《实时控制软件设计》2016年教学计划

一、课程教学目标

本课程是面向机械设计制造及其自动化专业和测控技术与仪器专业的选修专业方向课程。在未来的机电控制系统中，软件系统将占据越来越大的比重，机电装备性能与控制软件的性能密切相关，本课程的主要教学目标是使学生能利用现代软件工程方法和工具进行面向机电控制的实时控制软件的设计开发。本课程强调“做中学”的教学理念，采用课堂讲授、编程练习和项目实践相结合的方式，使学生通过实际项目的开发实践，既掌握软件工程的原则和方法，也能会使用体现理论方法的工具。

二、教材、参考书和网站

• 邹欣. 构建之法--现代软件工程(第二版). 北京：人民邮电出版社，2015年
• D.M. Auslander, J.R. Ridgely, J.D. Ringgenberg. Control Software for Mechanical Systems: Object-Oriented Design in a Real-Time World. Prentice Hall, 2002
• Robert Oshana, Mark Kraeling编，单波等译. 嵌入式系统软件工程-方法、实用技术及应用. 北京：清华大学出版社，2016年
• Jean J.Labrosse, 邵贝贝. 嵌入式实时操作系统μC/OS-3. 北京：北京航空航天大学出版社，2012年
• 任向阳. 开放式IEC61131控制系统设计. 北京：机械工业出版社，2016年
• www.xenomai.org
• www.orocos.org
• www.ros.org
• github.com/ros-industrial

三、教学计划

课堂教学共24学时，主要内容包括：

1. 课程概述及主流实时控制软件架构和开发流程介绍

2. 构建之法：实时控制软件开发的版本控制/建模/构建/测试工具

3. 实时操作系统原理及应用开发

• 实时操作系统和实时任务的基本概念
• xenomai实时操作系统
• 实时任务间同步和消息队列
• 内存和资源管理
• 实时任务与非实时任务间的通信

4. 实时系统中间件技术

• Corba和COM技术在实时控制软件中的应用。
• OROCOS/ROS机器人开发平台的中间件技术和构建工具。
• 运动控制软件库

5. 课程项目：两轴平面机器人控制软件设计

6. 专题讲座和项目讨论

四、课程成绩设置规则

1）课堂参与成绩。（24分）
2）每周按照所要求的主题提交一篇学习博客，具体内容包括文献阅读报告、实验报告和分析报告等。（24分）
3）按时完成编程作业并提交到github,通过单元测试。（32分）
4）分组完成课程团队项目开发。（20分）

每周给出同学当前累计成绩。各个环节表现优秀的同学有奖励分。