《计算机科学技术导论》教学大纲 - 电气测量技术

《计算机科学技术导论》教学大纲 - 电气测量技术 目 录 计算机科学技术导论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 电路原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 电气测量技术 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 计算机控制系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 信号与系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 单片机原理及应用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 现代控制理论基础 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„34 自动检测技术及仪表 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„40 电器控制及PLC应用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„43 过程控制系统 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„47 计算机软件技术基础 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„51 计算机网络实验 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„54 数据库技术及应用 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„56 MATLAB程序设计教程 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„73 人工智能导论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„77 模拟电路实验 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„81 传感器技术 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„89 数字图像处理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„93 计算机网络 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„97 数字电路实验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„101 物理实验„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„109 电机及拖动基础„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„120 微机原理及接口技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„124 电子测量技术„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„129 自动控制原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„133 ?1? 《计算机科学技术导论》教学大纲 修订单位:物理系物理与电子工程系 执 笔 人:陈思耀 一、课程基本信息 1(课程中文名称:计算机科学技术导论 2(课程英文名称:Computing Essentials 3(课程类别:必修课 4(适用专业:电子信息;自动化(非师范类) 5(总学时:56(理论40学时和实验16学时) 6(总学分:4学分 二、课程在教学计划中的地位、作用和任务 《计算机科学技术导论》是电子信息专业的一门重要的专业基础课，它担负着系统和全面地介绍计算机科学技术的基础知识、引导学生进入计算机科学技术的大门、培养学生综合素质和创新能力的重任。 三、理论教学内容与教学基本要求 第一章 计算机科学技术导论与信息化社会(2学时) 本章学习目标:本章主要介绍计算机的定义、分类、特点、用途和发展等基本概念的基础上， 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了信息化社会的基本特征、Internet对信息化社会的影响以及信息化社会对计算机人才及其知识结构的需求，并概要地介绍了计算机科学技术的研究范畴。通过本章的学习，应理解计算机的基本概念、信息化社会的特征和明确计算机科学技术的研究范畴，明确今后学习的目标和内容。 1(计算机的基本概念 2(信息化社会的挑战 3(计算机科学技术的研究范畴 第二章 计算机科学技术的基础知识(4学时) 本章学习目标:本章主要讲解计算机的发展简史、特点、用途、系统组成、基本结构和工作原理、计算机中数据的表示方法——数制与码制、程序设计基础知识等内容 。通过本章的学习，主要掌握以下内容: ?2? 1(计算机的运算基础 2(命题逻辑与逻辑代数基础 3(计算机基本结构和工作原理 4(程序设计语言、程序设计方法 5(算法基础 6(数据结构基础 第三章 计算机硬件系统(4学时) 本章学习目标:本章主要介绍了计算机系统的组成、特点、功能及各部分之间的关系。通过本章的学习，主要掌握以下几个方面的内容: 1(冯•诺依曼体系结构计算机的特点 2(系统板、微处理器、内存储器的功能和主成 3(存储器的分类、特点、区别及功能 4(总路线的功能和分类 5(常用的输入输出设备 6(计算机体系结构 第四章 计算机软件系统 (6学时) 本章学习目标:本章主要讲解计算机软件的层次结构、系统软件操作系统的功能和基本概念以及常用操作系统的主要特征、软件生存周期和面向对象方法的开发过程。和讲解了Windows操作系统的基本常识及Word、Excel、PowerPoint三大软件的基本概念与使用方法。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(计算机软件的层次结构 2(操作系统的概念、功能 3(常用操作系统(Windows、Unix)主要特征 4(Windows的基本理论知识和常用的操作 5(Word基本理论知识和常用的操作 6( Excel基本理论知识和常用的操作 7(PowerPoint基本理论知识和常用的操作 8(软件生存周期和面向对象方法的开发过程 ?3? 第五章 软件开发技术(2学时) 本章学习目标:本章主要讲解计算机软件工程的概念和内容作了介绍，应了解计算机软件工程和软件生存期的含义，了解软件开发的工程化方法，特别应对面向对象方法和软件复用技术有比较深入的了解。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(软件工程的概念 2(软件开发模型 3(软件开发方法 4(软件过程和过程的改进 第六章 数据通信与计算机网络(6学时) 本章学习目标:本章主要讲解计算机网络与通信的基本知识、计算机网络的应用与操作。对于网络、协议、TCP/IP协议的功能及它的层次结构、域名系统、因特网及其组成、WWW网、等相关的重要知识都做了重点讲解。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(计算机通信的基础知识、 2(计算机网络的体系结构与使用方式 3(Intranet和Extranet的区别 4(如何使用浏览器进行上网等等 5(TCP/IP协议的功能及它的层次结构 6(域名系统 7(个人网站的创建与网页的制作 第七章 多媒体技术及其应用(2学时) 本章学习目标:本章主要讲解多媒体技术的基本概念，它包括媒体、多媒体、文本与超媒体等等诸多概念。并且重点介绍了多媒体技术中的音频技术、数字图像、数字视频、多媒体数据压缩等各种技术的特点，文件类型、格式等。多媒体创作工具及其应用，同时描述了超文本和超链接以及虚拟现实技术。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(媒体和多媒体的概念 ?4? 2(文本与超文本的概念 3(节点与链接的关系 4(音频、数字图像、数字视频技术的特点 5(多媒体数据的压缩技术的特点 第八章 数据库系统与及其应用(6学时) 本章学习目标:本章主要讲解数据库系统的概念、发展、数据模型 、体系结构及数据库所研究的内容。具体介绍Access数据库的建立和使用方法。简单介绍几种常用的信息系统和数据库新技术。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(数据库系统的基本概念 2(数据模型和数据库系统的结构 3(信息系统的基本概念及常用的几种信息系统 4(数据库系统的应用 第九章 计算机信息安全技术(2学时) 本章学习目标:本章主要讲述与计算机安全有关的背景知识和防范措施。通过本章学习，应掌握以下内容 : 1(计算机系统安全的概念 2(信息加密技术和防御技术 3(虚拟专用网 4(审计与是监控技术 5(计算机病毒 第十章 计算机应用领域(4学时) 本章主要内容:科学研究是计算机的传统应用领域。主要用来进行科技文献的存储与查询、仿真计算、虚拟现实、复杂现象的跟踪与分析以及知识发现等。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(计算机在科学研究中的应用 2(计算机在教育、教学中的应用 3(计算机在制造业的应用 ?5? 4(计算机在商业、银行、证券业中的应用 5(计算机在交通运输业中的应用 6(计算机在医学中的应用 7(计算机在办公自动化中的应用 8(计算机在艺术与娱乐中的应用 9(计算机在信息家电中的应用 第十一章 职业道德、法律法规和择业(2学时) 本章主要内容:计算机科学技术专业的职业大体分为专业性职业与应用性职业。专业性较强的职业有:数据工程师、软件评测师、网络工程师、网页设计师、软件设计师、项目管理师、系统分析师、信息系统项目管理师、系统构架设计师。从事应用的职业种类大概分为以下几大类:网络管理类广告制图类、办公自动化类、服务管理类组装与管理类。通过本章的学习，主要掌握以下内容: 1(计算机科学技术专业的职业种类 2(计算机科学技术学科的有关岗位 3(信息产业界的职业道德、法律法规 四、实验教学内容与要求 实验一:操作系统Windows2000基本操作(2学时) 实验二:文字处理软件Word2000基本操作(2学时) 实验三:电子表格软件Excel2000基本操作(2学时) 实验四:文稿演示软件Powerpoint2000基本操作(2学时) 实验五:Internet网络基本实验(2学时) 实验六:数据库软件Access2000基本操作(4学时) 实验七:网页制作软件Frontpage2000基本操作(2学时) 五、考核方式 考试 六、成绩评定 平时作业和上机练习作业30,，期末考试70,。 七、课程对学生创新能力培养的措施 ?6? 在教学过程中，增设“专题”和网络教学的尝试。学生在完成“专题”作业过程中，能较好提高自身分析问题、解决问题的能力，并且学会通过网络来浏览和查找资料;利用本课程的电子教材和有关网站的的学习资料为学生提供较好的学习平台，帮助学生学习和掌握教材上要求的教学内容，培养学生的自学能力和解决实际问题的能力 。在教学中，引入了现代化的教学手段，用多媒体教学取代了传统的黑板加粉笔的教学模式，用PowerPoint制作的教学 课件 超市陈列培训课件免费下载搭石ppt课件免费下载公安保密教育课件下载病媒生物防治课件 可下载高中数学必修四课件打包下载 来进行教学，加大了课堂教学的信息量。同时，教师一边讲解，一边实际操作给学生看，非常直观、形象，努力做到精讲多练。 八、教材与教材参考书 1(教材:陶树平(《计算机科学技术导论》(第2版)(高等教育出版社(2004(5 2(参考教材:陶树平(《计算机科学技术导论》(第1版)(高等教育出版社(2002(5 田原(《计算机导论》中国水利水电出版社(2001(7 ?7? 《电路原理》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:王树林 一、课程基本信息 1(课程中文名称:电路原理 2(课程英文名称:Circuit principle; 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:106学时，(其中理论90学时，实验16学时) 6(总学分:5学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是电子类专业的学位课程，也是电子信息科学与技术(非师范)专业学生的专业基础课程。其先修课程包括:《大学物理》、《高等数学》。本课程的任务主要是讨论线性、集中参数、非时变电路的基本理论与一般分析方法，通过本课程的学习，使学生掌握电路分析的基本概念、基本原理和基本方法，提高学生的实验技能和逻辑推理能力、分析计算能力、实验研究能力、总结归纳能力及自学新知识的能力,为学习后续课程及有关科学技术打下必要的基础,了解本学科领域的前沿及目前的发展趋势。 三、理论教学内容与教学基本要求 第一章 电路的基本概念 ?8? 1、教学内容: 1-1 电路和电路模型 1-2 电路的基本物理量 1-3 基尔霍夫定律 1-4 电阻元件 1-5 独立电压源和独立电流源 1-6 两类约束和电路方程 1-7 支路电流法和支路电压法 1-8 分压电路和分流电路 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)电路和电路模型概念; (2)线性与非线性的概念。 (3)电压、电流及其参考方向的概念。 (4)电阻、独立电压源和独立电流源等元件及其伏安特性方程; (5)基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律; (6)两类约束和电路方程; 3、要求一般理解与掌握的内容有:时变与非时变的概念。 4、本章重点: (1)电压、电流的定义及其参考方向和关联参考方向的概念。 (2)电阻、独立电压源和独立电流源的特性即电压与电流的关系。 (3)基尔霍夫电压定律、基尔霍夫电流定律。 5、本章难点:参考方向，KVL方程组的建立。 6、课时分配:10学时 第二章 线性电阻电路分析 1、教学内容: ?9? 2-1 电阻单口网络 2-2 电阻的星形连接和三角形形连接 2-3 网孔分析法及回路分析法 2-4 结点分析法及割集分析法 2-5 含受控源的电路分析 2-6 电路分析的基本分析 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)电阻单口网络及其等效; (2)电阻的星形连接和三角形形连接的相互等效 (3)网孔分析法及回路分析法 (4)含受控源的电路分析及其电路的基本分析 3、要求一般理解与掌握的内容有:结点分析法及割集分析法 4、本章重点: (1)等效电路的定义。 (2)网孔分析法及回路分析法。 (3)含受控源电阻电路及其电路的基本分析 5、本章难点:电阻单口网络及其等效、用结点电压法求解含电压源支路的电路，用回路分析法求解含电流源支路的电路。 6、课时分配:8学时 第三章 计算机辅助电阻电路的一般分析 1、教学内容: 3-1 电路模型的矩阵表示方法 3-2 电路的表格方程 3-3 线性代数方程的求解 3-4 电路分析程序举例 3-5 直流电路分析程序DCAP 3-6 符号网络分析程序SNAS 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)电路模型的矩阵表示方法 ?10? (2)线性代数方程的求解 3、要求一般理解与掌握的内容有:直流电路分析程序DCAP、符号网络分析程序SNAS 4、本章重点:电路模型的矩阵表示方法、线性代数方程的求解; 5、本章难点:电路模型的矩阵表示方法、符号网络分析程序SNAS; 6、课时分配:4学时(电路分析程序举例、直流电路分析程序DCAP、 符号网络分析程序SNAS部分要求学生自学) 第四章 网络定理 1、教学内容: 4-1 叠加定理 4-2 戴维宁定理诺顿定理 4-3 诺顿定理和含源单口的等效电路 4-4 最大功率传输定理 4-5 替代定理 4-6 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)叠加定理 (2)戴维宁定理和诺顿定理及应用; 3、要求一般理解与掌握的内容有:最大功率传输定理、替代定理、计算机分析电路举例; 4、本章重点:叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理及应用; 5、本章难点:叠加定理的应用，求含受控源的一端口的戴维宁等效电路; 6、课时分配:6学时 第五章 多端元件和双口网络 1、教学内容: 5-1 理想变压器 ?11? 5-2 运算放大器的电路模型 5-3 含有运放的电阻电路分析 5-4 双口网络的电压电流关系 5-5 双口网络的参数的计算 5-6 互易双口和互易定理 5-7 含双口网络的电路分析 5-8 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)理想变压器的模型; (2)双口网络的R、G、T、H参数。双口网络的等效电路; (3)互易双口和互易定理的应用; 3、要求一般理解与掌握的内容有:运算放大器的电路模型、计算机分析电路举例; 4、本章重点:双口网络的R、G、T、H参数的求解，双口网络的等效电路; 5、本章难点:具有端接的双口网络的计算; 6、课时分配:6学时 第六章 简单非线性电阻电路分析 1、教学内容: 6-1 非线性电阻元件 6-2 非线性电阻的串联与并联 6-3 简单非线性电阻电路分析 6-4 小信号分析 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:非线性电阻元件 3、要求一般理解与掌握的内容有:非线性电阻的串联与并联、简单非线性电阻电 路分析、小信号分析; 4、本章重点:非线性电阻元件; 5、本章难点:小信号分析; 6、课时分配:4学时(简单非线性电阻电路分析、小信号分析部分要求学生自学)。 ?12? 第七章 动态电路中电压电流的约束关系 1、教学内容: 7-1 集总参数电路中电压电流的约束关系 7-2 电容元件 7-3 电感元件 7-4 动态电路的电路方程 7-5 开关电路的初始条件 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:电容元件、电感元件的特性方程、开 关电路的初始条件; 3、要求一般理解与掌握的内容有:集总参数电路中电压电流的约束关系、动态电 路的电路方程; 4、本章重点:电容元件、电感元件的特性及其特性方程、开关电路的初始条件; 5、本章难点:电容元件、电感元件的特性、开关电路的初始条件; 6、课时分配:6学时 第八章 一阶电路分析 1、教学内容: 8-1 零输入响应 8-2 零状态响应 8-3 完全响应 8-4 三要素法 8-5 阶跃函数和阶跃响应 8-6 冲激函数和冲激响应 8-7 计算机分析电路举例 8-8 正弦信号激励的一阶电路 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)零输入响应、零状态响应; ?13? (2)完全响应; (3)时间常数; (4)三要素法。 3、要求一般理解与掌握的内容有:阶跃函数和阶跃响应、冲激函数和冲激响应; 4、本章重点:叠加定理、戴维宁定理和诺顿定理及应用; 5、本章难点:零输入响应，零状态响应，完全响应，时间常数。三要素法; 6、课时分配:8学时。 第九章 二阶电路 1、教学内容: 9-1 RLC串联电路的零输入响应 9-2 直流激励下RLC串联电路的响应 9-3 RLC并联电路的响应 9-4 一般二阶电路分析 9-5 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)RLC串联电路的零输入响应; (2)直流激励下RLC串联电路的响应; (3)RLC并联电路的响应; 3、要求一般理解与掌握的内容有:一般二阶电路分析、计算机分析电路举例; 4、本章重点:RLC串联电路的零输入响应、RLC并联电路的响应; 5、本章难点:RLC串联电路的零输入响应，一般二阶电路分析; 6、课时分配:6学时 第十章 正弦稳态分析 1、教学内容: ?14? 10-1 正弦电压和电流 10-2 正弦稳态响应 10-3 基尔霍夫定律的相量形式 10-4 RLC元件电压电流关系的相量形式 10-5 正弦稳态的相量分析 10-6 一般正弦稳态电路分析 10-7 单口网络相量模型的等效 10-8 双口网络的相量模型 10-9 正弦稳态响应的叠加 10-10 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)正弦稳态响应; (2)基尔霍夫定律的相量形式; (3)RLC元件电压电流关系的相量形式; (4)正弦稳态的相量分析; (5)一般正弦稳态电路分析; (6)单口网络相量模型的等效; 3、要求一般理解与掌握的内容有:、双口网络的相量模型、正弦稳态响应的叠加; 4、本章重点:正弦量的相量表示法、电路定律的相量形式、正弦稳态的相量分析、 单口网络相量模型的等效; 5、本章难点:如何理解正弦量的相量表示法、正弦稳态的相量分析 6、课时分配:12学时(?10-10 计算机分析电路举例部分要求学生自学) 第十一章 正弦稳态的功率 三相电路 1、教学内容: 11-1 瞬时功率和平均功率 11-2 复功率 ?15? 11-3 最大功率传输定理 11-4 平均功率的叠加 11-5 三相电路 11-6 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)瞬时功率和平均功率及其叠加; (2)复功率; (3)三相电路 3、要求一般理解与掌握的内容有:最大功率传输定理; 4、本章重点:瞬时功率和平均功率、平均功率的叠加、复功率、三相电路; 5、本章难点:平均功率、复功率; 6、课时分配:8学时(计算机分析电路举例部分要求学生自学) 第十二章 网络函数和频率特性 1、教学内容: 12-1 网络函数 12-2 RC电路的频率特性 12-3 谐振电路 12-4 谐振电路的频率特性 12-5 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)RC电路的频率特性; (2)谐振电路及其频率特性; 3、要求一般理解与掌握的内容有:网络函数、计算机分析电路举例; 4、本章重点:谐振电路及其频率特性; 5、本章难点:谐振电路; 6、课时分配:6学时(计算机分析电路举例部分要求学生自学) ?16? 第十三章 含耦合电感的电路分析 1、教学内容: 13-1 含耦合电感的电压电流关系 13-2 耦合电感的串联和并联 13-3 含耦合电感的去耦等效电路 13-4 空心变压器电路的分析 13-5 耦合电感与理想变压器的关系 13-6 计算机分析电路举例 2、要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: (1)含耦合电感的电压电流关系; (2)耦合电感的串联和并联; (3)含耦合电感的去耦等效电路; 3、要求一般理解与掌握的内容有:空心变压器电路的分析、耦合电感与理想变压器的关系; 4、本章重点:耦合电感的串联和并联、含耦合电感的去含耦等效电路; 5、本章难点:含耦合电感的去耦等效电路; 6、课时分配:6学时(计算机分析电路举例部分要求学生自学); 四、实验教学内容与要求 1、基尔霍夫定律的验证 实验内容:在直流电路板上验证基尔霍夫电流定律(KCL)、验证基尔霍夫电压定律(KVL); 实验要求:(1)学会电流表，电压表，万用表，直流稳压电源的使用; (2)正确测量电流，电压，验证基尔霍夫定律的正确性。 (3)撰写实验报告。 ?17? 2、叠加原理的验证 实验内容:在直流电路板上验证“叠加原理” 实验要求: (1)在线性和非线性电路中，分别在 作用时，能正确测量电流，U，U，U，U，1212 电压。从而掌握线性和非线性电路的叠加性和齐次性。 (2)撰写实验报告。 3、戴维宁、诺顿定理的验证 实验内容:(1)用开路电压法，短路电流法测戴维宁电路的和; UROCO (2)测量有源二端网络的外特性; (3)验证戴维宁定理; (4)验证诺顿定理; 4、一阶电路(RC、RL)的响应测试 实验内容: (1)在R=300Ω，C=0(1uF，Uim=2(5V，fi=1KHz时，测出时常数τ，并描出输出波形。 (2)在R=800Ω，C=0(1uF，Uim=3V，fi=1KHz时，测出时常数τ、描出输出波形。并在R增大时，观察输出波形变化。 (3)在R=300Ω，L=22mM，Uim=3V,fi=1KHz时,测出时常数τ、描出输出波形。 (4)在R=800Ω，L=22mM，Uim=3V，fi=1KHz时，描出输出波形。并在R增大时，观察输出波形变化。 实验要求:(1)熟悉示波器的使用; (2)学会用示波器测定时间，频率，电压的方法; (3)测定一阶电路(RC、RL)的零输入响应，零状态响应; (4)撰写实验报告。 5、二阶电路的过渡过程实验 实验内容: ?18? (1)Uim=2(5V，在R在0——4KΩ变化，C=0(01uF，L=22mM，fi=1KHz时，用示波器观察 在欠阻尼(衰减振荡)、临界阻尼和过阻尼情况下的各种波形，并把三种波形描绘在坐标纸上; (2)据欠阻尼波形测量和计算衰减系数δ、衰减振荡周期T， (3)仔细观察R改变时波形的变化，找到临界状态，记录此时的电阻值，并与计算值 比较。 实验要求:(1)继续熟悉示波器的使用; (2)进一步掌握用示波器测定时间，频率，电压的方法; (3)学会通过仔细观察波形的变化，从而判断各相关路变量所处的状态。 (4)撰写实验报告。 6、正弦交流电路中RLC性能的研究实验 实验内容: 研究RLC元件并联电路中总电流和各支路电流之间的关系 实验要求: (1)熟悉交流毫伏表，频率计，正弦波信号发生器的使用。 (2)理解R，L，C元件并联电路中总电流和各支路电流之间的关系及其测定方法。 (3)写实验报告。 7、RLC串联谐振电路的研究 实验内容: (1)调节正弦信号源输出，使、 R=620Ω，C=0(01uF，L=33mH时，调U,3V1 节信号源频率输出，观察输出电压 的变化，找到使 达到最大值的频率为谐振频率，测量并描绘副频特性曲线。 (2)调节正弦信号源输出，使 、R=1300Ω，C=0(01uF，L=33mH时，U,3V1 调节信号源频率输出，观察输出电压的变化，找到使 的变化，达到最大值的频率为UU22 谐振频率，测量并描绘副频特性曲线。 ?19? (3)比较上述两种不同条件时的描绘副频特性曲线，加深对电路的通频带宽、品质因数的理解。 实验要求: (1)熟悉交流毫伏表，频率计，信号发生器的使用。 (2)理解R，L，C串联谐振的条件,特点;掌握品质因数的物理意义及其测定方法。 (3)写实验报告。 8、 改善功率因数实验 实验内容:(1)验证在R，L串联电路中电压的三角形关系; (2)日光灯线路的接线和测量; (3)电路功率因数的改善。 实验要求:(1)学会交流电压表、交流电流表、功率表、电度表的使用。 (2)加深理解在正弦稳态交流电路中电压，电流相量的关系。 (3)理解改善电路功率因数的意义并掌握其方法。 (4)撰写实验报告。 9、二端口网络实验 实验内容: (1)以直流电路单元板为二端口网络实验电路，使直流电源电压，测量U,15V1输出端分别开路、短路时的计算出，;U、U，I、I，r、r、rA、A、A、A10201S2S12311122122 (2)利用连接T型等效电路，使直流电源电压，测量输出端分r、r、rU,15V1231 别开路、短路时的与上述测量数据比较，验证电路的等效性。U、U，I、I，10201S2S 实验要求:(1)学会测定无源二端口网络参数(A参数)的方法; (2)初步学会通过实验研究二端口网络特性及其等值电路。 ?20? (3)写实验报告。 五、考核方式 考试、闭卷、笔试; 六、成绩评定 平时(练习、回答问题)30%、实验:20%、期末考试:50%; 七、本课程对学生创新能力培养的措施 经常鼓励、引导、启发学生对本课程中的电路模型、电路原理的应用、测量方法进行探讨，寻找其不足，对不完善的一些细微之处，加以补充、完善、提高。 八、教材与参考书 1、教材:胡翔骏编(电路分析(第一版)(高等教育出版社，2001(6 2、参考书 [1]李翰荪编(电路分析基础(第三版)(高等教育出版社，1994 [2]江泽佳主编(电路原理(第三版)(高等教育出版社，1992 [3]周长源主编(电路理论基础(第二版)(高等教育出版社，1996 [4],(,(狄苏尔，葛守仁著(林争辉主译(电路基本理论(高等教育出版社，1979 ?21? 《电气测量技术》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈洪财 一、课程基本信息 1(课程中文名称:电气测量技术 2(课程英文名称:Electric Measure 3(课程类别: 专业基础课 4(适用专业:电子信息工程及自动化专业 5(总学时:48(其中理论36 学时 实验12学时) 6(总学分:3学分 二、本科程在教学计划中的地位、作用和任务 地位:本课程是高职教育类电气工程专业、电气自动化专业相关专业学生开设的专业基础课。 课程任务:通过本课程的学习，应使学生掌握电路的基础概念、基本理论和基本分析方法，了解安全用电常识;掌握电气测量技术的基本原理和方法，熟练使用常用电工仪器仪表。为学习后续课程和毕业后从事专业工作打下坚实的基作用。 任务:本课程的教学， 在电工学实训课开始前加入电气测量仪表的基本结构与使用方法，各种不同原理、不同用途的仪表的教学内容应放入对应章节的实训项目中; 在实训分析中逐步深入地学习误差理论和各种测量方法;最后使用少量的课时系统讲解电气测量的综合内容; 本课程是一门专业基础课，对学生掌握电路的基本概念、基本理论和基本分析方法的训练非常重要。这就要求在教学过程中不断加以训练，在理论课中应适度安排测试，在实践课中应注意对理论知识的提炼; 教学方法上:以提高学生的基本能力为目的，采用“教、学、做”相结合的教学方法。 三、理论教学内容与教学基本要求 第1章 安全用电常识 1.1供电及安全 1.2了解电流对人体的作用及常见触电方式;掌握接地和接零的原理及应用 ?22? 1.3直流电路 第2章 电路基本物理量 2.1欧姆定律; 2.2电路的三种工作状态; 元器件识别，稳压电源、万用表的使用 掌握电压、电流、功率等电路基本物理量;熟练应用欧姆定律;正确分析电路的三种工作状态 电阻的串、并联、混联; 第3章 电路中电位的概念及计算 3.1验证克希荷夫定律 掌握电阻的串、并、混联及等效变换;熟练掌握并会运用克希荷夫定律;能够正确分析和计算一般电路中某点的电位;掌握直流电流、电压的测量方法 3.2电工仪表与测量的基本知识 3.3测量方法的分类;电工仪表的分类;测量误差及其消除方法;工程上最大测量误差的估计; 3.4了解测量方法的分类;掌握测量误差的分析;了解工程上最大测量误差的估计方法。 3.5正弦交流电路 ;正弦量三要素;正弦量的相量表示 3.6正确理解正弦量三要素;掌握正弦量的相量表示法;电阻、电感、电容元件 3.7掌握电阻、电感、电容元件的识别方法、特性及在交流电路中的计算 ;常用电子仪器与测量方法 第4章 示波器、信号发生器及其使用 4.1基本仪器的使用;熟练使用示波器、信号发生器 4.2 路参数的测量 4.3电路参数的测量方法;电桥;兆欧表;掌握电路参数的测量方法;熟练掌握功率表的使用熟练使用电桥和兆欧表。 ?23? 第5章 三相电路 5.1三相电压;负载星形联接的三相电路;负载三角形联接的三相电路;三相功率 5.2三相电路的测量 掌握三相对称电压的特点及表示方法;掌握负载星接、角接各自的特点及线值、相值的关系;掌握 5.3 三相电路功率的计算及测量方法 ;功率和电能的测量 ;电动系功率表;三相功率的测量;三相有功电度表;三相无功电度表 5.4三相有功电度表、三相无功电度表的使用 掌握功率和电能的测量方法;熟练使用功率表、三相有功电度表和三相无功电度表。 第6章 电路暫态分析 6.1RC电路和RL电路的零输入响应、零状态响应以及全响应; 掌握 RC电路和RL电路的零输入响应、零状态响应以及全响应; 6.2磁路与铁心线圈电路第一磁场基本物理量;磁性材料的磁性能;交流铁心线圈电路 了解磁场的基本物理量;了解磁性材料的磁性能;了解交流铁心线圈电路的特点 6.3变压器;电磁铁 掌握变压器的结构、原理、电压比、电流比;了解三相变压器常用的联接组别;掌握电压互感器、6.4电流互感器的使用方法;磁的测量;磁场的测量;磁性材料的测量; 第7章 电工测量仪表的型式 7.1磁电系仪表;电磁系仪表;电动系仪表; 掌握磁电系、电磁系、电动系仪表的工作原理、使用方法及面板 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 的意义等; ?24? 7.2频率和相位的测量 ;频率的测量方法;电动系频率表;相位的测量方法;电动系相位表; 了解频率和相位的测量方法;了解频率表、相位表的使用。复杂直流电路的分析方法;电压源与电流源及其等效变换;熟练掌握电压源和电流源的等效变换;支路电流法; 掌握支路电流法的要领;正确列出方程式 7.3叠加原理; 叠加原理;理解并掌握叠加原理，正确应用其分析计算电路;戴维南定理 熟练掌握戴维南定理的内容; 第8章 复杂交流电路分析 8.1正弦交流电路一般分析方法 ;R、L、C串联电路 掌握 R、L、C串联电路的电压、电流、功率关系;正确理解电压、电流、功率三角形的意义 阻抗的串联与并联 8.2 RLC串联电路的谐振 掌握阻抗的串联与并联的计算;掌握 RLC串联谐振、并联谐振的特点及应用;交流电路的频率特性 了解交流电路的频率特性 功率因数的提高 8.3日光灯安装及功率因数提高 掌握电感参数的测量方法;掌握提高功率因数的意义、方法及计算;熟练掌握功率表的使用及电感参数的测量 四、实验教学内容与要求 (见实验课大纲) 五、考核方式 考试 六、成绩评定 ?25? 作业+考试 七、本课程对学生创新能力培养的措施 加强硬件学习:在实 训分析 中逐步深入地学习误差理论和各种测量方法; 最后使用少量的课时系统讲解电气测量的综合内容 本课程是一门专业基础课，对学生掌握电路的基本概念、基本理论和基本分析方法的训练非常重要。这就要求在教学过程中不断加以训练，在理论课中应适度安排测试，在实践课中应注意对理论知识的提炼。 八、教材与教学参考书 教材:《电气测量》 陈立周编 机械工业出版社 1997 年7月第2版。 《电工仪表与测量》 成都市教育科学研究所编 高等教育出版社 1994 《计算机控制系统》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:谢琳洁 一、课程基本信息 1(课程中文名称:计算机控制系统 2(适用专业:电气工程及自动化 3(课程类别:必修 4(总学时数:48( 理论36 , 实验12 , 上机0 ) 5(总学分:3学分 二、程性质与课程任务 本课程是自动化专业的一门专业课。 ?26? 其作用是教学生如何设计计算机控制系统。 通过本课程的学习，能够使学生建立计算机控制的基本概念，了解计算机控制系统的组成原理，熟悉计算机控制的动态分析方法，掌握计算机控制系统的综合设计方法，并具有研制一个计算机控制系统的初步能力，为从事计算机控制技术方面的控制系统的设计打下基础。 三、课程内容 (一)绪论 教学内容要点:(1)计算机控制的一般概念 (2)计算机控制系统的组成、分类及特点 (二)计算机控制系统的过程通道 教学内容要点:(1)过程通道的基础知识 (2)过程参数的采样原理及数字滤波原理 (3)模拟量输入输出通道、开关量输入输出通道的结构和设计方法 (4)典型A/D转换器、D/A转换器与CPU的接口 (5)过程通道中的抗干扰问题 (三)数字控制器的模拟化设计 教学内容要点:(1)模拟调节器的常用离散化方法 (2)PID数字控制器的设计方法 (3)常用的改进型PID数字控制器 (4)PID数字控制器的参数整定方法 (四)数字控制器的直接设计 教学内容要点:(1)最少拍无差系统的控制器设计方法 (2)最少拍的无波纹系统的控制器设计方法 (3)用大林算法设计数字控制器 (五)计算机控制系统设计 教学内容要点:(1)计算机控制系统的设计的一般步骤 ?27? (2)常用数字滤波原理及程序设计 (3)直流伺服系统及温度控制系统的设计实例 (六)计算机控制系统的可靠性保证 教学内容要点:(1)可靠性指标的基本含义及计算方法 (2)提高系统硬件可靠性的常用措施 (3)提高系统软件可靠性的常用方法。 四、基本要求 1、掌握计算机控制系统的基本组成、特点及分类; 2、掌握过程通道特别是模拟量输入、输出通道的组成、设计方法; 3、掌握数字控制器的两种基本的综合设计方法——模拟化设计方法、直接数字控制器的设计方法; 4、熟悉系统硬件和软件抗干扰的常用措施; 5、培养学生的自学能力; 6、培养学生的知识综合运用能力; 7、培养学生的实践能力和创新能力。 五、点和难点 1、数字控制器的模拟化设计 2、数字控制器的直接设计 3、计算机控制系统设计 4、模拟化设计方法、直接数字控制器的设计方法 六、其它课程的联系 在学习本课程前，学生应先学完《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《微机原理及应用》、《单片机原理及应用》、《自动控制理论》、《检测与传感技术》等课程。 七、实践和实验、学时分配 本课程的实践性很强，应注重实践教学环节。建议采用开放式实验教学方法进行实验教学，让学生有更多的动手机会。课程设计在选题上应侧重于实用性，并考虑能利用实验室的设备完成设计的调试、运行，以增强学生的实际运用知识的能力。 ?28? 授课学时: 章节序号 内容 授课学时 1 绪论 2 2 计算机控制系统的过程通道 6 3 数字控制器的模拟化设计 10 4 数字控制器的直接设计 8 5 计算机控制系统设计 6 6 计算机控制系统的可靠性保证 4 合计 36 实验学时: 序号 内容 实验学时 学习掌握模/数、数/模信号转换的基本原理，掌握ADC0809、 1 2 DAC0832芯片的使用方法。 2 2 研究PID控制器的参数对系统稳定性及过渡过程的影响。 研究数字滤波器对系统稳定性及过渡过程的影响，掌握数字滤波3 2 器的设计方法。 掌握大林算法的特点及适用范围，了解大林算法中时间常数T对系统的4 2 影响。 5 研究温度控制系统的特点。 2 6 2 了解步进电机的工作原理，掌握步进电机的驱动及编程方法。 合计 12 八、课内实践环节具体安排及说明 理论教学应安排在多媒体教室中授课，实验应安排在实验室中。 九、本课程的考核方式 建议考核方式为闭卷考试。 十、教材 吴坚( 计算机控制系统( 武汉理工大学出版社，2002 《信号与系统》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:袁静珍 一、课程基本信息 ?29? 1(课程中文名称:信号与系统 2(课程英文名称:Signals and Systems 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:54学时(其中理论 54学时，实验 0学时，上机 0学时) 6(总学分:3学分 二、课程在教学计划中的地位、作用和任务 信号与系统是电子信息科学与技术专业的一门主干课程。它的任务是研究信号与系统分析的基本理论和方法，为进一步研究信息处理、通信和控制等理论奠定基础。随着科学技术的发展，信号与系统的概念和分析方法己应用于许多不同领域和学科中。 三、理论教学内容与教学的基本要求(含学时分配、各章重点、难点) 总要求:对连续时间信号及其系统、离散时间信号及其系统有较系统的理解。掌握有关的基本概念、基本理论和基本方法及其应用。 1(第一章 信号与系统的基本概念 (5学时) 典型信号及信号的分类，系统的描述和系统的分类。 重点:冲激信号和指数信号，线性时不变系统。 2(第二章 系统的时域分析 (8学时) 连续系统和离散系统的时域分析，单位冲激响应和单位样值响应，卷积积分和卷积和。 重点:差分方程、单位冲激响应和单位样值响应。 难点:卷积积分和卷积和。 3(第三章 连续时间和离散时间傅立叶变换(8学时) 傅立叶变换及其性质，调制，卷积定理，采样定理。 重点:傅立叶变换与采样定理。 难点:采样定理与调制。 ?30? 4(第四章 离散傅立叶变换与快速傅立叶变换 (4学时) 离散傅立叶变换及其性质，快速傅立叶变换。 重点:离散傅立叶变换。 5(第五章 连续时间系统的S域分析(4学时) 拉普拉斯变换与傅立叶变换的关系，系统函数及其与零极点关系，系统稳定性分析。 重点:系统函数及其与零极点关系。 6(第六章 Z变换及其应用 (6学时) Z变换，离散系统Z域分析，Z变换与离散时间傅立叶变换的关系，Z变换的应用。 重点:离散系统Z域分析。 作业:16题。 7(第七章 滤波器理论 (4学时) 理想模拟滤波器，滤波器物理实现的条件，模拟滤波器和数字滤波器设计。 重点:模拟滤波器 8(第八章 系统的状态变量分析 (6学时) 状态方程的建立及其求解，系统的可控性，系统的可观性。 重点:系统的可控性和可观性。 9(第九章 随机信号与线性时不变系统(6学时) 随机信号随机过程，随机信号的相关函数和功率谱密度，LTI连续系统对随机信号的响应，LTI离散系统对随机信号的响应。 10(第十章 卡尔曼滤波和自适应滤波简介(3学时) 卡尔曼滤波及其扩展，自适应滤波，自适应噪声抵消及其应用。 重点:卡尔曼滤波 四、实验教学内容与要求 本课程不开实验 ?31? 五、考核方式 小论文成绩、实验成绩、期末书面考试 六、成绩评定 1、小论文，占总成绩10%。 2、平时作业30%。 3、期末书面考试，占总成绩60%。 七、本课程对学生创新能力培养的措施 1(课堂教学 锻炼学生的认知能力以提高学生自主性学习和研究性学习的能力，同时培养学生应 用信号与系统的基本理论与方法分析问题和解决问题的能力。 2(实验教学 提高学生综合应用所学知识分析问题的能力，培养合作精神及创新意识。 八、教材和参考书 教材:郑君里等(信号与系统(北京?高等教育出版社，2000 参考书: [1] 姜建国，曹建中，高玉明(信号与系统分析基础(北京?清华大学出版社，1997 [2]Oppenheim A(V(and Willsky, A(S(Signals and Systems, 2nd edition( Prentice-Halll Inc，1996 [3] 吴湘淇(信号、系统与信号处理(上、下)(北京:电子工业出版社，1999 [4] 阎鸿新、王新凤、田惠生(信号与线性系统(西安:西安交通大学出版社，1999 ?32? 《单片机原理及应用》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:冯胜奇 一、课程基本信息 1(课程名称:单片机原理及应用 2(英文名称:Principal and application for MCU 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及自动化 5(总学时:48( 理论36 , 实验12 , 上机0 ) 6(学分:3学分 二、课程说明 (一)编写本大纲的指导思想 根据教育部1998年颁布的专业目录，在我校修订了电信工程、通信工程专业的教学计划基础上，为配合我校学分制的实施，重新修订了《单片机原理及应用》教学大纲。 (二)课程目的和要求 本课程将全面讨论MCS-51系列单片机内核(8051)的硬件结构、组成原理和指令系统，详细介绍该系列产品的系统扩展和应用，实用程序及其设计方法等方面的知识。软硬件结合是本课程的一个特点。构成单片机应用系统时,还必须具有用汇编语言编制源程序的能力。实践性较强是本课程的另一个特点。学习过程中必须通过实验课的配合来 ?33? 加深和提高对课程内容的理解。 通过本课程的学习，使学生掌握单片机的基本工作原理，具备单片机的初步应用能力，为将来从事单片机应用系统的开发打下坚实的基础。 (三)教学的重点和难点 教学的重点:单片机的硬件结构，单片机的指令系统及汇编语言的编程，单片机的应用。 教学的难点:单片机的硬件结构。 (四)知识范围及与相关课程的关系 本课程的先修课程为《模拟电路与数字电路》、《汇编语言》、《微机原理》。 (五)教材及教学参考书的选用: 1、教材: 孙涵芳 徐爱卿编著《MCS-51/96系列单片机原理及应用》，北京航空航天大学出版社，1996年4月修订版第1版。 2、参考书: 1(《单片机基础》(修订版), 李广弟 朱月秀 王秀山编，北京航空航天大学出版社, 2001年。 2(《MCS-51系列单片机系统及其应用》，蔡美琴编，高等教育出版社, 1996年。 3(《MCS-51系列单片机应用系统设计》，何立民等，北京航空航天大学出版,2001年。 三、课程内容 第一章 MCS-51系列单片机的基本硬件结构(10学时) 教学目的和要求: 1( 熟练掌握各引脚功能，定时器/计数器工作在定时器方式、计数器方式及作串行口波特率发生器时预置初值的计算方法。 2(掌握机器周期和震荡器周期的关系;存储器的配置;4个并行输入/输出口、定时器/计数器、串行口和中断系统的工作原理;复位条件、复位电路和复位状态;CHMOS型MCS-51单片机的低功耗方式;各种寻址方式。 ?34? 3(理解振荡器、时钟电路和CPU时序;单步操作;布尔处理机的组成。 4(了解单片机概貌;编程、程序验证与加密;HMOS型MCS-51单片机的掉电操 作方式。 5(掌握布尔处理机。 主要内容: 1.1 单片机概貌; 1.2 MCS-51单片机的主要性能特点; 1.3 8051的内部总体结构; 1.4 8051的引脚描述; 1.5 存储器配置; 1.6 振荡器时钟电路和CPU时序; 1.7 输入/输出端口; 1.8 定时器/计数器; 1.9 串行接口; 1.10 中断; 1.11 单步操作; 1.12 复位; 1.13 低功耗操作方式; 1.14 编程、程序验证与加密; 1.15寻址方式; 1.16布尔处理机的应用; 主要教学环节的组织: 课堂讲授。 第二章 MCS-51指令系统(8学时) 学习目的和要求 1(正确理解111指令的功能; 2(记忆:指令格式和操作，指令对标志位的影响; 3(会查表:代码、字节数、机器周期数; ?35? 4(会计算:1. 相对地址(偏移量); 2. 程序的执行时间。 主要内容:指令系统中的111条指令。 2.1 MCS-51指令系统的分类及一般说明; 2.2 数据传送类指令; 2.3 算术操作类指令; 2.4 逻辑操作类指令; 2.5 控制程序转移类指令; 2.6 布尔变量操作类指令; 2.7 MCS51汇编语言的伪指令 主要教学环节的组织: 课堂讲授。 第三章 MCS-51单片机的系统扩展与应用(6学时) 教学目的和要求 1(掌握定时器/计数器的应用; 2(掌握程序存储器、数据存储器、I/O口扩展的硬件连接方法和布尔处理机、串行 口的应用; 3(二个以上外部中断源的处理方法; 4(会看时序图; 主要内容 3.1 存储器的扩展; 3.2 数据存储器的扩展; 3.3 输入/输出口的扩展; 3.4 定时器/计数器的应用; 3.5 串行口的应用; 3.6 中断源; 主要教学环节的组织: 课堂讲授。 第四章 实用程序及其设计方法(6学时) 教学目的和要求 1(熟悉一些常见程序的设计方法; ?36? 2(掌握一些简单程序的设计方法; 3(了解某些I/O端口程序的设计方法和通过堆栈传递参数的程序的设计方法; 主要内容 4.1 程序的设计方法; 4.2 算术运算程序的设计方法; 4.3 数据转换程序的设计方法; 4.4 其他程序的设计方; 主要教学环节的组织: 课堂讲授。 第五章 应用系统实例(6学时) 教学目的和要求 1(锻炼自学能力; 2(从具体实例中体会如何应用所学单片机的知识来解决实际中的控制问题; 主要内容 5.1 汽车转弯信号灯控制系统; 5.2 频率计设计;(单片机与LED,键盘的接口设计) 5.3 数字钟设计; 5.4 单片机与计算机的通信设计; 主要教学环节的组织: 按作业布置，然后课堂讲解。 根据教学进度，本章内容不作具体要求，自行安排。 实验教学大纲 一、课程说明 (一)编写本大纲的指导思想 为配合学分制的实施，我校根据教育部1998年颁布的专业目录，重新修订了自动 化专业的教学计划，在此基础上制定了单片机原理实验教学大纲。《单片机原理》是自 动化专业的一门必修课，本实验是为配合此课程的课堂教学而开设的。 ?37? (二)课程目的和要求 结合单片机原理课程中所学的单片机的基本结构、指令系统，进行汇编语言程序设计、调试、运行实验，使学生掌握MCS-51单片机的性能特点、指令系统及编程方法。要求每个实验均写出实验报告，绘制程序流程框图并写出程序清单。 (三)教学的重点、难点 教学的重点:P1口实验、简单I/O口扩展实验二(交通灯控制实验)、定时器实验、串行口实验——串-并转换实验。 教学的难点:定时器实验及外部中断实验。 (四)知识范围及与相关课程的关系 本实验是基于单片机原理的设计性实验，先修课程为模拟电子技术、数字电路和微机原理。 (五)教材及教学参考书的选用 实验教材:《TSC-51/96单片机实验开发系统实验指导书》，清华同方 1、《MCS-51/196单片机原理及应用》，孙涵芳，北京航空航天大学出版社，1999 2、《单片微机原理及应用》，丁立杰，机械工业出版社，1994 3、《单片机基础》，李广弟，北京航空航天大学出版社，1994 4、《MCS-51系列单片机应用系统设计》，何立民，北京航空航天大学出版社，1990 《现代控制理论基础》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:杨新远 一、课程基本信息 1(课程中文名称:现代控制理论基础 2(课程英文名称: ?38? 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:54 ( 理论46 , 实验8 ) 6(总学分:3学分 二、本课程在教学计划中的地位,作用和任务 《现代控制理论基础》是自动化专业(本科)的一门重要的专业基础课。本门课程主要讲授现代控制理论中的线性系统理论、最优控制理论和自适应控制理论。本课程设置的目的和任务是: 1、通过本门课程的学习，要求学生掌握线性控制系统的状态空间描述,能够对线性系统的几种模型进行互相转化; 2、掌握线性控制系统的运动规律及连续系统的离散化; 3、熟悉线性控制系统的能控性与能观测性概念及其判定准则; 4、了解控制系统的李亚普诺夫稳定性理论; 5、掌握线性控制系统的状态反馈与状态观测器的设计方法; 6、明白最优控制问题在不同情况下的描述,掌握古典变分法和极小值原理; 7、理解自适应控制系统的任务，掌握自适应控制的理论问题; 8、通过MATLAB软件的学习，让学生掌握采用MATLAB软件进行系统的模型转换(特别是MIMO系统)的分析与设计的方法。 三、课程内容(含学时分配) 第一章 状态空间模型 (8学时) 本章是全书的理论基础。其中 1.1节强调了状态空间法的基本概念，状态空间模型的一般形式，并阐述了对系统建立状态空间表达式的方法。其难点在于对概念的理解。 1.2节给出了几种常用的状态空间模型的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 型(即能控、能观、对角及约当标准型)及其状态结构图， ?39? 从而可以更直观地理解数学模型的物理意义。 1.3节和1.4节则和古典控制理论的数学模型相结合，讨论了连续系统和离散系统的数学模型转换。 1.5节是基于MATLAB的数学模型的转换，使状态空间模型和传递函数矩阵之间的转换的复杂运算变得简单直观。其中基本概念和数学模型的转换是本章的重点。 1-1 状态空间模型表示法型的方法。 1-2 状态空间模型的图示法 1-3 连续系统的数学模型转换 1-4 离散系统的数学模型转换 1-5 基于MATLAB的系统数学模型转换 第二章 线性系统的运动分析 (4学时) 本章主要对线性系统的运动行为进行了定量分析，从数学上讲，是求解状态方程的解。引出了状态转移矩阵的概念，线性系统的解的表达式由两部分组成，第—部分与系统的初始状态有关，是由初始状态引起的自由运动分量;第二部分是由输入引起的受控分量，其值与控制作用u(t)及系统的结构有关。本章重点讨论了线性定常系统状态方程的解，对其状态转移矩阵eAt出了四种求解方法。最后，举例介绍了用MATLAB计算、分析本章内容的方法。 2-1 线性定常系统状态方程的解 2-2 线性时变系统状态方程的解 2-3 线性定常离散时间系统的运动分析 2-4 利用MATLAB 分析状态空间模型 2-5 离散系统的状态方程求解 2-6 线性连续系统的离散化 第三章 能控性与能观测性(10学时) 本章对线性系统进行了定性分析。通过对系统的能控性与能观测性的定义、性质及判别方法的讨论，揭示了系统内在结构特性。利用非奇异变换，给出了求取能控标准型、能观测标准型及结构分解的方法。本章对系统实现问题的基本概念和基本属性作了进一 ?40? 步的讨论，着重介绍了最小实现的物理意义和基本方法。最后，举例介绍了如何利用MATLAB对本章内容进行计算、分析。 3-1 线性连续系统的能控性与能观测性 3-2 线性离散时间系统的能控性与能观测性 3-3 能控标准型与能观测标准型 3-4 线性定常系统的结构分解 3-5 最小实现 3-6 MATLAB应用 第四章 稳定性分析 (4学时) 本章介绍了李雅普诺夫稳定性定义及判别系统稳定性的李雅普诺夫间接法和直接法。李雅普诺夫稳定性理论不仅可以研究古典控制理论所能研究的线性定常系统，还可以研究古典控制理论所不能研究的线性时变及非线性系统。用李雅普诺夫间接法研究线性定常系统是方便的，其方法是根据系数矩阵A的特征值或者说是根据系统的极点来判别系统的稳定性，劳斯判据仍然是实用的。李雅普诺夫直接法主要用于非线性系统的研究，它避免了解方程、求系统特征值的困难，而是采用李雅普诺夫函数来直接进行判别。直接法的关键和难点是李雅普诺夫函数的选取，对于线性系统，介绍了李雅普诺夫方程方法，而对于非线性系统书中只介绍了克拉索夫斯基方法。 4-1 李雅普诺夫稳定性定义 4-2李雅普诺夫间接法 4-3李雅普诺夫直接法 4-4 线性定常系统李雅普诺夫稳定性分析 4-5 离散时间系统李雅普诺夫稳定性分析 4-6 基于MATLAB李雅普诺夫稳定性分析 第五章 极点配置与观测器的设计(8学时) 本章主要讨论了采用状态反馈的手段对系统设计的定理和方法。基于状态反馈的单输入系统的极点配置可使闭环系统达到预期的动态特性。多输入系统的极点配置方法则是单输入系统极点配置的方法的拓展。本章利用观测器和极点配置对偶的特性，讨论了全阶观测器和降阶观测器的设计方法。使观测器的设计方法既易理解又较为简化。同时 ?41? 强调系统存在极点配置的充要条件是系统的状态完全能控;若系统不能控时，则通过状态反馈使闭环系统稳定的充要条件是不能控部分的极点具有负实部。系统存在观测器且观测器的极点可任意配置的充要条件是系统的状态完全能观;若系统不能观时，则存在观测器的充要条件是不能观部分的极点具有负实部。本章还讨论了用观测器的反馈系统及动态补偿器的设计方法。 5-1 反馈控制结构 5-2 单输入极点配置 5-3 多输入系统的极点配置 5-4 观测器及其设计方法 5-5 用状态观测器的反馈系统 5-6 MATLAB在极点配置及设计观测器中的应用 第六章 最优控制 (6学时) 所谓最优控制，就是在给定的控制域中，寻找合适的控制，使评价系统控制性能好坏的性能指标取得极值，这样所选取的控制称为最优控制。本章首先介绍最优控制的基本概念，其次讨论在控制作用不受约束时实现最优控制的必要条件，然后是最小值原理及线性二次最优控制问题，最后介绍MATLAB在最优控制中的应用。 6-1 最优控制的基本概念 6-2 在控制作用不受约束时实现最优控制的必要条件 6-3有约束条件时的最优控制问题 6-4 庞特里亚金最小(大)值原理 6-5 最小时间控制 6-6 线性二次最优控制问题 6-7 MATLAB在最优控制中的应用 第七章 自适应控制系统 (4学时) 与传统的调节原理和最优控制理论不同，自适应控制能在受控过程的模型知识和环境知识知之不全甚至知之甚少的情况下，给出高质量的控制品质。本章首先介绍了自适应控制的任务、自适应控制的理论问题，重点阐述了目前比较成熟的自适应控制系统， ?42? 即模型参考自适应系统和自校正控制系统。 7-1 自适应控制的任务 7-2 自适应控制的理论问题 7-3 模型参考自适应系统 7-4 自校正控制系统 7-5 其他形式的自适应控制器简介 7-6 MATLAB在自适应系统中的应用 四、实验教学内容与要求(8学时) 运用MATLAB进行控制系统的计算、分析，转换系统数学模型;分析状态空间模型;判断系统的能控性与能观测性;分析系统稳定性;配置极点和设计观测器;最优控制应用;自适应系统应用等。通过实验，掌握MATLAB编程软件常用指令，学会运用指令实现控制系统的计算和分析。同时，加深对现代控制理论各知识点的理解和认识。实验使用MATLAB6.5版本。 1(熟悉MATLAB编程软件 2(基于MATLAB的系统数学模型转换 3(利用MATLAB 分析状态空间模型 4(运用MATLAB进行系统能控性与能观测性 5(基于MATLAB李雅普诺夫稳定性分析 6(MATLAB在极点配置及设计观测器中的应用 7(MATLAB在最优控制中的应用 8(MATLAB在自适应系统中的应用 五、考核方式 考试 六、成绩评定 平时占30%，期末考试占70% 七、本课程对学生创新能力培养的措施 《现代控制理论基础》主要着手培养学生能够全面、系统地理解并掌握现代控制理论的基本理论和基本方法，以便进行系统分析和设汁。在培养学生的创新能力的主要措 ?43? 施有以下几个方面。?尽量结合实际系统讲述有关理论，由于本人在发电厂工作过，对电力系统自动化有较全面、较深刻地理解，在讲述理论时，尽可能引用电力系统自动化的实例，让学生更直观理解和掌握这些理论。? 讲授时应尽可能深入浅出，通俗易懂。同时结合实际系统进行讲述，让学生更直接体会现代控制理论在实际工程中的运用，加深对知识的理解和掌握 ?多设置一些问题讨论与习题分析课，加强师生互动性，促进学习的积极性。提高分析问题与解决问题的能力。 ? 选择3-4节难度适中的内容，以学生为主体进行探究式的学习与讨论。教师适时给予帮助，以提高学生的创新能力与综合能力。 八、教材与参考文献 教材:侯媛彬。《现代控制理论基础》(北京大学出版社)及其附录。北京。北京大学出版社。2006 参考文献: 1(王孝武。现代控制理论基础。北京。机械工业出版社。2006 2(郑大中。线性系统理论。北京。清华大学出版社。1990 3(于长官等。现代控制理论及应用。北京。哈尔滨工业大学出版社。2005 ?44? 《自动检测技术及仪表》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈洪财 一、课程基本信息 1(课程中文名称:自动检测技术及仪表 2(课程英文名称:Auto-Measurement Technique 3(课程类别:限选 4(适用专业:电子信息工程、电气工程及其自动化 5(总学时:54(其中理论44 学时 上机10学时) 6(总学分:3学分 二、本科程在教学计划中的地位、作用和任务 地位:本门课程的目的在于使学生掌握过程自动检测及仪表的基本概念、基本理论和常用电工仪表、自动化仪表的工作原理、结构和应用。在修完本门课程后，要求学生基本具有以下能力( 任务:掌握常用电工仪表及传感器的工作原理、选型 ;对一般检测系统中的理论及技术问题具有一定的分析能力;了解工业参数的自动测量技术及仪表选型与应用。 三、理论教学内容与教学基本要求 绪论 (0.5学时) 向学生介绍本课程研究的内容及性质;本课程在自动化专业中的地位和作用;现代检测与转换技术的发展方向等。 第一章 检测与转换技术的理论基础(10学时) 1-1检测与转换技术的基本概念 1-2测量误差的概念和分类 1-3随机误差概率密度的正态分布 1-4 算术平均值与标准误差 1-5 置信区间与置信概率 1-6 粗差的判别与坏值的舍弃 ?45? 1-7系统误差 1-8误差的传递 1-9误差的合成 1-10最小二乘原理 1-11曲线的拟合 本章主要介绍检测与转换技术中的一些基本概念;检测与转换技术中误差分析的理论，包括随机误差和系统误差的分析、合成和传递等。为电测量指示仪表和非电量测试技术提供理论分析工具。 第二章 电测量指示仪表(6学时) 2-1电测量指示仪表的一般知识 2-2磁电系仪表 2-3电磁系仪表 2-4电动系仪表 2-5感应系仪表 2-6电测量指示仪表 本章主要介绍常用的各种电测量指示仪表的组成、原理和使用等方面的知识。要求学生对各种电测量指示仪表进行比较认识，明白其性能方面的共性和区别，会根据测量要求和工作条件合适地选择电测量指示仪表。 第三章 电量和电路参数的测量 (6学时) 3-1直读测量 3-2电位差计 3-3 电桥 3-4数字式测量仪表 3-5磁通与磁场强度的测量 本章主要介绍电量和电路参数的一些测量方法，以及应用于其中的有关电路和仪器的组成、原理等知识。也详细介绍了数字式测量仪表的组成、功能及计算机与数字式测量仪表的结合使用等情况，揭示了数字式测量仪表的发展方向。 第四章 工业自动化仪表(14学时) 4-1温度测量及仪表 ?46? 4-2压力测量及仪表 4-3流量测量及仪表 4-4 物位测量及仪表 4-5 成分分析仪表 本章向学生介绍工业过程参数的自动检测技术与仪表，重点在参数测量的基本原理、自动化仪表的应用。 四、实验教学内容与要求 (见实验课大纲) 五、考核方式 考查 六、成绩评定 作业+考试 七、本课程对学生创新能力培养的措施 加强硬件学习:在实 训分析 中逐步深入地学习误差理论和各种测量方法; 最后使用少量的课时系统讲解电气测量的综合内容 本课程是一门专业基础课，对学生掌握电路的基本概念、基本理论和基本分析方法的训练非常重要。这就要求在教学过程中不断加以训练，在理论课中应适度安排测试，在实践课中应注意对理论知识的提炼。 八、教材与教学参考书 教材:张毅 张宝芬 曹丽 彭黎辉编《自动检测技术及仪表控制系统(第二版)》(修订版)工业出版社,2005年7月第2版。 1(常健生(检测与转换技术(北京:机械工业出版社，1997 2(穆志坚(电磁计量技术(北京: 机械工业出版社,1988 3(周培生(自动检测与仪表(北京: 清华大学出版社,1986 ?47? 《电器控制及PLC应用》课程教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:王磊 一、课程基本信息 1(课程中文名称:电器控制及PLC应用 2(课程英文名称:Electric control & PLC application 3(课程类别:必修 4(适用专业:电子信息工程、电气工程及其自动化 5(总学时: 54 ( 理论42 , 实验12 , 上机0 ) 6(总学分:3学分 二、课程的地位、作用和任务 《电气控制与PLC》是自动化、机电类等专业的一门核心课程，是集计算机技术、自动控制技术和网络通信技术于一体的综合性课程。通过学习使学生掌握常用电器的使用、控制电路的基本环节、常见故障分析、PLC的构成、指令系统及编程方法，形成控制电路的设计、安装、调试、故障处理能力和应用可编程控制器实现电气自动控制要求的能力。 三、本课程与其它课程的联系与分工 本课程的前期课程为计算机应用基础、电工电子相关基础课程，如电工技术、模拟与数字电子技术、电工及电气测量技术等。后续课程:根据专业教学计划，可以是电机调速控制技术、电梯应用技术、楼宇自动化技术、参数检测与集散控制、机电传动与控制技术、集中实训和毕业设计等。 四、教材及参考书 1、教材: 《电气控制与可编程序控制器应用技术》，郁汉琪，东南大学出版社，2003(1。 ?48? 2、参考书: 《电器与PLC控制技术》，张万中，化学工业出版社，2003(9。 《电器控制及可编程控制器》，陈立定，华南理工大学出版社，2001(3; 《可编程控制器教程》，胡学林，电子工业出版社，2003(11。 五、本课程成绩的考察方法及评定标准: 总成绩以百分制计算，平时作业占据10%、实验占30%;期终考试(考核)占60%。 六、学时分配:(总计学时:54) 本课程共54学时，其中讲课42学时，实验课12学时 ,(常用低压电器(2学时) 1(知识点和教学要求 (1)掌握各种常用低压电器的工作原理，图形和文字符号及使用方法。 (2)理解各种常用低压电器的组成和结构特点。 (3)了解各种常用低压电器的一般技术指标。 2(能力培养要求 使学生具有选择和使用各种常用低压电器的能力和简单故障判断能力。 ,(基本电气控制线路(4学时，2学时实验) 1(知识点和教学要求 (1)掌握电气控制原理图的基本知识和绘图方法，电动机启动和制动控制方法，各种保护环节，控制系统中常用的控制原则。 2(能力培养要求 使学生具有分析和设计简单电气控制电路图的能力。 ,(电机调速控制线路(4学时，4学时实验) 1(知识点和教学要求 (1)理解三相绕线式异步电动机的启动控制方法。 ?49? (2)了解直流电动机的启动、反转、调速和制动的控制方法。 2(能力培养要求 培养学生诊断和分析电机控制线路及运行的能力。 ,(典型生产机械设备的电气控制(2学时) 1(知识点和教学要求 (1)掌握阅读和分析电气控制原理的方法和步骤。 (2)理解常用机床电气控制原理。 (3)了解常用机床电气控制系统故障分析。 2(能力培养要求 培养学生具有阅读和分析电气控制原理图的能力、常见生产电气故障分析的能力。 ,(PLC的发展史(4学时) 1(知识点和教学要求 (1)理解PLC的定义和特点。 (2)了解PLC的来源、应用范围、发展趋势以及在工业自动控制领域中的地位和作用。 ,(PLC的基本组成和工作原理 1(知识点和教学要求 (1)掌握PLC的各种内部软继电器的功能及编号。 (2)理解PLC的工作原理、结构，编程语言的特点和语句格式。 (3)了解PLC的一般技术指标。 2(能力培养要求 使学生具有识别和应用各种内部软继电器编号的能力。 ,(PLC的基本指令系统(4学时) 1(知识点和教学要求 (1)掌握基本逻辑指令的使用，计数器/定时器设定值的设定方法。 ?50? (2)理解基本逻辑指令的应用，梯形图的编程规则和技巧。 (3)了解各种指令的执行程序步数。 2(能力培养要求 使学生具有设计梯形图和指令表的能力。 ,(PLC步进顺控指令(4学时，2学时实验) 1(知识点和教学要求 (1)掌握2条步进顺控指令的功能、符号及使用方法。 (2)理解状态转移图的类型和设计方法， (3)了解步进梯形图的特点及功能 2(能力培养要求 使学生具有设计状态转移图的能力、绘制步进梯形图及编写指令程序的能力。 ,(PLC功能指令系统(4学时) 1(知识点和教学要求 (1)掌握常用功能指令的特点及编程方法。 (2)了解特殊功能模块的功能、连接方法及使用方法。 2(能力培养要求 使学生具有功能指令的编程和应用能力。 10(PLC特殊功能模块(4学时) 1(知识点和教学要求 (1)理解PLC模拟量控制模块的功能、特性及应用，脉冲输出单元和可编程凸轮控制器的功能及用途。 (2)了解模拟量输入/输出模块的应用。 2(能力培养要求 具有应用模拟量模块和位置模块的初步能力。 11(PLC编程与通信(4学时，2学时实验) 1(知识点和教学要求 (1)理解PLC与计算机通信和网络的有关知识。 (2)了解可编程控制器与计算机联网的有关知识。 ?51? 2(能力培养要求 具有可编程控制器与计算机通信和联网的初步能力。 12(PLC控制系统设计与应用(4学时，2学时实验) 1(知识点和教学要求 (1)掌握PLC控制系统设计的内容、步骤和设计方法。 (2)理解PLC在常用控制系统中的应用举例。 2(能力培养要求 具有应用可编程控制器实现电气自动控制要求的设计能力。 讨论报告/考试考核:2学时 《过程控制系统》课程教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:王磊 一、课程基本信息 1(课程中文名称:过程控制系统 2(课程英文名称:process control system 3(课程类别:专业必修 4(适用专业:电子信息工程、电气工程及其自动化 5(总学时:54 ( 理论42 , 实验12 , 上机0 ) 6(总学分:3学分 二、课程性质与任务 《过程控制系统》的授课对象为自动化专业的高年级学生，它是自动控制专业的一门专业技术课程。本课程实行双语教学。 ?52? 通过本课程的学习，将为学生从事生产过程自动化系统分析和综合提供必要的基本知识，培养学生对生产过程控制系统进行设计、调试、整定、操作和维护工作所必须具备的基本理论和基本技能，为学生以后从事工业生产过程自动化工作，打下一定的专业基础。 三、课程内容及要求 1(绪论:生产过程控制的对象及要求，生产过程控制系统发展概况，并介绍本课程的内容及要求。 2(对象特性和过程系统数学模型的建立方法。 3(过程控制系统的基本组成。 4(简单控制系统分析和设计、参数整定。 5(串级控制系统分析和设计、参数整定。 6(复杂控制系统主要介绍均匀控制、比值控制系统、补偿控制、前馈 控制与大延时控制、解耦控制系统等。 7(增加了新型过程计算机控制系统、上位图形监控、过程控制与管理系统集成、水位过程控制系统应用与实践。 本课程具有理论性和实用性都很强的特点。考虑到工科学生教学特点和数学基础，也考虑到学生的不同兴趣和方向，讲授时不过分拘泥于繁琐的理论上的证明和严格的数学推导;通过介绍典型的应用实例和有关简单过程控制系统中的技术性问题，突出课程的实用性;讲授内容中包含国内外新的工业过程控制软、硬件成果，使得课程内容有明显特色。 (1)要求学生学习生产过程的基本特性及其描述，掌握生产过程变量检测与控制的基本原理和方法、学习过程控制系统基本结构和性能，熟悉过程控制的工程特点和应用范围，了解该学科的前沿和发展新动向。 (2)掌握简单回路控制和串级控制的基本原理和方法，具备对这两种系统的分析和综合、整定和调试的的基本知识和基本技能。 (3)学习典型复杂过程控制系统理论和方法，初步具备制定复杂过程控制方案的能力。 四、本课程与其它相关课程的联系与分工 先修课程:《自动控制原理》、《检测与控制仪表》等;后续课程:《先进过程控制》、 ?53? 《集散系统》等。 五、实验内容的安排与要求 本课程具有很强的实践性，利用新型双水槽过程控制实验系统提供实验演示和动手实验，包括经典过程控制实验和先进过程控制实验。 本门课程开设有如下实验。(实验12学时) (1)系统介绍、对象测试; (2)简单系统实验I(单水槽单回路); (3)简单系统实验II(双水槽单回路); (4)串级系统实验I(双水槽液位-液位串级图形监控、串级参数整定); 以上为课程教学实验必作。 (5)串级系统实验II(双水槽液位-流量串级图形监控、串级参数整定); (6)多步程序控制实验; (7)克服扰动和前馈控制实验I(单水槽单回路); (8)克服扰动和前馈控制实验II(双水槽双回路); (9)双输入/双输出系统实验I(双水槽液位与双调节阀); (10)解偶控制(双水槽液位与双调节阀); (11)自由组态实验(通讯/本机实验、上下位系统参数自整定)。 2与3、4与5、二选一;1、6、7、8、9、10、11选作。 六、本课程在课外练习方面的要求 课外作业:每章后均有作业。大作业利用课外完成。希望能参观有关工业生产过程控制系统，还可提供先进过程控制系统、控制与管理集成系统等专题实验。 七、教材及参考书 教材:金以慧编，《过程控制》 清华大学出版社，1980年 参考书:刘植桢编，《计算机控制》 清华大学出版社，1981年 八、本课程成绩的考察方法及评定标准 ?54? 总成绩以百分制计算，平时作业占据10%、实验占30%;期终考试(考核)占60%。 九、学时分配:(总计学时:54) 本课程共54学时，其中讲课42学时(内含习题课)，实验课12学时(含4学时上 机) 第一章 绪论(4学时) 1-1 过程控制的特点 1-2 过程控制系统的发展概况 1-3 过程控制系统的组成 1-4 过程控制系统的类别 1-5 过程控制系统的品质指标 第二章 过程控制对象的动态特性(4学时+2学时实验) 2-1 概述 2-2 自平衡能力对象的动态特性 2-3 无自平衡能力对象的动态特性 2-4 时域法辨识对象的动态特性 2-5 频域法辨识对象的动态特性 2-6 统计相关法辨识对象的动态特性 第三章 单回路控制系统(6学时，4学时实验) 3-1 概述 3-2 被控量和操纵量的选择 3-3 执行器 3-4 控制器的选型 3-5 控制器的的参数整定 第四章 串级控制系统(6学时，4学时实验) 串级控制系统大作业 第五章 其它控制系统(4学时) 5-1 均匀控制系统 5-2 比值控制系统 ?55? 5-3 前馈控制系统 5-4 选择性控制系统 5-5 分程控制系统 5-6 纯滞后系统的控制 6-7 解偶控制 第六章 过程计算机控制系统(8学时授课+ 2学时上机) 6—1 直接数字控制 6—2 分布式/集散控制系统 6—3 可编程控制 6—4 通用上位监控系统 第七章 过程控制系统应用与实践(6学时授课) 7—1 锅炉控制系统 7—2 双水槽过程控制系统 7—3 TRAINING MATIERAL FOR PROCESS AUTOMATION 讨论报告/考试考核:4学时 《计算机软件技术基础》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:林育曼 一、课程基本信息 1(课程中文名:计算机软件技术基础 2(课程英文名:Computer software technology infrastructure 3(课程类别:选修课 ?56? 4(适用专业:电气工程及自动化 5(总学时:54学时(其中理论42学时、上机实验12学时) 6(总学分:3 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 为了适应计算机科学技术的迅速发展，适应21世纪教学内容和课程改革的需要，非计算机专业的本科学生有必要对计算机软件技术有一个全面深入的了解。 通过对《计算机软件技术基础》的学习，使学生对算法、基本数据结构及其运算、查找与排序技术、资源管理技术、数据库技术、应用软件设计与开发技术等知识点有一个全面的了解，并配合一定课时的实验以加强学生对本课程的学习和实际开发训练，为培养复合型高级人才奠定基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1( 第一章 算法 (3学时) 1(算法的基本概念(理解) 2(算法描述语言(理解) 3(算法设计基本方法(理解) 4(算法的复杂度分析(掌握) 2(第二章 基本数据结构及其运算(14学时) 1(数据结构的基本概念(理解) 2(线性表及其顺序存储结构(栈、队列)(掌握) 3(线性链表及其运算(掌握) 4(数组 (掌握) 5(树与二叉树(掌握) 6(图 (掌握) 3(第三章 查找与排序技术(5学时) 1(基本的查找技术 (掌握) 2(哈希表技术(掌握) 3(基本的排序技术 (掌握) ?57? 4(二叉排序树及其查找(掌握) 5(多层索引树及其查找(理解) 6(拓扑分类 (理解) 4(第四章 资源管理技术(6学时) 1(操作系统的概念 (理解) 2(多道程序设计 (掌握) 3(存储空间的组织 (掌握) 5(第五章 数据库技术(8学时) 1(数据库基本概念 (理解) 2(关系代数 (理解) 3(数据库设计 (掌握) 4(关系数据库语言SQL(掌握) 6(第六章 应用软件设计与开发技术(6学时) 1(软件工程概述 (理解) 2(软件详细设计的表达 (理解) 3(结构化分析与设计方法 (掌握) 4(测试与调试基本技术(掌握) 5(软件开发新技术(理解) 四、实验教学内容与要求 实验教学 12学时 实验一 线性表的基本操作 2学时 包括数组和线性链表元素的插入、删除、找最大值、逆序存储等操作。 实验二 树和图的基本操作 2学时 实现二 叉树的遍历、计算二叉链表的深度、图的遍历等运算。 实验三 线性表的查找操作 2学时 对比使用分块查找、二分法查找、哈希表等查找技术。 实验四 排序操作 2学时 ?58? 对比使用快速排序、希尔排序、堆排序、二叉排序树等技术。 实验五 熟悉使用SQL语言 4学时 完成数据库定义、数据查询、数据修改、数据控制等功能。 五、考核方式 1(本课程的评价与考核依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。 2(考试时间:120分钟。 3(考试方式:采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。 六、成绩评定 学期总评分 = 考试成绩(60% )+平时成绩(40%) 其中:平时成绩(40%) = 作业成绩(20%)+实验成绩(20%) 七、本课程对学生创新能力培养的措施 采用灵活的教学方法，如:利用多媒体课件演示算法流程，有助于加深学生对教学内容的理解;开展问题教学，积极组织学生讨论，激发学生的学习热情;进行阅读指导，充分发挥学生的主动性;等等。目的只有一个，那就是:培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。 八、教材与参考书 教材:《计算机软件技术基础》, 徐士良编著，清华大学出版社 参考书: [1]《计算机软件基础》 李延珩、李振业、朱鸣华等编著 大连理工大学出版社 [2]《计算机软件技术基础》沈被娜等编著 清华大学出版社 [3]《计算机软件技术基础》 庞丽萍编，华南理工大学出版社 ?59? 《计算机网络实验》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程 执 笔 人:黄镇建 一、课程基本信息 1(课程中文名称:计算机网络 2(课程英文名称:computer network 3(课程类别:必修 4(实验类别:专业 5(适用专业:电气工程及其自动化 6(先修课程:计算机应用基础，程序设计语言 7(总学时:54学时(其中理论36学时，实验18学时) 8(总学分:3学分 二、实验教学目标与基本要求 《计算机网络实验》一门电气工程及自动化的专业实验课。通过实验，进一步加深理解计算机网络原理、提高学生的实践能力以及对网络相关研究方向的认识。在学习完该课程的相关内容后，学生能够使用网络命令进行网络测试和维护、合理地规划和实现局域网、配置相应的服务、对交换机和路由器进行一些常用的配置和管理。考虑到计算机网络技术内容庞杂且实验设备昂贵的情况，在制订实验方案时，采用了BOSON NETSIM的网络模拟软件以降低对设备的要求。 三、 实验内容与安排 序号 实验名称 学时 实验类型 1 常用网络命令的使用 3 验证 2 以太网组网 3 综合 3 网络模拟软件的使用 3 综合 4 单交换机进行vlan划分 3 设计 5 静态路由实验 3 设计 6 局域网的综合配置 3 综合 ?60? 四、 仪器设备配置 每人一台PC机，实验室配有一台服务器，安装有windows server2000，整个实验室连成一个局域网，并连上Internet。 五、 教学文件与教学形式 教学文件 教材:1(<> [美] Gary Heap Lynn Mayness著, 袁爱平译, 人民邮电出版社 2(CCNP思科网络技术学院教程(第5学期)实验手册 高级路由 实验指导书:电子文档 “网络命令使用说明(doc” 电子文档 “模拟软件RouterSim实验指导(zip” 电子文档 “CCNA2(0中文版教材(zip” server-u安装和使用指导书(html 教学形式采用课前发给实验指导书文件，让学生预习相关的实验内容;实验课再列出实验的步骤，边实验边提出问题让学生思考，课后要求学生把思考题完成了交上来。 六、考核方式及成绩评定 每次实验课采用抽查的办法，检查部分学生的实验，登记作为实验课的成绩，再结合思考题的完成情况，评定实验课的成绩。 ?61? 《数据库技术及应用》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈一匡 一、课程基本信息 1(课程中文名称:数据库技术及应用 2(课程英文名称:Database-Principles and Programming 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:54学时(理论42，实验12学时) 6(总学分:3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是电气工程及其自动化专业的必修课程，主要是介绍数据库的基础知识和主要技术，其中包括数据库的体系结构、SQL关系数据库语言、数据库保护、分布式数据库系统的实现以及数据库设计理论与 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 等内容。通过本课程的学习，使同学了解数据库技术的发展及其应用，掌握数据库的基本原理和SQL语言的使用，学习以数据库为核心、基于网络环境的信息系统开发的基本过程及软件工程方法，并通过可视化的Delphi开发工具的使用，初步掌握代表当前先进开发思想的面向对象技术、组件技术及可视化编程等，为同学今后利用数据库处理数据，以及不断跟踪和掌握数据库应用技术打下基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1(第一章 数据库概论(5学时) 本章属于基础知识，主要是对一些概念的理解和记忆。没有难点，相对的重点在于ER模型的设计和关系模型的掌握。 一、数据管理技术的发展阶段(识记) 数据管理技术共经历了三个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段: ?62? 1、人工管理阶段的特点; 2、文件系统阶段的特点与缺陷 3、数据库阶段的特点 采用复杂的数据模型表示数据结构 有较高的数据独立性(数据结构分成用户的逻辑结构、整体逻辑结构和物理结构三级) 数据库系统为用户提供方便的用户接口，可以使用查询语言、终端命令或程序方式操作数据库。 系统提供了四个方面的数据控制功能:数据库的恢复、并发控制、数据完整性和数据安全性。 对数据的操作不一定以记录为单位，还可以数据项为单位。 数据库技术中的四个名词:DB、DBMS、DBS、数据库技术。其概念是不同的，要分清。 二、数据描述的术语(领会) 1、数据描述的三个领域:现实世界、信息世界和机器世界。 信息世界中的几个概念:实体(即客观存在可以相互区别的事物)、实体集(同类实体的集合)、属性(实体的特性)、实体标识符(唯一标识实体的属性(集))。 机器世界中的四个概念:字段、记录、文件、键(关键码)。 2、数据描述的两种形式:物理描述和逻辑描述。前者是指数据在存储设备上的存取方式，后者是指程序员或用户以用以操作的数据形式。 3、物理描述用到的术语有:位、字节、字、块、桶、卷 4、数据联系的描述: 1:1联系; 1:N联系; M:N联系。 三、数据模型 ?63? 1、数据模型的概念(领会); 2、概念数据模型(简单应用)，应当掌握教材例题，设计简单的ER模型; 3、结构数据模型; 层次模型(识记); 网状模型(识记); 关系模型(领会)。 4、面向对象模型(识记)。 四、数据库的体系结构(领会) 1、三级结构模式:数据库的体系结构分为三级:内部级、概念级和外部级; 2、两级映像; 3、两级数据独立性; 4、用户及用户界面。 五、数据库管理系统(DBMS 领会) 1、DBMS的主要功能; 2、DBMS的组成。 六、数据库系统(DBS 领会) DBS由四部分组成:数据库、硬件、软件、数据库管理员。 DBS的全局结构及DBS的效益，了解一下。 2(第二章 关系模型(5学时) 本章为次重点章，我们经常使用的数据库均采用关系模型，本章主要介绍了关系模 型的关系运算理论，主要在于对关系演算运算的理解，为后面章节的SQL做准备。 一、关系代数运算(简单应用) 1、关系代数的五个基本操作:并、差、笛卡尔积、投影和选择; 2、关系代数的四个组合操作:交、联接、自然联接和除法; ?64? 对于上述的五个基本操作和组合操作，应当从实际运算方面进行理解和运用，对其形式定义可不必深究。注意课本上的例子。 3、关系代数表达式及应用。 二、关系演算(领会) 关系演算分为元组关系演算或域关系演算，前者以元组为变量，后者以域为变量。 元组演算表达式的一般形式为:{t|P(t)}，其含义为:这是一个元组集合，其中的每个元组t(t是元组变量)满足公式P所规定的条件。所以在书写演算表达式时，应该注重理解公式P如何表达。 域演算表达式的一般形式为:{t1(((tk|P(t1(((,tk)},其含义为:这是一个域集合，其中每个域变量的取值关系满足公式P所规定的条件。也是注意公式P的表达。 以上两类演算需要一定的离散数学基础，如果不能很深刻的掌握，问题也不大，主要应看懂表达式即可，对于给定的表达式和给定的关系，应当能计算表达式的结果(得到一个关系)。 3(第三章 关系数据库SQL语言(5学时) 本章为重点章，应熟悉和掌握SQL的数据定义、数据查询、数据更新的句法及其应用，特别是数据查询的应用。结合上机操作进行理解和掌握。 一、SQL概述。 1、SQL数据库的体系结构(领会) SQL数据库的体系结构也是三级结构，但术语与传统关系模型术语不同，在SQL中，关系模式称为“基本表”，存储模式称为“存储文件”，子模式称为“视图”，元组称“行”，属性称“列”。 SQL数据库体系的结构要点如下: (1)一个SQL数据库是表的汇集。 (2)一个SQL表由行集构成，行是列的序列，每列对应一个数据项。 ?65? (3)表或者是基本表，或者是视图。基本表是实际存储在数据库中的表，视图由是由若干基本表或其他视图构成的表的定义。 (4)一个基本表可以跨一个或多个存储文件，一个存储文件也可存放一个或多个基本表。存储文件与物理文件对应。 (5)用户可以用SQL语句对表进行操作，包括视图和基本表。 (6)SQL的用户可以是应用程序，也可以是终端用户。 2、SQL的组成(识记) SQL由四部分组成: (1)数据定义:SQL DDL。定义SQL模式，基本表、视图和索引。 (2)数据操纵:SQL DML。包括数据查询和数据更新(增、删、改)。 (3)数据控制:包括对基本表和视图的授权、完整性规则的描述，事务控制等。 (4)嵌入式SQL的使用规定。 二、SQL的数据定义(简单应用) 1、SQL模式的创建和撤消: SQL模式的创建可简单理解为建立一个数据库，定义一个存储空间，其句法是: CREAT SCHEMA <模式名> AUTHORIZATION <用户名> 撤消SQL模式的句法为: DROP SCHEMA <模式名> [CASCADE|RESTRICT] 方括号中的选项参数CASCADE表示连锁方式，执行时将模式下所有基本表、视图、索引等元素全部撤消。RESTRICT表示约束式，执行时必须在SQL模式中没有任何下属元素时方可撤消模式。 ?66? 2、SQL提供的基本数据类型 数值型:包括 integer、smallint、real、double precision 、float(n),numeric(p，d) 字符串型:char(n)、varchar(n)，前者是定长，后者为变长串 位串型:bit(n),bit varying(n)，同上。 时间型:date、time。 3、基本表的创建、修改和撤消 基本表的创建:(可理解为建立表结构) CREAT TABLE SQL 模式名(基本表名 (列名，类型， „„ 完整性约束((() 完整性约束包括主键子句(PRIMARY KEY)、检查子句(CHECK)和外键子句(Foreign KEY)( 基本表结构的修改 ALTER TABLE 基本表名 ADD/DROP(增加/删除) 列名 类型名(增加时写出) 删除时有子句 [CASCADE|RESTRICT]，前者为连锁删除，后者为约束删除，即没有对本列的任何引用时才能删除。 基本表的撤消 DROP TABLE 基本表名 [CASCADE|RESTRICT] 4、视图的创建和撤消 创建:CREAT VIEW 视图名(列名表) AS SELECT 查询语句 撤消:DROP VIEW 视图名 5、索引的创建和撤消 创建:CREAT [UNIQUE] INDEX 索引名 ON 基本表名(列名表 [ASC|DESC]) ?67? 撤消:DROP INDEX 索引名 总结:凡创建都用CREAT ,删除都用DROP,改变用alter,再跟类型和名字，附加子句很容易了。 三、SQL的数据查询(综合应用) 这一段是本章的重点内容，应该熟练掌握。首先了解基本句法: 1、SELECT-FROM-WHERE句型 SELECT 列名表(逗号隔开) FROM 基本表或视图序列 WHERE 条件表达式 在这里，重点要掌握条件表达式中各种运算符的应用，如=，>,<,<>等算术比较运算符、逻辑运算符AND、OR、NOT、集合成员资格运算符:IN，NOT ，IN，以及嵌套的SELECT语句的用法要特别注意理解。针对课本的例题和课后习题进行掌握。 在查询时，SELECT语句可以有多种写法，如联接查询、嵌套查询和使用存在量词的嵌套查询等。最好都掌握，但是起码应能写出一种正确的查询语句。 2(SELECT 语句完整的句法: SELECT 列名表(逗号隔开) FROM 基本表或视图序列 [WHERE 条件表达式] (此为和条件子句) [GROUP BY 列名序列] (分组子句) [HAVING 组条件表达式] (组条件子句) [ORDER BY列名[ASC|DESC]((] (排序子句) 这段关于完整句法的内容能够理解也就问题不大了。 3、SELECT语句中的限定 这一段内容主要是对SELECT语句进一步使用进行的深入学习，领会下列各种限定的使用目的和方法。 ?68? 要求输出表格中不出现重复元组，则在SELECT后加一DISTINCT SELECT 子句中允许出现加减乘除及列名，常数的算术表达式 WHERE 子句中可以用BETWEEN(((AND(((来限定一个值的范围 同一个基本表在 SELECT语句中多次引用时可用AS来增加别名 WHERE子句中字符串匹配用LIKE和两个通配符，%和下划线_( 查询结果的结构完全一致时可将两个查询进行并(UNION)交(INTERSECT)差(EXCPT)操作 查询空值操作不是用='null',而是用 IS NULL来测试。 集合成员资格比较用 IN/NOT IN 。 可以用子查询结果取名(表名(列名序列))来作为导出表使用。 四、SQL的数据更新(简单应用) 简单应用就是掌握基本的句型并能套用在一些简单的查询要求上。 1、数据插入; 2、数据删除; 3、数据修改; 4、对视图的更新。 4(第四章 关系数据库的模式设计(5学时) 本章的理论性较强，学习时有无从下手的感觉，在学习时应多加思考，从概念出发去理解理论，前后的理论有较强的联系，因此要逐个理解，但对于理论的证明等内容则不必深究，本章重点是函数依赖，无损联接、保持依赖和范式的概念。 一、关系模式的设计问题(识记) ?69? 关系数据库是以关系模型为基础的数据库，它利用关系来描述现实世界。一个关系既可以用来描述一个实体及其属性，也可以用来描述实体间的联系。关系实质上就是一张二维表，表的行称为元组，列称为属性。 关系模式是用来定义关系的，这里的关系模式我们可以简单地理解为一个表的结构，一个关系数据库包含一组关系，也就是包含一组二维表，这些二维表结构体的集合就构成数据库的模式(也可以理解为数据库的结构)。 关系数据库设计理论包括三个方面内容:数据依赖、范式、模式设计方法。核心内容是数据依赖。 泛关系模式:把现实问题的所有属性组成一个关系模式R(U)，这个关系模式就称为泛关系模式。 数据库模式:把泛关系模式用一组关系模式的集合ρ来表示时，这个ρ就是数据库模式。 下面我们总结一下关系模式的相关内容从“大”到“小”的排列 泛关系模式?数据库模式?关系数据库?表结构?关系模式实例(表)?记录(行、列() 关系模式的存储异常:数据冗余、更新异常、插入异常和删除异常 二、函数依赖(FD) 1、函数依赖的定义(领会); 2、函数依赖的逻辑蕴涵(识记); 3、键和FD的关系(领会); 4、函数依赖(FD)的推理规则(简单应用); 5、函数依赖推理规则的完备性(识记); 6、函数依赖集的等价和覆盖(识记); 三、关系模式的范式(领会) 1、1NF、2NF、3NF、BCNF的定义; 2、分解成BCNF模式集的算法(识记); ?70? 3、分解成3NF模式集(识记); 4、模式设计方法的原则(识记); 5、多值依赖。 5(第五章 数据库设计(5学时) 与上一章不同，本章的实用性较强，详细讲述了数据库应用系统设计的全过程。重点是概念设计中ER模型的设计方法，逻辑设计中ER模型向关系模型的转换方法。 一、数据库设计概述(识记) 1、软件生存期:是指从软件的规划、研制、实现、投入运行后的维护、直到它被新的软件所取代而停止使用的整个期间。它包括六个阶段:(规需设编试运维) (1)规划阶段 (2)需求分析阶段 (3)设计阶段 (4)程序编制阶段 (5)调试阶段 (6)运行维护阶段 2、数据库系统生存期 数据库应用系统的开发也是一项软件工程，称为数据库工程，数据库应用系统也有生存期的概念，通常包括七个阶段: (1)规划阶段 (2)需求分析阶段 (3)概念设计阶段 (4)逻辑设计阶段 (5)物理设计阶段 (6)实现阶段 (7)运行维护阶段 3、数据库设计方法学 ?71? 一个好的数据库设计方法应该能在合理的期限内，以合理的工作量产生一个有实用价值的数据库结构。 数据库及其应用系统的设计分为以下几个阶段:规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计。 二、规划(识记) 数据设计中的规划阶段的主要任务是进行建立数据库的必要性及可行性分析，确定数据库系统在组织中和信息系统中的地位，以及各个数据库之间的联系。 三、需求分析(识记) 需求分析阶段应对系统的整个应用情况作全面的、详细的调查、确定用户的目标，收集支持系统总的设计目标的基础数据和对这些数据的要求，确定用户需求，并把这些要求写成用户和数据库设计者都能够接受的文档。 确定用户需求可以通过对不同层次的企业管理人员进行个人访问得到。还应了解系统将来要发生的变化，充分考虑系统的可能的扩充和变动，使系统设计更符合未来发展方向。 需求分析的步骤大致分为三步:即需求信息的收集、分析整理和评审。 数据字典:是对系统中数据的详尽描述，它提供对数据库数据描述的集中管理。它包含以下几个部分:数据项、数据结构、数据流、数据存储和加工过程。 四、概念设计(识记) 1、概念模型; 2、概念设计的主要步骤;分三步完成:(1)进行数据抽象，设计局部概念模式;(2)将局部概念模式综合成全局概念模式;(3)评审。 3、数据抽象; 4、基本ER模型的扩展(领会); 5、ER模型的操作(领会); 6、采用ER方法的数据库概念设计(领会); ?72? 五、逻辑设计 概念设计的结果是得到一个与DBMS无关的概念模式。而逻辑设计的目的是把概念设计阶段设计好的基本ER图转换为与选用的具体机器上的DBMS所支持的数据模式相符合的逻辑结构(包括数据库模式和外模式)。 6(第六章 数据库保护(4学时) 本章不是重点章节，主要内容包括数据库保护的四种措施，数据库的恢复、并发控制、完整性和安全性。了解这些内容及其在SQL语言中的实现方式。 一、数据库的恢复(领会) 1、事务的概念; 2、事务的性质; 3、故障类型和恢复方法; 4、恢复的基本原则和实现方法; 5、运行记录优先原则(即先记录，再更新，先记完，再结束); 6、SQL中的恢复操作,可上机观察。 二、数据库的并发控制(领会) 1、并发控制带来的三类问题: (1)丢失更新的问题 (2)不一致分析问题 (3)"脏数据"的读出。(在数据库技术中，未提交的随后又被撤消的数据为"脏数据"。) 2、为解决并发控制带来的问题，通常要采用封锁(locking)技术，常用的封锁有:排它型封锁(X封锁)和共享型封锁(S封锁)两种。 3、活锁:是指某个事务永远处于等待状态，得不到执行的现象。避免活锁的方法是采用"先来先服务"策略。 死锁:有两个或以上的事务处于等待状态，每个事务都在等待另一个事务解除封锁，它才能继续执行下去，结果任何一个事务都无法执行，这种现象就是死锁。 ?73? 解除死锁的方法是由DBMS中的"死锁测试程序"来检查，如发现死锁则牺牲一个事务，并做回退操作,解除它的所有封锁。 4、两段封锁法(识记) 两段封锁协议规定所有事务都要遵守下列规则:(1)在对任何数据进行读写操作之前，事务首先要获得对该数据的封锁;(2)在释放一个封锁之后，事务不再获得任何其他封锁。 针对课本的例子来理解。 三、数据库的完整性(领会) 1、数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。数据库中数据发生错误，往往是由非法更新引起的。 数据库完整性是通过DBMS的完整性子系统实现的，它有两个功能: (1)监督事务的执行，并测试是否违反完整性规则。 (2)如有违反，则采取恰当的操作，如拒绝、报告违反情况，改正错误等方法进行处理。 数据库完整性子系统是根据"完整性规则集" 工作的，这些完整性规则包括:域完整性规则、域联系的规则、关系完整性规则(一个比一个大) 2、SQL中的完整性约束 在SQL中，表达完整性约束的规则有主键约束、外键约束、属性值约束和全局约束等多种形式。 四、数据库的安全性(识记) 数据库的安全性是指保护数据库防止不合法的使用，以免数据的泄漏、非法更改和破坏。 1、安全性级别:包括环境级、职员级、OS级、网络级和数据库系统级。 2、用户或应用程序使用数据库的方式称为权限，权限的种类: ?74? 访问数据权限:读、插入、修改、删除四种 修改数据库模式权限:索引(创建或删除索引)、资源(创建新关系)、修改(增删关系结构属性)和撤消权限(撤消关系) 3、权限的转授与回收:画一个权限图，只要根结点到用户结点之间存在一条路径，那么它就有权限，回收时就是删去某些路径。 4、SQL中的安全性控制 SQL中有两个安全机制:一是视图机制、二是授权子系统。 5、视图是从一个或几个基本表导出的表，是虚表，视图定义后可以像基本表一样用于查询和删除，但其更新操作(增、删、改)会受到限制。 视图机制把用户可以使用的数据定义在视图中，这样用户就不能使用视图定义外的其他数据，从而保证了数据库的安全性。视图机制使系统具有三个优点:数据安全性、数据独立性和操作简便性。 授权机制可以保证用户只能进行其权限范围内的操作。 6、数据加密可更好地保证数据库中数据的安全性，采用加密算法把源文变为密文来实现。常用的加密算法有"替换方法"和明键加密法。 同时，为保证数据库的安全，也应注意自然环境的安全性。 7(第七章 分布式数据库系统(4学时) 本章为非重点章，介绍了分布式数据库系统的基本概念、体系结构、查询处理、客户/服务器结构的分布式系统等内容，学习本章的目的在于扩展知识面，对分布式数据库系统有个简单的了解。全部内容的学习要求为达到识记层次。 一、概述 1、分布式DBS:是指数据存放在计算机网络的不同场地的计算机中，每一场地都有自治处理能力并完成局部应用;而每一场地也参与(至少一种)全局应用程序的执行，全局应用程序可通过网络通信访问系统中的多个场地的数据。 2、分布式数据库系统包括两个重要组成部分:分布式数据库和分布式数据库管理系统。 3、分布式数据库系统具有位置透明性和复制透明性，使用户看到的系统如同一个 ?75? 集中式系统。 4、分布式数据库系统的优点是: (1)具有灵活的体系结构 (2)适应分布式的管理和控制机构 (3)经济性能优越 (4)系统的可靠性高、可用性好 (5)局部应用的响应速度快 (6)可扩展性好，易于集成现有系统。 分布式数据库系统的缺点: (1)系统开销大，主要花在通信部分 (2)复杂的存取结构，原来在集中式系统中有效存取数据的技术，在分成式系统中都不再适用 (3)数据的安全生和保密性较难处理。 5、分布式数据库系统分为三类:同构同质型DDBS，同构异质型DDBS，异构DDBS。 同构同质型DDBS:是指各个场地都采用同一类型的数据模型，并且是同一型号数据库管理系统。 同构异质型DDBS:是指各个场地都采用同一类型的数据模型，但是数据库管理系统是不同型号的。 异构型DDBS:是指各个场地的数据模型是不同的类型。 二、体系结构 1、分布式数据存储，从数据分配和数据分片两个角度考察。 数据分配是指数据在计算机网络各场地上的分配策略。包括: 集中式:所有数据均安排在同一个场地上。 分割式:所有数据只有一份，分别被安置在若干个场地。 全复制式:数据在每个场地重复存储。 混合式:数据库分成若干可相交的子集，每一子集安置在一个或多个场地上，但是每一场地未必保存全部数据。 ?76? 数据分片是指数据存放单位不是全部关系，而是关系的一个片段。也就是关系的一部分。包括: 水平分片:按一定的条件把全局关系的所有元组划分成若干不相交的子集，每个子集为关系的一个片段。 垂直分片:把一个全局关系的属性集分成若干子集，并在这些子集上做投影运算，每个投影为垂直分片。 混合型分片:将水平分片与垂直分片方式综合使用则为混合型分片。 2、分布式DBS的体系结构分为四级:全局外模式、全局概念模式、分片模式和分配模式。 3、分布透明性指用户不必关系数据的逻辑分片，不必关心数据物理位置分配的细节，也不必关系各个场地上数据库数据模型。分布透明性可归入物理独立性的范围。包括三个层次:分片透明性、位置透明性和局部数据模型透明性。 4、DDBMS(分布式数据库管理系统) 其主要功能有: (1)接受用户请求，并判定把它送到哪里，或必须访问哪些计算机才能满足该请求。 (2)访问网络数据字典，或者至少了解如何请求和使用其中的信息。 (3)如果目标数据存储于系统的多个计算机上，就必须进行分布式处理。 (4)通信接口功能，在用户、局部DBMS和其他计算机的DBMS之间进行协调。 (5)在一个异构型分布式处理环境中，还需提供数据和进程移植的支持。这里的异构型是指各个场地的硬件、软件之间存在一定差别。 DDBMS组成:应包括以下四个子系统: 查询子系统 完整性子系统 ?77? 调度子系统 可靠性子系统 5、对于分布式系统，压倒一切的性能目标是使通过网络传送信息的次数和数据量最小。 三、分布式查询处理 为了达到性能目标，在分布式系统中，通常采用基于半联接的查询优化策略。 数据在网络中传输时，如果以整个关系传输，然后将关系与另一场地关系进行联接，则传输数据量大，而在联接时并非每个数据都参与操作或有用，因此，考虑到不参与操作的值或无用的值不必经网络来回传输，则可以减少传输的数据量。这就是基于半联接的查询优化策略的基本思想。 四、客户/服务器式DBS 1、客户/服务器式DBS是在客户/服务器计算机网络上运行的DBS，这个计算机网络中，有一些计算机扮演客户，另一些计算机扮演服务者(即客户机/服务器)。客户/服务体系结构的关键在于功能的分布。一些功能放在客户机(前端机)上运行，另一些功能则放在服务器(后端机)上执行。 2、客户/服务器式的分布式DBS中，把DBMS软件分成两级:客户级和服务器级。如某些场地可能只运行客户机软件，某些场地可能只运行专用的服务器软件，而在有一些场地可能客户机软件和服务器软件都运行。 3、在典型的分布式DBMS中，软件模块分成以下三级: (1)服务器级软件:负责场地的局部数据管理 (2)客户机软件:负责进行分布式管理，从数据字典中获取数据分布的信息，并处理涉及多场地的全局查询。 (3)通信软件:负责提供各场地间的数据传输。 8(第八章 具有面向对象特征的数据库系统(3学时) 本章不是重点章，通过学习，可以了解两类具有面向对象特征的数据库系统的基本概念。仅此而已。 一、数据模型的演变过程 ?78? 第一代数据库系统是70年代流行的层次、网状DBS。第二代DBS是80年代流行的关系数据库系统。 但是这两代数据库不能适应新的应用需要: 多媒体数据 空间数据 时态数据 复合对象 新一代的数据库系统从面向对象技术和数据库结构的角度出发。形成两种风格，一是"面向对象的数据库系统"(OODBS)，另一种是"对象关系数据库系统"(ORDBS) 二、嵌套关系和复合对象 关系模式中的数据结构层次是"关系---元组---属性"而属性类型是一些基本的数据类型。元组是属性值的有序集合，关系是元组的无序集合，关系具有规范化结构(1NF)(因此，传统关系模型称为"平面关系模型"。 若允许关系的属性值又可以是关系，而且可以嵌套，形成非1NF关系，则形成嵌套关系模型。 若进一步放宽限制，允许关系中的属性可以是基本数据类型、结构类型(元组类型)或集合类型(即关系类型)。则形成复合对象模型。 三、对象关系数据库 在传统的关系数据模型基础上，提供元组、数组、集合一类更为丰富的数据类型以及处理新的数据类型操作的能力，这样形成的数据模型称为"对象关系数据模型"，基于对象关系数据模型的DBS称为对象关系数据库系统(ORDBS)。 四、面向对象数据库 在面向对象程序设计语言(OOPL) C++基础上进行扩充，引入数据库技术，能操作持久数据，处理数据库。形成持久化C++系统。也就是面向对象数据库系统。 四、实验教学内容与要求 通过上机实践，能够在编程环境中应用SQL语言的绝大部分语句，掌握大型数据 ?79? 库管理系统(Oracle和Delphi)的主要应用技术和开发工具的使用，能够对较复杂的数据库进行分析并对一般的数据库进行设计。 五、考核方式 考试 六、成绩评定 卷面成绩*70,+平时成绩*30, 七、本课程对学生创新能力培养的措施 通过具体例子的讲解以及可视化编程工具的引入来引导学生掌握科学的先进的开发方法，独立的思考问题、解决问题。 八、教材与参考书 教材:王行言，汤荷美，黄维通(数据库技术及应用(第二版)(北京:高等教育出版社，2004 参考书: [1]萨师煊，王珊( 数据库系统概论(第二版)(北京:高等教育出版社，1991 [2]施伯乐，丁宝康，楼荣生( 数据库系统导论(第一版)(北京:高等教育出版社，1994 ?80? 《MATLAB程序设计教程》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈城钊 一、课程基本信息 1(课程中文名称: MATLAB程序设计 2(课程英文名称:Programming of Matlab 3(类别:选修 4(专业:电子信息工程/电子信息科学与技术/电气工程及其自动化 5(学时:36(理论课30学时，实验6学时) 6(学分:2 二、课程的地位、作用和任务 《MATLAB语言》课程是电子信息工程专业本科生的选修专业基础课。MATLAB语言是国际上公认的最优秀的科技应用软件，它以复数矩阵为基本计算单元，指令表达式接近于标准的数学表达式，功能强的且界面友好，是其对应用科学(特别是边缘科学和交叉科学)有极强的适应能力，是应用学科计算机辅助分析、设计、仿真、教学乃至科技文字处理不可缺少的基础软件。因此学习该课程的目的是使学生掌握MATLAB语言的基本编程技能，同时学会使用该软件对各种具体问题进行研究的基本方法。为从事科学研究奠定基础。 这门课程的教学目的和重要意义在于:(1)MATLAB系统是一个多学科交叉的计算机软件平台，通过对MATLAB的学习可激发不同专业学生知识的交流，促使交叉学科的形成。(2)规范科技资料文档，让科技资源共享。(3)提高理工类学生的学习效率，使学生逐步掌握将学到的理论知识用到解决实际问题中去的工作方法。(4)更新高等学校的计算机教育内容，使计算机真正成为学习知识、处理实际科技问题、交换科技资料的有力工具。 ?81? 学生通过本课程的学习，应达到下列要求: 1(熟练掌握MATLAB语言的数字计算功能、数据可视化功能和建模仿真功能。 2(理解和掌握MATLAB语言在线性代数、矩阵分析、数字计算和优化、信号分析处理、控制理论分析、过程控制、建模和仿真等领域的理论研究和工程分析中的应用，掌握相应的MATLAB语言工具箱。 3(在以上领域的具有一定的编程能力，和用MATLAB进行分析实际问题的能力。 三、理论教学内容与任务基本要求 第一章 概论 (2学时) 1) MATLAB简介:特点，主要组成部分 2) MATLAB的安装 3) MATLAB的目录结构与环境变量 4) MATLAB人门 5) MATLAB的在线帮助 6) 用户目录的建立和搜索路径 7) M文件编辑器 重点与难点:熟悉MATLAB的运行环境，M文件编辑器的功能 第二章 MATLAB的数值计算功能 (4学时) 1) 数值矩阵的创建、保存和数据格式 2) 矩阵运算和数组运算 3) 矩阵和数组的除法 4) 矩阵乘方和数组乘方 5) 数组函数和矩阵函数 6) 关系运算、逻辑运算及其函数 7) 矩阵分解函数 8) 向量和矩阵处理 重点与难点:矩阵的创建，加、减、乘、除等运算。 第三章 数值计算基础 (4学时) ?82? 1)多项式 2)线性代数 3)数据分析 4)插值 5)数字信号处理初步 重点与难点:多项式运算，数据的微分、养分和梯度，数字信号的快速傅里叶变换。 第四章 符号数学基础 (4学时) 1)符号对象的创建 2)符号表达式的化简和替换 3)符号微积分 4)符号方程的求解 5)符号数学的简易绘图函数 6)图形化符号函数计算器 重点与难点:符号极限、微分、积分和求和，二维和三维绘图函数。 第五章 基本图形处理功能 (4学时) 1)二维图形 2)特殊图形 3)三维图形 4)图形的控制与表现 重点与难点:二维和三维图形的处理如:图线形式和颜色，着色，表面渲染，透明 处理 第六章 高级图形处理功能 (4学时) 1)图形对象与句柄 2)视图与光照 3)体积可视化 4)图形窗口的功能及设置 5)其他图形处理技术 ?83? 6)图形用户界面程序设计 重点与难点:图形对象与句柄，窗口的功能及设置 第七章 ATLAB的程序设计 (6学时) 1)M文件的功能、形式和特点 2)数据及数据文件 3)程序流程的控制 4)程序和调试与优化 5)函数句柄 重点与难点:程序的流程控制，循环，条件，分支，检测等语句。 第八章 Simulink基础 (2学时) 1)Simulink初步 2)Simulink的基本模块 3)Simulink建模 4)仿真计算与分析方法 重点与难点:Simulink的基本模块及其应用。 四、实验教学内容与要求(详见实验教学大纲) 实验一 矩阵及多项式的基本运算，数据拟合 实验二 二维、三维图形的绘制，基本的图像处理 实验三 M文件的设计有调试 五、考核方式 笔试 1(成绩评定:总成绩=平时成绩, + 期末考试成绩, 2(本课程对学生创新能力培养的措施 六、教材与参考书 教材:李海涛，邓樱( 《Matlab程序设计教程》北京:高等教育出版社(2002 参考书: ?84? [1] 张志涌，刘瑞桢 《掌握和精通MATLAB》北京: 机械工业出版社1999 [2] 魏克新，王云亮 《MATLAB语言与自动控制系统设计》北京:机械工业出版社(2001 《人工智能导论》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:林育曼 一、课程基本信息 1(课程中文名:人工智能导论 2(课程英文名:Artificial intelligence 3(课程类别:选修课 4(适用专业:自动化 5(总学时:54学时 6(总学分:2学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 人工智能是计算机与自动化学科的一门分支学科。它研究如何用机器来模仿人脑所从事的推理、证明、识别、理解、学习、规划、诊断等智能活动。人工智能是当前科学技术中正在迅速发展，新思想、新观点、新技术不断涌现的一个学科，也是一门涉及数学、计算机科学、控制论、信息论、心理学、哲学等学科的交叉和边缘学科。 ?85? 《人工智能导论》课程的主要目标是为大学本科高年级学生提供有关人工智能理论以及应用所必需的知识和技能;掌握人工智能的基本原理;掌握设计开发智能系统的基本方法。 人工智能原理是计算机科学技术类专业的应用学科。前修课程包括:离散数学、数据结构、算法分析与设计等，后续课程:专家系统，知识工程，该课程可以在大学三、四年级开设。 三、理论教学内容与教学基本要求 1( 人工智能综述 (2学时) (1)智能与人工智能 (理解) (2)人工智能发展的历史回顾和方法 (理解) (3)人工智能的研究目标与研究途径 (理解) (4)人工智能的研究领域 (理解) 2( 数理逻辑基础 (6学时) (1)命题逻辑 (掌握) (2)谓词与量词 (掌握) (3)谓词公式及其解释 (掌握) (4)谓词公式的等价与蕴涵 (掌握) (5)谓词公式的标准形式 (掌握) (6)谓词演算的推理规则 (掌握) 3(归结推理方法 (8学时) (1)子句集的海伯伦域 (理解) (2)海伯伦定理 (理解) (3)替换与合一算法 (掌握、运用) (4)归结原理 (掌握) (5)归结反演 (掌握、运用) (6)归结控制策略 (掌握、运用) 4(知识表示 (8学时) ?86? (1)知识的基本概念 (理解) (2)知识表示方法的评价准则 (理解) (3)知识表示方式的分类 (理解) (4)逻辑表示法 (掌握) (5)产生式表示法 (掌握) (6)语义网络表示法 (掌握) 5(产生式系统的搜索策略 (10学时) (1)控制策略概述 (理解) (2)特殊的产生式系统 (理解) (3)回溯策略 (掌握、运用) (4)图搜索策略 (掌握、运用) (5)无信息图搜索 (掌握、运用) (6)启发式图搜索 (掌握、运用) (7)A*算法的可采纳性 (掌握、运用) 6(专家系统 (8学时) (1)专家系统的概念及分类 (理解) (2)专家系统的结构 (掌握) (3)基于规则的系统与基于逻辑的系统 (掌握) (4)专家系统的建造举例 (理解) 7(知识获取与机器学习 (8学时) (1)基本概念 (理解) (2)知识获取 (理解) (3)机械式学习 (掌握) (4)示例学习 (掌握) (5)观测学习 (掌握) (6)类比学习 (掌握) 8(智能控制 ,2学时, (1)智能控制的发展与定义 (理解) (2)智能控制的结构理论与特点 (理解) ?87? (3)智能控制系统 (理解) (4)智能控制的应用领域 (理解) 9(人工智能的展望 (2学时) (1)人工智能的争论 (理解) (2)人工智能对人类的影响 (理解) (3)对人工智能的展望 (理解) 四、考核方式 1(本课程的评价与考核依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。 2(考试时间:120分钟。 3(考试方式:采用闭卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。 五、成绩评定 学期总评分 = 考试成绩(70% )+平时成绩(30%) 其中:平时成绩(30%) = 作业成绩(30%) 六、本课程对学生创新能力培养的措施 采用灵活的教学方法，，组织学生自我经验叙述、讨论、问题教学、系统设计与实现等，尤其是有条件的话，借用多媒体的声像呈示，提供给学生原始的课堂实录，或者是问题情境，组织学生讨论，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力和探究意识。 充分发挥学生的主动性，注意理论与实践的结合。评价教学方法要以实现课程标准规定的教学目标为依据，好的教学方法应有助于学生对教学内容的理解，并能激发学生的学习热情，树立自己的教育信念。鼓励有所创新并取得实效的教学方法。 七、教材与参考书 教材:《人工智能及其应用》 蔡自兴等 清华大学出版社 1996(2 第二版 参考教材: [1]《Principles of Artificial Intelligence》 Nils J( Nilsson ?88? [2]《人工智能技术导论》 廉师友 西安电子科技大学出版社 2002(7 第二版 [3]《人工智能基础》 邵军力等 电子工业出版社 2001(5 第一版 [4]《人工智能实用教程——同等学历申请硕士学位综合考试课程指导》 张仰森等 北京希望电子出版社 2002(5 第一版 《模拟电路实验》教学大纲 修定单位:韩山师范学院物理与电子工程系电工电子实验室 执 笔 人:吴浚浩 一、 课程基本信息 1(课程中文名称:模拟电路实验 2(课程英文名称:Simulated Circuit Experiment 3(课程类别:必修 4(实验类别:基础 ?89? 5(适用专业:物理、电子信息科学与技术(师范)、电子信息科学与技术(网络方向)、电气工程及自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、现代教育技术等专业。( 6(先修课程:普通物理实验、电工学实验或电路分析实验等 7(总学时:本课程必修的学时不得低于30学时 8(总学分: 二、实验教学目标与基本要求 《模拟电子线路实验》课程是电气类、自控类、计算机类及物理类等专业的一门专业基础实验课，它具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的实验目的是通过实验教学使学生进一步学习和掌握模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，学生通过模拟电子线路实验，加深理解和验证所学的理论知识，熟悉电子电路中常用的元器件性能和基本电路的工作原理能正确使用常用电子仪器，熟悉测量技术和调试技术。培养良好的科学素质、创新精神和实践能力。在教学中，使学生得到技能、技术、能力的训练。 项目上，尽量给学生提供较多的选择空间。在实验内容的设计中，从易到难，使学生易于接受，且每个实验内容的编写都分为基本部分和提高部分，以满足不同层次的学生的需要，达到因材施教的目的。在实验的指导上，从详细到简单，实现实验设计、实验方法等实验基本技能的引导与训练;在实验过程上，体现需求分析、方案设计、论证、电路实现、测试、结果分析的工程要求，提高学生解决实际问题的能力。 场授课和指导实验的方式。学生对教学要求充分了解后，在教学中使用多媒体课件，引导、锻炼学生自己获取知识的能力，让学生充分发挥主观能动性和创造性。 学生在本课程中通过完成一定数量的实验，应达到如下基本要求: 1(认识常用电子元器件的类型和主要规格，掌握常用元器件的判别和测试方法。 ?90? 2(熟悉双踪示波器、低频信号发生器、万用电表、交流毫伏表及直流稳压电源等常用电子仪器的使用方法。 3(加深对模拟电子技术理论知识的认识和理解。学习一些常用电子学实验技术，以实验为载体，使学生得到技能、技术、能力的训练。懂得电子学实验的安全防护知识。 4(学会对实验进行误差分析的基本方法，正确运用有效数字，学会定性判断和定量估算实验结果的可靠性。 5(养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，特别是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立实事求是的科学态度。 6(提高进行科学实验工作的综合能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力。 7(以合适的方式传授学生基本电子实践知识，并逐步向其展示电子、信息和计算机领域的新技术;通过大纲所列内容的学习与实践，提高学生的电路设计水平和工程实践能力，能将学过的知识综合运用于电子系统的设计中。 三、 实验内容 序号 实验名称 学时 实验类型 1 3 常用电子仪器的使用 验证性 2 3 常用电子元器件的识别与检查 验证性 3 3 单级放大电路 验证性 4 3 两级放大电路 验证性 5 3 负反馈放大电路 验证性 6 3 射极跟随器 验证性 7 3 差动放大电路 验证性 8 3 RC正弦波振荡器 验证性 9 3 LC振荡器及选频放大器 综合性 10 3 比例求和运算电路 验证性 11 3 整流滤波与并联稳压电路 验证性 12 3 积分与微分电路 验证性 13 3 波形发生电路 验证性 ?91? 14 3 电压比较器 验证性 15 3 集成功率放大器 综合性 16 3 波形变换电路 综合性 17 3 综合型电子电路的设计与实验 设计性 四、教学安排要求与仪器设备配置 1、时内容与学时分配 (1) 据不同类型专业从17个实验选题选9,12个完成。(序号17为必选项目) (2) 本大纲每个实验3学时。 2、实验选题 实验一 常用电子仪器的使用 实验目的: 1(熟悉双踪示波器、低频信号发生器、万用电表、交流毫伏表及直流稳压电源 的使用方法。 2(掌握用示波器观察信号波形，测量信号电压和信号周期及频率的方法。 实验内容:1(练习使用示波器、信号发生器、万用电表及交流毫伏表 2(测量电压。 3(测量周期。 4(测量频率 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、GFG-8219/8250A函数信号发生器、数字式毫伏表、直流稳压电源等。 实验二 常用电子元器件的识别与检查 实验目的:1(认识电子电路中常用电子元器件的类型和主要规格。 2(学习器件的判别和测试方法。 实验内容: ?92? 1(识别各种电阻器、电位器、电容器、电感器所属的类型，标称值，标识方式及符号，并用万用表进行测量。 2(用万用表判别及测试二极管、稳压管、三极管。 实验仪器设备:万用电表、元件实验板等。 实验三 单管交流放大电路 实验目的: 1(观察并测定电路参数的变化对放大电路静态工作点、电压放大倍数、输出波形的影响。 2(掌握单管放大电路的调整测试方法。 实验内容:1(静态工作点的调整与测量。 2(测量不同Ib的放大倍数AV。 3(观察工作点对输出波形的影响。 4(测量不同负载RL的放大倍数AV。 5(测量输入电阻ri及输出电阻ro 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、信号发生器、直流稳压电源、万用表、TPE-A模拟电路实验箱。 实验四 两级交流放大电路 实验目的:1(掌握两级交流放大电路静态工作点的调整方法。 2(掌握两级交流放大电路电压放大倍数的测量方法。 3(了解放大电路频率特性的测量方法。 4(了解放大器失真及消除方法。 实验内容:1(调整静态工作点。 2(测量放大倍数AV。 3(测量fL、fH。及通频带 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、信号发生器、万用表、TPE-A模拟电路实验箱。 实验五 反馈放大电路 ?93? 实验目的:1(了解反馈放大电路的工作原理及反馈对放大电路性能的影响。 2(掌握反馈放大电路性能的测量与测试方法。 实验内容: 1(调整静态工作点。 2(测量无反馈放大电路的放大倍数AV，输入电阻ri、输出电阻ro、上限频率fH、下限频率fL。 3(测量反馈放大电路的放大倍数AV，输入电阻ri、输出电阻ro、上限频率fH、下限频率fL。 4(比较负反馈放大器非线性失真的改善。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、万用表、实验箱。 实验六 射极跟随器实验 实验目的:掌握跟随器的特性及测量方法。 实验内容:1(测量输入电阻rI和输出电阻ro。 2(测量电压放大倍数。 3(测量跟随范围。 4(测试频率响应特性。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、实验箱。 实验七 差动放大电路 实验目的:1(熟悉差动放大电路工作原理及特点。 2(了解零点漂移产生的原理与抑制方法。 3(掌握差动放大电路的测试方法。 实验内容:1(测量静态工作点及电路调零。 2(测量差模电压放大倍数。 3(测量共模电压放大倍数和共模抑制比。 4(观察温度变化引起的零点漂移现象。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、万用表、实验箱。 ?94? 实验八 RC正弦波振荡器 实验目的:1( 掌握文氏电桥振荡电路的工作原理和电路结构。 2( 掌握振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。 实验内容:1( 调整振荡器。 2( 测量振荡频率fo。 3( 测量放大倍数AV及反馈系数F。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、万用表、实验箱。 实验九 LC正弦振荡电路 实验目的:1(了解LC正弦振荡器的原理、振荡条件、LC选频放大器的选频特性。 2(掌握LC振荡器振荡频率的测试方法及计算方法。 实验内容:1(测量振荡频率。 2(改变C值，测量振荡频率。 3(测选频放大电路的选频特性。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、实验箱。 实验十 比例求和运算电路 实验目的:1(掌握用集成运算放大器组成比例、求和电路的特点及性能。 2(学会上述电路的测试和分析方法。 实验内容:1(电压跟随器。 2(反相比例放大器。 3(同相比例放大器。 4(反相求和放大电路。 5(双端输入求和放大电路、 ?95? 实验仪器设备:示波器、信号发生器、直流稳压电源、实验箱。 实验十一 整流、滤波及并联型稳压电路 实验目的:1(了解整流电路和滤波器的工作原理。 2(掌握串联型稳压电源的工作原理。 3(学习稳压电源技术指标的测量方法。 实验内容:1(观察整流和电容滤波的输出波形。 2(测量输出电压的调节范围。 3(测量稳压电路的外特性。 4(测量电压调整率SV、电流调整率SI。 5(测量纹波系数。 实验仪器设备:示波器、调压器、万用表、实验箱。 实验十二 积分与微分电路 实验目的:1(掌握用运放、电容、电阻等构成微分、积分、比例、求和运算电路。 2(熟悉电路的特点和性能。 实验内容:1(测试积分电路。 2(测试微分电路。 3(测试比例运算电路。 4(测试求和运算电路。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、万用表、实验箱。 实验十三 波形发生器 实验目的:1(了解方波发生器、矩形波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器。 2(掌握波形发生器的主要特点和分析方法。 实验内容:1(测试方波发生器。 2(测试矩形波发生器。 3(测试三角波发生器。 4(测试锯齿波发生器。 ?96? 实验仪器设备:示波器、万用表、实验箱。 实验十四 电压比较器 实验目的:1(熟悉过零比较器、滞回比较器、双限比较器。 2(掌握比较器输出电压改变状态的临界条件的估算方法。 实验内容:1(测试过零比较器。 2(测试滞回比较器。 3(测试双限比较器。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、万用表、实验箱。 实验十五 集成功率放大器 实验目的:1(熟悉集成功率放大器的特点。 2(掌握集成功率放大器的主要性能指标及测量方法。 实验内容:1(测量静态工作电流I。 2(测试集成功率放大器幅频特性。 3(测量集成功率放大器的放大倍数AV。 实验仪器设备:示波器、信号发生器、万用电表、实验箱。 实验十六 波形变换电路 实验目的:1(掌握波形发生器的特点和分析方法。 2(熟悉波形发生器设计方法。 实验内容:1(方波发生器。 2(占空比可调的矩形波发生电路。 3(三角波发生电路。 4(锯齿波发生电路。 实验仪器设备:示波器、万用表、模电实验箱。 实验十七 综合型电子电路的设计与实验 实验目的:学生自行设计实验内容，让学生充分发挥主观能动性和创造性。 在实验过程上，体现需求分析、方案设计、论证、电路实现、测试、 ?97? 结果分析的工程要求，提高学生解决实际问题的能力。该实验的开 展则是以实验为载体，使学生得到技能、技术、能力的训练。 实验内容:自行设计实验内容。 实验仪器设备:示波器、函数信号发生器、万用表、交流毫伏计、 相关电子元器件及电子测量仪器、模电实验箱等。 五、教学文件与教学形式 1(教材:自编实验讲义《模拟电子线路实验讲义》 教学参考书:高等教育出版社出版，清华大学大学编《模拟电子技术》 2(实验报告格式: 要求实验报告有以下七方面内容 实验题目:实验目的:实验仪器与设备:实验原理:实验内容与步骤:实验数据记 录与处理:问题讨论与误差分析: 3(教学形式: 采用分组实验，每轮一个实验，每个实验六十套，每人一套独立操作。 六、考核方式及成绩评定: 考核分笔试和实际操作，操作考核按抽签方式进行。 成绩由平时实验预习、操作，实验报告和实验考核三部分评定,各占比例为3:3:4。 七、其它必要的说明 本实验课程根据《模拟电路》课程开设时间和实验室的安排进行开设，可在三、四、 五、学期开设 ?98? 《传感器技术》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈诚钊 一、课程基本信息 1、课程中文名称:传感器技术 2、课程英文名称:Technique of Sensor 3、类别:选修 4、专业:电气工程 5、学时:36(理论课24学时，实验12学时) 6、学分:2 二、课程的地位、作用和任务 由于计算机技术及人工智能技术的超前发展和迫切需要，传感器及传感技术已成为必不可少的关键环节。传感器技术已经成为我国重要的科学技术发展项目。《传感器技术》是一门关于非电量的测量技术和信息的变换与处理为主要内容的课程。通过本课程的学习，使学生获得传感器的基本构造、工作原理和实际应用几个方面的基本概念，一般理论、基本特性分析和应用方法。使学生掌握测试系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对测试系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 三、理论教学内容与任务基本要求 第一章 绪论(1学时) 1(传感技术概述:基本概念、系统及组成 2(传感器的定义、组成、分类及要求 3(传感器的地位、应用及发展趋势 教学要求:了解传感器的基本概念、系统的结构及组成，掌握传感器的定义、理解传感器的分类方法和要求，了解传感器的应用及发展。 第二章 传感器的一般特性(3学时) 1(传感器的静态特性:精密度、精确度(精度)、线性度、迟滞、重复性、灵敏度、分辨率与阀值、稳定性 ?99? 2(传感器的动态特性:传递函数、频率特性、过渡函数与稳定时间、无失真检测条件 3(传感器的标定与校准 4(提高传感器性能的方法:差动技术、补偿技术、传感器的校正 5(负载效应 教学要求:掌握传感器静特性各性能指标的定义，传感器的无失真检测条件，理解传感器静态模型和动态模型的建立与分析方法，了解提高传感器性能的方法和非线性校正方法。 重点与难点:精密度，精确度，传递函数，标定与非线性校准 第三章 电阻式传感器(4学时) 1(电阻应变式传感器:电阻应变片的工作原理，简介应变片的结构和材料。电阻应变片的工作特性及参数、电阻应变片的温度误差及补偿办法。半导体应变片简介、配合测量电路、应变仪简介 2(压阻式传感器:原理、特性、结构形式、转换电路及应用 3(电位计:简单介绍结构、工作原理:主要介绍线性电位器的空载特性、阶梯特性、分辨率和阶梯误差，简单介绍负载特性和非线性电位器。 教学要求:理解电阻应变式、压阻式传感器和电位计的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。 重点与难点:电阻应变片的工作原理、测量电路、误差分析，压阻式传感器的工作原理、测量电路、误差分析，电位计的工作原理、测量电路、误差分析。 第四章 电容式传感器(2学时) 1(电容式传感器工作原理及特性、结构形式、静态特性(变间隙式、变面积式、变介质常数式); 2(设计及应用:液位、加速度、容栅、位移 教学要求:理解各种形式电容传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。 重点与难点:电容式传感器的工作原理、测量电路、误差分析。 ?100? 第五章 电感式传感器(10学时) 1(自感式:闭磁路变隙式和开磁路螺线管式的工作原理特性(含差动)、结构形式、转换电路及应用:测量线位移的静态量和动态量、测量力、压力、转矩。 2(差动变压器式:差动变压器的基本原理。螺线管式的工作原理、结构、特性、零点残余电压及消除，配用电路:差动相敏检波电路和相敏整流电路简介;应用:位移测量、振动和加速度测量、压力测量。 3(涡流传感器:基本知识、工作原理、电涡流的形成范围、被测体的材料、形状和大小对传感器灵敏度的影响、转换电路及应用 4(压磁式:原理、特性、结构形式、转换电路及应用 5(感应同步器:原理、特性、结构形式、转换电路及应用 教学要求:理解自感式、差动变压器式、涡流传感器的工作原理，掌握其性能特点，了解其应用。了解压磁式传感器和感应同步器。 重点与难点:自感式、差动变压器式、涡流传感器的工作原理、测量电路和误差分析。 第六章 磁电式传感器(6学时) 1(磁电感应式:原理、特性、结构形式、转换电路及应用 2(霍尔元件:霍尔效应、霍尔元件的构造和基本电路、特性参数、霍尔元件的温度补偿和不等位电势补偿。 应用:微位移的测量、磁场的测量; 3(磁栅式:原理、特性、结构形式、转换电路及应用 4(磁敏元件磁敏二极管和磁敏三极管的原理、特性及应用。 教学要求:理解磁电感应式传感器、霍尔元件的工作原理，转换电路，掌握其性能性点，了解其应用，了解磁栅式传感器。 重点与难点:霍尔元件的工作原理，转换电路，应用。 第七章 压电式传感器(6学时) 1(工作原理 2(压电材料:压电晶体、压电陶瓷、有机压电材料 3(等效电路和转换电路 ?101? 4(应用设计及特性:测量电路(电压、电荷放大器)，应用:压电式测力传感器、频率测量。 教学要求:了解压电式传感器的工作原理，掌握常用压材料及其性能特点，理解其转换电路。 重点与难点:压电传感器工作原理、测量电路和误差分析 第八章 光电式(8学时) 1(光电效应与光电器件如光电阴极射线管、真空光电管、真空光电倍增管:原理、转换电路及内光电效应、光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管及其光谱特性与应用。 2(光纤传感器:原理、特点及应用 3(CCD、PSD:CCD原理及应用，PSD原理、转换电路及应用 4(光栅:原理及应用 5(激光传感器:原理及应用 6(光码盘:原理及应用 教学要求:了解光电器件的原理、应用及光纤传感器、CCD、PSD、光栅、激光传感器的原理、特点及应用，掌握光码盘的工作原理及应用、光电器件典型应用。 重点与难点:光电器件的工作原理、测量电路和误差分析 四、实验教学内容与要求 (详见实验教学大纲) 五、考核方式: 笔试 六、成绩评定: 总成绩=平时成绩, + 期末考试成绩, 七、本课程对学生创新能力培养的措施 让学生制作小传感器装置。 八、教材与参考书 教材:吴瀚文《传感器原理》广东:广东高等教育出版社，1997 ?102? 参考书: [1]王化祥、张淑英《传感器原理与应用》(第二版)天津:天津大学出版社，1999 [2]刘迎春 《传感器原理、设计与应用》湖南:国防科技大学出版社，1989 《数字图像处理》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈城钊 一、课程基本信息 1(课程中文名称:数字图像处理 2(课程英文名称:Digital Image Processing 3(类别:选修 4(专业:电气工程 5(学时:36(理论课24学时，实验12学时) 二、课程的地位、作用和任务 人类从外接获得的信息约有75%是从图像中获得的。随着计算机技术的高速发展,数字图像技术今年来得到极大的重视和长足的进展，并已在科学研究、军事、遥感、天文、地质、工业生产、医疗卫生、教育、管理和通信等方面得到了广泛的应用，对推动社会发展、改善人们的生活水平起到了重要的作用。本课程介绍图像处理和分析的基本原理、典型方面和实用技术。通过本课程的学习，较为全面地了解该领域的基本理论、技术、应用和发展。为将来应用于实际和进行科学研究打下良好的基础。本课程适合相 ?103? 关专业的大学本科高年级学生和研究生学习。 1、通过本课程的学习，学生应该了解以下知识: (1)图像处理的历史、现状，图像处理系统的基本组成和作用 (2)亮度视觉与颜色视觉基本概念与模型，成像系统的基本模型及图像采样量化 (3)二维傅立叶变换及其基本性质 (4)图像退化的基本模型及图像恢复的基本思路 (5)传统的图像编码技术基本概念与理论 (6)基于边缘的分割和基于区域的分割 2、通过本课程的学习，学生应该熟悉以下知识: (1)图像的算术与逻辑运算，象素间的联系 (2)图像直方图，灰度线性拉伸，分段线性拉伸，非线性拉伸变换，图像直方图 的均衡化，直方图匹配 (3)空间域滤波增强处理的原理与分类和方法 (4)变换域图像增强处理原理与分类和方法 (5)点相关的分割技术，灰度级的门限化方法，边缘检测 3、通过本课程的学习，学生应该掌握以下知识: (1)掌握一门可视化编程语言，在计算机上进行图像的线性拉伸处理、直方图的均衡化、梯度法处理、拉普拉斯算法处理、卷积处理 (2)掌握图像的正交变换方法及一般的变换公式，在计算机上实现图像从空间域变换到频率域，在频率域中做完图像的处理之后，能够通过傅立叶反变换把图像从频率域变换回空间域，实现在频率域中对图像的处理。 (3)掌握常用的图像分割与图像识别技术，掌握门限选择的四种方法:直方图分析法、曲线拟合法、边界增强法、最小误差 (4)掌握常用图像处理的数学形态学方法 三、理论教学内容与任务基本要求 ?104? 第一章 绪论(2学时) 图像处理和分析系统介绍,数字图像的数学描述( 重点与难点:图像处理的发展历史、现状，图像处理系统的基本组成和作用 第二章 图像和视觉基础(2学时) 1(亮度视觉 2(颜色视觉 重点与难点:亮度视觉与颜色视觉的基本概念与模型，成像系统的基本模型及图像 的采样量化，与图像像素相关的基本概念与基本运算。 第三章 图像变换(4学时) 1(傅立叶变换和性质 2(图像变换的通用公式 3(其它可分离图像变换、离散余弦变换、沃尔什-哈德码变换 4(霍德林变换 重点与难点:二维傅立叶变换及其基本性质，Karhunen-Loeve变换以及其他的二维 正交变换) 第四章 图像增强(6学时) 1(图像的对比度增强 2(图像的噪声平滑滤波 3(图像的边缘 重点与难点:图像的空域增强技术，频域增强技术，伪彩色增强技术。 第五章 图像恢复和重建(4学时) 1(图像退化模型 2(常用频域和空域复原方法 3(投影重建 重点与难点:图像退化的基本模型及图像恢复的基本思路，图像恢复的基本技术， 由投影重建图像 ?105? 第六章 图像编码(4学时) 1(基本概念-图像的信息熵值,数据冗余,图像编码模型 2(哈夫曼编码技术 3(预测编码 4(变换编码 5(国际标准简介 重点与难点:基本概念与理论，传统的图像编码技术，图像编码新技术简介 第七章 图像分割(4学时) 1(阈值法 2(区域生长,分裂合并 3(边缘检测 4(二值图像处理方法 重点与难点:基于边缘的分割，基于区域的分割，图像分割技术评价 第八章 图像目标的表达和描述(4学时) 1(边界表达 2(区域的几何特征 3(区域的纹理特征 重点与难点:图像目标特征的提取与表达，图像目标特征的描述 四、实验教学内容与要求 (详见实验教学大纲) 实验一:数字图像读取及色彩、亮度、对比度变化 实验二:数字图像的Fourier变换 实验三:数字图像的噪声去除 实验四:数字图像的边缘检测 五、考核方式 笔试 ?106? 六、成绩评定 总成绩=平时成绩, + 期末考试成绩,+实验成绩, 八、教材与参考书 教材:章毓晋《图像工程(上)图像处理和分析》(第一版)， 北京:清华大学出版社，1999 参考书目: [1]夏良正《数字图像处理，南京:东南大学出版社，2001年6月; [2]朱志刚《数字图像处理》，北京:电子工业出版社，2000年11月; [3]阮秋琦《数字图像处理学》，电子工业出版社，2001年1月; [4]张兆礼《现代图像处理技术及Matlab实现》，北京:人民邮电出版社，;2001年11月 [5]王晓丹《基于MATALB的系统分析与设计,图像处理》，西安:西安电子科技大学出版社，2001年10月。 《计算机网络》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 ?107? 执 笔 人:黄镇建 一、课程基本信息 1(课程中文名称:计算机网络 2(课程英文名称:computer network 3(课程类别:必修 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:54学时(其中理论36学时，实验18学时) 6(总学分:3学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 《计算机网络》是电气工程及其自化的一门必修课程。计算机网络涉及的内容较为广泛，已成为迅速发展并在信息社会中广泛应用的一门综合性学科，是计算机发展的重要方向之一。通过本课程的学习，使学生掌握计算机网络的基本概念，重点掌握计算机网络的体系结构,掌握实体、协议、服务和服务访问点等概念，了解各种网络互连技术，为学习局域网技术、网络编程等课程打下坚实的基础。 三、理论教学内容与教学基本要求 1(第一章 概述 (2学时) 1.1 计算机网络在信息时代中的作用 (了解) 1.2 计算机网络的发展过程(掌握) 1.3 计算机网络的分类(理解) 1.4 计算机网络的主要性能指标(掌握) 1.5 计算机网络的体系结构(掌握) 1.6 应用层的客户-服务器方式(掌握) 2(第二章 物理层(4学时) 2.1 物理层的基本概念(理解) 2.2 数据通信的基础知识(掌握) 2.3 物理层下面的传输媒体(理解) 2.4 模拟传输与数字传输(掌握) 2.5 信道复用技术(了解) ?108? 2.6 同步光纤网SONET和同步数字系列SDH(了解) 2.7 物理层标准举例(了解) 3(第三章 数据链路层(4学时) 3.1 数据链路层的基本概念(理解) 3.2 停止等待协议(掌握) 3.3 连续 ARQ 协议(了解) 3.4 选择重传 ARQ 协议(了解) 3.5 面向比特的链路层协议 HDLC(掌握) 3.6 因特网的点对点协议 PPP(掌握) 4(第四章 局域网(6学时) 4.1 局域网概述(理解) 4.2 传统以太网(掌握) 4.3 以太网的 MAC 层(理解) 4.4 扩展的局域网(掌握) 4.5 虚拟局域网(掌握) 4.6 高速以太网(理解) 4.7 其他种类的高速局域网(了解) 4.8 无线局域网(了解) 5(第五章 广域网(2学时) 5.1 广域网的基本概念(理解) 5.2 广域网中的分组转发机制(掌握) 5.3 拥塞控制(掌握) 5.4 X.25 网(了解) 5.5 帧中继 FR(了解) 5.6 异步传递方式 ATM(了解) 6(第六章 网络互连(6学时) 6.1 路由器在网际互连中的作用(理解) 6.2 因特网的网际协议 IP(掌握) 6.3 划分子网和构造超网(掌握) ?109? 6.4 因特网控制报文协议 ICMP(理解) 6.5 因特网的路由选择协议(掌握) 6.6 IP 多播和因特网组管理协议 IGMP(了解) 6.7 虚拟专用网 VPN 和网络地址转换 NAT(了解) 6.8 下一代的网际协议 IPv6 (IPng)(了解) 7(第七章 运输层(6学时) 7.1 运输层协议概述(了解) 7.2 TCP/IP 体系中的运输层(理解) 7.3 用户数据报协议 UDP(掌握) 7.4 传输控制协议 TCP(掌握) 8(第八章 应用层(6学时) 8.1 域名系统 DNS(掌握) 8.2 文件传送协议(掌握) 8.3 远程登录 TELNET(掌握) 8.4 电子邮件(掌握) 8.5 万维网 WWW(掌握) 8.6 引导程序协议 BOOTP 与动态主机配置协议 DHCP(掌握) 8.7 简单网络管理协议(SNMP)(了解) 四、实验教学内容与要求(简要说明，详见实验课大纲) 《计算机网络实验》是一门实践性非常强的专业实验课。通过实验，进一步加深理 解计算机网络原理、提高学生的实践能力以及对网络相关研究方向的认识。在学习完该 课程的相关内容后，学生能够更深入地使用网络命令进行网络测试和维护、合理地规划 和实现局域网、配置相应的服务、对交换机和路由器进行配置和管理。 实验项目: 1、常用网络命令的使用， 2、以太网组网 3、网络模拟软件的使用 ?110? 4、单交换机进行vlan划分 5、静态路由实验 6、局域网的综合配置 五、考核方式 考试 六、成绩评定 期末理论部分考试占60%，平时占20%，实验占20%。 七、本课程对学生创新能力培养的措施 本课程通过介绍网络的概念、协议的原理和网络互连技术，引导学生去了解最新的网络技术研究动态，同时通过实验课，让学生熟悉网络命令的使用、架设FTP服务器和配置路由器，然后再引导学生对这些技术的进一步专研，并同时引导学生去进行网络编程。通过上面这些措施，激发学生的学习兴趣并培养学生的创新能力和动手能力。 八、教材与参考书 教材:谢希仁，计算机网络(第4版)，电子工业出版社，2004年2月 参考书: [1] Andrew S( Tanenbaum著，熊桂喜等译计算机网络(第三版)中译本，，清华大学出版社，2002年3月 [2]高传善等，数据通信与计算机网络，高等教育出片社，2002年9月 [3]鲁士文，计算机网络—习题与解析，清华大学出版社，2002年1月 [4]Douglas E( Comer著，齐望东，薛卫娟译，互联网技术实验指导书(第二版)，电子工业出版社，2004年4月 [5] 周明天、汪文勇编著，《TCP/IP 网络原理及技术，清华大学出版社 ，2000 [6] Douglas E(Comen 著，林瑶等译，用 TCP/IP 进行网际互连，电子工业出版社，1999 ?111? 《数字电路实验》教学大纲 修定单位:韩山师范学院物理与电子工程系电工电子实验室 执 笔 人:吴浚浩 一、课程基本信息 1(课程中文名称:数字电路实验 2(课程英文名称:Digital Circuit Experiment 3(课程类别:必修 4(实验类别:基础 5(适用专业:物理、电子信息科学与技术(师范)、电子信息科学与技术(网络方向)、电气工程及自动化、电子信息工程、计算机科学与技术、现代教育技术等专业。 6(先修课程:普通物理实验、电工学实验或电路分析实验、模拟电子线路实验等 7(总学时:本课程必修的学时不得低于30学时 8(总学分: 二、实验教学目标与基本要求 《数字电路实验》课程是电气类、自控类、计算机类及物理类等专业的一门专业基础实验课，学生通过实验，配合讲课内容，巩固、加深理解和验证所学的理论知识;它具有自身的体系，是实践性很强的课程。本课程的实验目的是通过实验教学使学生进一步学习和掌握数字电路的基本理论、基本知识和基本技能，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力，学生通过数字电路实验，加深理解和验证所学的理论知识，熟悉数字电路中常用的元器件(TTL、HC和HCT)的性能和基本电路的工作原理，能正确使用 ?112? 常用电子仪器设备，熟悉测量技术和调试技术。培养良好的科学素质、创新精神和实践能力。在教学中，使学生得到技能、技术、能力的训练。 项目上，尽量给学生提供较多的选择空间。在实验内容的设计中，从易到难，使学生易于接受，且每个实验内容的编写都分为基本部分和提高部分，以满足不同层次的学生的需要，达到因材施教的目的。在实验的指导上，从详细到简单，实现实验设计、实验方法等实验基本技能的引导与训练;体现需求分析、方案设计、论证、电路实现、测试、结果分析的工程要求，提高学生解决实际问题的能力。 式采取多元化教学方法，对于刚进入实验室的学生，主要采取教师在实验现场授课和指导实验的方式。学生对教学要求充分了解后，在教学中使用多媒体课件，引导、锻炼学生自己获取知识的能力，让学生充分发挥主观能动性和创造性。 学生在数字电路实验课程中通过完成一定数量的实验后，应达到如下几点基本 要求: 1(认识常用数字集成电路(TTL、HC、HCT等)元器件的类型和主要规格，掌握常用数字集成电路的型号判别和封装形式。 2(熟悉双踪示波器、函数信号发生器、数字万用电表等常用电子仪器的使用方法。 3(加深对数字电路理论知识的认识和理解。学习一些常用电子学实验技术，以实验为载体，使学生得到技能、技术、能力的训练。懂得电子学实验的安全防护知识。 4(学会对实验进行误差分析的基本方法，正确运用有效数字，学会定性判断和定量估算实验结果的可靠性。 5(养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，特别是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立实事求是的科学态度。 6(提高进行科学实验工作的综合能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力。 7(以合适的方式传授学生基本电子实践知识，并逐步向其展示电子、信息和计算 ?113? 机领域的新技术;通过大纲所列内容的学习与实践，提高学生的数字电路设计水平和工程实践能力，能将学过的知识综合运用于电子系统的设计中。 三、实验内容 序号 实验名称 学时 实验类型 1 基本逻辑门逻辑实验 3 验证性 2 三态门实验 3 验证性 3 数据选择器和译码器 3 验证性 4 全加器构成及测试 3 验证性 5 触发器 3 验证性 6 组合逻辑中冒险现象及触发器的转换 3 验证性 7 二进制计数器 3 验证性 8 异步十进制记数器与自循环寄存器 3 验证性 9 计数器 3 综合性 10 四相时钟分配器 3 验证性 11 通用逻辑阵列(GAL) 3 验证性 12 EPROM存储器 3 综合性 13 TTL HC和HCT器件的电压传输特性 3 综合性 14 简单电子琴(综合设计性实验项目) 3 综合性 四、教学安排要求与仪器设备配置 1、实验仪器设备和实验所用集成块的介绍(理论课3学时) 通过绪论课的教学，使学生明确数字电路实验的目的，要求与一般进程，熟悉TSD数字电路实验系统及其使用中应注意的重要事项、常用数字集成电路、掌握误差理论及实验数据的处理方法，掌握数字电路基本知识，并了解应遵守的实验室规则。 2、课时内容与学时分配 (1)据不同类型专业从14个实验选题选9,12个完成。 (2)本大纲每个实验3学时。 3、实验选题 实验一 基本逻辑门逻辑实验 ?114? 实验目的:1(掌握TTL与非门、与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系。 2(熟悉TTL中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 实验内容: 1(测试二输入四与非门74LS00一个与非门的输入与输出之间的逻辑关系。 2(测试二输入四或非门74LS28一个或非门的输入与输出之间的逻辑关系。 3(测试二输入四异或门74LS86一个异或门的输入与输出之间的逻辑关系。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、TTL数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验二 三态门实验 实验目的:1(掌握三态门逻辑功能和使用方法。 2(掌握用三态门构成总线的特点和方法。 3(初步学会用示波器测量简单的数字波形。 实验内容:1( 74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。74LS00同一个与非门的另一个输入端接低电平。测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。 2(74LS125三态门的输出负载为74LS00一个与非门输入端。74LS00同一个与非门的另一个输入端接高电平。测试74LS125三态门三态输出、高电平输出、低电平输出的电压值。同时测试74LS125三态输出时74LS00输出值。 3(用74LS125两个三态门的输出构成一条总线,使两个控制端一个为低电平,另一个为高电平。一个三态门的输入端接入1MH信号,另一个三态门的输入端接500KHH信号,用示波器观察三态门的输出波形。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路74LS125、74LS00、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 ?115? 实验三 数据选择器和译码器 实验目的:1(熟悉数据选择器的逻辑功能。 2(熟悉译码器的逻辑功能。 实验内容:1( 测试74LS153中一个4选1选择器的逻辑功能。 2( 测试74LS139中一个2 – 4线译码器的逻辑功能。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路74LS153、74LS139、TSD数 字电路实验系统、万用电表等。 实验四 全加器构成及测试 实验目的:1(了解全加器的实现方法。 2(掌握全加器的功能。 实验内容:1(用二片74S64和一片74LS04构成全加器逻辑电路。 2(验证全加器的逻辑关系表达式。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路74S64和74LS04、TSD数字 电路实验系统、万用电表等。 实验五 触发器 实验目的:1(学习触发器逻辑功能和测试方法。 2(掌握RS触发器、D触发器、JK触发器的工作原理。 3(学会正确使用RS触发器、D触发器、JK触发器 实验内容:1( 基本触发器逻辑功能的测试; 2(JK触发器逻辑功能的测试; 3(熟悉基本D触发器逻辑功能及触发方式; 4(将D触发器和JK触发器转换成T’触发器进行动态测试。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路74LS00、74LS74、74LS73、 ?116? TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验六 组合逻辑中冒险现象及触发器的转换 实验目的:了解组合逻辑中的冒险现象及触发器的转换。 实验内容:1(了解组合逻辑中的冒险现象。 2(掌握触发器的转换。 3(分折冒险现象产生的原因。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路74LS04、74LS00、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验七 进制计数器 实验目的:1(学习异步计数器逻辑功能的测试方法，熟悉计数器的工作原理; 2(掌握简单时序电路的分析及设计方法。 实验内容:1(异步二进制加法计数器; 2(异步二进制减法计数器; 3(观察Q2、Q2、Q3、Q4的输出状态和波形。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验八 步十进制记数器与自循环寄存器 实验目的:1(学习异步十进制计数器逻辑功能的测试方法，熟悉其工作原理。 2(掌握时序电路的分析及设计方法。 实验内容: 1(用双JK触发器构成一个异步十进制计数器，观测Q2、Q2、Q3、Q4的输出状态和波形。 2(用双D触发器构成一个自循环寄存器，观测 Q2、Q2、Q3、Q4的输出状态和波形。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验九 计数器 ?117? 实验目的:1(掌握计数器74LS162的功能 2(掌握计数器的级联方法 3(熟悉任意模计数器的构成方法 4(熟悉数码管的使用 实验内容:1(用74LS162和74LS00构成一个模7计数器(采用复位法)。 2(用74LS162和74LS00构成一个模7计数器(采用置位法)。 3(用74LS162和74LS00构成一个模60计数器(采用复位法)。 4(分别检验设计和接线是否正确并观测QD、QC、QB、QA的波形。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验十 四相时钟分配器 实验目的:1(学习译码器的使用 2(学习设计、调试较复杂的数字电路 3(学会用示波器测量三个以上波形的时序关系 实验内容: 1(用74LS73、74LS139、74LS04等器件构成一个四相时钟分配器。 2(画出设计逻辑图。 3(在实验台上按逻辑图连接线路，示波器测量CP、A相、B相、C相、D相的时序关系，画出时序图，检查是否满足要求。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验十一 通用逻辑阵列(GAL) 实验目的: 1(以GAL16V8为例，了解GAL的工作原理、特点、引脚和使用方法。 ?118? 2(初步掌握使用ABEL语言编程方法，并且使用ABEL语言编程实现较复杂的逻辑功能。 3(学会写GAL的方法。 4(初步了解Synario软件的使用。 实验内容: 1(用ABEL编程语言设计一个4位格雷码计数器。 2(运行Synario软件，生成JEDEC类型的文件。 3(将GAL16V8插入TDS实验台上，观察单脉冲多次作用下格雷码输出的状态变化。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验十二 EPROM存储器 实验目的:1(熟悉EPROM器件的编程。 2(学会使用EPROM。 实验内容:熟悉EPROM器件的编程，学会使用EPROM。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、EPROM2716、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验十三 TTL 、HC和HCT器件的电压传输特性 实验目的:1( 掌握TTL 、HC和HCT器件的电压传输特性。 2( 熟练掌握万用电表的使用方法。 实验内容:1( 测试TTL器件74LS04一个非门的传输特性。 2( 测试HC器件74HC04一个非门的传输特性。 3( 测试HCT器件74HCT04一个非门的传输特性。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、数字集成电路、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 实验十四 简单电子琴 (综合设计性实验项目) 实验目的:1(掌握较复杂逻辑的设计、调试。 ?119? 2(进一步掌握用ABEL语言设计数字逻辑电路。 3(熟悉Synario软件的使用方法。 4(熟悉ISP器件的使用。 5( 解音调的初步知识。 实验内容: 1(用ABEL语言设计一个电子琴。 2(在Synario中，将设计好的程序输入、编译、连接，生成JEDEC格式的文件。 3(将JEDEC格式的文件下载到器件中。 4(在TDS数字电路实验台上对设计进行调试，调试时用实验台上的喇叭做发声装置。 实验仪器设备:SS-7802A双踪示波器、PLCC封装的ISP1016或M4-64/32、TSD数字电路实验系统、万用电表等。 五、教学文件与教学形式 1(教材:自编实验讲义《数字电路实验讲义》 教学参考书:高等教育出版社出版，清华大学大学编《数字电路基础》 实验报告格式: 要求实验报告有以下七方面内容 实验题目:实验目的:实验仪器与设备:实验原理:实验内容与步骤:实验数据记录与处理:问题讨论与误差分析: 2(教学形式:采用分组实验，每轮一个实验，每个实验六十三套，每人一套独立操作。 六、考核方式及成绩评定 考核分笔试和实际操作，操作考核按抽签方式进行。 成绩由平时实验预习、操作，实验报告和实验考核三部分评定，各占比例为3:3:4。 七、其它必要的说明 本实验课程根据《数字电路基础》课程开设时间和实验室的安排进行开设，可安排 ?120? 在四、五、六学期开设。 《物理实验》教学大纲 修定单位:韩山师范学院物理与电子工程系物理实验室 执 笔 人:张 庆 一、课程基本信息 1(课程中文名称:普通物理实验 2(课程英文名称:Physical Experiment 3(课程类别:必修 4(实验类别:专业基础 5(适用专业:电子信息工程、电气工程及自动化、电子信息科学与技术(师范)、电子信息科学与技术(网络方向)。 6(先修课程:无 7(总学时:本课程必修的学时不得低于68学时 8(总学分: 二、实验教学目标与基本要求 物理学是实验科学。物理概念的建立和物理规律的发现都依赖于反复的实验。物理学在自然科学其它领域、各高新技术领域的广泛应用也离不开实验。 本课程是为物理系非物理学专业开设的基础实验课，它与普通物理理论课既有紧密联系，又互相独立。本课程的主要目的是:使学生在物理实验的基本知识、基本方法、基本技能等方面受到较系统的训练，加深对物理学基本概念和基本规律的理解和掌握， ?121? 培养良好的科学素质、创新精神和实践能力。 学生在本课程中通过完成一定数量的力学、热学和分子物理学、电磁学、光学和其他方面的实验，应达到如下基本要求: 1(掌握常用基本物理实验仪器的原理和性能，学会正确使用、调节和读数。 2(了解一些物理量的测量方法，知道如何根据实验要求确定实验方案，选择实验仪器设备、如何减少实验误差，掌握作图法逐差法、外推法、补偿法、定标法等常用实验方法。 3(学习一些常用实验技术，懂得物理实验的安全防护知识。 4(建立用实验去观察、分析、研究物理现象和验证物理规律的基本观念，并初步具有这种能力。 5(加深对基本物理概念和基本物理定律的认识和理解。 6(学会对实验进行误差分析和不确定度评定的基本方法，正确运用有效数字，学会定性判断和定量估算实验结果的可靠性。 7(养成良好的实验习惯和严谨的科学作风，特别是严肃认真对待实验数据，杜绝弄虚作假，树立实事求是的科学态度和道德。 8(提高进行科学实验工作的综合能力，包括实际动手能力、分析判断能力、独立思考能力、革新创造能力、归纳总结能力、口头表达能力等。 三、 实验内容与安排 序号 实验名称 学时 实验类型 1 长度测量 3 验证 2 固体和液体密度的测量 3 验证 3 落球法测重力加速度 3 验证 4 杨氏弹性模量的测定(拉伸法) 3 验证 5 刚体转动实验 3 设计 6 气垫导轨实验(牛顿第二定律、碰撞实验) 3 验证 7 粘滞系数的测定 3 验证 8 基础电路实验 3 验证 9 伏安法测电阻 3 验证 10 万用电表的使用 3 验证 11 静电场描绘 3 验证 12 电表的改装与校准 3 设计 ?122? 13 单臂电桥测电阻 3 验证 14 电位差计测电势 3 验证 15 示波器的使用(ST,16示波器) 3 验证 16 声速的测定 3 设计 17 薄透镜焦距的测定 3 验证 18 牛顿环测透镜的曲率半径 3 验证 19 半导体二极管的特性及玻尔兹曼常数测定 3 验证 20 霍尔效应 3 验证 21 灵敏电流计 3 验证 22 电位差计校准电表 3 验证 23 电磁测量示波法 3 验证 24 磁场的描绘 3 验证 25 电子束的电偏转和磁偏转 3 验证 26 电子束的电聚焦和磁聚焦 3 验证 四、教学安排要求与仪器设备配置 第二学期教学安排(40学时) 1、绪论 通过绪论课的教学，使学生明确普通物理实验的目的，要求与一般进程，掌握初步 的误差理论及实验数据的处理方法，知道实验结果的正确表示法，并了解应遵守的实验 室规则。 (一) 物理实验课的意义目的要求。 (二) 物理实验的一般进程及各教学环节的要求。 (三) 误差和数据处理基础知识及不确定度评定。 1(测量和误差(测量和测量种类，误差概念与误差种类)。 2(测量结果的表示。 3(有效数字及其运算法则。 4(直接测定量的误差及计算(绝对误差、相对误差、标准误差)。 5(间接测定量的误差计算。 (四) 实验结果的图示法 2、课时内容与学时分配 1(绪论(4~6学时) ?123? 2(从18实验选题选12个完成，36学时 3(本大纲每个实验3学时。 3、实验项目 实验一 长度测量 实验目的:1(掌握游标卡尺及螺旋测微计的原理 2(正确使用米尺、游标卡尺、螺旋测微计、读数显微镜 3(掌握数据处理及误差计算的方法 实验内容: 1(用米尺测量铁棒长度，计算测量结果的绝对误差相对误差 2(用游标卡尺测量铜套的内、外径及高度，计算铜套体积，求间接测量结果的相 对误差和绝对误差。 3(用螺旋测微计测大球 、小球的直径，求算术平均值的标准偏差。 4(用读数显微镜 测小钢球直径，计算测量结果的绝对误差和相对误差。 主要仪器:米尺 游标卡尺 螺旋测微计 读数显微镜 实验二 重力加速度的测定 实验目的:1(研究落体运动的规律并求加速度。 2(学习用数字毫秒计测量时间的方法。 实验内容:1(熟悉用数字毫秒计测量时间的方法。 2(用不同的小球测重力加速度，并比较其大小。 主要仪器:重加加速度测定仪 数字毫秒计 不同质量的小球 实验三 固体液体密度的测定 实验目的:1(熟练掌握物理天平的调节和正确使用。 2(掌握测定固体和液体密度的方法。 实验内容:1(物理天平的调整。 2(用流体静力称衡法测固体及液体的密度。 ?124? 主要仪器:物理天平 烧杯等 实验四 动量守恒定律的验证 实验目的:1(验证动量守恒定律。 2(进一步熟悉气垫导轨的调整方法。 3(用观察法研究弹性和非弹性碰撞的特点。 实验内容:测定滑块在弹性和非弹性碰撞前后速度，验证动量守恒定律。 主要仪器:气垫导轨 光电门 数字毫秒计 气源 实验五 用刚体转动实验仪测转动惯量 实验目的:1(观察刚体的转动惯量随质量及质量分布而改变的情况。 2(验证平行轴定理。 实验内容:1(测定不同的m及相应的时间t作m—t2图线，求出转动惯量I。 2(对称地改变重锤相对转轴的位置，测一组xI、tI，作x2—t2图，验 证平行轴定理。 主要仪器:刚体转动实验仪 米尺 游标卡尺 计时装置 实验六 杨氏弹性模量的测定(拉伸法) 实验目的:1( 掌握用光杠杆测量微小长度变化的原理和方法，测定金属丝的杨氏 弹性模量。 2(训练测量系统的正确调整能力。 3(学会用逐差法进行数据处理的方法。 实验内容:1(用拉伸法测定金属丝的杨氏模量。 2(用逐差法计算测量结果，求出杨氏弹性模量。 主要仪器:杨氏模量测定仪 螺旋测微计 游标卡尺 望远镜附标尺 钢卷尺 实验七 液体粘滞系数的测定(落球法) 实验目的:1(用落球法测定液体的粘滞系数。 ?125? 2(进一步熟悉分析天平及基本量具的使用。 实验内容: 1(用分析天平测小球的质量。 2(用螺旋测微计测小球的直径,用游标卡尺及米尺测玻璃管的直径及刻线间的长度。 3(用密度计测蓖麻油的密度。 主要仪器:盛蓖麻油的大玻璃管，温度计，密度计，分析天平，螺旋测微计，游标卡尺，落球 实验八 基础电路实验 实验目的:1(学习并掌握分压、限流电路的联接。 2(掌握滑线变阻器的主要作用。 3(分析滑线电阻分压及限流效果及带负载能力。 实验内容:1( 将1kΩ和50Ω的滑线变阻器分别接成分压电路，改变负载，分析分压效果及带负载能力。 2(将1kΩ和50Ω的滑线变阻器分别接成限流电路，改变负载，分析分压效果及带负载能力。 3(将两 电阻分别接成二级分压及二级制流电路，分析各滑线变阻器的作用。 主要仪器:滑线变阻器两个、电阻箱、低压电源、电压表、电流表等。 实验九 元器件的伏安特性 实验目的:1( 掌握测量电阻的一种方法——伏安法。 2(了解电表的接入误差，正确掌握伏安法测量电阻时电流表的两种接法——内接法和外接法。 3(了解元器件的伏安特性。 实验内容:1( 测绘电阻的伏安特性。 2( 测绘小灯泡的伏安特性。 3( 测绘稳压电源的伏安特性。 ?126? 主要仪器:滑线变阻器、万用电表、电流表、电压表、直流稳压电源、电阻、小灯 泡等。 实验十 万用电表的使用 实验目的:1(掌握万用电表工作原理和使用方法。 2(加深对接入误差的了解并加以修正。 实验内容:1(用万用表测电压。 2(用万用电表测电流。 3(用万用电表测电阻，测出万用电表各电阻档的中值电阻。 4(对所测电阻进行修正。 主要仪器:低压电源、万用电表、滑线变阻器等。 实验十一 电表的改装和校正 实验目的:1(掌握将微安表改装成较大量程的电流表和电压表的原理和方法。 2(学会校正电流表和电压表的方法。 实验内容:1(微安表改装成毫安表。 2(将微安表改装成电压表。 3(绘出校正曲线，求出电表的标称误差及定出电表的等级。 主要仪器:低压电源、滑线变阻器、电阻箱、微安表头、毫安表、电压表等。 实验十二 静电场描绘 实验目的:1(学习用模拟法描述和研究静电场分布的概念和方法。 2(加深对电场强度和电位概念的理解。 实验内容:1( 测量和描绘同轴电缆中的电场分布。 2( 测量和描绘长平行导线及聚焦电极的电场分布。 ?127? 3( 以同轴电缆的电场分布作(Ur/Uo)~lnr的曲线图。 主要仪器:电流场模拟静电场描绘仪、万用表。 实验十三 用单臂电桥测电阻 实验目的:1(掌握单臂电桥测电阻的原理和方法。 2(学会使用箱式电桥测电阻。 实验内容:1(接通电路，用板式电桥测电阻。 2(用箱式电桥测电阻，并测出电桥的相对灵敏度。 主要仪器:单臂电桥、电阻、电池、箱式电桥、滑线变阻器。 实验十四 板式电位差计测量电池的电动势及内阻 实验目的:1(掌握十一线电位差计的工作原理和特点。 2(学习用十一线电位差计测电池电动势及内阻。 3(掌握补偿法的原理。 实验内容:1(测量干电池的电动势。 2(测量干电池的内阻。 3(根据测量数据求出电池电动势及内阻。 主要仪器:十一线电位差计、检流计、电阻箱、标准电池、干电池、直流电源。 实验十五 示波器的使用 实验目的:1(了解ST—16示波器的结构和工作原理。 2(初步掌握示波器各个旋钮的作用和使用方法。 3(学会利用示波器观察波形、测量电压、频率和相位等方法，学会信 号源的使用。 实验内容:1(ST—16示波器的校准。 2(测量小变压器输出的电压、周期及频率。 3(利用李萨如图形测量频率。 主要仪器:ST—16示波器、信号发生器、变压器等。 ?128? 实验十六 声速测定(共鸣管法) 实验目的:1(测定声波在空气中传播的速度。 2(验证声速与声源的频率无关。 实验内容:用音叉和共鸣管测定声波在空气中传播的速度。 主要仪器:不同频率的音叉二支 可调节空气柱长度的共鸣管 实验十七 薄透镜焦距的测定及象差的观察 实验目的:1( 学会调节光学系统的共轴，并了解视差原理的实际应用。 2(掌握测量薄透镜焦距的原理和方法。 3(验证透镜的成像公式。 实验内容:1(用自准法测量凸透镜的焦距。 2(测物距、象距，用成象公式求得凸透镜的焦距。 3(用二次成象法(贝塞耳法)测凸透镜的焦距。 4(与凸透镜配合，用成象公式法测发散透镜的焦距。 5(观察球差、象散、色差、畸变、象面变曲等几种象差。 主要仪器设备:光学参数测定仪 实验十八 等厚干涉现象的研究 实验目的:1(掌握用牛顿环测定透镜曲率半径的方法。 2(通过实验加深对等厚干涉原理的理解。 3(利用等厚干涉现象测量微小长度的变化。 实验内容:1( 利用牛顿环测定透镜的曲率半径。 2( 测量长度的微小变化。 主要仪器设备:牛顿环装置、钠灯、移测显微镜、测量微小长度变化的有关装置 第三学期教学安排(30学时) ?129? ?、理论讲述:(4~6学时) 一、 测量数据处理的基本问题。 二、 二个变量关系的研究——作图法。 三、 二个变量线性关系的研究——分组计算法。 四、 二个变量关系的研究——最小二乘法。 五、 电磁学实验基础知识。 ?、实验选题 在以下实验中选取8项进行实验。 实验十九 PN结的物理特性及玻尔兹曼常数的测定 实验目的:1(了解半导体PN结的单向导电性。 2(对玻尔兹曼常数的测定。 实验内容:1(测出正向和反向电压下二极管在不同电压下的电流值 2(作出二极管的伏安特性曲线。 3(通过对正向电流电压数据作U~lnI图，算出玻尔兹曼常数。 主要仪器:滑线变阻器、万用电表、电流表、电压表、直流稳压电源、二极管等。 实验二十 灵敏电流计特性的研究 实验目的:1(了解灵敏电流计的原理。 2(掌握测量电流计内阻和灵敏度的方法。 3(加深对二阶常系数线性微分方程解的物理意义的理解。 实验内容:1(测定灵敏电流计的内阻及灵敏度。 2(观察三种运动状态并测出临界电阻。 3(测出灵敏电流计自由振荡周期。 主要仪器:灵敏电流计、直流电阻箱、电压表、电源、滑线变阻器等。 ?130? 实验二十一 用箱式电位差计校正电表 实验目的:1(了解箱式电位差计的结构和补偿原理。 2(正确使用箱式电位差校正电表。 实验内容:1(用箱式电位差计校正1(0级直流电流表。 2(用箱式电位差计校正1(0级直流电压表。 3(熟练地掌握箱式电位差计的使用。 主要仪器:箱式电位差计、标准电池、直流电源、检流计、滑线变阻器、电阻箱、 待校正电表等。 实验二十二 霍尔效应的研究和应用 实验目的:1(了解霍尔效应的原理，观察霍尔现象。 2(了解霍尔电压与磁场强度的关系;霍尔电压与工作电流的关系。 3(用霍尔元件测磁场强度。 实验内容:1(测量在一定的工作电流下，不同的励磁电流对应的霍尔电压。 2(测量在一定的励磁电流下，不同的工作电流对应的霍尔电压。 3(根据给出的霍尔灵敏度测出磁场间隙的磁场分布。 主要仪器:霍尔效应测量仪、电位差计、电流表等。 实验二十三 磁场描绘 实验目的: 1(研究载流圆线圈轴线上磁场的分布，加深对毕奥—萨伐尔定律的理解。 2(掌握感应法测磁场的原理和方法。 3(考查亥姆霍兹线圈的磁场均匀区。 实验内容:1(测量载流圆线圈轴线上磁场的分布。 2(圆电流周围磁力线的描绘 ?131? 3(验证磁场迭加原理。 4(亥姆霍兹线圈中匀强区的描绘。 主要仪器:亥姆霍兹线圈、音频信号发生器、探测线圈、电阻箱、毫伏计等。 实验二十四 电磁测量示波法 实验目的:1(学习用示波器测量电学量。 2(学习磁学量与电学量的转换并用示波器进行测量。 实验内容:1(用示波器显示二极管的伏安特性，并进行有关测量。 2(用示波器显示线圈的磁滞回线。 主要仪器:示波器、小变压器、滑线变阻器、二极管、电阻、线圈、电容器等。 实验二十五 电子束的偏转、聚焦和电子荷质比的测定 实验目的:1(了解电子束管的结构和原理。 2(研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。 3(研究带电粒子在电场和磁场中聚焦的规律。 4(掌握测量电子荷质比的一种方法。 实验内容:1(研究带电粒子在电场和磁场中偏转的规律。 2(研究带电粒子在电场和磁场中聚焦的规律。 3(电子荷质比的测定。 主要仪器:电子和场实验仪、直流稳压电源、万用表、电流表、电压表。 五、教学文件与教学形式 1(教材:自编实验讲义“基础物理实验讲义” 教学参考书:高等教育出版社出版，华中工学院、天津大学、上海交通大学编《物 理实验》 2(实验报告格式:要求实验报告有以下七方面内容 ?132? 实验题目:实验目的:实验仪器与设备:实验原理:实验内容与步骤:实验数据记录与处理:问题讨论与误差分析: 3(教学形式:采用分组实验，每人一套独立操作。 六、考核方式及成绩评定 考核分笔试和实际操作，操作考核按抽签方式进行。 成绩由平时实验预习、操作，实验报告和实验考核三部分评定，各占比例为3:3:4。 七、其它必要的说明 本实验课程开设时间为二、三学期。 《电机及拖动基础》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:余静 一、课程基本信息 1(中文名称:电机学与电力拖动基础 ?133? 2(英文名称:Electrical Machine and Electrical Drive 3(授课专业:电气工程及自动化专业 4(学时: 82学时(理论72，实验10学时) 5(学分数: 4学分 6(预修课程:《高等数学》、《大学物理》、《电路》 二、课程内容: 本课程是根据自动化专业教学大纲设置的，其主要内容包括:电力拖动系统动力学;直流电机原理，起动与调速;电力变压器;三相异步电动机原理，起动与调速;同步电动机原理;电动机的选择等六个部分。课程侧重于基本原理和基本概念的介绍，电机原理紧密围绕着电力拖动，着重分析电动机的机械特性，并始终强调基本理论的实际应用，为自动化专业的后续课程打下坚实的基础。 课程的性质和目的:本课程是自动化专业本科生的专业必修课程。本课程的任务主要是讨论电机与电力拖动系统的基本理论与一般分析方法，使学生掌握常用交直流电动机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理，以及电力拖动系统的运行性能、分析计算与实验方法，以期为学习专业课和从事专业工作打下必需的基础。 三、课程教学内容 第一章 绪论(2学时) 要求了解的内容有: 1、本课程的性质和任务。 2、电机与拖动在国民经济中的地位、作用。 3、电机与拖动技术在国内外的研究、制造、运行发展概况。 4、熟悉和巩固电机与拖动中常用的基本电磁定律和铁磁材料特性。 难点:常用的基本电磁定律和铁磁材料特性。 第二章 电力拖动系统动力学(6学时) 要求理解与掌握的内容有: ?134? 1、电力拖动系统概念。 2、电力拖动系统转动方程。 3、多轴电力拖动系统的简化。 4、负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件。 难点:电力拖动系统转动方程式、负载的转矩特性与电力拖动系统稳定运行的条件。 第三章 直流电机原理(10学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、电枢电动势与电磁转矩。 2、直流电动机的运行原理、机械特性。 3、直流电机的换向。 求一般理解与掌握的内容有: 1、直流电机的用途及基本工作原理。 2、直流电机的磁路、空载时的气隙磁密与空载磁化特性。 3、直流电机的电枢绕组概念。 难点:直流电动机的运行原理、机械特性。 第四章 他励直流电动机的运行(8学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、他励直流电动机的起动。 2、他励直流电动机的调速。 要求一般理解与掌握的内容有:他励直流电动机的制动运行。 难点:他励直流电动机的起动与调速。 第五章 变压器(10学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1(变压器的空载运行。 2、变压器的负载运行。 3、变压器参数的测定。 4、变压器的运行特性。 ?135? 5、变压器的联结组别。 6、变压器的并联运行。 要求一般理解与掌握的内容有:1、标么值。 2、自耦变压器、互感器、电焊变压器原理。 难点:联结组别判别。 第六章 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势(4学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1(交流电机电枢绕组的电动势概念。 2、交流电机电枢单相绕组、三相绕组、两相绕组产生的磁通势。 要求一般理解与掌握的内容有:交流电机电枢绕组的展开图。 难点:交流电机电枢单相绕组、三相绕组、两相绕组产生的磁通势。 第七章 异步电动机原理(10学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、三相异步电动机转子不转、转子绕组开路时的电磁关系。 2、三相异步电动机转子堵转时的电磁关系。 3、三相异步电动机转子旋转时的电磁关系。 4、三相异步电动机的功率与转矩、机械特性。 要求一般理解与掌握的内容有: 1、三相异步电动机的参数测定。 2、三相异步电动机的工作特性及其测试方法。 难点:1、三相异步电动机转子旋转时的电磁关系。 2、三相异步电动机的功率与转矩、机械特性。 第八章 三相异步电动机的起动与制动(10学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、三相异步电动机的直接起动、降压起动、各种运行状态。 ?136? 2、绕线式三相异步电动机的起动。 要求一般理解与掌握的内容有:高起动转矩的三相异步电动机。 难点:1、三相异步电动机的各种运行状态。 2、绕线式三相异步电动机的起动。 第九章 同步电动机(4学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、同步电动机的功率关系与功率因数调节。 2、同步电动机的起动。 要求一般理解与掌握的内容有:同步电动机的电磁关系、矩角特性。 第十章 三相交流电动机调速(6学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有: 1、降低电压调速、变极调速、变频调速概念。 2、绕线式异步电动机转子回路串电阻调速。 要求一般理解与掌握的内容有:电磁转差离合器、双馈调速及串级调速概念。自控 式同步电动机概念。 难点:绕线式异步电动机转子回路串电阻调速。自控式同步电动机 第十一章 电动机的选择(2学时) 要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有:电动机的一般选择方法。 要求一般理解与掌握的内容有:电动机的发热与温升、额定功率选择概念。 难点:电动机的一般选择计算。 四、课程教学的基本要求 本课的教学环节包括课堂讲授、学生自学、习题讨论课、实验、习题、答疑、期中 测验和期末考试。通过上述基本教学步骤，要求学生掌握和了解电机的基本理论，及分 ?137? 析方法，并能正确地应用这些知识解决涉及电力拖动的问题，为后续的课程奠定良好的基础。 本课程课堂讲授72学时，实验10学时，考核方式为闭卷考试。 五、建议教材与教学参考书 [1] 李发海( 电机与拖动基础(第二版)( 清华大学出版社，1997年1月 [2] 王毓东( 电机学(上册)( 浙江大学出版社，1994年5月 [3] 王毓东( 电机学(下册)( 浙江大学出版社，1994年5月 [4] 周 鹗( 电机学(第三版)( 东南大学出版社，1998年3月 [5] 朱志仁编写，周元芳审核( 电机学实验讲义( 广西大学，1998年7月 [6] 张松林( 电机及拖动基础习题集与实验指导书( 机械工业出版，2000年4月 《微机原理及接口技术》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈燕娟 一、课程基本信息 1(中文名称:微机原理及接口技术 2(英文名称:Microcomputer principle and application 3(课程类别: 4(适用专业:电气工程及其自动化 5(总学时:72学时(其中理论60学时，实验12学时) 6(总学分:4学分 二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务 本课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的计算机类课程。学习本课 ?138? 程之前，必须先修《数字电子技术》、《模拟电子技术》等课程。 三、理论教学与内容教学基本要求 第一章 计算机的基础知识(2学时) 重点:常用术语，各进制数的转换，计算机中符号数的表示，二进制数运算的溢出; 难点:补码与真值区别、溢出与进位的概念 ?计算机中的数制 ?二进制数的运算 第二章 微型计算机的基本组成电路(2学时) 重点:微机计算机基本组成，总线结构，存储器的分类及其特点 ?CPU ?三态电路 ?总线结构 ?存储器 第三章 微型计算机的基本工作原理(3学时) 重点:微型计算机指令的执行过程，流水线的原理，高速缓存的工作原理。 ? 微型计算机结构的简化形式 ?计算机的解题过程 ?指令的执行过程 ?现代技术在微型计算机中的应用 第四章 微处理器(8学时) 重点:8086微处理器的内部结构、主要引脚的功能，最小工作模式配置，存储器读 和写典型时序图，中断和中断矢量的基本概念，8086CPU中断的类型，CPU响应中断 的条件，中断响应过程。 难点:存储器读和写典型时序图，中断和中断矢量的基本概念 ?微处理器的概述 ?139? ?8086,8088 CPU的结构 ?8086,8088 CPU的引脚信号和工作模式 ?8086,8088 的主要操作功能 ?CPU与存储器的连接 第五章 微型计算机的指令系统(8学时) 重点:寻址的概念;6种基本的寻址方式及有效地址的计算;掌握数据传送类，算 术逻辑运算类，移位指令的功能和应用; 难点:间接寻址方式及有效地址的计算; ?8086,8088汇编语言及指令的格式与寻址方式 ?传送类指令 ?数据操作类指令 ?串操作指令 ?控制类指令 第六章 微型计算机的程序设计(4学时) 重点:分支程序和循环程序的设计 难点:子程序的编写 ?程序设计步骤 ?简单程序 ?分支程序 ?循环程序 ?子程序 ?查表程序 第七章 微型计算机汇编语言及汇编程序(4学时) 重点:掌握汇编程序的基本格式;掌握定义数据、符号、段、过程等伪指令的使用 方法;掌握汇编程序的分析与设计方法;运用DEBUG和MASM调试汇编语言程序。 难点:DOS的功能调用; ? 宏汇编语言的基本语法 ?140? ? 伪指令 ? 系统功能调用 ? 汇编程序的功能及汇编过程 ? 汇编语言程序设计 第八章 输入,输出接口(12学时) 重点:掌握输入输出(I/O)设备与微型机之间交换数据的三种控制方式(程序控制I/O方式，中断控制I/O方式，直接存贮器存取(DMA)方式);8255A编程结构、控制字，掌握初始化编程及其与微机的接口和应用;8251A编程结构。 难点:8255A控制字设置，初始化编程及与微机的接口;8251A初始化编程和应用。 ?微型计算机的输入,输出接口 ?并行通信与并行接口 ?可编程并行通信接口芯片8255A ?串行通信及串行接口 ?可编程串行通信接口芯片8251A 第九章 中断控制器、计数,定时控制器及DMA控制器(13学时) 重点:掌握8253编程结构、工作方式及应用;掌握8259A的编程结构、工作方式及其在PC机中的应用。 难点: 8259A的中断工作过程和工作方式;中断服务程序的编写。 ?可编程中断控制器8259A ?可编程计数,定时控制器8253 ?可编程DMA控制器8237 第十章 A,D及D,A转换器(4学时) 重点:掌握D/A和A/D转换器工作原理及接口方法 ? D,A转换器工作原理 ?141? ? D,A转换器的主要性能指标 ? DAC 0832 D,A转换器 ? A,D转换器主要性能指标 ? A,D转换器工作原理 ? ADC 0809 A,D转换器 四、实验教学内容与要求 通过实验实践加深理论知识的立理解。上机编程，接口电路实验。 实验内容: 01 初级程序的编写与调试实验 02 加法及判断程序的编写与调试 03 随机存储器(RAM 6116)实验 04 8255A与小键盘接口实验 05 可编程串行通信接口(8251A)实验 06 8259A中断控制器实验 五、考核方式 期末笔试采用完全闭卷或完全开卷，也可以是闭卷和开卷相结合，各占一定百分比。 六、成绩评定 本课程是考试或考查课程。采用期末笔试、平时作业与上机实验相结合的考核方式。笔试成绩占总成绩的60%，上机实验占总成绩的30%，平时作业占总成绩的10%。 七、本课程对学生创新能力培养的措施 结合教学内容尽可能多开实验，提高实际动手能力的要求。 八、教材与参考书 教材: 郑学坚 周斌 编著 《微型计算机原理及应用》(第三版)清华大学出版社2001年 ?142? 参考书: [1] 杨素行等 编著 《微型计算机系统原理及应用》 清华大学出版社 2000年 [2] Barry B(Brey 《THE INTEL MICROPROCESSORS》 Pearson Education(高教影印版) [3] 戴梅鄂等著 《微型计算机技术及应用》--从16位到32位 清华大学出版社 2002年 [4] 沈美明等 《IBM-PC汇编语言设计》 清华大学出版社 [5] 马维华等 《从8086到Pentium III 微型计算机及接口技术》 科学技术出版社 九、其它必要说明 通过学习微机原理课，使学生掌握计算机中常用的各种数制及其相互转换的方法、微机系统的硬件组成、指令系统、汇编语言程序设计方法和接口芯片8255A、8251A、8259A、8253及A,D、D,A转换等常用芯片的工作原理和控制字格式及编程方法，并配以适当的实验教学培养学生的独立分析问题和解决问题的能力，通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。 ?143? 《电子测量技术》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:陈洪财 一、课程基本信息 1(课程中文名称:电子测量技术 2(课程英文名称:Electric Measure 3(课程类别:限选 4(适用专业:电子信息工程、电气工程及其自动化 5(总学时:48(其中理论36 学时 上机12学时) 6(总学分:3学分 二、本科程在教学计划中的地位、作用和任务 《电子测量技术》是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理，性能指标，电参数的测试方法，该领域的最新发展等。电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。 通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力;通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力;培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。 三、理论教学内容与要求 第1章 测量的基本原理 (1)测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。 (2)计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。 ?144? (3)测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。 (4)电子测量的实现原理:变换、比较、处理、显示技术。 第2章 测量方法与测量系统 (1)电子测量的意义、特点、内容。 (2)电子测量的基本对象——信号和系统的概念、分类。 (3)电子测量方法分类。 (4)测量系统的基本特性——静态特性和动态特性。 第3章 测量误差及数据处理 (1)测量误差的分类、估计和处理:随机误差的统计特性及减少方法，系统误差的判断及消除方法，粗大误差及判断准则。测量结果的处理步骤。 (2)测量不确定度概念和分类，标准不确定度的A类评定方法和B类评定方法;合成标准不确定度的计算方法;扩展不确定度的确定方法。测量不确定度的评定步骤。 (3)有效数字的处理，测量数据的表示方法:一元线性回归法，端点法、平均选点法、最小二乘法。 第4章 时间与频率的测量 (1)时间、频率的基本概念、时间与频率标准。 (2)频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理，电子计数器的组成原理，误差分析。 第5章 电压测量 (1)了解电压测量的意义、特点，电压测量的基本原理、方法和分类，电压标准。 (2)交流电压的基本参数;检波实现交流电流(AC—DC)转换原理。 (3)DVM的组成原理及主要性能指标，A/D转换原理:逐次逼近比较式、单斜式双斜积分式、三斜积分式。 (4)电流、电压、阻抗(AVO)变换技术，数字多用表的组成方框，测量电路。 ?145? 第6章 阻抗测量 (1)阻抗定义及表示方法，电阻器、电容器、电感器的电路模型，元件参数的测量原理和方法概述，仪器分类，水平及应用。 (2)阻抗的模拟测量法、Q值测量。 (3) 阻抗的数字测量法原理，数字LCR测量仪。 第7章 信号波形测量 (1)示波器的功能、分类和发展。 (2)模拟示波器的组成，CRT显示原理，垂直系统和水平系统电路原理。 (3) 实时取样和等效取样原理，取样示波器组成原理。 (4)数字存储示波器组成和工作原理，及特点和指标。 第8章 信号的产生 (1)信号源作用和组成及分类，正弦信号源的性能指标。 (2)正弦、脉冲及函数发生器的组成、原理。 (3)频率合成原理、分类、特点和发展，锁相环(PLL)的基本工作原理及性能(分辨力和频率范围)，锁相环的几种基本形式。 (4)直接数字合成(DDS)基本原理,DDS的性能,任意函数发生器(AFG)或任意波形发生器(AWG)简介。 第9章 信号分析和频域特性测量 (1)信号分析和信号频谱的概念，信号频谱分析的内容，频谱分析仪的分类。 (2)扫频外差式频谱仪组成，基本工作原理，性能。 (3)谐波失真度的定义，谐波失真度测量方法，失真度测试仪主要技术指标和组成原理。 第10章 线性系统频率特性测量和网络分析 (1) 线性系统的幅频特性、相频特性测量，扫频信号源。 (2) 网络分析的基本概念。 ?146? 第11章 数字系统测试技术 (1)数字系统测试和数据域分析的基本概念，组合电路和时序电路测试方法简介。 (2)数据域测试系统组成，主要技术指标。 (3)逻辑分析仪基本组成原理，主要特点及技术指标。 (4)可测性设计和数据域测试的应用。 第12章 测试系统集成技术 测试系统集成概述， 测试系统中的通信技术、标准总线、硬件平台、软件平台。 四、实验教学内容与要求 (见实验课大纲) 五、考核方式 考试 六、成绩评定 作业+考试 七、本课程对学生创新能力培养的措施 加强硬件学习:在实 训分析 中逐步深入地学习误差理论和各种测量方法; 最后使用少量的课时系统讲解电气测量的综合内容 本课程是一门专业基础课，对学生掌握电路的基本概念、基本理论和基本分析方法的训练非常重要。这就要求在教学过程中不断加以训练，在理论课中应适度安排测试，在实践课中应注意对理论知识的提炼。 八、教材与教学参考书 教材:《电子测量原理》古天祥主编 北京:机械工业出版社出版 2004 1(常健生(检测与转换技术(北京:机械工业出版社，1997 2(穆志坚(电磁计量技术(北京: 机械工业出版社,1988 3(周培生(自动检测与仪表(北京: 清华大学出版社,1986 ?147? 《自动控制原理》教学大纲 修订单位:韩山师范学院物理与电子工程系 执 笔 人:余静 一、课程基本信息 1(课程名称:自动控制理论 2(学时数: 82(理论72学时，实验10学时) 3(学分数: 4分数 4(适用专业:电气工程及自动化专业 二、本课程的地位、任务和作用 本课程是电气工程及自动化专业的专业基础课。通过本课程的学习使学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析、设计、实验的初步能力，为 ?148? 后续专业课程的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础，也为学生进一步学习和研究控制理论提供条件。 三、本课程的相关课程 先修课程有:《高等数学》、《积分变换》、《复变函数》、《普通物理》、《电路分析》、《模拟电子技术基础》、《数字电子技术基础》、《电机与电力拖动基础》等。要求数学系列课程介绍微分方程、拉氏变换、傅里叶变换等的基本内容。要求电路分析及电子技术基础课程介绍无源网络及模拟运算电路等的基本计算方法。要求电机与电力拖动课程介绍自动控制系统中常用的机电检测、执行元件的基本原理、特性和基本方程。 后续课程主要有:《现代控制理论》、《最优控制》、《电力拖动自动控制系统》、《计算机控制技术》、《过程控制系统》等。 四、本课程的基本内容及要求 (一)基本内容 根据专业教学计划规定的学时和对专业基础课的要求以及当前控制理论的发展现状，确定以精选内容、保证基础(概念、方法、规律)、适当保持学科的系统性和先进、注重对学生分析、计算、实验能力的培养为目标确定教学内容。采用先进的教学手段和计算机辅助分析与设计以保证理论和实验教学内容顺利完成。 第一章 绪论 1(引言。介绍自动控制理论的发展概况及自动控制的一般概念。 2(自动控制的基本控制方式。开环控制、闭环(反馈)控制、复合控制的特点与作用;反馈的概念及其物理本质、重要性;自动控制系统的基本组成、术语及定性分析方法。 3(自动控制系统的分类。 4(对自动控制系统的基本要求。 5(本课程的任务及性质、学习特点。 第二章 控制系统的数学模型 1(引言。数学模型的意义、建立数学模型的主要方法、数学模型的主要类型。 ?149? 2(控制系统的微分方程式描述。 3(非本质非线性数学模型的线性化。 4(传递函数的定义、性质、求法及典型环节的传递函数。 5(方框图的建立、基本联接、等效变换和简化;控制系统的开环、闭环、误差传递函数。 6(信号流程图的基本概念、术语与定义。梅逊公式的应用。 第三章 线性系统的时域分析 1(典型输入信号和自动控制系统的时域性能指标。 2(一阶系统的时域分析。数学模型，极点位置，典型响应、性能指标及与特征参数的关系。 3(二阶系统的时域分析。数学模型，极点位置，按阻尼比分类，典型响应、性能指标及与特征参数的关系。 4(高阶系统的时域分析。系统主导极点与偶极子的概念;近似分析高阶系统的性能。 5(线性定常系统稳定性的概念与定义;线性定常系统稳定的充要条件;劳斯判据的应用。 6(稳态误差。稳态误差的定义;稳态误差的计算;系统的型别、误差系数、误差级数;系统的结构与稳态误差的关系;减小稳态误差的方法。 第四章 根轨迹法 1(根轨迹的基本概念。根轨迹的定义;根轨迹方程。 2(绘制1800根轨迹的基本规则。 3(绘制00根轨迹的基本规则。 4(参数根轨迹与迟后系统根轨迹。 5(用根轨迹法分析控制系统的性能。 第五章 频率特性法 1(频率特性。频率特性的物理概念、定义及求法;频率特性的几种图示方法。 2(典型环节的频率特性。最小相位与非最小相位环节。 ?150? 3(控制系统的开环频率特性。研究系统开环频率特性的意义;系统开环频率特性的求取与绘制(Nyquist图、Bode图)方法。 4(Nyquist稳定判据。 5(系统的稳定裕度(相角裕度与增益裕度)及其工程意义。 6(控制系统的闭环频率特性。 7(频域性能指标与时域性能指标的关系及三频段的概念。 第六章 线性反馈系统的校正 1(控制系统校正的基本概念。校正的定义;校正的形式;基本控制规律。 2(超前、迟后、迟后--超前校正装置的作用、对应的校正网络、传递函数及其特性。 3(根轨迹法在系统校正中应用。 4(频率特性法在系统校正中的应用。 5(反馈校正和复合校正。 第七章 非线性控制系统分析 1(非线性系统的基本概念。非线性系统的定义、特点;本质非线性和非本质非线性;典型非线性特性的数学描述、实例及对控制系统性能的影响。 2(用描述函数法分析非线性系统。谐波线性化及描述函数的定义、求取方法;典型非线性特性的描述函数;非线性系统的一般结构;判别非线性系统的稳定性。 3(用相平面法分析非线性系统。绘制相轨迹的方法;奇点和极限环定义;由相轨迹分析系统的暂态响应、运动特性。 第八章 采样控制系统的分析与校正 1(采样过程与采样定理。采样系统的定义;采样信号的形成;采样定理;零阶和一阶保持器。 2(采样控制系统的数学模型。差分方程;Z变换及Z反变换;开环、闭环脉冲传递函数。 3(采样控制系统的稳定性。稳定的概念与定义;双线性变换;劳斯稳定判据;根轨迹法及频率特性法的应用。 ?151? 4(采样控制系统的动、稳态性能分析。 5(采样控制系统的校正。 (二)基本要求 1、绪论 • 掌握自动控制系统的基本概念、术语，了解自动控制系统的组成和分类。 • 掌握自动控制系统的基本控制方式(开环、闭环(反馈)控制、复合控制)及特 点。 • 了解对自动控制系统的基本要求。 • 了解自动控制系统的定性分析方法。 • 了解本门课程的意义与作用。 2、控制系统的数学模型 • 一般了解数学模型的概念、表达方式，建模的方法。 • 掌握一般物理系统的微分方程式建立。 • 熟练掌握传递函数的概念、求法及典型环节的传递函数。 • 熟练掌握控制系统方框图的化简方法、用梅逊公式求取系统等效传递函数。 3、线性系统的时域分析 • 了解线性定常系统的时域响应的组成，熟悉控制系统暂态响应性能指标的定义。 • 重点掌握一、二阶系统的阶跃响应分析、性能指标及其与系统极点、系统参数之 间的关系。 • 一般了解高阶系统的暂态响应和闭环主导极点的概念。 • 掌握线性定常系统稳定性的概念、稳定的充要条件。重点掌握Routh判据的应用。 • 掌握稳态误差的概念、系统的型别、误差级数的计算。重点掌握稳态误差终值的 计算及减小稳态误差的方法。 4、根轨迹法 • 了解根轨迹的概念。熟练掌握根轨迹方程。 ?152? • 重点掌握绘制1800根轨迹的基本条件和基本规则。 • 熟练掌握参数根轨迹与00根轨迹的绘制。了解迟后系统根轨迹。 • 重点掌握根轨迹与系统各项性能指标的关系。 5、频率特性法 • 熟练掌握频率特性的概念。 • 重点掌握系统开环频率特性(Nyquist图和Bode图)的绘制。 • 重点掌握乃奎斯特稳定判据。 • 了解最小相位系统的概念。 • 重点掌握利用实测开环对数幅频特性确定最小相位系统开环传递函数的方法。 • 重点掌握控制系统相角裕度、幅值裕度的基本定义、概念及计算方法。 • 了解闭环幅频特性的概念及其频域性能指标。 • 一般了解频域指标与时域指标间的关系。 6(线性反馈系统的校正 • 熟练掌握控制系统校正的概念、校正的实质、校正的形式。 • 熟练掌握串联相位超前校正、相位滞后校正、相位滞后-超前校正装置及特性。 • 了解用根轨迹法确定串联校正装置参数的方法。掌握用频率特性法确定串联校正 装置参数的方法。 • 掌握反馈校正、前馈校正及复合控制的基本思想。 7( 非线性控制系统分析 • 掌握非线性系统的基本概念、非线性系统与线性系统的差别及实质。了解非线性 的数学描述、分类、特点、研究方法。 • 掌握描述函数的概念、几种典型非线性特性的描述函数。 • 重点掌握用描述函数分析非线性系统稳定性的方法、判别自激振荡存在的条件。 ?153? • 掌握相平面的基本概念:相平面、相轨迹，平衡点、奇点、极限环。熟练掌握绘制相轨迹的方法，用相轨迹分析非线性系统的运动及极限环判断。 8(采样控制系统的分析与校正 • 掌握采样控制系统的基本概念、采样过程，熟练掌握采样定理的内容和零阶保持器的概念及传递函数。 • 重点掌握Z变换和Z反变换的计算方法。 • 重点掌握求取脉冲传递函数的方法。掌握采样控制系统的动、稳态性能分析、求解的方法。 • 重点掌握采样系统的稳定性分析(利用双线性变换及劳斯判据)。 • 掌握采样控制系统的最少拍设计方法。 五、实验 实验以学习控制系统的基本实验方法和培养测试、分析、设计能力为主，验证性的内容为辅。实验教学时数为10学时。 1(自动控制系统演示(2学时) 2(一阶系统和典型欠阻尼二阶系统的时域特性研究(2学时) 3(线性控制系统的频域响应分析(2学时) 4(线性系统的校正与状态反馈(2学时) 5(MATLAB实验(2学时) 五、教学方式与考核方式 本门课程以理论教学为主，辅之以实验教学。实行教考分离，以笔试成绩为主，适当考虑实验及作业情况。 六、学时分配 章次 一 二 三 四 五 六 七 八 理论教学时数 学时 3 9 10 10 12 8 10 10 72 七、使用教材及主要参考书 《自动控制原理》 程鹏 高等教育出版社 2003年 (1)胡寿松主编，《自动控制原理》(第四版)(北京:科学出版社，2002。 ?154? (2)李友善，自动控制原理(修订版)(北京:国防工业出版社，1989。 (3)吴 麒，自动控制原理(北京:清华大学出版社，1990。 (4)Morris Driels 主编，《Linear Control System Engineering》，McGraw-Hill和清华大学出版社联合出版。 (5)杨自厚主编，《自动控制原理》(冶金工业出版社。 (6)Katsuhiko Ogata，Modern Control Engineering，Prentice—Hall,Inc(Englewood Cliffs,N(J(， ?155?