中南大学考试试卷
2012~2013学年下学期时间110分钟 2013年6月 17 日
计算机控制技术课程 48 学时 3学分考试形式：开卷
专业年级：自动化、电气、探控10级总分100分占总评成绩70%
注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上
一、分析题（2小题，每题10分，共20分）
1．水箱水位自动控制系统如图1示，水从进水管流入（没有控制阀），出水通过可以调节的阀门流出。画出用数字PID算法保持液位稳定的程序框图。
图1 水箱水位自动控制系统示意图
2．已知A点信号如图2所示，假设采样周期T=1s，画出B点、C点的信号图形。如果采用周期T=0.5秒画出C点波形图（要求标明x(t)的数值和时间坐标）。
图2
二、简答题（每题5分，共25分）
1、滤波的作用是什么？有哪些常用的滤波方法？
2、简述计算机控制系统的工作步骤。
3、试分析孔径误差产生的原因。
4、硬件总体方案设计主要包含哪几个方面的内容？
5、FCS 对DCS 的变革包括哪几方面？
三、若加工第二象限直线OA ，起点O(－4,0)，终点A(0,6)。要求： (1) 按逐点比较法插补进行列表计算：
(2) 作出走步轨迹图，并标明进给方向和步数。（10分）
四、某温度测量系统，其测量范围为0~1000℃，温度变送器输出电压信号为0~1V ，如果要求分辨出4℃温度，应选用多少位的A/D 转换器？假设A/D 转换的模拟量输入范围为0~5V ，变送器的信号如果直接接A/D ，这时A/D 实际能分辨温度是多少？要达到A/D 理想的分辨率要将变送器的信号放大多少倍？如果当某时刻的采样值为6BH 时，其测量的温度值是多少？（要求写出计算步骤）（15分）
五、已知被控对象的状态方程和输出方程为：
00.10(1)()()0.20.31x k x k u k ????
+=+????????
[]()11()y k x k =
试设计预报状态观测器，将其极点配置到1,20.10.2j λ=-±。（10分）
六、已知被控对象在单位阶跃信号（即()1()r t t =）作用下，输出响应如图3所示。设采样周期T =0.6s 。
图3
1、求被控对象的传递函数()G s 和广义的被控对象的脉冲传递函数()G z ；
2、针对单位阶跃输入信号设计最少拍无纹波系统的控制器D (z )；
3、计算输出响应y (k )，控制信号u (k )和误差e (k )序列，画出它们对时间变化的波形。（20
分）
计算机控制技术试题答案
一、分析题（2小题，每题10分，共20分） 1．答：系统结构图
设水位的采样值为h ，设定值为ph 。
p K 为比例系数、i K 为
积分系数、d K 为微分系数。
()u k 控制器输出值，max U 为最大值，由于没
有进水最小设为0。
p U 为最终控制阀门开
度的控制值。
注：由于只有出水阀门，而且阀门的打开程度与水位是成反比的，因此最终控制阀门的控制量
p U 与PID 控制器的输
出()u k 是反比的关系。
2．答：
二、简答题（每题5分，共25分）
1、滤波的作用是什么？有哪些常用的滤波方法？
P214 滤波的作用是消除被测信号中的噪音与干扰。常用的滤波方法有硬件滤波和软件滤波，硬件滤波如RC滤波网络等，软件滤波包括算术平均值汉，中位值法，限幅滤波法和惯性滤波法等。
2、简述计算机控制系统的工作步骤。
P2 归纳为以下三个步骤：实时数据采集，实时控制决策，实时控制输出。
3、试分析孔径误差产生的原因。
P39 在模拟量输入通道中，A/D转换器将模拟信号转换成数字量需要一定的时间，完成一次A/D转换所需的时间称为孔径时间，对于随时间变化的模拟信号，孔径时间决定了每一个采样时刻的最大转换误差，即孔径误差。
如果被转换的模拟量y不是一个恒定的常量，而是随时间变化形成了连续时间函数，则在有一定孔径时间的情况下，A/D转换器将产生孔径误差。
4、硬件总体方案设计主要包含哪几个方面的内容？
P314 确定系统的结构和类型，确定系统的构成方式，现场设备选择，其他方面的考虑（包括人机联系方式，系统的机柜或机箱的结构设计、抗干扰等方面的问题） 5、FCS 对DCS 的变革包括哪几方面？
P284 FCS 的信号传输实现了全数字化；FCS 的系统结构是全分散式，废弃了DCS 的输入输出单元和控制站，由现场设备或现场仪表取代；FCS 的现场设备具有互操作性；FCS 的通信网络为开放式互连网络；FCS 的技术和标准实现了全开放，可供任何人使用。
三、答：将坐标原点平移到直线的起点A(-4，0)，在新的坐标起点A 坐标为（0,0），终点B 的坐标为（4,6），即为第一象限直线。有：1xoy =，64==e e y x ，，10=xy N ，00F =。
四、答：（1）由于要从1000°分辨4°即为
max min 45000205, 0 1000
mV
X V X V bit λ?==∴=
=
max min
121225000
log (1)log (1)log 2517.9720
x x n n λ
-≥+
?≥+
=≈ 或 12241
log (1)log (1250)7.971000D n D
=
∴≥+=+≈ 不考虑A/D 的其它误差可以选用8位A/D 。 （2）由于A/D 的量程为5V ，8位A/D 可以分辨
mV 6.19V 196.0255
5
==，另外0~1000°对应为0~1V 即0~1000mV ，1mv 对应1°，这样8位A/D 实际只能分辨19.6°的温度。 （3）由于变送器输出为0~1V 电压信号，而A/D 的输入为0~5V ，因此为了达到A/D 能分辨温度4°的目的，要将0~1V 的信号放大到0~5V 才满足要求，即5倍。
（4）假设A/D 采样值与对应的温度是线性的，由于8为A/D 的数字量为00H~FFH 对应温度0~1000°即采样值6BH 对应的温度为
max min min min max min 1000
()(6*16110)0420255
Y Y Y X N Y N N -=
-+=+-+=-
五、答：（1）可观测性检验
[]10.10110.20.31F G C ????===????
????
，，
11,21.20.4C C rank CF CF ??????
==????????????
系统的状态完全可观，观测器可以任意配置极点。
设观测器误差反馈增益阵为 12k K k ??=????
（2）极点配置到1,20.10.2j λ=-±
*2()(0.10.2)(0.10.2)0.20.050z z j z j z z α=+++-=++=
（3）预报观测器特征方程
[][]121
1112222010.1det ()(11)00.20.310.110.10 0.20.30.20.30k z
zI F KC k z k k z k k z
k k k z k z ??????--=--???
?????????
--+--??????=-=?????
?---+-??????
可得：*2
1212()det(())( 1.3)(0.10.90.01)0z zI F KC z k k z k k α=--=++-++-=
有：
12121.30.2
0.10.90.280.05
k k k k +-=--+=，可得：
12 1.40.1
k k ==
即： 1.40.1K ??=?
???，0.4 1.30.10.2F KC --??
-=????
观测器的方程为
??(1)()()()()0.4 1.30 1.4? ()()()0.10.210.1x
k F KC x k Gu k Ky k x k u k y k +=-++--??????
=++???????????? 六、答：1、根据响应曲线可得：1
6.06
.5)(+=
s s G
11111
1
111111
1 5.611
()[()](1)[] 5.6(1)[]1
(0.61)0.611 5.6(1) 3.545.6(1)()11110.37ts e G z Z G s z Z z Z s s s s s e z z z z e z e z z --------------==-=--
++-=--==
----
2、由于1
1
3.54()10.37z G z z --=-，由于输入为单位阶跃信号有： 1)(-=Φz z 1
1)(--=Φz z e
111
111
1()1
0.370.28(10.37)
()()() 3.5411e z z z z D z G z z z z z
------Φ--==?=Φ-- 3、 +++=-=Φ=-----3
211
11)()()(z z z z
z z R z z Y 可得，()y k 的序列是0, 1, 1, 1, ……
111
11
1123()()(10.37)10.37()()()0.28()(1)3.541 0.280.180.180.18z R z z z z U z D z E z G z z z z z z z ---------Φ--====--=++++
可得，()u k 的序列是0.28,0.18, 0.18, 0.18, ……
111)()()(1
1
=--=Φ=--z z z R z z E e
可得，()e k 的序列是1, 0, 0, 0, ……..
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）
---○---○--- ---○---○--- ………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷(1) 20 ~20 学年 1 学期 电子技术 课程 时间100分钟 一、 选择题(本题10分，每小题2分) 1、电路如图所示，所有二极管均为理想元件，则D1、D2、D3的工作状态为（ ）。 A ．D1导通，D2、D3截止； B ．D1、D2截止，D3导通； C ．D1、D3截止，D2导通； D ．D1、D2、D3均截止； 2、存储器的电路结构中包含（ ）、存储电路和输入/输出电路（或读写控制电路）这三个组成部分。 3、已知Intel2114是1K* 4位的RAM 集成电路芯片，它有地址线（ ）条，数据线（ ）条。 4、右图所示波形反映的逻辑函数是（ ）。 （其中A 、B 为输入波形，Y 为输出波形） A ．与非； B ．异或； C ．同或； D ．或； 5、对功率放大电路的基本要求是在不失真的情况下能有（ ）。 A ．尽可能高的电压放大倍数 B.尽可能大的输出功率 C. 尽可能小的零点漂移 6、位D/A 转换器当输入数字量10000000为5v 。若只有最低位为高电平，则输出电压为（ ）v ；当输入为10001000，则输出电压为（ ）v 。 7、已知被转换的信号的上限截止频率为10kHz ，则A/D 转换器的采样频率应高于（ ）kHz ；完成一次转换所用的时间应小于（ ）。
二、简答题（24分） 1．写出下图电路输出逻辑表达式。 2．图中各触发器的初始状态Q＝0，试画出在CP信号连续作用下各触发器Q端的电压波形。 6、如图所示为一555定时器应用电路 （1）说明该电路的功能； （2）试画出电路的电压传输特性曲线。 4．下图电路中，变压器副边电压有效值为2U2。 （1）画出u2、u D1和u O的波形； （2）求出输出电压平均值U O（AV）
告诉你一个真实的中南大学和湖南大学 ——中南大学和湖南大学各有所长 易元唐 每当一年一度的中国大学排名发布时，各个学校都希望从中找到安慰。这是一种正常的、合理的心态；而看到毗邻的学校比自己所在学校超前时，就发出嗓音，使用侮辱性，甚至诽谤性的言词，攻击它。这种人，轻者是“红眼病”，重者是心态或精神不正常。取得成绩，广为宣传，无可非议；如果在宣传时贬低了相关者，就不好了。当人家在前进的过程中遇到困难，受了挫折，从中吸取教训，这是对的；如果对人家的挫折辛灾乐??，甚至造谣生事，那是一个人的品质问题了。这种人不配在网上发表言论。 遗憾的是，打开网大论坛?D?D中南大学和湖南大学栏目时，所看到的，到处充斥着侮辱性，甚至诽谤性的言词，给人一种强烈的感觉：这那里是“论坛”？这简直是泼妇骂街的场所！ 我呼吁参加“论坛”的网友，理智一点，实事求是一点。为了以正视听，我把一个真实的中南大学和湖南大学告诉你们，供你们讨论问题时参考。 一．中南大学和湖南大学的历史渊源 1.中南大学是在“湖南高等实业学堂”一个矿科半个路科专业的基础上发展起来的，湖南大学是在“湖南高等实业学堂”半个路科专业的基础上发展起来的。 要想了解中南大学和湖南大学的历史渊源，只要看看中南大学和湖南大学的历史就清楚了。中南大学是2000年由原中南工业大学、原湖南医科大学、原长沙铁道学院合并而成的；而现在的湖南大学是于2000年后，由1959年复名后的湖南大学，先后合并湖南财经学院、湖南省计算机专科学校而成的。中南工业大学的前身是中南矿冶学院。1959年复名后的湖南大学的前身是湖南工学院，湖南工学院的前身是中南土木建筑学院。中南矿冶学院和中南土木建筑学院都是老湖南大学工（程）学院的一部分。老湖南大学工（程）学院是由1926年组建老湖南大学五所学校之一的“湖南高等实业学堂”的相关专业组成的。“湖南高等实业学堂”创建于1903年，到1926年共设有矿（矿冶）、路（土木）、机械、应化、窑业、电机、数理诸科。1953年撤消老湖南大学时，以原“湖南高等实业学堂”中的矿科?D?D老湖南大学工（程）学院矿冶系和矿冶研究所为基础与中南地区的同类学科组建中南矿冶学院，以原“湖南高等实业学堂”中的路科?D?D老湖南大学工（程）学院土木系为基础与中南、西南同类学科组建中南土木建筑学院。当中南土木建筑学院于1958年改名为湖南工学院、1959年复名湖南大学时，“湖南高等实业学堂”中的路科已发展为土木系、机械系、电机系、化工系、铁道建筑系、桥梁隧道系、铁道运输系。1960年7月，铁道建筑系、桥梁隧道系、铁道运输系三系调出成立长沙铁道学院。这就是说，中南大学是在“湖南高等实业学堂”一个矿科半个路科专业的基础上发展起来的，湖南大学是在“湖南高等实业学堂”半个路科专业的基础上发展起来的。这一个半和半个就奠定了这两所大学的发展基础。2001年评选全国重点学科时中南大学获得17个，而湖南大学只获得2个，就是上述结论的最好佐证。 2．中南大学的“祖宗”?D?D矿科或中南矿冶学院先于湖南大学的“祖宗”?D?D路科或中南土木建筑学院问世。 1903年10月，“湖南高等实业学堂”招收预科甲班生，为矿科；次年招收预科乙班生，为路科。如果硬要给矿科取一个俗一点的名字，叫“矿工”的话，那路科就叫“泥瓦匠”。在1950年代院系调整时，中南大学的前身之一?D?D中南工业大学?D?D中南矿冶学院于1952年11月成立，而1959年复名后的湖南大学前身?D?D中南土木建筑学院于1953年成立。由此可见，中南大学的“祖宗”比湖南大学的“祖宗”提前一年问世。1903/1904，1952/1953,别小看这一年的时间差，就是这仅仅一年的时间差，却为这两所大学以后的发展顺序定下了基调。例如，列入全国重点院校的时间：中南大学的前身之一?D?D中南工业大学?D?D中南矿冶学院是1960年10月，湖南大学是1978年2月；又如，中南大学的前身之一?D?D中南工业大学的“211工程”建设于1997年7月正式列入“九五”建设计划，湖南大学的“211工程”建设于1998年6月立项；再如，中南大学的前身之二?D?D中南工业大学和长沙铁道学院在首批博士点遴选中获得5个，湖南大学在第二批博士点遴选时才获得3个。 3．中南矿冶学院和中南土木建筑学院，都在自己的发展过程中引入了“名牌”“品牌”。 中南矿冶学院在自己的发展过程中引入了“清华精神”和“湘雅品牌”，中南土木建筑学院在自己的发展过程中引入了“湖南大学”和“岳麓书院”品牌。 中南矿冶学院在自己的发展过程中引入了“清华精神”和“湘雅品牌”，是中南矿冶学院?D?D中南工业大学——中南大学取得举世瞩目成就的秘密。所谓“清华精神”就是国耻的痛楚和重负，与振兴国运的责任和决心，交织着凝结在清华的校史里和一代代清华学子身上的精神！引入“清华精神”是在中南矿冶学院阶段进行的。“清华精神”是通过两任院长：1952－1957年的陈新民院士、1958－1965年的唐楠屏和主管科研长达32年的副院长黄培云院士来实施的。陈新民是清华大学的本科和硕士生，美国麻省理工学院的博士生，清华大学教授，清华大学校务委员会委员兼秘书长。担任中南矿冶学院院长后，他用选校址、开校门、设校庆这种潜移默化的方法来渗透“清华精神”。唐楠屏曾就读于东北大学和清华大学，1937年于东北大学毕业后，1938年赴延安抗日军政大学和陕北公学学习。1941年任延安大学校长
《微型计算机控制技术》学科复习总结★第一部分选择题 ?使用说明：本部分对应考试题型的选择题部分，注意看选项答案，莫只记选项！ ★★1. RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平是（C）（1分） A. 0.3V以下 B. 0.7V以上 C. -3V以下 D. +3V以上2．下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是( D )。 A．微型计算机控制技术只能用于单片机系统 B．任何控制系统都可以运用微型计算机控制技术 C．微型计算机控制技术不能用于自动化仪表 D．微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表3. 计算机监督系统(SCC)中，SCC计算机的作用是( B )。 A．接收测量值和管理命令并提供给DDC计算机 B．按照一定的数学模型计算给定值并提供给DDC计算机 C．当DDC计算机出现故障时，SCC计算机也无法工作 D．SCC计算机与控制无关 4．关于现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是( C )。 A．省去了DCS中的控制站和现场仪表环节 B．采用纯数字化信息传输 C．只有同一家的FCS产品才能组成系统 D．FCS强调“互联”和“互操作性” 5. 闭环控制系统是指（B） A.系统中各生产环节首尾相连形成一个环 B.输出量经反馈环节回到输入端，对控制产生影响 C.系统的输出量供显示和打印 D.控制量只与控制算法和给定值相关 6. 多路开关的作用是（A） A.完成模拟量的切换 B. 完成数字量的切换 C.完成模拟量与数字量的切换 D. 完成模拟量或数字量的切换 7. 采样-保持电路的逻辑端接+5V，输入端从2.3V变至2.6V，输出端为（A）
《最优控制理论》 课程总结 姓名：肖凯文 班级：自动化1002班 学号：0909100902 任课老师：彭辉
摘要：最优控制理论是现代控制理论的核心，控制理论的发展来源于控制对象的要求。尽50年来，科学技术的迅速发展，对许多被控对象，如宇宙飞船、导弹、卫星、和现代工业设备的生产过程等的性能提出了更高的要求，在许多情况下要求系统的某种性能指标为最优。这就要求人们对控制问题都必须从最优控制的角度去进行研究分析和设计。最优控制理论研究的主要问题是：根据已建立的被控对象的时域数学模型或频域数学模型，选择一个容许的控制律，使得被控对象按预定要求运行，并使某一性能指标达到最优值[1]。 关键字：最优控制理论，现代控制理论，时域数学模型，频域数学模型，控制率Abstract： The Optimal Control Theory is the core of the Modern Control Theory，the development of control theory comes from the requires of the controlled objects.During the 50 years， the rapid development of the scientific technology puts more stricter requires forward to mang controlled objects，such as the spacecraft，the guide missile，the satellite，the productive process of modern industrial facilities，and so on，and requests some performance indexes that will be best in mang cases.To the control problem，it requests people to research ,analyse，and devise from the point of view of the Optimal Control Theory. There are mang major problems of the Optimal Control Theory studying,such as the building the time domain’s model or the frenquency domain’s model according to the controlled objects,controlling a control law with admitting, making the controlled objects to work according to the scheduled requires, and making the performance index to reseach to a best optimal value. Keywords: The Optimal Control Theroy， The Modern Control Theroy， The Time Domaint’s Model， The Frequency domain’s Model，The Control Law
微型计算机控制技术学习心得 转眼间，一个学期又过去了。微机原理与控制技术课程已经结束了。通过从大三下学期的微机原理与接口技术到这学期的微机原理与控制技术的学习，回想起来受益匪浅，主要是加深了对计算机的一些硬件情况和运行原理的理解和汇编语言的编写，期间也听老师讲过，微机原理这门课程是比较偏硬件一点的。正是因为这一点我还是对它比较喜欢的，因为它和我的专业方向“机电工程”有很大的联系，在机电工程领域很多场合要应用到微机，而且是微机原理是考研复试面试时必考问的专业课，因为我要考研，本着一定要考上的心态，因此对该课程的学习还是有浓厚的兴趣和动力的。下面谈谈这期学习该课程的心得与体会：总体介绍下这门课程的轮廓吧（也就是教学大纲）： 一、课程性质与设置目的 （一）课程性质 微型计算机控制技术是高等院校计算机应用专业本科教学中的一门选修专业课，是从微型计算机原理到微型计算机控制，从理论到实际的必经桥梁，是着重解决和处理工程实际问题的一门课程。在该课程的教学过程中，将课堂教学与实验教学有机结合，注意培养同学分析问题、解决问题的方法和能力。 该课程主要介绍微型计算机应用在工业控制中的各种技术，重点讲述微型机用于实时控制中的软件、硬件设计方法，以及它们之间的结合问题。课程注重理论联系实际，从工程实际出发，在设计方法，即实验技术、操作运行、系统调试等方面对学生进行训练，为学生的毕业设计及将来的实际工作奠定基础。（二）教学目的 通过本课程的学习，可使我们对微型机在工业过程控制和智能化仪器方面的应用有个比较全面的了解，为以后的工作和毕业设计打下基础。 二、下面我对该门课程的教学内容做了一个详细的总结 1.第1章微型计算机控制系统概述 2.教学要点 1.微型计算机控制系统的组成 2.微型计算机控制系统的分类 3.微型计算机控制系统的发展 3.教学内容 通过对本章的学习，应当对微型计算机控制系统有一个完整的概念，具体掌握以下几方面的内容。 4. 1.了解微型计算机控制系统的组成。 2.学习并掌握微型计算机控制系统的分类 及各系统之间的区别。
￥ ---○---○--- ~ 学 院 专业班级 学 号 姓 名 ………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷(1) 20 ~20 学年 1 学期 电子技术 课程 时间100分钟 80学时， 5 学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 60 % 题 号 一 】 二 三 四 五 六 七 八 合 计 ; 满 分 10 19 16 12 8 15 10 10 < 100 得 分 — 评卷人 复查人 一、选择题(本题10分，每小题2分) 1、电路如图所示，所有二极管均为理想元件，则D1、D2、D3的工作状态为（ ）。 A ．D1导通，D2、D3截止； B ．D1、D2截止，D3导通； C ．D1、D3截止，D2导通； D ．D1、D2、D3均截止； 《 2、存储器的电路结构中包含（ ）、存储电路和输入/输出电路（或读写控制电路）这三个组成部分。 3、已知Intel2114是1K* 4位的RAM 集成电路芯片，它有地址线（ ）条，数据线（ ）条。 4、右图所示波形反映的逻辑函数是（ ）。 （其中A 、B 为输入波形，Y 为输出波形） A ．与非； B ．异或； C ．同或； D ．或； 5、对功率放大电路的基本要求是在不失真的情况下能有（ ）。 A ．尽可能高的电压放大倍数 B.尽可能大的输出功率 | C. 尽可能小的零点漂移 6、位D/A 转换器当输入数字量为5v 。若只有最低位为高电平，则输出电压为（ ）得 分 …
》
二、简答题（24分） 1．写出下图电路输出逻辑表达式。 2．图中各触发器的初始状态Q＝0，试画出在CP信号连续作用下各触发器Q端的电压波形。 6、如图所示为一555定时器应用电路 （1）说明该电路的功能； （2）试画出电路的电压传输特性曲线。 4．下图电路中，变压器副边电压有效值为2U2。 （1）画出u2、u D1和u O的波形； （2）求出输出电压平均值U O（AV） 得分 评卷人
铁道工程实习报告 班级： 姓名： 学号： 指导老师：娄平、汪优 一、实习时间：2012年9月9日、10日 二、实习地点：黑石铺车站、武广高铁 三、实习目的： 铁道作为土木工程中一个重要的分支，我们有必要认真地了解与学习铁道工程。作为大二新生，还不是十分了解自己学习的专业情况下，认识实习有助于我们对以后的学习道路更为了解。我们通过在铁路的实地认识实习，加上指导老师的系统讲解过程，使我们对铁道工程的相关基础知识及其设计、施工过程有了初步的了解，对铁路工程有了初步的认识，加深了对所学课程知识的理解，使学习与实践能够完美地结合。 四、实习内容：
第一天下午我们去实地考察，与往日不同的是我们今天是坐公交前往，真是别有风味。在公交车上老师给我们介绍了中国在铁路建设上的一些历史与知识。京张铁路是我国首条由自己设计并施工的铁路，从北京到张家口，建设这条铁路的总工程师就是家喻户晓的詹天佑。老师也介绍了京广铁路的历史，以前的京广铁路是分为两段的，北段是由北京到汉口的京汉铁路，南段是武昌到广州的粤汉铁路。两条铁路被长江分开，人们到武汉后只能坐渡轮过长江再坐南段火车。在1957年，武汉长江大桥建成通车后，两条铁路接轨并改名为京广铁路，成为连接中国南北的重要干线。不久我们便到了今天实地考察的地点，黑石铺车站，是位于京广线上的一个车站。 站在铁道旁边，老师给我们做出详细讲解。黑石铺车站是个货运车站。老师带我们走到月台后面一条钢轨上，解释道这条钢轨是一些厂房专用线，一 般不通火车，所以我们可 以站在这观看。钢轨是铁 路轨道的重要组成部分， 在火车经过的时候，它承 受车轮的巨大压力并传 递到轨枕上。以前的轨枕 用的材料是木材，现在用 的是钢筋混凝土。钢筋混凝土相对于木材来说使用寿命更长，养
１、什么就是计算机控制系统？它由哪几部分组成？ 计算机控制系统就就是利用计算机来实现生产过程自动控制得系统。它就是工业控制机构生产过程得大部分组成，工业控制机就是指生产过程控制得特点与要求而设计得计算机,它包括硬件与软件部分,生产过程包括被控对象,测量变送，执行机构,电气开关等。 2、计算机控制系统得典型形式有哪些？各有什么优缺点？ 计算机控制系统得典型形式：(1)操作指导控制系统。优点:结构简单，控制灵活与安全,缺点就是由人工操作,速度受到限制，不能控制多个对象.(2)直接数字控制系统(ＤＤC),实时性好,可靠性高与适应性强.（３）监督控制系统（SSC），就是生产过程始终处于最优工况。 (4)分型控制系统（DCS)，分散控制，集中操作，分级管理.（５)现场总线控制系统（FＣＳ)，降低成本,提高可靠性，可实现真正得开放式互连系统结构 3、实时，在线方式与离线方式得含义就是什么？ 实时就是指信号得输入,计算与输出都要在一定得时间范围内完成,即计算机对输入信息以足够快得速度进行控制，超出这个时间就失去控制时机，控制也就失去意义.在线方式：在计算机控制系统中，生产过程与计算机直接连接,并受计算机控制得方式。离线方式:生产过程不与计算机相连且不受计算机控制，而就是靠人进行联系并作相应操作得方式. ４、工业控制机有哪几部分组成？ 工业控制机包括硬件与软件两部分。硬件包括：主机(CPU、RＡM、ROＭ）板,人-—机接口，外部总线与内部总线，系统支持板，磁盘系统通信接口，输入、输出通道.软件包括系统软件、支持软件与应用软件。 5、什么就是总线，内部总线与外部总线？ 总线就是一组信号线得集合，它定义了各引线得信号、电机、机械特性,使计算机内部各组成部分之间以及不同得计算机之间建立信号联系,进行信息传送与通信。内部总线：就就是计算机内部功能模板之间进行通信得总线,它就是构成完整得计算机系统得内部信息枢纽，但按功能仍要分为数据总线DＢ，地址总线ＡB,控制总线ＣB，电源总线ＰB。外部总线就是计算机与计算机之间或计算机与其她智能设备之间进行通信得连接。 6、什么就是接口,接口技术与过程通道？ 接口就是计算机与外部设备交换信息得桥梁，它包括输入接口与输出接口,接口技术就是研究计算机与外部设备之间如何交换信息得技术,过程通道就是在计算机与生产过程之间设置得信息传送与转换得连接通道，它包括ＡI、AＯ、ＤＩ、DO。 7、采用７4LS244与74LＳ２73与PＣ总线工业控制机接口，设计8路数字量（开关量)输入接口与8路数字量(开关量）输出接口,请画出接口电路原理图,并分别编写数字量输入与数字量输出程序。 8、用8位A/D转换器ＡDＣ080９通过８255A与PC总线工业控制机接口,实现８路模拟量采集。请画出接口原理图，并设计出8路模拟量得数据采集程序 9、有源I／V变换:设输入为4~2０mA得电流，对应输出为1~5Ｖ，输入电阻Ｒi=２50Ω，试确定I/V变换电路及电路参数，画出电路原理图. 10、什么就是采样过程、量化、孔径时间？ 采样时指按一定得时间间隔T，把时间上连续与幅值上也连续得模拟信号转变成在时间刻０、Ｔ、2T···ＫＴ得一连串脉冲输出信号得过程，所谓量化就就是采用一组数码(二进制码)来逼近离散模拟信号得幅值，将其转换为数字信号,将采样信号转换为数字信号得过程称为量化过程,孔径时间，在模拟量输入通道中，Ａ／D转换器将模拟信号转换为数字量总需要一定得时间，完成一次A/D转换所需得时间. 11、采样保持器得作用就是什么？就是否所有得模拟量输入通道中都需要采样保持器？为什么？
第二章 控制系统的状态空间描述 小结 一、建模：状态空间描述（现代控制：内部描述） 1、对象：① 线性时不变系统；② 离散时间系统；③ 时变系统；④ 非线性系统。 2、模型形式（状态空间表达式）： ① 一阶微分方程组（一阶差分方程组）；② 向量-矩阵形式； ③ 系统方框图；④ 状态变量图。 3.方法（途径）： ①（已知）系统机理→（求）状态空间表达式； ②（已知）输入输出描述（经典控制：外部描述）?????→实现问题（求）状态空间表达 式（现代控制：内部描述） a 、（已知）方块图→（求）状态空间表达式； 方块图?????→无零点惯性环节有零点惯性环节二阶振荡环节 状态变量图?????????→将积分器的输出作为状态变量状态空间描述 b 、（已知）传递函数阵/高阶微分方程（脉冲传递函数阵/高阶差分方程）→（求）状态空间表达式 ))a b ????????????无零点实现：能控标准型、能观标准型 直接分解法：能控标准型、能观标准型最小实现有零点实现串联分解法(串联实现)并联分解法（并联实现或约旦标准型实现）：无重极点;有重极点 二、状态变量的线性变换 1、系统状态空间表达式的非唯一性 2、系统的不变性 ① 特征值不变性/特征多项式系数（特征方程）不变性； ② 传递函数矩阵不变性； ③ 系统的能控性与能观性不变性。 3、状态空间表达式→约旦标准型 三、状态空间表达式（现代控制：内部描述）→传递函数阵（经典控制：外部描述） 1. 已知()()()()()()()()()()x t A t x t B t u t y t C t x t D t u t ???=+= ＋，求传递函数1()()()adj s s G s s s --+-=-+=-C I A B D I A C I A B D I A 四、组合系统 1．（已知）若干子系统的并联、串联、输出反馈联结→（求）状态空间描述或传递函数阵
微型计算机控制技术课 后答案第二版潘新民 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
第一章1.微型计算机控制系统的硬件由哪几部分组成各部分作用 (1)主机：这是微型计算机控制系统的核心，通过接口它可以向系统的各个部分发出各种命令，同时对被控对象的被控参数进行实时检测及处理。主机的主要功能是控制整个生产过程，按控制规律进行各种控制运算(如调节规律运算、最优化计算等)和操作，根据运算结果作出控制决策；对生产过程进行监督，使之处于最优工作状态；对事故进行预测和报警；编制生产技术报告，打印制表等等。 (2)输入输出通道：这是微机和生产对象之间进行信息交换的桥梁和纽带。过程输入通道把生产对象的被控参数转换成微机可以接收的数字代码。过程输出通道把微机输出的控制命令和数据，转换成可以对生产对象进行控制的信号。过程输入输出通道包括模拟量输入输出通道和数字量输入输出通道。 (3)外部设备：这是实现微机和外界进行信息交换的设备，简称外设，包括人机联系设备(操作台)、输入输出设备(磁盘驱动器、键盘、打印机、显示终端等)和外存贮器(磁盘)。其中作台应具备显示功能，即根据操作人员的要求，能立即显示所要求的内容；还应有按钮，完成系统的启、停等功能；操作台还要保证即使操作错误也不会造成恶劣后果，即应有保护功能. (4)检测与执行机构:a.测量变送单元：在微机控制系统中，为了收集和测量各种参数，采用了各种检测元件及变送器，其主要功能是将被检测参数的非电量转换成电量.b. 执行机构：要控制生产过程，必须有执行机构，它是微机控制系统中的重要部件，其功能是根据微机输出的控制信号，改变输出的角位移或直线位移，并通过调节机构改变被调介质的流量或能量，使生产过程符合预定的要求。 4、操作指导、DDC和SCC系统工作原理如何它们之间有何区别和联系 (1)操作指导控制系统：在操作指导控制系统中，计算机的输出不直接作用于生产对象，属于开环控制结构。计算机根据数学模型、控制算法对检测到的生产过程参数进行处理，计算出各控制量应有的较合适或最优的数值，供操作员参考，这时计算机就起到操作指导的作用 (2)直接数字控制系统(DDC系统)：DDC(Direct Digital Control)系统就是通过检测元件对一个或多个被控参数进行巡回检测，经输入通道送给微机，微机将检测结果与设定值进行比较，再进行控制运算，然后通过输出通道控制执行机构，使系统的被控参数达到预定的要求。DDC系统是闭环系统，是微机在工业生产过程中最普遍的一种应用形式。 (3)计算机监督控制系统(SCC系统)：SCC(Supervisory Computer Control)系统比DDC系统更接近生产变化的实际情况，因为在DDC系统中计算机只是代替模拟调节器进行控制，系统不能运行在最佳状态，而SCC系统不仅可以进行给定值控制，并且还可以进行顺序控制、最优控制以及自适应控制等。 SCC是操作指导控制系统和DDC系统的综合与发展。 第二章 2 采样周期越小越好吗为什么 答：不是。若采样间隔太小（采样频率太高），则对定长的时间记录来说其数字系列就很长，计算工作量迅速增大，可能产生较大的误差。
铁路轨道 由钢轨、轨枕、连接零件、道床、道岔和其他附属设备等组成的构筑物。位于铁路路基上，承受车轮传来的荷载，传递给路基，并引导机车车辆按一定方向运转。有些国家或地区也称线路上部建筑。在钢梁桥、灰坑、转盘、某些隧道以及采用新型轨道结构的地段，可以没有道床、或者也没有轨枕。 轨道组成 轨道最早是由两根木轨条组成，后改用铸铁轨，再发展为工字形钢轨，20世纪80年代，世界上多数铁路采用的 标准轨距(见铁路轨道几何形位)为 1435毫米（4英尺8(1/2)英寸）。较 此窄的称窄轨铁路,较此宽的称宽轨铁 路（见铁路工程）。轨枕一般为横向铺设，用木、钢筋混凝土或钢制成。道床采用碎石、卵石、矿渣等材料。钢轨、轨枕、道床是一些不同力学性质的材料，以不同的方式组合起来的。钢轨以连接零件扣紧在轨枕上；轨枕埋在道床内；道床直接铺在路基面上。轨道承受着多变化的垂直、横向、纵向的静荷载和动荷载，荷载从钢轨通过轨枕和道床传递到路基。通过力学理论，分析研究在各种荷载条件下，轨道各组成部分所产生的应力和应变，而确定其承载能力和稳定性。 轨道类型 为使轨道成为一个整体，要根据铁路的具体运营条件,使轨道各部分之间 的作用相互配合,并考虑轨道、车辆、 路基三者之间相互作用的配合协调。这就要求将轨道划分类型。轨道类型的内容包括钢轨类型，连接零件种类，轨枕的种类和配置，道床材料和断面尺寸。它所依据的主要运营条件为铁路运量、机车车辆轴重和行车速度。最佳的轨道结构须做到在给定的运营条件下，保证列车按规定的最高速度平稳、安全和不间断地运行，将荷载有效地传递给铁路路基，并结合合理的轨道材料使用和养护制度，使其设备折旧费、建设投资利息和设备养护费用之和为最小。轨道结构类型，常按不同运营条件将铁路线路分成为轨道等级来表示。这种分等的标准各国不同。中国铁路1975年的规程，将轨道分为四种类型：轻型、中型、次重型和重型四等（见表[中国铁路轨道 分类(1975年)]）。 轨道养护 轨道各部分在列车重复荷载的作 用以及气候环境条件的影响下，将产生磨耗、腐蚀、腐朽、疲劳伤损和残余变形。同时还会使轨距、水平、方向、高低等轨道几何形位发生变化。这些变化积累起来，如不及时消除,将加剧冲击 振动,严重的甚至会引起脱轨、颠覆事故。因此，必须做好轨道更新和维修，以恢复轨道各组成部件的性能，并保持轨道几何形位处于良好状态（见轨道养护）。 展望轨道现代化的基本目标是适应 铁路运输高速度、大运量的要求，保证列车运行的安全、平稳和舒适，延长各部件使用寿命，减少养护维修工作量，减少各种污染，完成给定的运输任务，取得最佳的综合技术经济效果。其主要内容有：铺设超重型高强度耐磨钢轨；使用高速道岔；发展无缝线路；采用弹性连接零件，改善轨枕、道床、路基面的工作条件；研究发展新型的轨下结构；轨道设备更新、修理和维修工作的机械化及现代化。轨道现代化的另一发展将是结构的根本改革，如有些国家正在试
自动化专业本科培养方案 一、专业简介 自动化专业培养在自动化及其相关领域从事科学研究、技术开发、教育及管理等工作的高素质复合型人才。专业创办于1958年，是国家级特色专业和湖南省重点专业。拥有教育部自动化工程研究中心和湖南省先进控制与智能自动化工程实验室等高水平学科平台,以及工业大数据研究中心、复杂过程检测与控制系统、电力传动开放式综合系统等先进研究开发平台。在生产过程控制、交通信息工程与控制等领域具有科研优势和行业特色，专业师资力量雄厚，科研成果丰硕。具有一级学科硕士和博士授予权、博士后流动站，以控制理论与控制工程、交通信息工程国家重点学科为依托，形成了完整的本、硕、博各层次专业人才培养体系。 二、培养目标 本专业培养适应经济社会和自动化科学与技术发展需要，具备良好的思想道德修养和身心素质，掌握必备的数学与自然科学基础知识和自动化领域相关的基本理论、方法及技能，具备良好的科学思维能力和解决自动化领域工程问题能力，了解和紧跟学科专业发展前沿，能在团队中有效发挥作用，能通过继续教育或其他的终身学习途径拓展自己的能力，具有社会和环境意识，能够在自动化及相关领域从事系统设计、产品研发、科学研究和技术管理等工作的复合型高级人才，成为德智体美劳全面发展的社会主义事业合格建设者和可靠接班人。 毕业后5年左右，毕业生应能达到以下目标： 1）具有良好的人文科学素养、工程职业道德和社会责任感，能够积极服务国家与社会；2）能够运用自动化领域的专业知识、工程技能和现代工具，具备研究与解决现实中复杂工程问题的能力；3）在现代工业工程控制、运动控制、电气控制、自动化仪表、智能制造等领域具有较强的科学研究、技术开发、管理与决策能力；4）具备良好的沟通与表达能力及一定的组织管理能力，能够在多学科、跨文化背景中发挥有效作用；5）具有创新意识、终身学习能力与可持续发展理念，能够自我更新知识、不断提升能力。
. ---○---○--- ---○---○--- 学 院 专业班级 学 号 姓 名 ………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷(1) 20 ~20 学年 1 学期 电子技术 课程 时间100分钟 80学时， 5 学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 60 % 题 号 一 二 三 四 五 六 七 八 合 计 满 分 10 19 16 12 8 15 10 10 100 得 分 评卷人 复查人 一、选择题(本题10分，每小题2分) 1、电路如图所示，所有二极管均为理想元件，则D1、D2、D3的工作状态为（ ）。 A ．D1导通，D2、D3截止； B ．D1、D2截止，D3导通； C ．D1、D3截止，D2导通； D ．D1、D2、D3均截止； 2、存储器的电路结构中包含（ ）、存储电路和输入/输出电路（或读写控制电路）这三个组成部分。 3、已知Intel2114是1K* 4位的RAM 集成电路芯片，它有地址线（ ）条，数据线（ ）条。 4、右图所示波形反映的逻辑函数是（ ）。 （其中A 、B 为输入波形，Y 为输出波形） A ．与非； B ．异或； C ．同或； D ．或； 5、对功率放大电路的基本要求是在不失真的情况下能有（ ）。 A ．尽可能高的电压放大倍数 B.尽可能大的输出功率 C. 尽可能小的零点漂移 6、位D/A 转换器当输入数字量10000000为5v 。若只有最低位为高电平，则输出电压为（ ）v ；当输入为10001000，则输出电压为（ ）v 。 7、已知被转换的信号的上限截止频率为10kHz ，则A/D 转换器的采样频率应高于（ ）kHz ；完成一次转换所用的时间应小于（ ）。 得 分 评卷人
1.计算机控制系统：就是利用计算机(通常称为工业控制计算机，简称工业控制机)来实现生产过程自动控制的系统。 2.计算机控制系统的工作原理： ①实时数据采集：对来自测量变送装置的被控量的瞬时值进行检测和输入。 ②实时控制决策：对采集到的被控量进行分析和处理，并按已定的控制规律，决定将要采取的控制行为。 ③实时控制输出：根据控制决策，适时地对执行发出控制信号，完成控制任务。 3.计算机控制系统由计算机(工业控制机)和生产过程两大部分组成。 4.在线方式和离线方式 在线方式(on-line): 生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的方式称为在线方式或联机方式。 离线方式(off-line): 生产过程不和计算机相连，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 5.实时的含义 实时(real-time)：指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。而且这个时间围的大小跟被控对象联系非常的紧密！不同的被控对象，对时间围的要求不同。 6.逐点比较法插补: 每走一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，看这点在给定轨迹的上方或下方，或是给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向。比较一次，决定下一步走向，以便逼近给定轨迹，即形成逐点比较插补。 7.直线插补计算过程：①偏差判别②坐标进给③偏差计算④终点判断
8.圆弧插补计算过程：①偏差判别②坐标进给③偏差计算④坐标计算○5终点判断 9.凑试法确定PID参数整定步骤： (1)首先只整定比例部分。比例系数由小变大，观察相应的系统响应，直到得到反应快，超调小的响应曲线。系统无静差或静差已小到允许围，并且响应效果良好，那么只须用比例调节器即可，最优比例系数可由此确定。 (2)若静差不能满足设计要求，则须加入积分环节。整定时首先置积分时间TI为一较大值，并将经第一步整定得到的比例系数略为缩小(如缩小为原值的0．8倍)，然后减小积分时间，使在保持系统良好动态性能的情况下，静差得到消除。在此过程中，可根据响应曲线的好坏反复改变比例系数与积分时间，以期得到满意的控制过程与整定参数。 (3)若使用比例积分调节器消除了静差，但动态过程经反复调整仍不能满意，则可加入微分环节，构成比例积分微分调节器。在整定时，可先置微分时间TD为零。在第二步整定的基础上，增大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，逐步凑试，以获得满意的调节效果和控制参数。 10.扩充临界比例度法确定PID参数整定步骤： ①选择一个足够短的采样周期，具体地说就是选择采样周期为被控对象纯滞后时间的十分之一以下。 ②用选定的采样周期使系统工作。这时，数字控制器去掉积分作用和微分作用，只保留比例作用。然后逐渐减小比例度δ（δ=1/K P )，直到系统发生持续等幅振荡。记下使系统发生振荡的临界比例度 δ k 及系统的临界振荡周期T k 。 ③选择控制度。模拟 控制度 ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? = ? ? ∞ ∞ 2 2 ) ( ) ( dt t e dt t e DDC ④根据选定的控制度，求得T、K P 、T I 、T D 的值 11. 扩充响应曲线法确定PID参数整定步骤： ①数字控制器不接入控制系统，让系统处于手动操作状态下，将被调量调节到给定值附近，并使 之稳定下来。然后突然改变给定值，给对象一个阶跃输入信号。 ②用记录仪表记录被调量在阶跃输入下的整个变化过程曲线，此时近似为一个一阶惯性加纯滞后环节的响应曲线。 ③在曲线最大斜率处作切线，求得滞后时间τ，被控对象时间常数Tτ以及它们的比值Tτ／T，
总分100分，占总评成绩70 % 第一题、是非题（15分，每题3分） 1.经典控制理论以传递函数为基础，它主要研究 单输入-单输出、线性定常系 统的分析和设计问题；而现代控制理论则以状态空间法为基础，它主要研究 具有高性能、高精度的多变量、变参数系统的最优控制问题。 文档来自于网络搜索 (2)错 2.对恒值控制系统来说，其分析、设计的重点是研究各种扰动对被控对象的影 响以及 抗扰动的措施。而随动系统分析、设计的重点则是研究被控量跟随未 知输入信号的快速性和准确性。文档来自于网络搜索 ⑵错 3.对于一个线性系统来说，两个输入信号同时加于系统所产生的总输出，等于 这两个 输入信号单独作用时分别产生的输出之和；且输入信号的数值增大或 减小若干倍时，系统的输出亦相应地增大或减小同样的倍数。 文档来自于网络搜索 (1) 对2 4.离散系统是指系统的某处或多处的信号为脉冲序列或数码形式，因而信号在 时间上 是离散的。连续信号经过采样开关的采样就可以转换成离散信号。一 般来说，离散系统是采用微分方程来描述。文档来自于网络搜索 （2）错2 文档来自于网络搜索 5.采用主导极点法，在设计中所遇到的绝大多数有实际意义的高阶系统，都可 以简化 为只有一、两个闭环零点和两、三个闭环极点的低阶系统，从而可用 比较简便的方法来分析和估算高阶系统的性能。 文档来自于网络搜索 中南大学考试试卷 （ A ）答案 2012—2013学年 下学期 时间120分钟 2012年6月22日 自动控制理论 课程_64学时仝学分 考试形式：闭卷 专业年级：自动化、电气工程、测控、智能科学、 物联网等专业 2011级 姓名: 搜索 班级: 学号: 文档来自于网络 (2)错 (1)对
---○---○ --- ---○---○ --- ………… 评卷密封线 ……………… 密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理 ……………… 评卷密封线 ………… 中南大学考试试卷 （4） 时间100分钟 20 ~20 学年 学期电子技术课程期末考试试题 80 学时，闭卷，总分100分，占总评成绩60 % 一、填空题（共20分，每空1分） 1、场效应管是（ ）控制元件，而双极型三极管 是（ ）控制元件。晶体管在模拟电路中工作在 （ ）区； 在数字电路中工作在（ ）区。 2、在一个交流放大电路中，测出某双极型三极管三个管脚对地电位为： (1)端为1.5V (2)端为4V (3)端为2.1V 则(3)端为（ ）极； (3)该管子为（ ）型。 3、 若某一逻辑函数有n 个逻辑变量，则输入逻辑变量有（ ）种不同 取值的组合。 4、 一个逻辑函数全部最小项之和恒等于（ ）。 5、触发器按动作特点可分为基本型、同步型、（ ）和边沿型。 6、稳压管工作在（ ）区，一般要与（ ）串联使用。 7、已知某与非门的电压传输特性如图所示，由图可知： 输出高电平OH V ＝ ； 输出低电平OL V ＝ ； 阈值电平 TH V ＝ ； 8、下列电路中，不属于组合逻辑 电路的是（ ）。 (A) 编码器； (B) 数据选择器； (C) 计数器。 9、集成运算放大器采用（ ）耦合方式，既可以放大（ ）信号，又可以放大（ ）信号。 10、七段LED 数码管的结构分为共阴极和（ ）两种。 11、可用于总线结构进行分时传输的门电路是（ ）。 (A) 异或门；(B) 同或门；(C) OC 门；(D) 三态门。
学院简介 中南大学土木工程学院前身是1953年成立的中南土木建筑学院的铁道建筑系和桥梁隧道系。1960年成立长沙铁道学院以来，土木建筑学院几经更名，1964年铁道建筑系更名为铁道工程系，1970年铁道工程系和桥梁隧道系合并称工程系，1984年更名为土木工程系，1994年建筑工程专业（即工业与民用建筑专业）分出，成立建筑工程系，1997年土木工程系与建筑工程系合并成立土木建筑学院。中南大学成立后，2002年5月，以原长沙铁道学院土木建筑学院为主体、机电工程学院建筑环境与设备工程系、数理力学系基础力学教研室及实验室、原中南工业大学资源环境与建筑工程学院土木所及力学中心合并组建中南大学土木建筑学院。2005年，建筑环境与设备工程系调出，并入能源与动力工程学院。 学院领导 2010年院长由余志武教授担任，党委书记由黄建陵同志担任。 学科建设 学院经过50多年的建设，学院已发展成为师资力量雄厚、专业设置齐全、学科学位建设成绩卓著、科研水平一流、学术成果突出的教学与科研实体。 学院设有桥梁工程系、隧道工程系、道路与铁道工程系、建筑工程系、岩土工程系、工程管理系、力学系、建筑与城市规划系、工程制图教研室、工程测量教研室11个系（或教研室）；拥有桥梁工程研究所、隧道工程研究所、道路与铁道工程研究所、城市轨道交通研究所、建筑工程研究所、工程管理研究所、城市设计研究所、防灾科学与安全技术研究所、工程力学研究所、土木工程材料研究所、岩土及地下工程研究中心、结构与市政工程研究中心13个研究所（或研究中心）；拥有高速铁路建造与技术国家工程实验室，湖南省土木工程与安全重点实验室，设有土木工程中心实验室、力学教学实验中心、工程力学实验室、防灾减灾实验室、计算中心等10多个实验室，其中土木工程中心实验室是湖南省建筑企业一级实验室。 重点学科 学院拥有土木工程国家一级重点学科，是我国拥有土木工程国家一级重点学科的六所院校之一（其余五所分别为：清华大学，同济大学，浙江大学，哈尔滨工业大学，湖南大学），土木工程一级学科拥有博士学位授权点，是全国13所具有一级学科博士授权的土木类院校之一。学院2010年设在有桥梁与隧道工程、道路与铁道工程、结构工程、岩土工程、市政工程、供热供燃气通风、防灾减灾及防护工程、消防工程、城市轨道交通工程、工程力学、土木工程规划与管理、土木工程材料12个博士点；桥梁与隧道工程、道路与铁道工程、结构工程、岩土工程、市政工程、供热供燃气通风及空调工程、防灾减灾及防护工程、消防工程、城市轨道交通工程、土木工程规划与管理、土木工程材料、固体力学、工程力学、建筑技术科学、建筑设计及其理论、城市规划与设计16个硕士点以及建筑土木与工程领域硕士学位授予权、高