课 习 题 课 等, 实 验 课 是 培 养 工 科 学 生 实 验 技 能 的 主 要 手 段 通 过 本 课 程 的 实 验 训 练, 使 学 生 实 验 技 能 达 到 如 下 要 求 : (1) 正 确 使 用 电 流 表 电 压 表 功 率 表 万 用 表 等 电 工 仪 表 和 示 波 器 晶 体 管 稳 压 电 源 信 号 发 生 器 等 电 子 仪 器 (2) 正 确 按 图 连 接 实 验 线 路 和 合 理 布 线, 能 初 步 分 析 并 排 除 故 障 培 养 良 好 的 实 验 习 惯 和 实 事 求 是 的 科 学 作 用 (3) 观 察 实 验 现 象, 会 正 确 读 取 数 据 并 加 以 检 查 判 断 正 确 书 写 实 验 报 告 和 分 析 实 验 结 果 实 验 具 体 内 容 及 具 体 要 求 详 见 实 验 指 导 书 或 实 验 教 学 大 纲 8

11 八 学 时 分 配 教 学 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 作 业 备 章 节 主 要 内 容 讲 实 讨 习 课 其 小 授 验 论 题 外 它 计 题 量 注 1 2 第 1 4 章 电 阻 电 路 分 析 第 6 7 章 动 态 电 路 分 析 所 选 教 材 中 第 十 二 章 付 里 叶 级 数 第 3 第 8 13 正 弦 稳 态 电 路 分 析 十 三 章 十 四 4 第 16 章 二 端 口 网 络 章 内 容 在 后 续 课 程 信 号 合 计 与 系 统 里 讲 授 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 本 课 程 一 般 是 在 学 生 学 习 了 高 等 数 学 课 和 普 通 物 理 学 之 后 开 课 的, 学 生 学 习 本 课 程 前 应 具 有 微 积 分 和 线 性 常 系 数 微 分 方 程 的 基 本 知 识, 掌 握 有 关 电 学 基 本 概 念 及 简 单 电 路 的 计 算 能 正 确 掌 握 有 关 电 学 基 本 概 念 及 简 单 电 路 计 算 能 正 确 使 用 国 际 单 位 制 本 课 程 的 后 续 课 程 是 电 子 技 术, 电 气 控 制, 自 动 控 制 原 理, 信 号 与 线 性 系 统 等, 应 注 意 为 后 续 课 程 打 好 基 础 十 先 修 课 程 高 等 数 学 大 学 物 理 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 邱 光 源 主 编. 电 路 原 理. ISBN 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2006 年 5 月, 第 5 版. ( 二 ) 教 学 参 考 书 李 先 祥, 王 方 连, 许 舒 勤 编. 电 路 学 习 指 导. ISBN 广 州 : 华 南 理 工 大 学 出 版 社,2002 年 11 月, 第 一 版. 9

12 数 字 电 子 技 术 课 程 教 学 大 纲 DIGITAL ELECTRONIC TECHNOLOGY 学 时 数 : 56 其 中 : 实 验 学 时 :0 课 外 学 时 :0 学 分 数 :3.5 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 苏 彩 红 职 称 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 屈 莉 莉 职 称 教 授 职 务 系 主 任 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 在 本 课 程 学 习 中, 要 求 学 生 掌 握 数 字 电 子 技 术 的 基 本 理 论 基 础 知 识 和 基 本 技 能, 熟 悉 数 字 电 路 中 一 些 典 型 的 常 用 的 集 成 电 路 原 理, 功 能 及 数 字 器 件 的 特 性 和 参 数 主 要 内 容 包 括 : 数 字 逻 辑 基 础 知 识 逻 辑 门 电 路 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 触 发 器 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 和 设 计 存 储 器 脉 冲 波 型 的 变 换 与 产 生 数 模 和 模 数 转 换 等 等 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 掌 握 从 培 养 学 生 的 智 力 技 能 入 手, 提 高 他 们 分 析 问 题 解 决 问 题 以 及 实 践 应 用 的 能 力 数 字 电 子 技 术 是 一 门 实 践 性 很 强 的 专 业 基 础 课, 除 课 堂 讲 授 外, 适 当 配 合 课 堂 演 示, 并 采 用 现 代 化 教 学 手 段 教 学 过 程 采 用 启 发 式 教 学 法, 强 调 课 堂 教 学 与 实 验 教 学 紧 密 联 系, 安 排 与 课 程 内 容 相 结 合 的 大 量 实 验 及 课 程 设 计, 以 培 养 学 生 的 动 手 能 力 和 创 新 能 力 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 电 气 电 子 类 专 业 的 主 要 技 术 基 础 课 之 一, 是 电 工 电 子 系 列 课 程 知 识 平 台 上 的 重 要 组 成 部 分, 是 在 电 子 技 术 方 面 入 门 性 质 的 重 要 技 术 基 础 课 是 理 论 和 实 际 紧 密 结 合 的 应 用 性 很 强 的 一 门 课 程 本 课 程 的 任 务 是 : 使 学 生 掌 握 数 字 电 子 技 术 的 基 本 理 论 基 础 知 识 和 基 本 技 能, 熟 悉 数 字 电 路 中 一 些 典 型 的 常 用 的 集 成 电 路 原 理, 功 能 及 数 字 器 件 的 特 性 和 参 数 本 课 程 的 目 的 是 : 从 培 养 学 生 的 智 力 技 能 入 手, 提 高 他 们 分 析 问 题 解 决 问 题 以 及 实 践 应 用 的 能 力, 为 学 习 其 它 有 关 课 程 和 毕 业 后 从 事 电 子 电 气 工 程 自 动 化 以 及 计 算 机 应 用 技 术 方 面 的 工 作 打 下 必 要 的 基 础 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 ( 一 ) 基 本 理 论 方 面 1. 掌 握 二 十 六 进 制 及 其 与 十 进 制 的 相 互 转 换,8421 码 的 构 成, 和 了 解 其 它 常 用 编 码 2. 掌 握 逻 辑 函 数 的 描 述 方 法, 熟 悉 逻 辑 代 数 基 本 公 式 定 理 以 及 逻 辑 函 数 的 化 简 方 法 3. 了 解 半 导 体 二 极 管 三 极 管 和 MOS 管 的 开 关 特 性 4. 掌 握 集 成 逻 辑 门 电 路 的 逻 辑 功 能 和 使 用 方 法, 了 解 TTL CMOS 门 电 路 的 内 部 结 构 和 工 作 原 理 5. 掌 握 典 型 的 组 合 逻 辑 电 路 和 时 序 逻 辑 电 路 的 逻 辑 功 能 及 一 般 分 析 方 法, 熟 悉 简 单 组 合 逻 辑 电 路 的 设 计 法, 掌 握 用 中 规 模 集 成 电 路 实 现 任 意 组 合 逻 辑 电 路 的 方 法 6. 熟 悉 各 种 触 发 器 的 逻 辑 功 能 工 作 原 理 10

13 7. 掌 握 时 序 逻 辑 电 路 的 特 点 和 分 析 方 法, 熟 悉 常 用 中 规 模 组 件 的 使 用 方 法 8. 熟 悉 555 定 时 器 的 电 路 结 构, 工 作 原 理 及 主 要 应 用, 掌 握 用 555 定 时 器 构 成 多 谐 振 荡 器 单 稳 态 和 施 密 特 触 发 器 的 方 法 9. 熟 悉 常 用 A/D 和 D/A 转 换 器 的 电 路 特 点 及 应 用 10. 了 解 半 导 体 存 储 器 ROM 和 RAM 的 电 路 结 构 和 工 作 原 理, 建 立 数 据 总 线 地 址 总 线 控 制 总 线 的 概 念, 熟 悉 存 储 器 容 量 的 扩 展 方 法, 了 解 可 编 程 逻 辑 器 件 (PLD) 的 主 要 应 用 ( 二 ) 基 本 技 能 方 面 1. 初 步 掌 握 阅 读 和 分 析 一 般 数 字 系 统 的 方 法 2. 初 步 掌 握 应 用 数 字 集 成 电 路 器 件, 组 成 具 有 一 定 功 能 的 数 字 电 路 3. 对 一 般 的 数 字 集 成 电 路 具 有 查 阅 手 册 和 正 确 选 用 能 力 四 教 学 手 段 与 方 法 1. 数 字 电 路 是 一 门 实 践 性 很 强 的 专 业 基 础 课, 实 验 课 单 独 开 课, 此 外 还 有 一 周 课 程 设 计 本 大 纲 只 是 其 理 论 教 学 大 纲 除 课 堂 讲 授 外, 应 配 合 课 堂 演 示, 条 件 许 可 的 话 尽 可 能 采 用 现 代 化 教 学 手 段 2. 数 字 电 路 课 的 基 本 概 念 比 较 多, 在 每 一 章 的 开 头 应 着 重 讲 清 本 章 的 主 要 概 念 和 基 本 思 路 3. 如 果 本 课 和 模 拟 电 路 同 时 开 课, 本 课 的 第 三 章 ( 门 电 路 ) 应 在 半 导 体 器 件 讲 完 之 后 讲 授 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 考 试 ( 二 ) 成 绩 评 定 成 绩 评 定 方 法 为 考 试 70% + 平 时 (20%)+ 作 业 (10%) 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 一 数 字 电 路 与 数 字 信 号 1 数 字 技 术 的 发 展 及 其 应 用 2 数 字 集 成 电 路 的 分 类 及 特 点 3 数 字 信 号 和 数 字 电 路 的 特 点 4 数 字 信 号 的 描 述 方 法 二 数 制 1 十 进 制 2 二 进 制 3 十 - 二 进 制 之 间 的 转 换 4 十 六 进 制 和 八 进 制 三 二 进 制 数 的 算 术 运 算 1 无 符 号 二 进 制 数 的 算 术 运 算 2 带 符 号 二 进 制 数 的 减 法 运 算 四 二 进 制 代 码 1 二 - 十 进 制 码 2 格 雷 码 3 ASCII 码 五 二 值 逻 辑 变 量 与 基 本 逻 辑 运 算 六 逻 辑 函 数 及 其 表 示 方 法 第 一 章 数 字 逻 辑 概 论 11

14 (1) 掌 握 数 字 信 号 与 模 拟 信 号 的 区 别 (2) 掌 握 常 用 数 制 及 其 相 互 之 间 的 转 换 (3) 掌 握 原 码 反 码 及 补 码 的 关 系 及 转 换 (4) 掌 握 8421 码 内 容 及 构 成 特 点 ; 了 解 其 它 常 用 代 码 的 构 成 特 点 重 点 难 点 : 各 种 数 制 间 相 互 转 换, 原 码 反 码 及 补 码 的 概 念 及 转 换 第 二 章 逻 辑 代 数 一 逻 辑 代 数 1 逻 辑 代 数 的 基 本 定 律 和 恒 等 式 2 逻 辑 代 数 的 基 本 规 则 3 逻 辑 函 数 的 代 数 化 简 法 二 逻 辑 函 数 的 卡 诺 图 化 简 法 1 最 小 项 的 定 义 及 其 性 质 2 逻 辑 函 数 的 最 小 项 表 达 式 3 用 卡 诺 图 表 示 的 逻 辑 函 数 4 用 卡 诺 图 化 简 逻 辑 函 数 建 议 : 卡 诺 图 法 化 简 仅 介 绍 到 4 变 量 的 逻 辑 函 数 化 简 (1) 熟 悉 常 用 逻 辑 代 数 的 基 本 定 律 及 规 划, 掌 握 逻 辑 函 数 表 达 式 的 变 换 (2) 掌 握 逻 辑 函 数 的 卡 诺 图 化 简 重 点 难 点 :(1) 逻 辑 函 数 的 表 示 方 法 及 相 互 转 换 (2) 逻 辑 函 数 的 公 式 法 化 简 和 卡 诺 图 化 简 第 三 章 逻 辑 门 电 路 一 MOS 逻 辑 门 电 路 1 数 字 集 成 电 路 简 介 2 逻 辑 电 路 的 一 般 特 性 3 MOS 开 关 及 其 等 效 电 路 4 CMOS 反 相 器 5 CMOS 逻 辑 门 电 路 6 CMOS 漏 极 开 路 门 和 三 态 输 出 门 电 路 7 CMOS 传 输 门 8 CMOS 逻 辑 门 电 路 的 技 术 参 数 9 NMOS 门 电 路 二 TTL 逻 辑 门 电 路 1 BJT 的 开 关 特 性, 基 本 BJT 反 相 器 的 动 态 性 能 2 TTL 反 相 器 的 基 本 电 路 3 TTL 逻 辑 门 电 路 集 成 开 路 门 和 三 态 门 电 路 三 逻 辑 描 述 中 的 几 个 问 题 1 正 负 逻 辑 问 题 2 基 本 逻 辑 门 电 路 的 等 效 符 号 及 其 应 用 四 逻 辑 门 电 路 使 用 中 的 几 个 实 际 问 题 1 各 种 门 电 路 之 间 的 接 口 问 题 2 门 电 路 带 负 载 时 的 接 口 问 题 3 抗 干 扰 措 施 12

15 (1) 了 解 各 类 集 成 逻 辑 门 的 基 本 特 性 (2) 掌 握 使 用 集 成 逻 辑 门 的 注 意 事 项 重 点 难 点 :(1) 各 类 门 电 路 功 能 及 应 用 ; (2) 逻 辑 门 电 路 的 使 用 注 意 事 项 第 四 章 组 合 逻 辑 电 路 一 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 1 组 合 逻 辑 电 路 的 特 点 逻 辑 功 能 描 述 类 型 和 研 究 方 法 2 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 二 组 合 逻 辑 电 路 的 设 计 三 组 合 逻 辑 电 路 中 的 竞 争 与 冒 险 1 竞 争 冒 险 产 生 的 原 因 识 别 2 竞 争 冒 险 的 消 除 四 若 干 典 型 的 组 合 逻 辑 集 成 电 路 1 编 码 器 2 译 码 器 及 其 应 用 3 数 据 选 择 器 及 其 应 用 4 数 据 比 较 器 5 算 术 运 算 电 路 五 组 合 可 编 程 逻 辑 器 件 PLD 的 结 构 表 示 方 法 及 分 类 (1) 掌 握 组 合 逻 辑 电 路 的 特 点 逻 辑 功 能 描 述 类 型 和 研 究 方 法 ; (2) 掌 握 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 方 法 (3) 掌 握 组 合 逻 辑 电 路 的 设 计 方 法 (4) 掌 握 编 码 器 译 码 器 数 据 选 择 器 数 据 分 配 器 功 能 数 值 比 较 器 加 法 器 功 能 及 应 用 (5) 了 解 竞 争 冒 险 产 生 的 原 因 识 别 及 消 除 重 点 难 点 :(1) 组 合 逻 辑 电 路 的 分 析 与 设 计 (2) 常 用 组 合 逻 辑 器 件 的 应 用 第 五 章 锁 存 器 和 触 发 器 求 一 双 稳 态 存 储 单 元 电 路 1 双 稳 态 的 概 念 2 双 稳 态 存 储 单 元 电 路 二 锁 存 器 1 SR 锁 存 器 2 D 锁 存 器 三 触 发 器 的 电 路 结 构 和 工 作 原 理 四 触 发 器 的 逻 辑 功 能 D 触 发 器,JK 触 发 器,T 和 T 触 发 器,SR 触 发 器 D 触 发 器 功 能 的 转 换 建 议 : 除 RS 触 发 器 外, 其 余 触 发 器 着 重 强 调 功 能 及 其 表 示 方 法, 电 路 结 构 的 内 部 结 构 不 作 要 (1) 掌 握 基 本 RS 锁 存 器 逻 辑 门 控 SR 锁 存 器 的 结 构 及 功 能 (2) 掌 握 各 类 触 发 器 的 功 能 13

16 (3) 掌 握 触 发 器 的 逻 辑 符 号 ; 会 画 各 类 触 发 器 的 时 序 波 形 图 重 点 难 点 :(1) 各 类 触 发 器 的 逻 辑 功 能 (2) 各 类 触 发 器 的 时 序 波 形 图 第 六 章 时 序 逻 辑 电 路 一 时 序 逻 辑 电 路 概 述 1 时 序 逻 辑 电 路 模 型 与 分 类 2 时 序 电 路 逻 辑 功 能 的 表 达 二 同 步 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 1 一 般 步 骤 2 分 析 举 例 三 同 步 时 序 逻 辑 电 路 的 设 计 1 一 般 步 骤 2 分 析 举 例 四 异 步 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 五 若 干 典 型 的 时 序 逻 辑 集 成 电 路 1 寄 存 器 和 移 位 寄 存 器 2 计 数 器 建 议 : 二 进 制 计 数 器 和 十 进 制 计 数 器 部 分 以 同 步 计 数 器 为 主, 异 步 计 数 器 仅 作 为 了 解 内 容 (1) 掌 握 时 序 逻 辑 电 路 的 概 念 和 特 点 分 类 及 功 能 表 示 方 法 (2) 掌 握 同 步 时 序 电 路 的 典 型 分 析 方 法 (3) 掌 握 和 了 解 异 步 时 序 电 路 的 典 型 分 析 方 法 (4) 掌 握 同 步 时 序 逻 辑 电 路 的 设 计 方 法 (5) 理 解 二 进 制 计 数 器 十 进 制 计 数 器 集 成 计 数 器 (6) 掌 握 任 意 进 制 计 数 器 的 构 成 (7) 了 解 寄 存 器 和 移 位 寄 存 器 序 列 信 号 发 生 器 (8) 掌 握 移 位 寄 存 器 的 应 用 重 点 难 点 :(1) 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 (2) 时 序 逻 辑 电 路 的 分 析 (3) 使 用 集 成 计 数 器 构 成 任 意 进 制 计 数 器 第 七 章 存 储 器 复 杂 可 编 程 器 件 和 现 场 可 编 程 门 阵 列 一 只 读 寄 存 器 1 ROM 的 定 义 与 基 本 结 构 2 二 维 译 码 3 可 编 程 ROM 4 集 成 电 路 ROM 5 ROM 的 应 用 举 例 二 随 机 存 取 存 储 器 1 静 态 随 机 存 取 存 储 器 2 动 态 随 机 存 取 存 储 器 3 存 储 容 量 扩 展 三 可 编 程 逻 辑 器 件 简 介 建 议 : 可 编 程 逻 辑 器 件 简 单 介 绍 一 下, 有 个 基 本 的 思 路 14

17 (1) 掌 握 半 导 体 存 储 器 地 址 字 位 存 储 容 量 存 储 单 元 等 基 本 概 念 (2) 了 解 RAM 的 存 储 原 理 以 及 存 储 器 的 一 般 结 构 和 工 作 原 理 (3) 了 解 各 类 ROM, 尤 其 是 可 编 程 ROM 的 特 点, 正 确 理 解 可 编 程 的 概 念 (4) 掌 握 存 储 器 容 量 扩 展 的 一 般 方 法 (5) 正 确 理 解 用 可 编 程 逻 辑 阵 列 PAL GAL 实 现 各 种 逻 辑 功 能 电 路 的 基 本 原 理 重 点 : 存 储 单 元 字 位 地 址 地 址 单 元 等 基 本 概 念, 存 储 器 的 读 / 写 控 制 以 及 存 储 器 容 量 扩 展 方 法 难 点 : 各 类 半 导 体 存 储 器 的 应 用 第 八 章 脉 冲 波 形 的 变 换 与 产 生 一 单 稳 态 触 发 器 1 COM 门 电 路 组 成 的 微 分 型 单 稳 态 触 发 器 2 集 成 单 稳 态 触 发 器 3 单 稳 态 触 发 器 的 应 用 二 施 密 特 触 发 器 1 门 电 路 组 成 的 施 密 特 触 发 器 2 集 成 施 密 特 触 发 器 3 施 密 特 触 发 器 的 应 用 三 多 谐 振 荡 器 1 门 电 路 组 成 的 多 谐 振 荡 器 2 用 施 密 特 触 发 器 构 成 波 形 产 生 电 路 3 石 英 晶 体 振 荡 器 四 555 定 时 器 及 其 应 用 定 时 器 : 定 时 器 组 成 的 施 密 特 触 发 器 ; 定 时 器 组 成 的 单 稳 态 触 发 器 ; 定 时 器 组 成 的 多 谐 振 荡 器 (1) 正 确 理 解 多 谐 振 荡 器 单 稳 态 触 发 器 施 密 特 触 发 器 的 电 路 组 成 及 工 作 原 理, 了 解 各 种 石 英 晶 体 谐 振 电 路 (2) 掌 握 多 谐 单 稳 施 密 特 MSI 器 件 的 逻 辑 功 能 波 形 分 析 及 主 要 参 数 计 算 (3) 掌 握 555 定 时 器 的 工 作 原 理 的 计 算 (4) 掌 握 由 555 定 时 器 组 成 的 多 谐 单 稳 施 密 特 电 路 工 作 原 理 指 标 参 数 及 电 路 元 件 参 数 重 点 难 点 :(1)555 定 时 器 的 基 本 工 作 原 理 及 典 型 应 用 (2) 集 成 单 稳 态 触 发 器 的 基 本 功 能 第 九 章 数 模 与 模 数 转 换 器 一 D/A 转 换 器 1 D/A 转 换 器 的 基 本 工 作 原 理 主 要 技 术 指 标 2 常 用 D/A 转 换 器 简 介 二 A/D 转 换 器 1 A/D 转 换 器 的 基 本 工 作 过 程 主 要 技 术 指 标 2 集 成 A/D 转 换 电 路 掌 握 数 / 模 模 / 数 转 换 器 的 功 能 及 工 作 原 理 15

18 重 点 :A / D D / A 转 换 器 的 基 本 原 理 分 析 难 点 : 权 值 采 样 / 保 持 量 化 / 编 码 转 换 精 度 的 理 解 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 ( 一 ) 本 课 程 教 学 环 节 除 讲 课 外 还 有 作 业 和 考 试 等 ( 二 ) 本 课 程 安 排 了 7 个 实 验, 共 14 学 时 ( 单 独 安 排 课 时 ), 具 体 内 容 和 要 求 见 实 验 大 纲 ( 三 ) 作 业 的 基 本 要 求 是 通 过 完 成 各 章 的 习 题, 巩 固 和 掌 握 教 学 的 重 点 和 难 点 各 章 题 量 见 学 时 分 配 八 学 时 分 配 章 节 教 学 内 容 主 要 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 讲 实 讨 习 课 其 小 授 验 论 题 外 它 计 作 业 题 量 一 数 字 逻 辑 概 论 ~4 二 逻 辑 代 数 ~6 三 逻 辑 门 电 路 ~6 四 组 合 逻 辑 电 路 ~6 五 锁 存 器 和 触 发 器 六 时 序 逻 辑 电 路 七 存 储 器 复 杂 可 编 程 器 件 和 现 场 可 编 程 门 阵 列 ~6 八 脉 冲 波 形 的 变 换 与 产 生 九 数 模 与 模 数 转 换 器 十 期 末 复 习 2 2 合 计 ~49 备 注 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 数 字 电 子 技 术 基 础 中 应 用 了 模 拟 电 子 技 术 基 础 中 二 极 管 三 极 管 的 基 本 知 识, 应 注 意 两 门 课 在 时 间 上 的 配 合, 即 模 拟 电 子 技 术 基 础 应 是 这 门 课 的 前 续 课 程 数 字 电 子 技 术 基 础 的 后 续 课 程 是 微 机 原 理 及 其 应 用 等 其 它 专 业 课 程, 数 字 电 子 技 术 基 础 课 程 中 的 各 种 集 成 电 路 知 识 将 为 这 些 后 续 课 程 的 学 习 打 下 良 好 基 础 十 先 修 课 程 高 等 数 学 普 通 物 理 电 路 分 析 和 模 拟 电 路 等 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 康 华 光. 电 子 技 术 基 础 ( 数 字 部 分 ). 北 京 : 高 等 教 学 出 版 社,2005, 第 五 版. ( 二 ) 教 学 参 考 书 阎 石. 数 字 电 子 技 术 基 础. 北 京 : 高 等 教 学 出 版 社,2005, 第 五 版. 16

19 模 拟 电 子 技 术 课 程 教 学 大 纲 ANALOG ELECTRONICS TECHNOLOGY 学 时 数 :48 学 时 其 中 : 实 验 学 时 :0 课 外 学 时 :0 学 分 数 :3 学 分 课 程 类 别 : 专 业 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 器 工 程 及 其 自 动 化 执 笔 者 :( 姓 名 谢 海 鸿 职 称 讲 师 ) 审 核 人 :( 姓 名 王 东 职 称 : 副 教 授 职 务 : 副 院 长 ) 编 写 日 期 :2013 年 09 月 一 课 程 简 介 本 课 程 是 电 器 工 程 及 其 自 动 化 专 业 电 子 技 术 方 面 入 门 性 质 的 主 要 技 术 基 础 课 其 任 务 是 使 学 生 获 得 模 拟 电 子 技 术 方 面 的 基 本 理 论 基 本 知 识 和 基 本 技 能, 比 较 系 统 地 掌 握 一 些 常 用 电 子 器 件 和 基 本 电 子 电 路 的 工 作 原 理 及 分 析 方 法 本 课 程 是 实 践 性 很 强 的 课 程, 实 验 是 该 课 程 不 可 缺 少 的 一 部 分, 通 过 实 验, 使 学 生 掌 握 常 用 电 子 仪 器 的 使 用 方 法 和 常 见 电 子 电 路 的 调 测 方 法, 培 养 学 生 分 析 和 解 决 问 题 的 能 力 为 提 高 学 生 的 动 手 能 力, 实 验 单 独 作 为 一 门 课 程 开 设 主 要 内 容 包 括 : 模 拟 电 子 系 统 简 介 集 成 运 算 放 大 电 路 及 其 基 本 应 用 半 导 体 二 极 管 及 其 基 本 应 用 电 路 晶 体 三 极 管 及 其 本 放 大 电 路 场 效 应 管 及 其 基 本 放 大 电 路 集 成 运 算 放 大 电 路 放 大 电 路 中 的 反 馈 模 拟 信 号 的 运 算 和 滤 波 信 号 的 产 生 和 变 换 直 流 电 源 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 自 动 化 专 业 的 一 门 技 术 基 础 课, 它 是 电 工 电 子 系 列 课 程 知 识 平 台 上 的 重 要 组 成 部 分 本 课 程 开 设 的 主 要 目 的 是 为 自 动 化 专 业 学 生 学 习 专 业 课 程 准 备 必 要 的 电 子 技 术 方 面 的 有 关 知 识 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 掌 握 电 子 线 路 的 基 本 理 论 和 基 本 技 能 及 分 析 方 法, 并 能 有 一 定 的 设 计 电 路 的 能 力 为 以 后 深 入 学 习 电 子 技 术 领 域 的 相 关 内 容 和 专 业 应 用 打 好 基 础 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 通 过 本 课 程 的 学 习, 学 生 应 能 掌 握 本 课 程 的 各 种 基 本 概 念, 能 掌 握 所 学 的 各 种 电 路 的 功 能 性 能 及 特 点, 能 分 析 电 路 估 算 电 路 ; 能 对 电 路 进 行 一 些 简 单 的 组 合, 以 扩 大 电 路 的 功 能 及 应 用 1. 理 解 半 导 体 基 本 器 件 的 原 理, 特 性 主 要 参 数 及 其 选 用 ; 2. 掌 握 信 号 放 大 基 本 单 元 电 路 的 组 成 工 作 原 理 及 分 析 计 算 方 法 ; 3. 掌 握 信 号 的 运 算 和 处 理 基 本 单 元 电 路 的 组 成 工 作 原 理 及 其 分 析 计 算 方 法 ; 4. 掌 握 信 号 的 发 生 电 路 的 组 成 基 本 原 理 及 其 重 要 技 术 指 标 的 计 算 四 教 学 手 段 与 方 法 采 用 启 发 式 教 学 方 法, 采 取 讨 论 实 例 现 场 教 学 等 灵 活 多 样 的 教 学 形 式 方 法 和 手 段, 并 运 用 多 媒 体 等 现 代 辅 助 教 育 技 术 与 手 段 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 17

20 考 核 方 式 为 闭 卷 考 试 严 格 考 核 学 生 出 勤 情 况, 达 到 学 籍 管 理 规 定 的 旷 课 量 取 消 考 试 资 格 综 合 成 绩 根 据 平 时 成 绩 期 末 成 绩 评 定, 平 时 成 绩 占 30%, 期 末 成 绩 占 70% 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 一 电 信 号 1 什 么 是 电 信 号 2 模 拟 信 号 和 数 字 信 号 二 电 子 信 息 系 统 1 模 拟 电 子 系 统 的 组 成 2 电 子 信 息 系 统 的 组 成 原 则 3 电 子 信 息 系 统 中 的 模 拟 电 路 重 点 : 电 子 信 息 系 统 的 组 成 原 则 难 点 : 各 功 能 电 路 的 区 分 与 应 用 第 一 章 绪 论 (1 学 时 ) 第 二 章 集 成 运 放 及 其 基 本 应 用 (6 学 时 ) 一 放 大 的 概 念 和 放 大 电 路 的 性 能 指 标 1 放 大 的 概 念 2 放 大 电 路 的 方 框 图 及 其 性 能 指 标 二 集 成 运 算 放 大 电 路 1 差 分 放 大 电 路 的 概 念 2 集 成 运 放 的 符 号 及 其 电 压 传 输 特 性 3 理 想 集 成 运 放 三 理 想 运 放 组 成 的 基 本 运 算 电 路 1 比 例 运 算 电 路 2 加 减 运 算 电 路 3. 积 分 运 算 电 路 和 微 分 运 算 电 路 四 理 想 运 放 组 成 的 电 压 比 较 器 1 电 压 比 较 器 概 述 2 单 限 比 较 器 3 滞 回 比 较 器 重 点 : 理 想 运 用 放 大 器 的 各 种 计 算 难 点 : 滞 回 比 较 器 的 分 析 与 计 算 一 半 导 体 基 础 知 识 1 本 征 半 导 体 2 杂 质 半 导 体 第 三 章 半 导 体 二 极 管 及 其 基 本 应 用 (4 学 时 ) 3 PN 结 二 半 导 体 二 极 管 及 其 基 本 应 用 电 路 1 半 导 体 二 极 管 的 几 种 常 见 结 构 2 二 极 管 的 伏 安 特 性 3 二 极 管 的 主 要 参 数 18

21 4 二 极 管 的 等 效 电 路 5 基 本 应 用 电 路 三 稳 压 二 极 管 及 其 基 本 应 用 电 路 1 稳 压 二 极 管 2 稳 压 管 的 基 本 应 用 电 路 重 点 :PN 结 的 特 性 ; 二 极 管 的 基 本 电 路 及 分 析 方 法 和 应 用 难 点 :PN 结 的 形 成 及 其 特 性 第 四 章 晶 体 三 极 管 及 其 基 本 放 大 电 路 (7 学 时 ) 一 晶 体 三 极 管 1 晶 体 管 的 结 构 及 类 型 2 晶 体 管 的 电 流 放 大 作 用 3 晶 体 管 的 共 射 特 性 曲 线 4 晶 体 管 的 主 要 参 数 5 温 度 对 晶 体 管 特 性 及 参 数 的 影 响 二 放 大 电 路 的 组 成 原 则 1 基 本 共 射 放 大 电 路 的 工 作 原 理 2 如 何 组 成 放 大 电 路 三 放 大 电 路 的 基 本 分 析 方 法 放 大 电 路 的 直 流 通 路 和 交 流 通 路 图 解 法 等 效 电 路 法 四 晶 体 管 放 大 电 路 的 三 种 接 法 1 静 态 工 作 点 稳 定 的 共 射 放 大 电 路 2 基 本 共 集 放 大 电 路 3 基 本 共 基 放 大 电 路 4 基 本 放 大 电 路 三 种 接 法 的 性 能 比 较 五 放 大 电 路 的 频 率 响 应 1 频 率 响 应 概 述 2 晶 体 管 的 高 频 等 效 模 型 重 点 : 静 态 工 作 点 电 压 增 益 输 入 电 阻 和 输 出 电 阻 的 计 算 难 点 : 放 大 电 路 的 频 率 响 应 问 题 一 场 效 应 管 1 结 型 场 效 应 管 2 绝 缘 栅 型 场 效 应 管 3 场 效 应 管 的 主 要 参 数 第 五 章 场 效 应 管 及 其 基 本 放 大 电 路 (4 学 时 ) 4 场 效 应 管 与 晶 体 管 的 比 较 二 场 效 应 管 基 本 放 大 电 路 1 场 效 应 管 放 大 电 路 静 态 工 作 点 的 设 置 2 场 效 应 管 的 交 流 等 效 模 型 3 共 源 放 大 电 路 的 动 态 分 析 4 共 漏 放 大 电 路 的 动 态 分 析 19

22 重 点 : 场 效 应 管 放 大 电 路 的 静 态 工 作 点 电 压 增 益 输 入 电 阻 和 输 出 电 阻 的 计 算 难 点 : 各 类 场 效 应 管 的 结 构 工 作 原 理 特 性 曲 线 及 参 数 一 多 级 放 大 电 路 1 多 级 放 大 电 路 的 耦 合 方 式 2 多 级 放 大 电 路 的 动 态 分 析 3 多 级 放 大 电 路 的 构 成 二 集 成 运 算 放 大 电 路 简 介 1 集 成 运 放 的 电 路 特 点 2 集 成 运 放 的 方 框 图 三 差 分 放 大 电 路 1 直 接 耦 合 放 大 电 路 的 零 点 漂 移 现 象 2 基 本 差 分 放 大 电 路 3 具 有 恒 流 源 的 差 分 放 大 电 路 4 差 分 放 大 电 路 的 四 种 接 法 四 功 率 放 大 电 路 1 功 率 放 大 电 路 概 述 2 OCL 电 路 3 其 它 类 型 的 功 率 放 大 电 路 五 集 成 运 放 中 的 电 流 源 1 基 本 电 流 源 电 路 2 多 路 电 流 源 3 改 进 型 电 流 源 第 六 章 集 成 运 算 放 大 电 路 (6 学 时 ) 4 以 电 流 源 作 为 有 源 负 载 的 放 大 电 路 重 点 : 差 分 放 大 电 路 的 计 算 难 点 : 多 级 放 大 电 路 的 分 析 与 各 性 能 指 标 的 计 算 一 反 馈 的 基 本 概 念 及 判 断 方 法 1 反 馈 的 基 本 概 念 2 反 馈 的 判 断 方 法 第 七 章 放 大 电 路 中 的 反 馈 (7 学 时 ) 3 交 流 负 反 馈 的 四 种 组 态 二 负 反 馈 放 大 电 路 的 方 框 图 及 一 般 表 达 式 1 负 反 馈 放 大 电 路 的 方 框 图 2 负 反 馈 放 大 电 路 的 一 般 表 达 式 3 四 种 组 态 负 反 馈 放 大 电 路 放 大 倍 数 和 反 馈 系 数 的 量 纲 三 深 度 负 反 馈 放 大 电 路 放 大 倍 数 的 分 析 1 深 度 负 反 馈 的 实 质 2 深 度 负 反 馈 条 件 下 电 压 放 大 倍 数 的 分 析 3 理 想 运 放 组 成 的 负 反 馈 放 大 电 路 的 分 析 四 负 反 馈 对 放 大 电 路 性 能 的 影 响 1 提 高 放 大 倍 数 的 稳 定 性 2 改 变 输 入 电 阻 和 输 出 电 阻 20

23 3 展 宽 频 带 4 减 小 非 线 性 失 真 五 负 反 馈 放 大 电 路 的 自 激 振 荡 及 消 除 方 法 1 产 生 自 激 振 荡 的 原 因 及 条 件 2 负 反 馈 放 大 电 路 稳 定 性 的 判 定 3 消 除 自 激 振 荡 的 方 法 重 点 : 四 种 组 态 反 馈 的 判 断 ; 具 有 深 度 负 反 馈 放 大 电 路 的 计 算 难 点 : 具 有 深 度 负 反 馈 放 大 电 路 的 计 算 一 运 算 电 路 1 对 数 运 算 和 指 数 运 算 电 路 2 实 现 逆 运 算 的 方 法 二 有 源 滤 波 器 1 滤 波 电 路 基 础 知 识 2 低 通 滤 波 器 (LPF) 3 高 通 滤 波 器 (HPF) 4 带 通 滤 波 器 (BPF) 5 带 阻 滤 波 器 (BEF) 重 点 : 基 本 运 算 电 路 难 点 : 有 源 滤 波 电 路 的 计 算 一 正 弦 波 振 荡 电 路 1 概 述 2 RC 正 弦 波 振 荡 电 路 3 LC 正 弦 波 振 荡 电 路 4 石 英 晶 体 正 弦 波 振 荡 电 路 二 非 正 弦 波 发 生 电 路 1 矩 形 波 发 生 电 路 2 三 角 波 发 生 电 路 3 锯 齿 波 发 生 电 路 4 压 控 振 荡 器 重 点 : 振 荡 条 件 的 判 断 难 点 : 三 角 波 发 生 器 第 八 章 信 号 的 运 算 与 滤 波 (3 学 时 ) 第 九 章 波 形 的 发 生 电 路 (6 学 时 ) 第 十 章 直 流 电 源 (4 学 时 ) 一 直 流 稳 压 电 源 的 组 成 及 各 部 分 的 作 用 二 单 相 整 流 电 路 1 半 波 整 流 电 路 2 桥 式 整 流 电 路 三 滤 波 电 路 1 电 容 滤 波 电 路 2 其 它 滤 波 电 路 21

24 四 稳 压 管 稳 压 电 路 1 稳 压 原 理 2 主 要 性 能 指 标 3 限 流 电 阻 的 选 择 重 点 : 串 联 反 馈 式 稳 压 电 路 的 工 作 原 理 和 计 算 难 点 : 串 联 开 关 式 稳 压 电 路 分 析 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 本 课 程 教 学 环 节 除 讲 课 外 还 有 习 题 分 析 课 实 验 课 和 课 程 设 计 实 验 课 是 培 养 学 生 实 验 技 能 的 主 要 手 段 通 过 本 课 程 的 实 验 训 练, 使 学 生 实 验 技 能 达 到 如 下 的 要 求 : 正 确 使 用 万 用 表 示 波 器 晶 体 管 稳 压 电 源 和 信 号 发 生 器 正 确 按 要 求 连 接 实 验 线 路, 能 初 步 分 析 并 排 除 故 障 观 察 实 验 现 象, 会 正 确 读 取 数 据 并 加 以 检 查 判 断 正 确 书 写 实 验 报 告 和 分 析 报 告 本 课 程 实 验 具 体 内 容 及 具 体 要 求, 详 见 实 验 指 导 书 或 实 验 教 学 大 纲 课 程 设 计 指 导 书 八 学 时 分 配 教 学 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 作 业 章 讲 实 讨 习 课 其 小 主 要 内 容 节 授 验 论 题 外 它 计 题 量 1 绪 论 集 成 运 算 及 其 基 本 应 用 半 导 体 二 极 管 及 其 基 本 应 用 电 路 晶 体 三 极 管 及 其 基 本 放 大 电 路 场 效 应 管 及 其 基 本 放 大 电 路 集 成 运 算 放 大 电 路 放 大 电 路 中 的 负 反 馈 信 号 的 运 算 与 滤 波 波 形 的 发 生 电 路 直 流 电 源 合 计 备 注 九 课 程 与 其 它 课 程 联 系 模 拟 电 子 技 术 是 电 器 工 程 及 其 自 动 化 等 专 业 必 修 基 础 课 程 本 课 程 在 学 完 高 等 数 学 电 路 分 析 原 理 等 课 程 的 基 础 上 讲 授 后 续 课 程 为 数 字 电 子 技 术 等 十 先 修 课 程 高 等 数 学, 电 路 分 析 原 理 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 [1] 华 成 英. 模 拟 电 子 技 术 基 本 教 程.ISBN: 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社,2006 年 2 月, 第 1 版 [2] 康 华 光. 电 子 技 术 基 础 模 拟 部 分.ISBN: 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2006 年 22

25 1 月, 第 5 版 ( 二 ) 教 学 参 考 书 [1] 孙 肖 子 张 企 民. 模 拟 电 子 技 术 基 础.ISBN: 西 安 : 西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 社,2012 年 1 月, 第 2 版 [2] 王 淑 娟. 模 拟 电 子 技 术 基 础 学 习 指 导 与 考 研 指 南.ISBN: 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2008 年 6 月, 第 1 版 [3] 陈 大 钦. 电 子 技 术 基 础 模 拟 部 分 习 题 全 解.ISBN: 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社, 2006 年 12 月, 第 1 版 [4] 华 成 英. 模 拟 电 子 技 术 基 本 教 程 习 题 解 答.ISBN: 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社, 2006 年 11 月, 第 1 版 [5] 江 晓 安, 董 秀 峰. 模 拟 电 子 技 术.ISBN: 西 安 : 西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 社, 2012 年 11 月, 第 3 版 [6] 胡 宴 如, 耿 苏 燕. 模 拟 电 子 技 术 基 础.ISBN: 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2010 年 04 月, 第 2 版. 23

26 计 算 机 软 件 技 术 基 础 课 程 教 学 大 纲 The Elementary Technology of Computer Software 学 时 数 :32 其 中 : 实 验 学 时 :0 课 外 学 时 :0 学 分 数 :2 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 李 炳 银 职 称 讲 师 ) 审 核 人 :( 姓 名 陈 广 义 职 称 教 授 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 计 算 机 软 件 技 术 基 础 课 程 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 必 修 的 学 科 基 础 课, 也 是 学 生 是 进 行 软 件 设 计 方 面 工 作 的 的 必 修 基 础 课 程 本 课 程 介 绍 计 算 机 软 件 设 计 的 基 础 知 识 方 法 与 实 用 技 术 通 过 这 门 课, 学 生 将 较 系 统 地 了 解 掌 握 计 算 机 软 件 开 发 一 般 环 节 的 各 种 技 术, 理 解 软 件 的 编 写 使 用 方 法 这 门 课 主 要 分 为 三 部 分, 第 一 部 分 讲 操 作 系 统, 主 要 是 让 大 家 了 解 计 算 机 的 各 种 软 件 是 如 何 在 硬 件 平 台 上 工 作 的 优 秀 的 自 动 化 软 件 工 程 师 必 须 对 硬 件 平 台 和 软 件 系 统 之 间 的 依 赖 关 系 有 着 清 楚 的 认 识 第 二 部 分 讲 数 据 结 构 与 算 法 分 析 主 要 是 讲 了 一 些 常 用 的 数 据 结 构, 以 及 如 何 对 实 际 的 问 题 提 出 解 决 的 方 案, 设 计 数 据 结 构, 设 计 算 法 第 三 部 分 讲 软 件 工 程, 在 设 计 大 型 的 软 件 时, 应 该 以 一 种 工 程 管 理 的 方 式 去 控 制 开 发 测 试 流 程 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 计 算 机 软 件 技 术 基 础 课 程 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 必 修 的 学 科 基 础 课 通 过 本 课 程 的 学 习, 要 使 学 生 能 够 掌 握 计 算 机 软 件 设 计 所 需 的 基 本 知 识 例 如 : 软 件 的 基 本 概 念, 常 用 的 数 据 结 构, 程 序 设 计, 软 件 的 开 发 过 程, 软 件 的 开 发 环 境, 操 作 系 统 的 基 本 原 理 等 等 辅 以 程 序 设 计 训 练, 使 学 生 对 实 用 数 据 结 构 数 据 库 管 理 操 作 系 统 等 有 进 一 步 的 认 识 和 理 解 培 养 学 生 从 开 始 即 形 成 良 好 的 程 序 设 计 风 格, 为 将 来 的 软 件 工 作 打 下 坚 实 的 基 础 二 课 程 教 学 的 基 本 要 求 整 门 课 程 基 本 分 三 部 分 : ( 一 ) 程 序 设 计 语 言, 算 法 及 数 据 结 构 这 一 部 分 是 软 件 基 础 知 识, 是 本 门 课 的 重 点 部 分, 主 要 内 容 有 : 高 级 程 序 设 计 语 言 简 介, 编 译 执 行 及 解 释 执 行, 高 级 程 序 设 计 语 言 基 本 特 征, 面 向 对 象 程 序 语 言 基 本 特 征 算 法 的 要 素 特 征 和 表 示 数 据 结 构 概 述, 线 性 表 串 树 与 二 叉 树, 图, 查 找 的 概 念 与 算 法, 排 序 的 基 本 概 念 与 排 序 方 法 对 学 生 的 基 本 要 求 是 : 1 掌 握 程 序 设 计 的 基 本 原 理, 了 解 软 件 设 计 的 基 本 技 术 2 了 解 各 种 数 据 结 构, 重 点 掌 握 线 性 表 栈 队 列 线 性 链 表 的 各 种 运 算 操 作 以 及 存 储 结 构 3 掌 握 二 叉 树 的 各 种 遍 历 方 式, 二 叉 排 序 树 的 生 成 与 删 除 操 作 4 掌 握 基 本 查 找 技 术 和 排 序 方 法 24

27 ( 二 ) 操 作 系 统 及 关 系 数 据 库 这 一 部 分 是 软 件 环 境 基 础 知 识, 主 要 内 容 有 : 操 作 系 统 概 述 特 性 功 能 结 构, 操 作 系 统 的 资 源 管 理, 进 程 管 理, 存 储 管 理 设 备 管 理, 文 件 管 理, 几 种 操 作 系 统 简 介 关 系 数 据 库 系 统 与 组 织, 数 据 库 设 计 对 学 生 的 基 本 要 求 是 : 1 掌 握 操 作 系 统 的 定 义 分 类 功 能, 了 解 其 发 展 过 程 2 掌 握 中 断 技 术, 通 信 技 术, 缓 冲 技 术 的 基 本 原 理 3 了 解 多 进 程 设 计 中 进 程 的 状 态 及 其 转 化 控 制 块 及 其 组 织 进 程 间 的 通 信 4 掌 握 存 储 空 间 的 组 织 及 文 件 管 理 的 功 能 5 初 步 掌 握 数 据 库 数 据 的 组 织, 应 用 模 式 和 关 系 模 型 等 概 念 ( 三 ) 软 件 开 发 环 境 本 部 分 介 绍 软 件 开 发 的 知 识, 主 要 内 容 有 : 程 序 开 发 的 过 程, 软 件 工 程 概 述, 软 件 需 求 分 析, 设 计, 测 试, 软 件 过 程 管 理, 软 件 项 目 管 理, 软 件 工 程 环 境,Visual C++ 环 境 下 的 应 用 程 序 开 发, 多 媒 体 与 多 媒 体 应 用 开 发 对 学 生 的 基 本 要 求 是 : 1 掌 握 程 序 设 计 的 过 程, 会 写 软 件 需 求 说 明 书 2 掌 握 测 试 与 调 试 的 基 本 概 念 及 技 术 3 Visual C++ 环 境 下 的 应 用 程 序 开 发 四 教 学 手 段 与 方 法 本 课 程 以 课 堂 理 论 教 学 为 主, 以 实 验 课 讨 论 习 题 课 学 生 课 外 作 业 答 疑 为 辅, 以 考 试 作 为 学 习 的 总 结 通 过 各 个 教 学 环 节 的 过 程, 使 学 生 能 更 深 刻 了 解 理 解 掌 握 所 学 内 容 对 于 算 法, 除 课 本 的 例 子 外, 还 针 对 一 些 与 专 业 相 关 的 实 际 问 题 进 行 举 例, 通 过 介 绍 一 些 典 型 应 用 来 激 发 学 生 的 学 习 兴 趣 使 学 生 具 有 解 决 实 际 问 题 的 思 路 对 于 部 分 学 生 不 容 易 理 解 和 掌 握 的 知 识 点, 还 通 过 画 图 动 画 等 方 式 让 学 生 理 解 其 逻 辑 结 构 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 本 课 程 采 用 闭 卷 考 试 ( 二 ) 成 绩 评 定 成 绩 评 定 方 法 为 期 末 考 试 ( 占 70%)+ 平 时 成 绩 ( 占 30%) 本 课 程 的 实 验 单 独 开 设 实 验 课, 其 成 绩 单 独 评 定, 与 本 课 程 无 直 接 联 系 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 第 一 章 计 算 机 软 件 技 术 概 述 一 了 解 计 算 机 软 件 技 术 的 基 本 内 容 及 发 展 概 况 ; 二 了 解 软 件 研 制 过 程 ; 三 掌 握 程 序 的 基 本 结 构 ; 四 了 解 程 序 设 计 的 基 本 方 法 ; 五 了 解 程 序 设 计 工 具 及 开 发 环 境 重 点 : 程 序 的 基 本 结 构, 程 序 设 计 的 基 本 方 法 难 点 : 程 序 设 计 的 基 本 方 法 25

28 第 二 章 程 序 设 计 语 言 一 高 级 程 序 设 计 语 言 概 述 二 高 级 程 序 设 计 语 言 实 现 计 算 的 方 式 三 高 级 程 序 设 计 语 言 的 基 本 特 征 四 面 向 对 象 程 序 设 计 语 言 的 基 本 特 征 重 点 : 程 序 设 计 语 言 的 基 本 特 征 难 点 : 变 量 的 生 命 期 第 三 章 算 法 与 数 据 结 构 一 算 法 二 数 据 结 构 : 线 性 表 和 数 组 三 数 据 结 构 : 栈 和 队 列 四 数 据 结 构 : 树 和 图 五 查 找 六 排 序 七 文 件 重 点 : 各 数 据 类 型 的 逻 辑 结 构, 存 储 结 构 及 其 算 法 难 点 : 数 据 类 型 的 链 式 存 储 结 构 及 其 算 法 实 现 一 应 用 ( 程 序 ) 系 统 的 体 系 结 构 二 图 形 用 户 界 面 三 Windows 编 程 环 境 四 Windows 环 境 下 的 VC++ 编 程 五 应 用 程 序 举 例 重 点 :Windows 环 境 下 的 编 程 原 理 难 点 :Windows 环 境 下 的 VC++ 编 程 一 操 作 系 统 概 述 二 操 作 系 统 功 能 实 现 原 理 三 常 见 的 操 作 系 统 重 点 : 操 作 系 统 功 能 实 现 原 理 难 点 : 操 作 系 统 功 能 实 现 原 理 一 数 据 库 系 统 概 述 二 数 据 模 型 三 数 据 库 系 统 的 模 式 四 关 系 数 据 库 五 数 据 库 设 计 六 SQL 七 数 据 库 访 问 技 术 第 四 章 Visual C++ 环 境 及 其 应 用 第 五 章 操 作 系 统 第 六 章 关 系 数 据 库 系 统 26

29 重 点 : 数 据 模 型, 数 据 库 设 计 难 点 : 数 据 库 访 问 技 术 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 ( 一 ) 本 课 程 教 学 环 节 除 讲 课 外 还 有 复 习 思 考 题 作 业 和 考 试 等 ( 二 ) 本 课 程 相 关 的 实 验 安 排 见 实 验 大 纲 ( 三 ) 作 业 的 基 本 要 求 是 通 过 完 成 各 章 的 练 习 题, 巩 固 和 掌 握 教 学 的 重 点 和 难 点 各 章 题 量 见 学 时 分 配 ( 四 ) 本 课 程 采 用 闭 卷 考 试 成 绩 评 定 方 法 为 期 末 考 试 (70%)+ 平 时 成 绩 (30%) ( 五 ) 本 课 程 属 发 展 讯 速 且 实 践 性 很 强 的 学 科, 授 课 时 应 注 意 取 材, 注 重 基 础 知 识 并 将 最 新 发 展 及 时 介 绍 给 学 生, 而 教 材 中 有 些 内 容 可 让 学 生 自 学 八 学 时 分 配 教 学 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 作 业 章 讲 实 讨 习 课 其 小 主 要 内 容 题 量 节 授 验 论 题 外 它 计 1 第 一 章 计 算 机 软 件 技 术 概 述 第 二 章 程 序 设 计 语 言 第 三 章 算 法 与 数 据 结 构 第 四 章 Visual C++ 环 境 及 其 应 用 第 五 章 操 作 系 统 第 六 章 关 系 数 据 库 系 统 合 计 备 注 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 本 课 程 先 修 课 包 括 : 大 学 计 算 机 基 础 C 语 言 程 序 设 计 ; 后 续 课 程 包 括 : 计 算 机 仿 真 技 术 计 算 机 网 络 与 通 讯 计 算 机 控 制 技 术 等 本 课 程 并 为 学 生 以 后 从 事 软 件 开 发 打 下 基 础 十 先 修 课 程 本 课 程 先 修 课 包 括 : 大 学 计 算 机 基 础 C 语 言 程 序 设 计 ; 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 麦 中 凡. 计 算 机 软 件 技 术 基 础. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社,2007. ( 二 ) 教 学 参 考 书 [1] 冯 博 琴. 计 算 机 软 件 技 术 基 础. 西 安 : 西 安 交 通 大 学 出 版 社,2010. [2] [ 美 ]Clifford A. Shaffer 著. 张 鸣 等 译. 数 据 结 构 与 算 法 分 析. 北 京 : 电 子 工 业 出 版 社,

30 单 片 机 原 理 及 应 用 课 程 教 学 大 纲 SINGLE CHIP MICROCOMPUTER PRINCIPLES AND APPLICATIONS 学 时 数 :40 其 中 : 实 验 学 时 0 课 外 学 时 0 学 分 数 :2.5 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 屈 莉 莉 职 称 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 杨 兆 华 职 称 教 授 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 单 片 机 原 理 及 应 用 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 学 科 基 础 必 修 课 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 具 备 运 用 单 片 微 机 设 计 微 机 控 制 系 统 和 用 汇 编 语 言 编 写 应 用 程 序 的 技 能, 为 微 机 在 工 业 控 制 领 域, 家 电 领 域 等 的 应 用 开 发 打 下 基 础 课 程 以 MCS-51 单 片 机 为 主 要 讲 述 对 象, 讲 述 单 片 微 机 的 基 本 概 念 基 本 结 构 和 原 理, 以 及 在 单 片 微 机 检 测 与 控 制 系 统 中 常 用 的 接 口 芯 片 的 原 理 功 能 与 应 用 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 学 科 基 础 必 修 课, 以 MCS-51 单 片 机 为 主 要 讲 述 对 象 课 程 的 任 务 是 讲 述 单 片 微 机 的 基 本 概 念 基 本 结 构 和 原 理, 以 及 在 单 片 微 机 检 测 与 控 制 系 统 中 常 用 的 接 口 芯 片 的 原 理 功 能 与 应 用 ; 详 细 地 讲 述 MCS-51 单 片 机 的 指 令 系 统 和 汇 编 语 言 源 程 序 的 设 计 方 法 讲 述 单 片 微 机 控 制 系 统 的 扩 展 方 法 及 其 工 程 应 用 系 统 的 设 计 方 法 与 调 试 步 骤 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 掌 握 单 片 微 机 的 基 本 结 构 组 成 和 原 理, 汇 编 语 言 源 程 序 的 设 计 方 法 以 及 单 片 微 机 内 部 接 口 部 件 的 功 能 与 应 用 等 基 本 基 础 知 识, 具 备 运 用 单 片 微 机 设 计 微 机 控 制 系 统 和 用 汇 编 语 言 编 写 应 用 程 序 的 技 能, 为 微 机 在 工 业 控 制 领 域, 家 电 领 域 等 的 应 用 开 发 打 下 基 础 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 ( 一 ) 掌 握 单 片 微 机 的 基 本 概 念 及 其 基 本 结 构 ( 二 ) 掌 握 单 片 微 机 存 储 器 空 间 构 成 及 其 内 部 RAM 中 各 功 能 区 域 的 地 址 分 配 ( 三 ) 理 解 单 片 微 机 的 中 断 系 统 及 其 管 理 ( 四 ) 掌 握 单 片 微 机 内 部 各 功 能 接 口 的 特 点 应 用 和 编 程 方 法 ( 五 ) 掌 握 单 片 微 机 的 指 令 系 统 和 汇 编 语 言 源 程 序 的 设 计 方 法 ( 六 ) 掌 握 单 片 微 机 最 小 系 统 的 组 成 及 扩 展 单 片 微 机 系 统 的 一 般 方 法, 了 解 接 口 扩 展 的 常 用 芯 片 功 能 及 其 与 单 片 微 机 的 连 接 方 法 ( 七 ) 熟 悉 单 片 微 机 系 统 的 设 计 与 开 发, 掌 握 微 机 接 口 在 工 业 技 术, 家 电 中 的 应 用 方 法 四 教 学 手 段 与 方 法 采 用 多 媒 体 教 学 手 段, 启 发 式 项 目 案 例 和 参 与 式 教 学 方 法 交 叉 应 用 28

31 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 本 课 程 采 用 闭 卷 考 试 ( 二 ) 成 绩 评 定 成 绩 评 定 方 法 为 考 试 (70%)+ 平 时 (30%) 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 一 概 述 二 微 处 理 器 三 存 储 器 四 输 入 输 出 接 口 电 路 重 点 : 单 片 微 型 计 算 机 的 基 本 结 构 难 点 : 存 储 器 的 结 构, 中 断 过 程 与 中 断 系 统 第 一 章 微 型 计 算 机 的 基 本 概 念 第 二 章 MCS-51 系 列 单 片 机 的 硬 件 结 构 一 总 体 概 况 二 微 处 理 器 三 存 储 器 四 定 时 器 / 计 时 器 五 并 行 输 入 / 输 出 接 口 六 串 行 输 入 / 输 出 接 口 七 中 断 系 统 八 特 殊 工 作 方 式 重 点 : 存 储 器 配 置, 并 行 输 入 / 输 出 接 口 的 负 载 能 力 与 使 用, 定 时 器 / 计 时 器 中 断 系 统 串 行 接 口 的 模 式 设 定 与 使 用 难 点 : 定 时 器 / 计 时 器 中 断 系 统 串 行 接 口 的 工 作 原 理 和 编 程 方 法 第 三 章 MCS-51 系 列 单 片 机 的 指 令 系 统 和 编 语 言 程 序 示 例 一 汇 编 语 言 与 指 令 系 统 二 寻 址 方 式 三 数 据 传 送 类 指 令 四 算 术 操 作 类 指 令 五 逻 辑 操 作 类 指 令 六 程 序 转 移 类 指 令 七 位 操 作 类 指 令 八 汇 编 语 言 源 程 序 的 格 式 和 伪 指 令 九 算 逻 处 理 程 序 十 数 制 转 换 程 序 十 一 多 分 支 转 移 ( 散 转 ) 程 序 十 二 延 时 程 序 十 三 定 时 器 / 计 时 器 应 用 程 序 十 四 外 部 中 断 应 用 程 序 29

32 十 五 串 行 接 口 应 用 程 序 重 点 : 熟 练 掌 握 MCS-51 的 指 令 系 统 及 编 程 方 法 难 点 : 定 时 器 / 计 时 器 外 部 中 断 串 行 接 口 的 应 用 程 序 第 四 章 MCS-51 系 列 单 片 机 的 扩 展 一 最 小 系 统 与 程 序 存 储 器 的 扩 展 二 数 据 存 储 器 的 扩 展 三 输 入 / 输 出 口 的 扩 展 重 点 : 掌 握 单 片 机 扩 展 存 储 器 和 I/O 口 的 方 法 难 点 : 并 行 芯 片 8155 的 工 作 原 理, 编 程 方 法 第 五 章 MCS-51 系 列 单 片 机 的 接 口 与 应 用 一 扳 键 开 关 拨 盘 开 关 按 钮 键 盘 与 单 片 机 的 接 口 二 显 示 器 与 单 片 机 的 接 口 三 A/D D/A 转 换 芯 片 与 单 片 机 的 接 口 四 应 用 实 例 重 点 : 掌 握 A/D D/A 转 换 芯 片 与 单 片 机 的 接 口 方 法 难 点 : 连 接 方 法, 编 程 方 法 一 单 片 机 应 用 系 统 的 开 发 重 点 : 单 片 机 应 用 系 统 的 开 发 方 法 难 点 : 单 片 机 应 用 系 统 的 设 计 方 法 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 第 六 章 单 片 机 应 用 系 统 的 开 发 本 课 程 的 教 学 环 节 包 括 课 堂 讲 授, 作 业, 答 疑, 期 末 考 试 ( 一 ) 课 堂 讲 授 的 基 本 要 求 是 注 重 基 本 原 理 和 基 本 概 念 的 讲 述, 同 时 兼 顾 对 学 生 编 程 能 力 和 单 片 机 系 统 设 计 能 力 的 培 养 ( 二 ) 作 业 的 基 本 要 求 是 通 过 完 成 各 章 的 习 题, 巩 固 和 掌 握 教 学 的 重 点 和 难 点 各 章 题 量 见 学 时 分 配 ( 三 ) 答 疑 分 集 中 答 疑 和 个 别 答 疑, 主 要 针 对 学 生 掌 握 薄 弱 的 知 识 点 进 行 ( 三 ) 本 课 程 采 用 闭 卷 考 试 基 本 概 念 和 基 础 理 论 知 识 占 60% 左 右, 综 合 应 用 能 力 的 测 试 占 40% 左 右 八 学 时 分 配 教 学 内 容 各 教 学 环 节 学 时 分 配 作 业 章 讲 实 讨 习 课 其 小 主 要 内 容 题 量 节 授 验 论 题 外 它 计 1 微 型 计 算 机 的 基 本 概 念 备 注 2 MCS-51 系 列 单 片 机 的 硬 件 结 构 MCS-51 系 列 单 片 机 的 指 令 系 统 和 汇 编 语 言 程 序 示 例

33 4 MCS-51 系 列 单 片 机 的 扩 展 MCS-51 系 列 单 片 机 的 接 口 与 应 用 单 片 机 应 用 系 统 的 开 发 4 4 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 合 计 本 课 程 应 在 学 生 学 习 完 计 算 机 软 件 技 术 基 础, 电 子 技 术 基 础 等 课 程 后 开 设, 学 习 本 课 程 前 学 生 应 有 计 算 机 应 用 基 础 知 识, 低 频 数 字 电 子 技 术 知 识 本 课 程 后 续 课 程 是 计 算 机 控 制 技 术 计 算 机 网 络 与 通 信 等 使 用 计 算 机 进 行 控 制 的 有 关 课 程, 也 是 学 生 毕 业 设 计 计 算 机 开 发 的 基 础 十 先 修 课 程 计 算 机 软 件 技 术 基 础, 电 子 技 术 基 础 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 丁 元 杰. 单 片 微 机 原 理 及 应 用.ISBN 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社,2011 年 6 月, 第 3 版. ( 二 ) 教 学 参 考 书 [1] 胡 汉 才. 单 片 机 原 理 及 其 接 口 技 术. ISBN 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社,2010 年 6 月, 第 3 版. [2] 张 友 德, 赵 志 英, 涂 时 亮 等. 单 片 微 型 机 原 理 应 用 与 实 验. ISBN 上 海 : 复 旦 大 学 出 版,2008 年 1 月, 第 5 版. 31

34 自 动 控 制 原 理 课 程 教 学 大 纲 Automatic Control Principle 学 时 数 :72 其 中 : 实 验 学 时 :0 课 外 学 时 :0 学 分 数 :4.5 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 张 志 飞 职 称 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 陈 广 义 职 称 教 授 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 本 课 程 为 自 动 控 制 的 经 典 部 分, 包 括 4 个 部 分 : 线 性 系 统 的 时 域 分 析 线 性 系 统 的 频 域 分 析 线 性 系 统 的 根 轨 迹 理 论 非 线 性 系 统 的 分 析 和 线 性 离 散 系 统 该 课 程 属 于 专 业 技 术 基 础 课, 既 是 前 高 等 数 学, 复 变 函 数 知 识 的 应 用, 也 是 后 续 专 业 课 程 的 基 础 课 程 具 有 综 合 性 高 的 特 点, 有 很 强 的 理 论 性 概 括 性 有 些 概 念 建 立 在 数 字 描 述 和 数 学 分 析 的 基 础 上, 数 学 基 础 成 为 本 课 程 不 可 回 避 的 问 题, 要 求 学 生 具 备 相 应 的 数 学 知 识 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 自 动 控 制 原 理 是 研 究 自 动 控 制 系 统 的 共 同 规 律 的 一 门 技 术 科 学, 所 设 自 动 控 制 原 理 课 程 是 自 动 控 制 自 动 化 电 力 电 子 机 械 热 工 及 各 相 关 专 业 的 重 要 专 业 基 础 课 本 课 程 的 教 学 内 容 包 括 经 典 控 制 理 论 和 现 代 控 制 理 论 两 大 部 分 以 经 典 控 制 理 论 为 主 深 入 学 习 线 性 连 续 控 制 系 统 的 时 域 分 析 法 报 轨 迹 法, 频 率 分 析 法 系 统 校 正 和 设 计 方 法 ; 学 习 高 效 控 制 系 统 理 论 中 的 基 本 概 念 基 本 分 析 方 法 和 数 字 校 正 ; 以 及 非 线 性 理 论 中 的 描 述 函 数 分 析 方 法 为 培 养 学 生 在 定 性 分 析 定 量 估 算 和 综 合 设 计 等 方 面 的 能 力 打 下 良 好 的 基 础 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 本 课 程 的 主 导 思 想 是, 使 学 生 掌 握 自 动 控 制 的 基 本 概 念 ; 掌 握 系 统 分 析 与 综 合 的 古 典 方 法 掌 握 系 统 分 析 与 综 合 的 时 域 法 根 轨 迹 法 和 频 域 法, 了 解 非 线 性 系 统 的 分 析 法 和 离 散 系 统 的 分 析 方 法 四 教 学 手 段 与 方 法 本 课 程 需 要 用 到 MATLAB 工 具 平 台, 部 分 分 析 推 导 需 要 黑 板, 故 采 用 多 媒 体 + 黑 板 并 重 的 教 学 方 式 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 ( 一 ) 考 核 方 式 闭 卷 笔 试 ( 二 ) 成 绩 评 定 考 试 70%+ 平 时 30% 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 32

35 一 自 动 控 制 的 任 务 ; 1. 课 程 的 内 容 和 要 求 ; 特 点 和 发 展 概 况 2. 系 统 的 分 类 3. 输 入, 输 出, 系 统 等 概 念 4. 分 析 和 综 合 的 内 容 和 方 法 第 一 章 自 动 控 制 的 一 般 概 念 5. 控 制 器 ; 控 制 作 用 ; 控 制 对 象 ; 控 制 系 统 等 概 念 二 自 动 控 制 的 基 本 方 式 ; 1. 闭 环 系 统 的 构 成 要 素 ; 2: 开 环 系 统 与 闭 环 系 统 三 对 自 动 控 制 系 统 的 性 能 要 求 基 本 要 求 : 1. 对 系 统 的 基 本 要 求 稳 定 性, 快 速 性 准 确 性 2. 控 制 系 统 举 例 要 求 有 举 例 的 能 力, 并 能 指 出 示 例 系 统 的 工 作 原 理 及 构 成 要 素 重 点 : 控 制 器 ; 控 制 作 用 ; 控 制 对 象 ; 控 制 系 统 等 概 念 难 点 : 输 入, 输 出, 系 统 等 概 念 第 二 章 控 制 系 统 的 数 学 模 型 一 列 写 微 分 方 程 的 一 般 方 法 1. 模 型 是 对 物 理 系 统 的 抽 象, 使 问 题 的 分 析 简 化 2. 建 模 理 论 概 要 3. 微 分 方 程 ; 传 递 函 数 ; 脉 冲 响 应 函 数 ; 信 号 流 图, 结 构 框 图, 五 种 模 型 的 含 意 4. 模 型 之 间 的 相 互 转 换 二 非 线 性 方 程 的 线 性 化 三 传 递 函 数 1. 拉 普 拉 氏 变 换 及 其 反 变 换 2. 求 系 统 的 时 间 响 应 3. 系 统 的 传 递 函 数 的 求 取 四 动 态 结 构 图 和 典 型 环 节 ; 五 结 构 图 的 等 效 变 换 ; 六 系 统 的 传 递 函 数 重 点 : 微 分 方 程 ; 传 递 函 数 ; 脉 冲 响 应 函 数 ; 信 号 流 图, 结 构 框 图, 五 种 模 型 的 含 意 难 点 : 模 型 之 间 的 相 互 转 换 一 典 型 响 应 及 性 能 指 标 1. 时 域 性 能 指 标 的 定 义 第 三 章 时 域 分 析 法 2. 时 域 分 析 的 思 想 是, 最 终 建 立 系 统 特 征 参 数 与 时 域 指 标 之 间 的 关 系 二 一 阶 系 统 分 析 一 阶 系 统 分 析 ; 特 征 参 数 T 三 二 阶 系 统 分 析 1. 二 阶 系 统 分 析, 特 征 参 数 学,ξ,ω n 33

36 2. 系 统 的 稳 定 性 分 析 3. 系 统 的 稳 态 误 差 分 析 4. 误 差 与 偏 差 ; 稳 态 误 差 5. 稳 态 误 差 与 系 统 参 数 的 关 系, 稳 态 误 差 系 数 重 点 : 二 阶 系 统 分 析, 特 征 参 数 学,ξ,ω n 难 点 : 时 域 分 析 的 思 想 是, 最 终 建 立 系 统 特 征 参 数 与 时 域 指 标 之 间 的 关 系 一 根 轨 迹 与 根 轨 迹 方 程 1. 根 轨 迹 的 基 本 概 念 2. 根 轨 迹 的 意 义 与 作 用 二 根 轨 迹 绘 制 的 基 本 法 则 1. 绘 制 根 轨 迹 的 十 条 原 则 第 四 章 根 轨 迹 法 2. 绘 制 根 轨 迹 的 步 骤 三 闭 环 零 极 点 分 布 与 系 统 阶 跃 响 应 的 关 系 1. 闭 环 特 征 根 的 分 布 与 时 域 性 能 指 标 的 关 系 2. 附 加 零 极 点 对 系 统 性 能 的 影 响 3. 高 阶 系 统 性 能 的 估 算 四 系 统 阶 跃 响 应 的 根 轨 迹 分 析 重 点 : 根 轨 迹 绘 制 的 基 本 法 则 难 点 : 系 统 防 跃 响 应 的 根 轨 迹 分 析 一 频 率 特 性 1. 系 统 对 正 弦 输 入 的 稳 态 响 应 2. 频 率 特 征 的 表 达 方 法 3.Bode 图 和 Nyquist 图 二 典 型 环 节 的 频 率 特 性 1. 比 例 环 节 ; 2. 积 分 环 节 ; 3. 惯 性 环 节 ; 4. 微 分 环 节 ; 5. 二 阶 振 荡 环 节 三 系 统 开 环 频 率 特 性 1. 转 折 频 率 2. 典 型 环 节 频 率 特 性 与 开 环 频 率 特 性 的 关 系 四 奈 奎 斯 特 稳 定 判 据 和 对 数 频 率 特 性 1.Nyquist 稳 定 性 判 据 第 五 章 频 域 法 2. 对 数 Bode 稳 定 性 判 据 五 闭 环 频 率 特 性 与 系 统 阶 跃 应 的 关 系 六 开 环 频 率 特 性 与 系 统 阶 跃 响 应 的 关 系 1. 相 角 裕 度, 幅 值 格 度 2. 频 域 性 能 指 标 与 时 域 指 标 的 联 系 34

37 重 点 : 频 率 特 征 的 表 达 方 法 难 点 : 频 域 性 能 指 标 与 时 域 指 标 的 联 系 一 系 统 校 正 的 目 的 与 意 义 二 串 联 校 正 1. 超 前 较 正 2. 迟 后 较 正 3. 超 前 迟 后 较 正 4. 根 轨 迹 法 校 正 三 反 馈 校 正 四 系 统 串 联 校 正 的 举 例 重 点 : 系 统 设 计 与 校 正 难 点 : 系 统 串 联 校 正 的 理 论 设 计 一 非 线 性 系 统 动 态 过 程 的 特 点 1. 稳 定 性 ; 第 六 章 控 制 系 统 的 校 正 第 七 章 非 线 性 系 统 分 析 2. 自 持 振 荡 二 典 型 非 线 性 及 其 对 系 统 动 态 过 程 的 影 响 三 描 述 函 数 1. 描 述 函 数 的 定 义 与 适 应 条 件 ; 2. 描 述 函 数 的 计 算 ; 3. 基 本 描 述 函 数 负 倒 数 特 性 的 稳 定 性 判 据 ; 4. 自 持 振 荡 频 率 的 确 定 四 相 平 面 法 1. 相 平 面 的 定 义 ; 2. 相 平 面 的 绘 制 方 法 ( 解 析 法, 等 倾 线 法 ) 3. 二 阶 线 性 系 统 的 相 轨 迹 ; 4. 非 线 性 系 统 的 相 轨 迹 ( 开 关 线, 极 限 环 ); 5. 基 于 相 轨 迹 的 非 线 性 系 统 的 分 析 ( 稳 定 性, 稳 态 误 差, 动 态 性 能 指 标 ) 重 点 : 非 线 性 系 统 分 析 的 内 容 ; 稳 定 性 ; 是 否 有 自 持 振 荡 难 点 : 描 述 函 数 的 确 定 ; 相 轨 迹 分 析 一 采 样 过 程 与 采 样 定 理 1. 连 续 系 统 与 离 散 系 统 的 联 系 与 差 别 ; 2. 连 续 信 号 的 采 样 与 恢 复 ; 3. 香 农 定 理 ; 二 Z 变 换 与 Z 反 变 换 1. 样 本 的 数 学 描 述 及 其 拉 氏 变 换 定 义 2.Z 变 换 的 定 义 及 计 算 ; 第 八 章 采 样 系 统 分 析 35

38 3.Z 反 变 换 计 算 三 离 散 系 统 的 脉 冲 传 递 函 数 1. 脉 冲 传 递 函 数 的 定 义 ; 2. 典 型 系 统 的 闭 环 传 递 函 数 的 计 算 ; 3. 离 散 线 性 系 统 的 稳 定 性 判 据 ; 4. 线 性 离 散 系 统 的 稳 态 与 动 态 性 能 计 算 重 点 : 连 续 与 离 散 的 概 念 难 点 :G(Z) 特 征 根 的 的 分 布 位 置 与 时 域 指 标 的 关 系 七 课 程 各 教 学 环 节 要 求 ( 一 ) 课 堂 教 学 ( 二 ) 习 题 课 本 课 程 有 14 学 时 习 题 课, 建 议 安 排 : 控 制 系 统 的 数 学 模 型 (2 学 时 ); 时 域 分 析 法 (2 学 时 ); 根 轨 迹 法 (2 学 时 ); 频 域 法 (2 学 时 ); 控 制 系 统 的 校 正 (2 学 时 ); 离 散 系 统 分 析 (4 学 时 ) ( 三 ) 实 验 环 节 本 课 程 实 验 课 单 独 开 设, 实 验 内 容 为 : 典 型 环 节 动 态 性 能 研 究 ; 典 型 系 统 的 瞬 态 响 应 和 稳 定 性 ; 线 性 系 统 的 综 合 校 正 ; 非 线 性 系 统 的 分 析 与 综 合 具 体 请 参 照 实 验 大 纲 八 学 时 分 配 各 教 学 环 节 学 时 分 配 章 节 主 要 内 容 讲 授 实 验 讨 论 习 题 课 外 其 它 小 计 作 业 题 量 备 注 第 一 章 自 动 控 制 的 一 般 概 念 第 二 章 控 制 系 统 的 数 学 模 型 第 三 章 时 域 分 析 法 章 四 章 根 轨 迹 法 第 五 章 频 域 分 析 法 第 六 章 控 制 系 统 的 校 正 第 七 章 非 线 性 系 统 分 析 2 2 第 八 章 离 散 系 统 分 析 合 计 九 课 程 与 其 它 课 程 的 联 系 本 课 程 的 后 续 课 程 有 : 计 算 机 控 制 系 统 现 代 控 制 理 论 电 力 拖 动 自 动 系 统 36

39 十 先 修 课 程 本 课 程 的 先 修 课 程 有 : 复 变 函 数 高 等 数 学 十 一 教 材 与 教 学 参 考 书 ( 一 ) 教 材 : 丁 希 宁, 刘 红 军 主 编. 自 动 控 制 原 理 ( 第 三 版 ). 北 京 : 中 国 电 力 出 版 社, ( 二 ) 参 考 书 : [1] 李 友 善 主 编. 自 动 控 制 原 理 ( 第 二 版 ). 北 京 : 国 防 工 业 出 版 社, [2] 胡 寿 松 主 编. 自 动 控 制 原 理 ( 第 三 版 ). 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社, [3] 薛 定 宇 著. 控 制 系 统 计 算 机 辅 助 设 计. 北 京 : 清 华 大 学 出 版 社. 37

40 电 力 电 子 技 术 课 程 教 学 大 纲 Power Electronic 学 时 数 :40 其 中 : 实 验 学 时 :0 课 外 学 时 :0 学 分 数 :2.5 课 程 类 别 : 学 科 基 础 必 修 课 适 用 专 业 : 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 执 笔 者 :( 姓 名 杨 兆 华 职 称 教 授 ) 审 核 人 :( 姓 名 屈 莉 莉 职 称 教 授 职 务 系 主 任 ) 编 写 日 期 :2013 年 9 月 一 课 程 简 介 电 力 电 子 技 术 是 一 门 利 用 电 力 电 子 器 件 对 电 能 进 行 变 换 和 控 制 的 技 术, 具 有 很 强 的 应 用 性 和 实 用 性 从 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 课 程 体 系 来 讲, 它 可 以 被 认 为 是 的 一 门 专 业 基 础 课 程 但 从 其 应 用 性 和 实 用 性 角 度 来 看, 它 也 可 以 当 成 一 门 独 立 的 专 业 课 程 来 对 待 本 课 程 内 容 主 要 包 括 三 个 部 分, 即 电 力 电 子 器 件 电 力 电 子 电 路 电 力 电 子 系 统 及 其 控 制 本 课 程 着 重 学 习 电 能 变 换 主 电 路 的 拓 扑 结 构 及 基 本 工 作 原 理 本 课 程 除 了 作 为 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 必 修 课 外, 也 可 以 作 为 电 子 电 气 信 息 类 其 他 专 业 的 选 修 课 程 二 课 程 的 性 质 目 的 和 任 务 本 课 程 是 电 气 工 程 及 其 自 动 化 专 业 的 一 门 专 业 基 础 必 修 课 程 通 过 本 课 程 的 学 习, 使 学 生 了 解 电 力 电 子 技 术 的 基 本 概 况 技 术 发 展 动 向 和 新 的 应 用 领 域 ; 熟 悉 常 用 的 电 力 电 子 器 件 的 基 本 原 理 电 气 特 性 参 数 和 使 用 方 法 ; 掌 握 基 本 的 电 力 电 子 电 路 的 工 作 原 理 电 路 结 构, 电 气 性 能 波 形 分 析 方 法 和 参 数 计 算, 并 能 进 行 初 步 的 系 统 设 计, 具 有 一 定 电 力 电 子 电 路 实 验 和 初 步 调 试 能 力 同 时 也 为 后 续 课 电 力 拖 动 与 运 动 控 制 系 统 打 好 基 础 三 课 程 教 学 的 基 本 要 求 ( 一 ) 掌 握 电 力 电 子 器 件 ( 主 要 为 晶 闸 管, 电 力 晶 体 管, 可 关 断 晶 闸 管 电 力 场 效 应 晶 体 管 和 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 ) 的 工 作 原 理, 特 性 和 主 要 参 数 ( 含 驱 动 缓 冲 和 保 护 电 路 ) ( 二 ) 熟 练 掌 握 单 相, 三 相 整 流 电 路 和 有 源 逆 变 电 路 的 基 本 原 理, 波 形 分 析 和 各 种 负 载 对 电 路 运 行 的 影 响, 并 能 对 上 述 电 路 进 行 初 步 的 设 计 计 算 ( 包 括 触 发 电 路 与 保 护 环 节 ) ( 三 ) 了 解 无 源 逆 变 直 流 斩 波 交 流 调 压 和 交 - 交 变 频 电 路 的 工 作 原 理, 了 解 并 掌 握 PWM 控 制 技 术 及 PWM 型 逆 变 电 路 的 基 本 原 理 和 控 制 方 法 ( 四 ) 初 步 了 解 软 开 关 技 术 的 基 本 概 念 和 常 用 的 组 合 变 流 电 路 的 主 要 形 式 ( 五 ) 初 步 了 解 电 力 电 子 学 科 的 发 展 趋 势 ( 六 ) 掌 握 基 本 变 流 装 置 的 调 试 实 验 方 法 四 教 学 手 段 与 方 法 由 于 本 课 程 应 用 性 强, 建 议 尽 量 采 用 多 媒 体 教 学 手 段 对 于 电 力 电 子 器 件 的 学 习 最 好 借 助 多 媒 体 手 段, 通 过 生 动 的 图 片 或 实 物 让 学 生 对 电 力 电 子 器 件 有 最 直 观 的 认 识 和 了 解 对 于 电 力 电 子 电 路 38

41 工 作 原 理 的 学 习, 可 通 过 多 媒 体 动 画 来 直 观 展 示 电 路 的 工 作 过 程, 便 于 学 生 掌 握 和 理 解 五 考 核 方 式 与 成 绩 评 定 考 核 方 式 : 期 终 闭 卷 考 试 + 平 常 作 业 考 核 成 绩 评 定 : 百 分 制, 期 终 考 试 成 绩 占 70%, 平 时 成 绩 占 30% 六 课 程 的 教 学 内 容 重 点 和 难 点 绪 论 一 基 本 内 容 : 电 力 电 子 技 术 的 基 本 概 念 和 内 涵, 电 力 电 子 技 术 发 展 历 程, 电 力 电 子 技 术 应 用 领 域, 本 课 程 在 国 民 经 济 中 的 作 用 意 义, 本 课 程 的 特 点 和 学 习 方 法 二 基 本 要 求 : 使 学 生 了 解 电 力 电 子 技 术 的 基 本 概 念 和 内 涵, 了 解 本 课 程 的 重 要 性, 认 识 到 他 所 学 的 内 容 仅 是 电 力 电 子 学 科 中 的 最 基 本 的 内 容, 而 本 学 科 还 有 很 多 重 要 的 课 题 有 待 去 学 习, 去 解 决 第 一 章 电 力 电 子 器 件 一 电 力 电 子 器 件 概 述 电 力 电 子 器 件 的 概 念 和 特 征 ; 电 力 电 子 系 统 的 构 成 ; 电 力 电 子 器 件 的 分 类 二 电 力 二 极 管 PN 结 的 概 念 电 力 二 极 管 的 工 作 原 理 ; 电 力 二 极 管 的 基 本 特 性 ; 电 力 二 极 管 的 主 要 参 数 ; 电 力 二 极 管 的 主 要 类 型 三 晶 闸 管 晶 闸 管 的 结 构 与 基 本 工 作 原 理 ; 晶 闸 管 的 基 本 特 性 ; 晶 闸 管 的 主 要 参 数 ; 晶 闸 管 的 派 生 器 件 四 典 型 全 控 型 器 件 电 力 晶 体 管 (GTR) 可 关 断 晶 闸 管 (GTO) 电 力 场 效 应 晶 体 管 (MOSFET) 和 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 等 常 用 器 件 的 结 构 工 作 原 理 基 本 特 性 主 要 参 数 五 电 力 电 子 器 件 的 驱 动 保 护 与 串 并 联 使 用 1 驱 动 电 路 的 基 本 概 念 ; 晶 闸 管 驱 动 电 路 ; 电 压 驱 动 型 器 件 的 驱 动 电 路 电 流 驱 动 型 器 件 的 驱 动 电 路 ; 电 力 电 子 器 件 的 过 电 压 过 电 流 保 护 ; 缓 冲 电 路 ; 电 力 电 子 器 件 的 串 联 与 并 联 2 掌 握 缓 冲 电 路 的 作 用, 工 作 原 理 及 常 用 电 路 形 式 ; 3 了 解 电 力 电 子 器 件 串 联 与 并 联 的 基 本 要 求 实 现 难 点 及 常 用 方 法 重 点 :(1) 晶 闸 管 的 基 本 结 构 导 通 和 关 断 条 件, 伏 安 特 性 和 额 定 电 流 的 定 义 ;(2) 典 型 全 控 型 器 件 的 基 本 特 性 主 要 参 数 和 各 自 的 优 缺 点 ;(3) 常 用 电 力 电 子 器 件 的 驱 动 要 求 和 驱 动 电 路 ;(4) 缓 冲 电 路 的 概 念 和 作 用 以 及 器 件 串 联 并 联 的 关 键 问 题 难 点 : 晶 闸 管 通 态 平 均 电 流 与 额 定 电 流 的 定 义, 驱 动 电 路 的 分 析 第 二 章 整 流 电 路 电 路 一 单 相 可 控 整 流 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 单 相 半 波 可 控 整 流 电 路 ; 单 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 ; 单 相 全 波 可 控 整 流 电 路 ; 单 相 桥 式 半 控 整 流 ( 二 ) 基 本 要 求 : 39

42 1 熟 练 掌 握 常 用 的 单 相 可 控 整 流 电 路 的 主 要 类 型 电 路 结 构 形 式 及 特 点 ; 2 熟 练 掌 握 常 用 的 单 相 可 控 整 流 电 路 在 带 不 同 性 质 负 载 下 的 工 作 原 理 波 形 分 析 及 参 数 计 算 二 三 相 可 控 整 流 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 三 相 半 波 可 控 整 流 电 路 ; 三 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 熟 练 掌 握 常 用 的 三 相 可 控 整 流 电 路 的 主 要 类 型 电 路 结 构 形 式 及 特 点 ; 2 熟 练 掌 握 三 相 可 控 整 流 电 路 在 带 大 电 感 负 载 下 的 工 作 过 程 及 波 形 分 析 以 及 三 相 桥 式 全 控 整 流 电 路 的 触 发 脉 冲 要 求 三 整 流 电 路 的 一 些 相 关 问 题 ( 一 ) 基 本 内 容 : 系 ; 变 压 器 漏 感 对 整 流 电 路 的 影 响 ; 电 容 滤 波 的 不 可 控 整 流 电 路 ; 整 流 电 路 的 谐 波 与 功 率 因 数 分 析 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 建 立 换 相 压 降 重 叠 角 的 概 念, 并 掌 握 其 相 关 计 算, 熟 悉 漏 抗 对 整 流 电 路 工 作 情 况 的 影 响 ; 2 熟 悉 常 用 电 容 滤 波 的 单 相 三 相 不 可 控 整 流 电 路 的 输 入 电 流 波 形 特 点 及 电 容 与 输 出 电 压 的 关 3 了 解 非 正 弦 电 路 的 谐 波 和 功 率 因 数 的 基 本 概 念, 初 步 掌 握 典 型 整 流 电 路 的 谐 波 和 功 率 因 数 的 分 析 方 法 四 整 流 电 路 的 有 源 逆 变 工 作 状 态 ( 一 ) 基 本 内 容 : 逆 变 的 基 本 概 念 ; 三 相 桥 整 流 电 路 的 有 源 逆 变 工 作 状 态 ; 逆 变 失 败 与 最 小 逆 变 角 的 限 制 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 有 源 逆 变 的 概 念, 实 现 有 源 逆 变 的 条 件 ; 2 熟 悉 三 相 可 控 整 流 电 路 有 源 逆 变 工 作 状 态 的 分 析 与 计 算 ; 3 了 解 并 掌 握 产 生 逆 变 失 败 的 原 因 及 最 小 逆 变 角 限 制 的 方 法 与 原 因 五 相 控 电 路 的 触 发 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 同 步 信 号 为 锯 齿 波 的 触 发 电 路 ; 集 成 触 发 器 ; 触 发 电 路 的 定 相 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 锯 齿 波 移 相 触 发 电 路 的 组 成 及 工 作 原 理, 常 用 的 集 成 触 发 器 ; 2 了 解 触 发 电 路 定 相 的 概 念, 掌 握 定 相 的 实 现 方 法 重 点 :(1) 单 相 和 三 相 全 控 整 流 电 路 原 理 分 析 说 计 算 各 种 负 载 对 整 流 电 路 工 作 情 况 的 影 响 ;(2) 电 容 滤 波 的 不 可 控 整 流 电 路 的 工 作 特 点 ;(3) 谐 波 和 非 正 弦 电 路 功 率 因 数 的 概 念, 典 型 整 流 电 路 谐 波 和 功 率 因 数 分 析 ;(4) 实 现 有 源 逆 变 的 条 件 三 相 可 控 整 流 电 路 有 源 逆 变 工 作 状 态 的 分 析 计 算, 防 止 逆 变 颠 覆 的 措 施 ;(5) 同 步 的 概 念 同 步 信 号 选 取 的 方 法 和 锯 齿 波 移 相 触 发 电 路 的 原 理 难 点 : 三 相 全 控 桥 式 整 流 带 感 性 负 载 的 波 形 分 析 以 及 对 有 源 逆 变 工 作 状 态 的 理 解 与 分 析 第 三 章 直 流 斩 波 电 路 一 基 本 斩 波 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 降 压 斩 波 电 路 ; 升 压 斩 波 电 路 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 直 流 斩 波 和 DC/DC 变 换 器 的 基 本 概 念 以 及 直 流 斩 波 电 路 的 主 要 类 型 ; 40

43 2 熟 练 掌 握 降 压 斩 波 电 路 和 升 压 斩 波 电 路 的 结 构 工 作 原 理 和 分 析 方 法 二 复 合 斩 波 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 电 流 可 逆 斩 波 电 路 ; 桥 式 可 逆 斩 波 电 路 ( 二 ) 基 本 要 求 : 了 解 电 流 斩 波 电 路 桥 式 可 逆 斩 波 电 路 的 电 路 结 构 工 作 原 理 及 工 作 波 形 重 点 : 理 解 降 压 斩 波 电 路 和 升 压 斩 波 电 路 的 工 作 原 理, 掌 握 这 两 种 电 路 的 输 入 输 出 关 系 电 路 解 析 方 法 工 作 特 点 难 点 : 升 压 斩 波 电 路 的 升 压 机 理 第 四 章 交 流 电 力 控 制 和 交 交 变 频 电 路 一 交 流 调 压 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 交 流 - 交 流 变 流 电 路 的 分 类 及 基 本 概 念 ; 单 相 三 相 交 流 调 压 电 路 的 基 本 构 成 和 基 本 工 作 原 理 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 交 流 - 交 流 变 流 电 路 的 分 类 及 基 本 概 念 ; 2 掌 握 单 相 交 流 调 压 电 路 的 构 成, 阻 性 和 感 性 负 载 下 的 工 作 原 理 和 电 路 特 性 ; 3 了 解 三 相 交 流 调 压 电 路 的 基 本 构 成 和 基 本 工 作 原 理 二 其 他 交 流 电 力 控 制 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 交 流 调 功 电 路 和 交 流 电 力 电 子 开 关 的 基 本 概 念 ; 晶 闸 管 相 位 控 制 的 交 交 变 频 电 路 的 基 本 概 念 电 路 构 成 和 基 本 工 作 原 理 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 了 解 交 流 调 功 电 路 和 交 流 电 力 电 子 开 关 的 基 本 概 念 ; 2 了 解 晶 闸 管 相 位 控 制 的 交 交 变 频 电 路 的 基 本 概 念 电 路 构 成 和 基 本 工 作 原 理 ; 3 了 解 各 种 交 流 交 流 变 流 电 路 的 主 要 应 用 重 点 : 单 相 三 相 交 流 调 压 电 路 的 基 本 构 成 和 基 本 工 作 原 理, 交 流 调 功 电 路 和 交 流 电 力 电 子 开 关 的 基 本 概 念 难 点 : 三 相 交 流 调 压 电 路 的 工 作 波 形 分 析, 交 交 变 频 电 路 概 念 的 理 解 第 五 章 逆 变 电 路 一 概 述 ( 一 ) 基 本 内 容 : 逆 变 和 无 源 逆 变 的 概 念, 逆 变 电 路 的 主 要 类 型 及 应 用 领 域 ( 二 ) 基 本 要 求 : 理 解 并 掌 握 逆 变 和 无 源 逆 变 的 基 本 概 念 二 换 流 方 式 ( 一 ) 基 本 内 容 : 逆 变 电 路 的 基 本 工 作 原 理 ; 变 流 电 路 中 的 换 流 方 式 及 类 型 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 理 解 并 掌 握 逆 变 电 路 的 基 本 工 作 原 理 ; 2 理 解 变 流 电 路 中 常 用 的 四 种 换 流 方 式 41

44 三 电 压 和 电 流 型 逆 变 电 路 ( 一 ) 基 本 内 容 : 单 相 半 桥 电 压 型 逆 变 电 路 单 相 全 桥 逆 变 电 路 带 中 心 抽 头 的 变 压 器 逆 变 电 路 ; 三 相 电 压 型 逆 变 电 路 ; 电 流 型 逆 变 电 路 的 基 本 概 念 和 结 构 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 单 相 和 三 相 电 压 型 逆 变 电 路 的 结 构 及 工 作 原 理 ; 2 了 解 电 流 型 逆 变 电 路 的 结 构 和 基 本 工 作 原 理 重 点 : 无 源 逆 变 的 基 本 概 念, 电 压 型 逆 变 电 路 的 结 构 及 工 作 原 理, 变 流 电 路 的 主 要 换 流 方 式 难 点 : 三 相 逆 变 电 路 工 作 波 形 胡 分 析 第 六 章 PWM 控 制 技 术 一 PWM 控 制 的 基 本 原 理 ( 一 ) 基 本 内 容 : PWM 控 制 的 基 本 原 理 SPWM 波 形 的 概 念 PWM 波 形 的 分 类 与 特 点 ( 二 ) 基 本 要 求 : 掌 握 PWM 控 制 技 术 的 基 本 概 念 与 基 本 原 理 二 PWM 逆 变 电 路 及 控 制 方 法 ( 一 ) 基 本 内 容 : SPWM 波 形 的 生 成 方 法,PWM 逆 变 电 路 的 工 作 原 理 及 控 制 方 法 ( 二 ) 基 本 要 求 : 1 掌 握 生 成 SPWM 波 形 的 一 般 方 法 ; 2 掌 握 PWM 逆 变 电 路 的 工 作 原 理 及 主 要 控 制 方 法 重 点 :PWM 控 制 的 基 本 原 理,PWM 逆 变 电 路 的 工 作 原 理 及 控 制 方 法 难 点 :PWM 逆 变 电 路 控 制 方 法 的 理 解 一 软 开 关 的 基 本 概 念 ( 一 ) 基 本 内 容 : 第 七 章 软 开 关 技 术 软 开 关 与 硬 开 关 的 基 本 概 念, 零 电 压 和 零 电 流 开 关 ( 二 ) 基 本 要 求 : 掌 握 软 开 关 与 硬 开 关 的 基 本 概 念 以 及 软 开 关 的 主 要 优 点 二 软 开 关 电 路 的 分 类 ( 一 ) 基 本 内 容 : 软 开 关 电 路 的 主 要 类 型 ( 二 ) 基 本 要 求 : 了 解 准 谐 振 电 路 零 开 关 PWM 电 路 和 零 转 换 PWM 电 路 等 三 种 软 开 关 电 路 的 基 本 原 理 和 优 缺 点 重 点 : 软 开 关 与 硬 开 关 的 基 本 概 念 和 软 开 关 的 特 点 难 点 : 软 开 关 电 路 工 作 过 程 分 析 第 八 章 组 合 变 流 电 路 一 基 本 内 容 : 间 接 交 流 变 流 电 路 和 间 接 直 流 变 流 电 路 的 主 要 类 型, 工 作 原 理 和 应 用 领 域 42