郑州大学 过程装备与控制工程专业 《控制工程与测试技术实验》 课程教学大纲 大纲制订人：王永庆靳遵龙 大纲审定人：靳遵龙 修订日期：2020年7月
郑州大学 过程装备与控制工程专业 《控制工程与测试技术实验》 课程教学大纲 大纲制订人：王永庆 靳遵龙 大纲审定人：靳遵龙 修订日期：2020 年 7 月
《控制工程与测试技术实验》课程教学大纲 课程编号：013117 课程名称：控制工程与测试技术实验 Control Engineering&Testing Technology Experiment 课程类型：专业实践 总学时：24 讲课学时：0 实验学时：24 学分：1 适用对象：过程装备与控制工程专业 先修课程：电工学、材料力学 后续课程：控制技术及应用 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《控制工程与测试技术实验》课程为《测试技术》与《控制工程基础》课程的实践课 程，是一门知识面宽、实践性强的课程，在工业自动化的过程中占有很重要的位置。开这 门课的目的在于结合《测试技术》与《控制工程基础》课程，着重对学生“能力”的培 养，如自学能力、动手能力、解决实际问题的能力等。 本课程拟达到的教学目标 ()要求了解、掌握压力、温度、转速等常见参数的测量方法及所用仪器、仪表的结构、 原理和应用等内容，使学生获得检测系统中常用传感器、中间变换、显示记录仪及相关控制 装置的工作原理、使用方法等方面的知识。 (2)能独立地应用控制工程基础的基本理论、基本方法来分析实际工程中提炼出来的各 种控制理论问题 本课程的教学目标与单业要求的对应关系为 课程教学目标1 2 毕业要求 4-3 设计过程装备与控制工程专业的相关实验，进 行试验研究，并通过信息综合获得有效实验结论0.5 二、教学的基本要求 通过本课程的学习，要求了解、掌握压力、温度、转速等常见参数的测量方法及所用 仪器、仪表的结构、原理和应用等内容，使学生获得检测系统中常用传感器、中间变换、 显示记录仪及相关控制装置的工作原理、使用方法等方面的知识。能独立地应用控制工程 基础的基本理论、基本方法来分析实际工程中提炼出来的各种控制理论问题
《控制工程与测试技术实验》课程教学大纲 课程编号: 013117 课程名称：控制工程与测试技术实验 Control Engineering & Testing Technology Experiment 课程类型：专业实践 总 学 时：24 讲课学时：0 实验学时：24 学 分：1 适用对象：过程装备与控制工程专业 先修课程：电工学、材料力学 后续课程：控制技术及应用 开课单位：机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标 《控制工程与测试技术实验》课程为《测试技术》与《控制工程基础》课程的实践课 程，是一门知识面宽、实践性强的课程，在工业自动化的过程中占有很重要的位置。开这 门课的目的在于结合《测试技术》与《控制工程基础》课程，着重对学生“能力”的培 养，如自学能力、动手能力、解决实际问题的能力等。 本课程拟达到的教学目标 (1) 要求了解、掌握压力、温度、转速等常见参数的测量方法及所用仪器、仪表的结构、 原理和应用等内容，使学生获得检测系统中常用传感器、中间变换、显示记录仪及相关控制 装置的工作原理、使用方法等方面的知识。 (2) 能独立地应用控制工程基础的基本理论、基本方法来分析实际工程中提炼出来的各 种控制理论问题。 本课程的教学目标与毕业要求的对应关系为： 课程教学目标 毕业要求 1 2 4-3 能够设计过程装备与控制工程专业的相关实验，进 行试验研究，并通过信息综合获得有效实验结论 0.5 √ √ 二、教学的基本要求 通过本课程的学习，要求了解、掌握压力、温度、转速等常见参数的测量方法及所用 仪器、仪表的结构、原理和应用等内容，使学生获得检测系统中常用传感器、中间变换、 显示记录仪及相关控制装置的工作原理、使用方法等方面的知识。能独立地应用控制工程 基础的基本理论、基本方法来分析实际工程中提炼出来的各种控制理论问题
三、课堂教学内容及要求 (一)测试技术实哈部分 实验一、电桥加减特性及静应力测定 要求， (1)掌握电阻应变测量的原理、方法、电阻应变片的指标 (2)掌握电阻应变仪结构、原理、电桥的加减特性 (③)掌握电阻应变法进行实际构件应变测量的方法和步骤 实验二、动态应力测定 要求： (1)了解机械振动的类型及其描述、掌握测振传感器的响应条件 (2)掌握动态应变测量的基本原理与方法 (3)掌握振动测量结果分析的方法 实验三、复杂应力测定 要求 ()掌握复杂应力测定的原理、方法 (2)掌握电阻应变仪结构、原理、电桥的加减特性 ()掌握电阻应变法进行复杂应力应变测量的方法和步骤 实验四、转速测定 要求： (1)了解摸拟式测速法的原理 (2)掌握计数式测速法的原理 (3)掌握闪频式测速法的原理 (4)掌握转速测量的常用方法与步骤 实验五、热电偶制作与标定 要求： (1)掌握热电式传感器的工作原理 (2)掌握热电偶的焊接方法与标定方法 (3)掌握有关仪器的工作原理与使用方法 (二)控制工程基础部分 实验一、控制系统典型环节的模拟 要求： ()熟悉超低频扫描示波器的使用方法 (2)掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路
三、课堂教学内容及要求 （一）测试技术实验部分 实验一、电桥加减特性及静应力测定 要求： (1) 掌握电阻应变测量的原理、方法、电阻应变片的指标 (2) 掌握电阻应变仪结构、原理、电桥的加减特性 (3) 掌握电阻应变法进行实际构件应变测量的方法和步骤 实验二、动态应力测定 要求： (1) 了解机械振动的类型及其描述、掌握测振传感器的响应条件 (2) 掌握动态应变测量的基本原理与方法 (3) 掌握振动测量结果分析的方法 实验三、复杂应力测定 要求： (1) 掌握复杂应力测定的原理、方法 (2) 掌握电阻应变仪结构、原理、电桥的加减特性 (3) 掌握电阻应变法进行复杂应力应变测量的方法和步骤 实验四、转速测定 要求： (1) 了解摸拟式测速法的原理 (2) 掌握计数式测速法的原理 (3) 掌握闪频式测速法的原理 (4) 掌握转速测量的常用方法与步骤 实验五、热电偶制作与标定 要求： (1) 掌握热电式传感器的工作原理 (2) 掌握热电偶的焊接方法与标定方法 (3) 掌握有关仪器的工作原理与使用方法 （二）控制工程基础部分 实验一、控制系统典型环节的模拟 要求： (1) 熟悉超低频扫描示波器的使用方法 (2) 掌握用运放组成控制系统典型环节的电子电路
(3)掌握典型环节的阶跃响应曲线 (4)通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 实验二、一阶系统的时域响应及参数测定 要求： ()观察一阶系统在单位阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应 (2)根据一阶系统的单位阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数 实验三、典型环节须率特性的测试 要求： ()掌握用李沙有图形法，测量各典型环节的频率特性 (2)根据所测得频率特性，作出伯德图，据此求得环节的传递函数 实验四：二阶系统的瞬间响应分析 要求： ()熟悉二阶模拟系统的组成 (2)掌握二阶系统的单位阶跃响应分析方法 (③)能够分析增益对二阶系统单位阶跃响应的超调量、峰值时间及调整时间的影响 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号 教学内容 学时 教学方式 对应教学目 标 1 实验：电桥加减特性及静应力测定 4 实验 2 实验：动态应力测定 实验 3 实验：复杂应力测定 实验 1 实验：转速测定 实验 实验：热电偶制作与标定 2 实验 1 6 实验：控制系统典型环节的模拟 实验 实验：一阶系统的时域响应及参数测定 3 实验 2 实验：典型环节频率特性的测试 实验 实验：二阶系统的瞬间响应分析 实验
(3) 掌握典型环节的阶跃响应曲线 (4) 通过实验了解典型环节中参数的变化对输出动态性能的影响 实验二、一阶系统的时域响应及参数测定 要求： (1) 观察一阶系统在单位阶跃和斜坡输入信号作用下的瞬态响应 (2) 根据一阶系统的单位阶跃响应曲线确定一阶系统的时间常数 实验三、典型环节频率特性的测试 要求： (1) 掌握用李沙育图形法，测量各典型环节的频率特性 (2) 根据所测得频率特性，作出伯德图，据此求得环节的传递函数 实验四：二阶系统的瞬间响应分析 要求： (1) 熟悉二阶模拟系统的组成 (2) 掌握二阶系统的单位阶跃响应分析方法 (3) 能够分析增益对二阶系统单位阶跃响应的超调量、峰值时间及调整时间的影响 四、课堂教学学时分配及对应教学目标 序号 教学内容 学时 教学方式 对应教学目 标 1 实验：电桥加减特性及静应力测定 4 实验 1 2 实验：动态应力测定 2 实验 1 3 实验：复杂应力测定 2 实验 1 4 实验：转速测定 2 实验 1 5 实验：热电偶制作与标定 2 实验 1 6 实验：控制系统典型环节的模拟 3 实验 2 7 实验：一阶系统的时域响应及参数测定 3 实验 2 8 实验：典型环节频率特性的测试 3 实验 2 9 实验：二阶系统的瞬间响应分析 3 实验 2
五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程主要是要求学生自己完成各种设备的相关参数测定方案，主要是应力、振动、 温度和压力等，与课堂教学相结合，实验与讲课穿插进行。控制工程基础实验部分理论性 强，比较抽象，应特别重视对实验结果的分析和理解。强调自己动手完成实验。 六、考核及成绩评定方式 本课程为实践操作，要求实验完成后撰写实验报告。 七、教材和参考书目 教材：《测试技术》（第3版），贾民平、张洪亭，高等教育出版社，2016 《控制工程基础》（第3版），王积伟，高等教育出版社，2010 参考书目：《过程装备测试技术》，王毅编著，北京大学出版社，2010 《控制工程基础》（第4版），董景新等，清华大学出版社，2015 八、课程资源链接 大纲制订人：王永庆新遵龙 大纲审定人：新遵龙 制订日期：2017年6月 修订日期：2020年7月
五、课程教学思想、教学方法、教学手段 本课程主要是要求学生自己完成各种设备的相关参数测定方案，主要是应力、振动、 温度和压力等，与课堂教学相结合，实验与讲课穿插进行。控制工程基础实验部分理论性 强，比较抽象，应特别重视对实验结果的分析和理解。强调自己动手完成实验。 六、考核及成绩评定方式 本课程为实践操作，要求实验完成后撰写实验报告。 七、教材和参考书目 教 材：《测试技术》（第 3 版），贾民平、张洪亭，高等教育出版社，2016 《控制工程基础》（第 3 版），王积伟，高等教育出版社，2010 参考书目：《过程装备测试技术》，王毅编著，北京大学出版社，2010 《控制工程基础》（第 4 版），董景新等，清华大学出版社，2015 八、课程资源链接: 大纲制订人：王永庆 靳遵龙 大纲审定人：靳遵龙 制订日期：2017 年 6 月 修订日期：2020 年 7 月