自动化专业本科人才培养质量标准(官方).doc

自动化专业
Automation
080801
一、 专业教育特色
面向各自动化应用领域，在专业培养中注重强电与弱电相结合，测量与控制相结合，生产设备与自动化控制系统相结合，节能环保与新能源开发相结合。在专业竞赛中培育创新意识、创新精神和创新能力。
二、 专业培养目标
培养掌握自动化工程领域的知识和技能并在自动化领域某一方向具有专长，在自动化生产、制造领域，从事自动化工程设计、编程、调试和自动化改造与创新，在自动化装置、装备研究开发领域，从事自动检测、控制装置与装备以及自动化生产管理技术的高级应用型自动化专业人才。
三、 专业培养规格
1、 知识
依据教育部“高等学校本科自动化指导性专业规范”，以现代教育思想和教育教学规律为指导，以提高人才培养质量为核心，加强专业基础教学，强化课程之间的知识联系以及学生实践能力的培养，注重学生综合素质和创新意识培养。
2、 能力
从加强学生动手能力培养的角度出发，依据相关课程的相互关系，构建了一个完整的理论课程体系、实践课程与能力培养体系。主要体现在基础课程统一规划，专业方向灵活设置，大量增加了选修课程和实践性课程。
通过学生电子、电气实训，以及参加“全国电子设计大赛”、“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛和“湖北省电子设计大赛”等比赛，增强学生创新精神和实践动手能力。
3、 品格
培养德、智、体全面发展和知识、能力、素质协调发展，正确处理政治思想与业务、基础与专业、学习与健康、知识与能力和素质等关系。遵纪守法，尊敬师长，树立爱国主义、集体主义和社会主义思想。具有良好的职业道德观和思想品德。
四、 专业教学
1、 专业的知识体系
（1）通识课程
包括毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想概、思想道德修养与法律基础、“两课”实践-思修、中国近现代史纲要、马克思主义基本原理、“两课”实践-马原、大学生心理健康教育、大学英语、体育、毛泽东思想概论、邓小平理论概论等五门政治理论课和军事理论，法律基础，管理基础等。
（2）学科基础课程
包括线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换、大学物理、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理及应用等。
（3）专业课程
包括传感器与检测技术、电机与拖动基础、自动控制原理、运动控制系统、电气与可编程序控制、计算机控制技术、自动化概论、现代控制理论、DSP技术、过程控制、供配电技术等等方面的课程。
（4）实践教学
包括暑期社会实践、模拟电子课程设计、数字电子课程设计、电气控制系统设计、计算机控制技术课程设计、器件与仪器认知、生产实习、毕业设计、创新等。
2、 知识体系的课程教学
专业的知识体系与教学类别的关系 表1
序号
教学类别
主要知识领域和知识单元
1
通识知识
大学英语、计算机基础、思想道德修养与法律基础、体育、军事理论与实践等
2
学科基础知识
线性代数、高等数学、概率论与数理统计、大学英语、高等数学、复变函数与积分变换、工程制图、大学物理、大学物理实验、C语言程序设计、电路分析、电路实验技术、模拟电子技术、模拟电子实验技术、Matlab与系统仿真、数字电子技术、数字电子实验技术、电子线路设计CAD、电气工程设计CAD、单片机原理及应用、单片机实验技术
3
专业知识
传感器与检测技术、电力电子技术、电机与拖动基础、自动控制原理、运动控制系统、电气与可编程序控制、计算机控制技术、自动化概论、数据结构、智能科学技术导论、数据库原理及应用、运筹学、EDA原理及应用、信号与线性系统、现代控制理论电源逆变技术、DSP技术、过程控制、智能楼宇控制工程、智能楼宇控制工程、新能源技术、工业控制网络、供配电技术、专业英语
4
创新训练与
素质拓展
暑期社会实践、C语言程序课程设计、模拟电子课程设计、数字电子课程设计、单片机课程设计、电气控制系统设计、计算机控制技术课程设计、器件与仪器认知、生产实习、控制系统综合设计、毕业设计
3、 知识体系的实践教学
专业知识体系实践教学的基本设置 表2
序号
实践教学类别
知识单元
基本要求或方案
1

实验
课内实验
计算机基础B
8学时、数计学院计算机实验室
自动控制原理
10学时、机械及自动化学院控制实验室
电气与可编程序控制
8学时、机械及自动化学院控制实验室
电机与拖动
10学时、机械及自动化学院电机控制与电源技术实验室
电力电子技术
6学时、机械及自动化学院电机控制与电源技术实验室
传感器与检测技术
6学时、机械及自动化学院电机控制与电源技术实验室
计算机控制技术
6学时、机械及自动化学院控制实验室
工业控制网络
24学时、机械及自动化学院控制实验室
现代控制理论
8学时、机械及自动化学院控制实验室
Matlab与系统仿真
12学时、机械及自动化学院计算机实验室
数据结构
16学时、机械及自动化学院计算机实验室
数据库原理及应用
12学时、机械及自动化学院计算机实验室
DSP技术
6学时、机械及自动化学院EDA实验室
独立设课实验
大学物理实验
16学时、电子电气学院大学物理实验室
电路实验技术
20学时、机械及自动化学院电路实验室
模拟电子技术实验
20学时、机械及自动化学院模拟电路实验室
数字电子技术实验
20学时、机械及自动化学院数字电路实验室
单片机技术实验
20学时、机械及自动化学院微机控制实验室
电气工程设计CAD
24学时、机械及自动化学院计算机实验室
电子线路设计CAD
24学时、机械及自动化学院计算机实验室
器件与仪器认知
1周、机械及自动化学院
2
课程设计
C语言程序课程设计
1周、数计学院计算机实验室
模拟电子课程设计
2周、机械及自动化学院模拟电路实验室
数字电子课程设计
2周、机械及自动化数字电路实验室
单片机课程设计
2周、机械及自动化控制实验室
电气控制课程设计
2周、机械及自动化控制实验室
计算机控制技术课程设计
2周、机械及自动化控制实验室
控制系统综合设计
2周、机械及自动化控制实验室
3
毕业设计
涉及自动化生产、运动控制系统、过程控制系统等电气工程领域相关理论研究与分析；装置、设备、系统的软、硬件设计与实现；行业生产、施工、运行、调试及管理方法研究与改进等
15周、校内或相关企业
4
实习
生产实习
电气设备生产、生产过程控制、自动化装配的工业过程及方法，电器产品及新技术认知等
2周、相关企业
毕业实习
基于毕业设计课题，亲验自动化专业相关企、事单位的组织机构、管理规章及运营模式；产品生产、调试、安装、售后等过程
2周、相关企业
5
实践
两课实践
社会角色体验、社会热点调查、专业发展调查
60学时(16学时（思修）+16学时（马原）+28学时（毛概）)、校外
军训
爱国主义精神教育、革命品格与精神教育，掌握基本军事知识和技能
3周、校内+校外
社会实践
专业相关的社会调查
4周(2周+2周)，校外
企业实践
专业相关的校企协作，项目开发
4周，校外
4、 创新训练
面向实践的多模块多层次项目式创新训练 表3
序号
创新单元
基本要求或目标
1
实验
(1)优化实验配置，实现资源共享；
(2)实验内容实现基础型、技能型、创新型3个层次相互衔接；
(3)以基础教学、专业发展、学科融合为主线，设置实验项目；
(4)向本专业学生实行开放式实验管理。
2
课程设计和毕业设计
(1)基于专业方向的设计内容的模块化；
(2)注重专业知识间的相互衔接，突出设计的综合性、专业性、实用性和创新性；
(3)以工程项目的形式推进整个设计过程，其中，“项目式”的形式分多层次递进开展，即认知层次、功能电路及简单装置层次、系统层次，真正让学生以模拟工程师的身份与视角进行独立思考，讨论学习，团队协作和创新进步；
(4)重视过程监控和质量管理，强化前期安排、中期检查、期末检查和答辩总结。
3
课外实践
(1)鼓励学生积极参与课外创新活动，如自主立项参加科研训练；参加教师科研项目；参加学科竞赛活动；听课外研学讲座；提交自主研学作品；发表科技论文。
(2)建立优秀成果奖励机制。
五、 专业课程体系
1、 学分制条件下的准入课程和准出课程
准入课程：高等数学、工程数学、大学物理、电路分析、自动化概论、单片机原理及应用等。
准出课程：模拟电子技术、数字电子技术、传感器与检测技术、自动控制原理、电力电子技术、电机与拖动基础、运动控制系统、电气与可编程序控制、计算机控制技术、控制系统综合设计。
2、 专业知识体系和课程体系构建一览表
专业知识体系和课程体系的构建 表4
序号
知识体系
课程体系
课程/学分
1
通识知识体系
序号
知识领域
知识单元
推荐课程
学分
1
心理素质知识

心理健康教育、中国近代史、形势与政策、马克思主义基本原理等
18
2
身体素质知识
体育、军事理论与训练、身体素质测试
6.5
3
文化素质知识
大学外语、计算机、就业指导
13
2
学科基础知识体系
1
数学
高等数学、工程数学
高等数学、线性代数、概率论与数理统计、复变函数与积分变换
16
2
物理与工程设计基础
力学、电学、电磁学，制图基础
大学物理、大学物理实验、工程制图
12
3
控制程序编程与芯片开发应用原理与方法
设计编程、MCU应用开发、系统仿真
C语言程序设计、数据结构、数据库原理及应用、Matlab与系统仿真、单片机原理及应用等
14.5
4
电路与电子原理与方法
电学理论与技术
电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等
18.5
5
电子、电气设计方法
基本工具应用
电子线路设计CAD、电气工程设计CAD
3
3
专业知识体系
1
控制基础
控制理论、检测技术、拖动基础
自动控制原理、现代控制理论、传感器与检测技术、电机与拖动基础、电力电子技术、信号与线性系统、专业英语
19.5
2
自动控制
运动控制与过程控制
运动控制系统、过程控制、控制系统综合设计
8
3
数字控制
数字控制理论与控制技术与手段
电气与可编程序控制、DSP技术、EDA原理及应用、工业控制网络、计算机控制技术、计算机控制技术课程设计
12
4
电力、能源与自动化系统
电力基础、新能源、监控与管理
供配电技术、新能源技术、电源逆变技术、智能楼宇控制、运筹学
6.5
4
素质拓展知识体系
1
素质拓展

专业选修课、人文选修课
10
3、 关键专业基础知识单元的核心知识点一览表
关键专业基础的知识单元 表5
序号
知识单元
核心知识点
1
电路分析
电路模型和电路定律：电路和电路模型；电流和电压的参考方向；电功率和能量；电路元件；电阻元件；受控电源；基尔霍夫定律。
了解：电路和电路模型的基本概念；集总假设。
理解：电路模型、电压和电流的参考方向以及关联方向概念；电功率和能量以及受控电源概念。
掌握：电功率吸收或发出的判断方法；电阻元件的VCR；基尔霍夫定律。
电阻电路的等效变换：电路的等效变换；电阻的串联和并联；电阻的星形联接和三角形联接的等效变换；电压源和电流源的串联和并联；实际电源的两种模型及其等效变换；输入电阻。
了解：平衡电桥的概念；等电势的概念；输入电阻概念。
理解：电路等效的概念。
掌握：电阻的星形联接和三角形联接的等效变换方法；电阻的串联和并联、电压源和电流源的串联和并联方法；实际电源的两种模型及其等效变换；输入电阻的求解。
电阻电路的一般分析：电路的图；KCL和KVL的独立方程数；支路电流法；网孔电流法；回路电流法；节点电压法。
掌握：结点电压法、网孔电流法；支路电流和回路电流法。
理解：KCL和KVL的独立方程数。
了解：电路的图的概念；无伴电源的概念。
电路定理：叠加定理；替代定理；戴维宁定理和诺顿定理；最大功率传输定理；特勒跟定理；互易定理；对偶原理。
掌握：叠加定理、戴维宁定理、诺顿定理、特勒跟定理、最大功率传输定理的基本内容和使用条件，能熟练运用这些定理解决实际问题。
理解：替代定理、互易定理。
了解：对偶原理的概念。
含有运算放大器的电阻电路:运算放大器的电路模型；比例电路的分析；含有理想运放的电路的分析。
掌握：理想运算放大器电路模型的特点；含有理想运算放大器电路的分析计算。
理解：理想运放的两个基本性质。
了解：运算放大器的结构和应用。
储能元件:电容元件；电感元件；电容、电感元件的串联与并联。
掌握：电容元件、电感元件的定义、性质和特点；电容和电感的伏安关系；电容、电感元件的串联与并联。
了解：动态元件的概念。
一阶电路和二阶电路的时域分析:动态电路的方程及其初始条件；一阶电路的零输入响应和零状态响应；一阶电路的全响应；二阶电路的零输入相应和零状态响应；二阶电路的全响应；一阶和二阶电路的阶跃响应；一阶和二阶电路的冲激响应。
掌握：动态电路的描述方程和求解方法；一阶电路的分析计算；一阶和二阶动态电路的阶跃响应和冲激响应计算方法。
理解：二阶电路的分析计算。
了解：固有频率、暂态和稳态、强制响应和固有响应、过渡过程等概念。
相量法:复数；正弦量；相量法基础；电路定律的相量形式。
理解：相量的概念。
掌握：正弦量的相量表示方法；KCL、KVL、电路元件VCR的相量形式。
正弦稳态电路的分析:阻抗和导纳；电路的相量图；正弦稳态电路的分析；正弦稳态电路的功率；复功率；最大功率传输。
掌握：阻抗和导纳的定义；电路的相量图的画法；正弦稳态电路的功率的定义及表示方法；最大功率的计算。
理解：动态电路阻抗和导纳的物理意义；平均功率、无功功率和复功率的物理意义。
含有耦合电感的电路：互感；含有耦合电感电路的计算；耦合电感的功率；变压器原理；理想变压器。
理解：互感的概念。
掌握：含有耦合电感电路的计算；含有理想变压器电路的计算。
了解：滤波器的原理及应用。
电路的频率响应：网络函数；RLC串联电路的谐振；RLC串联电路的频率响应；RLC并联谐振电路。
掌握：网络函数和频率响应概念；掌握RLC串联电路的频率响应和谐振；RLC并联电路的谐振。
了解：波特图和滤波器。
三相电路：三相电路概念；线电压与相电压关系；线电流与相电流关系；对称三相电路计算；不对称三相电路概念；三相电路的功率。
掌握：三相电路的基本理论；三相电路中线电压（流）与相电压（流）的关系；对称三相电路的计算。
了解：不对称三相电路的概念。
非正弦周期电流电路和信号的频谱：教学内容：非正弦周期电流信号；非正弦周期函数分解为傅里叶级数；有效值、平均值和平均功率；非正弦周期电流电路的计算。
了解：非正弦周期信号。
掌握：周期函数分解为傅里叶级数的方法；有效值、平均值、平均功率的计算方法；非正弦周期电流电路的计算方法。
线性动态电路的复频域分析：拉普拉斯变换的定义；拉普拉斯变换的基本性质；拉普拉斯反变换的部分分式展开；运算电路；应用拉普拉斯变换法分析线性电路；网络函数的定义；网络函数的极点和零点。
掌握：拉普拉斯变换的定义、基本性质、部分分式展开方法；用拉普拉斯变换法分析线性电路的方法。
了解：极点、零点与冲激响应的关系；极点、零点与频率响应的关系；卷积的定义。
电路方程的矩阵形式：割集； 关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵；回路电流方程的矩阵形式；结点电压方程的矩阵形式。
掌握：割集的基本知识；关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵的定义及表示法；回路电流方程的矩阵形式；节点电压方程的矩阵形式；割集电压方程的矩阵形式。
了解：状态方程的表示方法。
二端口网络：二端口网络的概念；二端口的方程与参数；二端口的等效电路。
掌握：二端口的描述方程与Z参数、Y参数计算方法；各种参数之间转换方法；二端口的等效电路。
了解：混合参数和传输参数模型。
2
模拟电子技术
半导体器件基础：半导体的基本知识PN结及二极管、三极管、场效应管。
基本放大电路：共射放大电路的组成及放大作用，图解分析法，微变等效电路分析法，放大器工作点的稳定问题，共集和共基放大电路，场效应管放大电路，差动放大电路、多级放大电路。
集成运算放大电路：电流源，差动放大电路，集成运放的主要参数及使用注意事项。
放大电路的频率响应：频率响应的概念、波特图、晶体管高频等效模型、单级放大电路频率响应、多级放大电路频率响应。
反馈放大器：反馈的基本概念及分类，方框图及一般表达式，负反馈，对放大器性能的改善，负反馈电路的分析方法。
信号的运算和处理电路:比例电路、加减法电路、微积分电路、误差分析、精密放大电路及低温漂电路、干扰与噪声、有源滤波。
波形发生与变换电路：正弦波振荡电路、电压比较器、非正弦波发生电路、波形变换
功率放大电路：功放的概念、甲、乙类功率放大、OCL、OTL、BTL放大电路的计算
直流电源：整流电路，滤波电路，倍压整流电路，稳压电路，开关稳压电路原理。
3
数字电子技术
数制与码制：理解二进制数特征、表示方式，二进制与十进制之间转换规则；理解十六进制数特征、表示方式，以及与二进制、十进制之间转换规则。掌握原码、反码、补码概念，以及在数字系统中引入补码的原因；掌握BCD码、ASCII表示方法。本章知识点：二进制、十六进制；原码、反码、补码；BCD码、ASCII码。
逻辑代数基础与逻辑门电路概念：理解逻辑关系及基本运算(逻辑与、或、非)；理解基本逻辑关系表示方法——基本逻辑门电路；理解逻辑函数、逻辑变量概念；掌握逻辑函数表示方法——逻辑代数式、真值表、卡诺图、逻辑图、波形图及其相互间转换；理解逻辑代数化简意义以及化简方法——熟练掌握4变量以内卡诺图化简法；理解逻辑函数常用的表示方法——最小项及其标准式、最大项及其性质、最简“与或”式、最简“与非-与非”式、最简“或非-或非”式、最简“与或非”式；理解反函数概念。本章知识点：逻辑关系、逻辑函数与变量、逻辑代数式、基本逻辑等式、真值表及其应用、逻辑函数化简、卡诺图及其应用、逻辑图及其绘制规则、波形图及其画法、最小项与标准式、最大项及应用、反函数及其应用、最简“与或”式、最简“与非-与非”式、最简“或非-或非”式、最简“与或非”式。
常见逻辑门电路：理解MOS场效应管结构、工作原理、主要参数及特点；掌握CMOS反相器结构、工作原理、输入/输出特性、传输特性以及电源特性；理解CMOS与非门、或非门电路结构；理解OD门、三态门结构及其特征；理解CMOS传输门结构、工作原理及其应用；理解标准TTL电路结构及OC门电路特征；理解常用的74HC系列、CD40系列、CD45系列以及7406与7407标准TTL数字IC芯片的内部结构、输入/输出特性；掌握不同种类逻辑门同一单元未用输入端、未用单元输入端的处理规则。本章知识点：CMOS反相器、CMOS与非门、或非门、CMOS传输门、OD门、OC门、三态门、逻辑门未用单元处理、多余引脚处理。组合逻辑电路分析与设计，掌握组合逻辑电路分析方法，理解组合逻辑电路设计规则；理解编码器、2-4译码器、3-8译码器、数字选择、加法器的工作原理及其应用；理解组合逻辑电路竞争冒险概念及其消除方法。 
触发器：理解电平触发的RS触发器电路构成、工作原理，状态转换表(图)；理解电平触发的D型触发器(即D型锁存器)电路结构、工作原理及其应用；理解主从结构的RS触发器(边沿触发)的电路结构及其特性方程、JK触发器电路及其特性方程；理解D型、T型以及T’触发器电路结构及其特性方程；理解JK触发器与D、T、T’、RS触发器之间的关系。知识点：电平触发的RS触发器、D型锁存器、主从RS触发器、JK触发器；D、T、T’触发器。  
时序电路分析与设计：理解时序逻辑电路种类，正确区分同步时序与异步时序电路；掌握同步时序逻辑电路分析方法、同步时序逻辑电路设计规则与流程；掌握二进制计数器电路分析与设计方法；掌握移位寄存器电路分析与设计方法。知识点：时序逻辑电路种类及分析、时序逻辑电路设计、二进制计数器、寄存器、移位寄存器。  
半导体存储器：理解半导体存储器种类，理解常见(PROM、OTP ROM、EEPROM；静态RAM)存储器单元结构、工作原理；存储器芯片接口类型(并行接口、I2C总线接口、SPI总线接口)及访问方法，控制信号含义以及与CPU连接方法。知识点：只读存储器、随机读写存储器、存储器芯片接口技术、存储器芯片控制信号含义。   
脉冲信号产生与整形：掌握施密特触发器结构、工作原理；理解单稳态电路结构、种类、特点及应用；掌握RC多谐振荡器电路结构、种类(对称多谐、非对称多谐、由施密特或滞回比较器构成的多谐振荡器)、工作原理、特点及其应用范围；掌握并联型(不是串联型)石英晶体振荡器电路结构、工作原理、输出信号特征。知识点：施密特触发器、单稳态电路、RC振荡器、石英晶体振荡。 
数-模转换电路：理解DA转换电路种类、结构、工作原理，掌握倒T型DA转换电路组成与工作原理，理解DA转换误差成因；理解AD转换电路组成（低通滤波、采样、保持、转换、编码等），理解常见AD转换电路结构(包括接口)、工作原理、特征及使用范围，掌握并联比较型、逐次逼近型、双积分型AD转换电路组成、工作原理与典型芯片；理解AD转换误差及构成。知识点：权电阻DA转换器、倒T型DA转换器、开关树DA转换器，并联比较型AD转换器、逐次逼近型AD转换器、双积分型AD转换器。
4
单片机原理及应用
MCS-51系列单片机硬件结构：单片机的内部结构、外部引脚、片外总线、系统时钟与工作方式。
了解：单片机内部所包含的硬件资源及其功能特点和使用方法，注意几个概念：振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期的意义及它们之间的关系。
理解：单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用。注意“地址重叠”的问题，注意程序状态字PSW中各位的含义。
掌握：单片机芯片的内部组成及存储器结构，特别是片内RAM和四个并行I/O口的使用方法。
MCS-51系列单片机编程语言：单片机的汇编和C语言等编程语言的特点、寻址方式和使用。
了解：单片机的寻址方式和指令系统功能。
理解：汇编语言和C语言的位寻址功能的实现方法。
掌握：各种寻址方式，常用指令的功能和使用方法及汇编语言程序设计方法。注意几个中断入口地址在程序存储器中的位置，注意16位数据指针DPTR和两个8位数据R0、R1指针的使用方法。C51的数据类型、运算符及表达式；C51语言程序的基本结构及其流程图；函数及选择语句和循环语句的用法。
MCS-51系列单片机内部资源及编程：单片机的并行I/O口、中断系统、定时/计数器和串行接口等内部资源和应用编程。
了解：计算机并行I/O口、定时/计数器、串行接口和中断系统的概念。
理解：单片机定时/计数器与中断的内部联系。
掌握：单片机中断系统的结构、中断源、中断特殊功能寄存器、中断响应过程；串行口功能与结构、工作方式及编程应用；定时/计数器系统的电路结构、特殊功能寄存器及功能和使用方法。
MCS-51系列单片机系统功能扩展：单片机的存储器和I/O口的扩展、模/数转换、数/模转换、键盘和显示器的接口技术。
了解：接口技术的基本概念以及存储器和I/O口的扩展、模/数转换、数/模转换、键盘和显示器的接口技术的概念。
理解：统一编址和独立编址的概念和编址方法以及译码的方法。注意片内RAM、输入/输出口和系统地址空间的使用分配以及一些常用扩展芯片的接口方法和访问控制方法。
掌握：程序存储器和数据存储器及输入/输出口扩展的方法；A/D和D/A转换接口电路及其使用方法，单片机与DAC0832和ADC0809的接口电路与程序设计方法；单片机与键盘和显示器的接口原理、技术与方法。
单片机串行总线接口：单片机的总线定义、工作原理、分类、技术指标和特点。
了解：单片机的总线定义、工作原理、分类、技术指标和特点。
理解：各总线的基本结构和特性、时序和传输协议，完成硬件接口和软件编程。
掌握：串行总线接口，包括UART、I2C、SPI、CAN、1-Wire等的基本结构、工作原理和应用。
单片机应用系统的开发与设计：单片机应用系统的开发工具、一般开发过程、硬件和软件的设计方法和步骤。
了解：Keil C51使用方法，包括项目文件的建立、修改、添加、编译和连接等。
理解：Keil C51的调试技巧，包括设置和删除断点、查看和修改寄存器内容、并行口和定时器/计数器使用等技巧。
掌握：单片机应用系统的基本结构、设计过程、开发工具和使用方法。
单片机开发系统的应用实例：抢答器、电子琴和电子密码锁的系统功能要求、系统方案设计、硬件设计和软件设计。
了解：抢答器、电子琴和电子密码锁的结构原理、硬件设计和程序设计方法。
理解：8人抢答器、16按键的电子琴和带按键和显示的电子密码锁的定时与计数、中断与报警、键盘与显示的具体实现方法。
掌握：单片机应用系统的开发过程、设计方法与步骤。
单片机应用系统的电磁兼容性问题：电磁兼容的基本概念、基本原理和提高电磁兼容性的措施以及接地。
了解：电磁兼容的基本概念、基本原理和常见的电磁兼容性问题。
理解：接地的基本概念、原理模型、控制方法与应用设计。
掌握：提高电磁兼容性的措施和控制方法，包括消除地电位不均匀、处理接地散热器、电源滤波等。
4、 关键专业知识单元的核心知识点一览表
关键专业知识单元 表6
序号
知识单元
核心知识点
1
自动控制原理
自动控制的一般概念：自动控制理论发展概况；自动控制的基本概念与方式；自动控制系统分类；对自动控制系统的基本要求；自动控制系统组成和方框图。
理解：自动控制的基本概念和分类；
掌握：控制系统组成和方框图；
综合应用：根据实际控制系统绘制系统方框图。
控制系统的数学模型：建立控制系统的微分方程；传递函数的概念和求取；结构图和信号流图的绘制；由结构图等效变换求传递函数；由梅森公式求传递函数。
掌握：建立控制系统的微分方程；传递函数的定义；由结构图等效变换求传递函数；用梅森公式求传递函数。
理解：三域模型之间的关系
了解：信号流图和方框图之间的转换
线性系统的时域分析法：时域性能指标的定义；一阶系统的时间响应及动态性能；二阶系统的时间响应及动态性能；二阶系统性能改善的方法；高阶系统的时间响应及动态性能；稳定性的定义和劳斯稳定判据及其应用；稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法。
掌握：性能指标的定义；一阶和二阶系统的数学模型；稳定性的定义；稳定判据；稳态误差的分析与计算。
理解：主导极点的概念。
了解：减小或消除稳态误差的方法；二阶系统性能改善的方法。
线性系统的根轨迹法：根轨迹的概念；根轨迹方程；绘制根轨迹的基本法则；用根轨迹法分析系统性能。
掌握：根轨迹的概念；根轨迹方程；常规根轨迹的绘制法则。
理解：广义根的轨迹的等效方程。
了解：广义根轨迹的绘制法则；用根轨迹法分析系统性能。
线性系统的频域分析法：频域特性的基本概念和图形表示方法；典型环节的频率特性；开环频率特性曲线的绘制；由对数幅频特性曲线确定相应系统传递函数；频域稳定判据；稳定裕度；闭环系统的频域性能指标。
掌握：频域特性的基本概念和定义；典型环节的频率特性；系统开环频率特性的绘制；频域稳定判据；稳定裕度。
理解：奈奎斯特稳定判据的数学基础；系统的频域性能指标与时域性能指标之间关系。
线性系统的校正方法：PID控制规律；串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正网络及校正方法；复合校正；反馈校正。
掌握：PID控制规律；超前、滞后校正网络特性；串联超前校正方法。
理解：串联校正、复合校正和反馈校正思想。
线性离散系统的分析与校正：信号的采样与保持；z变换理论；离散系统数学模型；离散系统的稳定性与稳态误差；离散系统的动态性能分析；离散系统的数字校正。
掌握：z变换理论；离散系统的开环和闭环脉冲传递函数；离散系统的稳定性的判定；离散系统的稳态误差的计算；最小拍系统设计。
非线性控制系统分析：非线性特性对系统的影响；非线性系统的特点；相平面分析法；描述函数法。
掌握：相平面和描述函数基本概念；用描述函数法分析非线性系统的稳定性和自激振荡；离散系统的动态性能分析。
了解：非线性系统的特点；相平面分析法；
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电机与拖动基础
直流电机：直流电动机的工作原理；直流电动机的结构；直流电动机的电枢绕组；直流电动机的磁场；直流电动机的感应电动势和电磁转矩；直流电动机稳态时的各种平衡关系式；他励直流电动机的机械特性；直流发电机稳态时的各种平衡关系式。
掌握：直流电动机稳态时的各种平衡关系式；他励直流电动机的机械特性；直流发电机稳态时的各种平衡关系式。
理解：直流电动机的工作原理；直流电动机的感应电动势和电磁转矩。
了解：直流电机的基本结构；直流电动机的电枢绕组；直流电动机的磁场。
变压器：变压器的工作原理；变压器的结构和铭牌数据；变压器的空载运行；变压器的负载运行；用实验方法测定变压器的参数；变压器的运行特性；三相变压器及联结组标号；特种变压器。
掌握：变压器的空载运行；变压器的负载运行；用实验方法测定变压器的参数；变压器的运行特性；三相变压器及联结组标号；特种变压器。
理解：变压器的工作原理；变压器的铭牌数据。
了解：变压器的基本结构。
交流异步电动机：三相异步电动机的工作原理与结构；三相异步电动机的定子绕组；三相异步电动机定子绕组的感应电动势；三相异步电动机的定子磁动势；三相异步电动机的等值电路和向量图；三相异步电动机的功率和转矩；三相异步电动机的工作特性；三相异步电动机的机械特性。
掌握：三相异步电动机的等值电路和向量图；三相异步电动机的功率和转矩；三相异步电动机的工作特性；三相异步电动机的机械特性。
理解：三相异步电动机的工作原理；三相异步电动机定子绕组的感应电动势；三相异步电动机的定子磁动势。
了解：三相异步电动机的基本结构；三相异步电动机的定子绕组。
直流电动机的电力拖动：电力拖动系统的运动方程式；工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算；生产机械的负载转矩特性；电力拖动系统静态稳定运行的条件；他励直流电动机的起动；他励直流电动机的制动；他励直流电动机的调速。
理解：工作机构转矩、力、飞轮矩和质量的折算。
了解：生产机械的负载转矩特性。
三相异步电动机的电力拖动：三相异步电动机的起动；三相异步电动机的调速；三相异步电动机的制动。
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电力电子技术
电力电子器件：不可控器件；半控型器件；典型全控型器件；其他新型电力电子器件；电力电子器件的驱动、保护、串并联使用。
重点：半控型器件、典型全控型器件的结构、工作原理、基本特性、主要参数及选择原则。难点： 额定电流的计算。
了解电力电子器件的概念、特征、应用系统；理解不可控器件、半控型器件、典型全控型器件等的结构、工作原理、基本特性、主要参数；掌握电力电子器件的选择、使用以及驱动、保护和串并联使用。
整流电路：单相可控整流电路；三相可控整流电路；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；整流电路的谐波和功率因数；大功率可控整流电路；整流电路的有源逆变工作状态；晶闸管直流电动机系统；相控电路的驱动控制。
重点：单相全控桥式整流电路和三相全控桥式整流电路的原理分析与计算、各种负载对整流电路工作情况的影响；三相可控整流电路有源逆变工作状态的分析计算；晶闸管直流电动机系统的工作特性，包括变流器的特性和电机的机械特性等；晶闸管可控整流电路锯齿波移相的触发电路的原理和同步电压信号的选取方法。难点： 晶闸管可控整流电路锯齿波移相的触发电路的原理和同步电压信号的选取方法。
直流斩波电路：基本斩波电路；复合斩波电路。
重点：降压斩波电路和升压斩波电路的工作原理、输入输出关系、电路解析方法和工作特点。难点：复合斩波电路。
交流电力控制电路和交交变频电路：交流调压电路；其他交流电力控制电路；交交变频电路。
重点：交流调压电路；交流调功电路；交交变频电路；难点：交交变频电路。
逆变电路：换流方式；电压型逆变电路；电流型逆变电路。
重点：逆变电路工作原理；难点：电压型逆变电路和电流型逆变电路的工作原理。
PWM控制技术：PWM控制的基本原理。
重点：PWM控制的基本原理。
软开关技术:软开关的基本概念；软开关电路的分类。
重点：软开关的基本概念。
组合变流电路：间接交流变流电路；间接直流变流电路。
重点：间接交流变流电路、间接直流变流电路的构成、特点等。
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电气与可编程序控制
常用低压控制电器：介绍电气控制中常用的低压电器如接触器、继电器、熔断器、低压开关和低压断路器、主令电器。
掌握：电气控制中常用的低压电器的分类以及应用特点。
了解：电气控制中常用的低压电器的工作原理，国家标准、选型原则等。
电气控制线路的基本原则和基本环节：电气控制线路的绘制；三相异步电动机的启动控制；三相异步电动机的正、反转控制；三相异步电动机的调速控制；三相异步电动机的制动控制；其他典型控制环节；电气控制线路的设计方法等。
掌握：三相异步电动机基本控制电路的设计与绘制。
可编程控制器基础：可编程控制器概述；可编程控制器的组成；可编程控制器的工作原理；可编程控制器的硬件基础；可编程控制器的软件基础；可编程控制器的性能指标及分类。
掌握：可编程控制器的组成以及工作原理。
了解：可编程控制器的性能指标及分类。
S7—200 PLC的系统配置：系统的基本组成；的接口模块；系统配置。
掌握：S7—200 PLC的系统配置方法。
S7—200 PIC的指令系统：编程基础；基本指令及编程方法；的功能指令及编程方法。
掌握：S7—200 PLC的编程指令及编程方法。
STEP 7—Micro／WIN32编程软件：编程软件的安装；编程软件的功能；编程软件的使用；程序的调试及运行监控。
掌握：编程软件的使用以及简单控制程序的编写，调试和运行监控方法。
可编程控制器系统设计与应用：PLC控制系统设计；PLC控制系统硬件配置；PLC控制系统软件设计；PLC应用程序的典型环节及设计技巧；PLC在工业控制中的应用；提高PLC控制系统可靠性的措施等。
掌握：基本PLC控制系统设计以及PLC控制系统硬件配置。
理解：PLC在一些工业控制中的应用方法。
S7—200可编程控制器的通信与网络:通信及网络基础；S7系列PLC的网络类型及配置；S7-200网络及应用。
掌握：S7系列PLC的网络类型及配置方法。
理解：S7系列PLC的网络通讯协议。
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计算机控制技术
模拟量输入／输出通道的接口技术：多路开关及采用－保持器；模拟量输出通道接口技术；模拟量输入通道接口技术。
掌握：模拟量、数字量输入输出通道的构成、设计以及在计算机控制系统中的作用。
人机交互接口技术：键盘接口技术；LED显示接口技术；LCD显示接口技术。
掌握：计算机控制系统人机接口的设计以及在系统中的作用。
常用控制程序的设计：报警程序设计；开关量输出接口技术；电动机控制接口技术；步进电机控制接口技术。
掌握：计算机控制系统输入、输出接口信号处理方法。
总线接口技术：串行通讯基本概念；I2C总线；现场总线技术。
掌握：计算机控制系统基本网络通讯的应用与通讯接口设计。
过程控制数据处理的方法：查表技术；数字滤波技术；量程自动转化和标度变换；线性插线法；系统误差自动校正。
掌握：数字输入信号的处理方法（如滤波、非线性校正）。
数字PID及其算法：PID算法的数字实现；数字PID调节中的几个实