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文本内容:
《自动控制系统》课程标准
一、课程概要
二、课程性质与定位自动控制系统是工业机器人技术专业群的一门基础课程,也是必修课程由于自动控制技术在自动化系统中得到了广泛的应用,因此,将本课程设置为专业技术基础课,对培养懂技术的技能人才有着十分重要的作用本课程所覆盖的知识面较宽,既有较深入的理论基础知识,也有较广泛的专业背景知识,因而,它在学生知识结构方面将起到加强理论深度和拓展知识广度的积极作用先修课程高等数学、电工电子基础等课程后续课程工业机器人技术及应用、自动化生产线安装与调试、PLC应用技术
三、课程教学目标为了贯彻素质教育和创新教育的思想,本课程将在注重自动控制原理及应用的基本概念和基本分析与设计方法的基础上,适当引入自动控制发展中的、学生能够理解的新概念和新方法;贯彻理论联系实际的原则,科学取舍各种主要理论、方法的比例,正确处理好理论与案例的关系,以适应培养应用复合型人才的需要;适当引入和利用Matlab工具来辅助自动控制原理及应用中的复杂计算与作图、验证分析与设计的结果;本课程应该既使学生掌握必要的基础理论知识,并了解它们对实际问题的指导作用,又要促进学生养成积极思考、长于分析、善于推导的能力和习惯重点培养学生利用自动控制的基本理论分析与解决工程实际问题的思维方式和初步能力,并为学习后续相关专业课程,以及进一步学习和应用自动控制方面的新知识、新技术打下必要基础一知识目标1了解控制系统的任务、组成及自动控制的基本概念,开环控制和闭环控制的基本原理和特点2理解系统的微分方程,认识系统的传函和系统的结构图,熟悉拉普拉斯变换,掌握典型环节的传函3理解时域分析法和频率特性法4理解系统的稳定性概念、系统的稳定必要条件、代数判据、对数频率判据、自动控制系统的稳定性分析理解系统稳态误差的概念、系统稳态误差的求法掌握系统动态性能指标的求取、动态性能指标与对数开环频特的关系5理解校正的概念和基本过程;理解串联校正、反馈校正和顺馈校正的作用,并掌握利用这些手段提高系统性能的方法二能力目标1在理解有关自动控制系统的基本概念的基础上建立控制系统数学模型的基础上,掌握并灵活运用时域法频率法进行系统分析及正确的性能分析2掌握系统分析、校正的思路和方法,为日后控制系统的分析设计打下基础3重点掌握实际的恒值系统的控制系统的调试过程中体现实际问题的解决能力具有清晰的系统概念,具有控制方法的软件实现能力,系统中各个环节硬件的设计能力,总体的调试能力三素质目标1具有坚定正确的政治方向,热爱祖国、热爱社会主义2具有良好的职业道德和科学的创新精神,具有获取、分析新知识的能力3养成严谨、求实、认真、仔细的学习和工作态度4养成与他人合作、沟通的习惯,具有团队工作的意识和能力5养成做事细致认真的习惯和乐于发现问题的品德,具有工匠精神6具有解决问题的能力及自我学习、追求进步不断超越的能力7具有大胆探索、勇于创新、积极交流、密切协作的精神8养成积极思考的习惯,具有独立通过网络获取学习信息的能力
四、课程设计思路本课程主要介绍自动控制系统的基本概念和基本的分析与设计方法课程采用“一纵三横”的设计思路,具体来说,“一纵”就是在课程讲授中要求贯彻自动控制系统的建模、分析及设计方法这条主线;“三横”就是在方法讲授中要求强调自动控制系统的稳定性、快速性和准确性,稳准快三个字是分析的核心,也是设计的归宿在课程讲授中,贯彻少而精的原则,即对重点、难点讲深讲透;注意理论联系专业实际,例子贴近生活,注重揭示抽象概念的物理意义;注意传统教法与现代教法的有机结合,充分运用各种教学手段,特别注重发挥课程教学网站的作用在课程学习中,注重阅读教材、完成作业、课程实验及讨论问题等四个环节,深刻理解课程内容中的重点和难点,重点掌握自动控制原理及应用的基本概念和基本分析与设计方法
五、课程教学内容安排一课程内容及学时分配表
(二)教学重点及难点教学重点
1.根据控制系统工作原理图绘制原理框图,控制系统性能的要求
2.系统的数学模型的建立,从实际控制系统物的概念转化为数学的概念
3.自动控制系统的时域分析
4.自动控制系统的频域分析
5.系统的校正教学难点
1.控制系统性能的要求
2.从实际控制系统物的概念转化为数学的概念
3.频域分析
4.PID校正
六、教学实施
(一)教学团队任课教师具备“双师”素质应具有本科以上学历、具备自动控制相关的企业工作经历并具备较强的动手能力兼职教师部分来自其他同类院校,具有丰富的教学经验;部分来自企业,在企业从事相关的自动控制系统开发工作
(二)教学条件与设施.硬件设施授课采用多媒体教室;部分实践课时需要用到计算机机房,方便学生上机操作
2.软件设施计算机安装好matlab软件
(三)教学方法与手段.本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式采取灵活的教学方法,启发、诱导、因材施教,注意给学生更多的思维活动空间,发挥教与学两方面的积极性,提高教学质量和教学水平在规定的学时内,保证该标准的贯彻实施.教学过程中,要从高职教育的目标出发,了解不同专业对自动化知识的需求,注意与有关课程相配合,把握好“必需、够用为度”的原则,还要适当兼顾专升本学生所需知识点的教学.教学中要结合教学内容的特点,培养学生独立学习习惯,努力提高学生的自学能力和创新精神.重视对学生学习方法的指导重视习题、单元测验的安排和习题的选择督促学生及时、独立完成课外作业.教学中注重现代化教学手段的应用教学中向学生多多介绍该学科当前的主流技术和未来的发展趋势.根据课程内容不同的特点,可考虑采用多元化的教学模式、教学方法,包括“项目教学”、“探究-发现模式”、“开放课堂教学模式”等针对不同模块学习内容和不同学习对象,采取不同模式.要注意课内外结合,有条件地开展一些与工业机器人、机电一体化技术相关的实验实训项目,帮助学生理论联系实际,更好地掌握本课程知识
(四)推荐教材、参考书及资源
七、考核方式及成绩评定教学评价主要指学生学业评价突出阶段评价、目标评价、线上线下相结合关注评价的多元性教师在设计该门课的学生评价方案时对考核指标进行了细化少失偏颇,同时应将素质目标(含思政育人)达成纳入课程成绩考勤、课堂表现、提问、课堂测试、作业等(占30%)+实验考核10%)+期末考试(占40%)+加分,采用百分制值得一提的是“加分”一项,教师可根据学生的表现给予表扬,提高学生的学习积极性如有一些学生喜欢提问,教师可多加引导,介绍一些课外书籍给他门看;有些学生愿意帮教师做事,教师可酌情让他们参与到自己的科研工作中;校内外的各类竞赛也能激发学生的学习热情
八、其他说明
1、在实际教学过程中,根据教学进度和学生接受能力,可适当调整学时分配
2、允许计划与实际授课有10%学时的出入
3、任课教师可根据授课内容继续挖掘课程思政元素课程名称自动控制系统课程代码学分2学时32其中含理论学时24实践学时:8课程性质0必修课口选修课课程类型口公共课程(含公共基础平台课程、通识课程、公选课程等)0(跨)专业群基础平台课程口专业课程课程特性口.学科性课程口工作过程系统化课程口项目化课程0任务导向课程口其它教学组织0以教为主(理论为主)口以做为主(实践为主)口理实一体(理论+实践)使用对象序号学习项目/单元/模块学习情境/节教学要求课程思政融入学时学时分配理论实践1自动控制系统认知
1.1概述,自动控制的基本思想与历史回顾使学生了解自动控制的发展简史、应用领域及发展方向爱国自强、民族自信、文化自信
2201.2自动控制系统的基本类型及基本要求使学生理解自动控制的基本概念和反馈闭环控制原理
2201.3MATLAB认矢口熟悉软件的使用环境2022自动控制系统数学模型建立
2.1系统建模概述及微分方程数学建模的基本原则和基本方法及建立系统微分方程工匠精神,精益求精
2202.2传递函数模理解及求取系统传递函220型数
2.3结构图结构图的等效变换与简化方法2203控制系统的时域分析
3.1时域分析认知、典型输入信号理解时域分析概念及典型输入信号团队协作精神
2203.2系统的时域响应掌握系统时域响应
2203.3稳定性分析掌握稳定性分析方法
2203.4稳态误差分析能求取系统稳态误差
2203.5MATLAB用于控制系统传递函数熟悉matlab的使用2024控制系统的频域分析
4.1频率特性基本概念及典型环节频率特性理解频率响应的基本概念,掌握典型环节的频率特性团队协作精神
2204.2开环频率特性的绘制掌握一般系统开环频率特性的绘制方法
2204.3基于MATLAB频域仿真掌握matlab的使用2025自动控制系统校正
5.1控制系统的校正概念及分析掌握控制系统的校正概念及分析理论联系实际
2205.2PID控制器掌握PID控制202总计32248序号教学资源类别教学资源基本要求1教学场所多媒体教室,计算机机房2推荐教材、主要参考书
1.郝建豹,林子其.自动控制系统.北京:机械工业出版社,
2019.3其他教学辅助/参考资料可辅助教学实训室先进控制技术综合实训技术中心,工业机器人实训室。