《運動控制課程設(shè)計》教學(xué)大綱

第頁《運動控制課程設(shè)計》教學(xué)大綱課程編號：13180431英文名稱：CourseDesignofMotionControlSystem學(xué)分：2學(xué)時：總學(xué)時2周，其中實踐2周課程類別：專業(yè)方向模塊課程授課對象：電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)單位：機械與電氣工程學(xué)院控制科學(xué)與工程學(xué)科修讀學(xué)期：第7學(xué)期一、課程性質(zhì)、任務(wù)和目標(biāo)《運動控制課程設(shè)計》是電氣工程及其自動化專業(yè)本科生的綜合教學(xué)實踐課。該課涉及到電力電子技術(shù)、運動控制系統(tǒng)、數(shù)字程序控制系統(tǒng)等課程的內(nèi)容。本課程以實驗設(shè)計為主，小組合作完成設(shè)計題目。通過本課程的理論學(xué)習(xí)和實驗訓(xùn)練，使學(xué)生具備下列能力：1.利用所學(xué)專業(yè)知識，通過查閱資料等方法，掌握開環(huán)、比例、比例積分交流調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和機械特性。2.掌握分析實際復(fù)雜問題的能力，能夠根據(jù)問題的實際需求，設(shè)計出合理有效的算法，并根據(jù)采集的實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計的有效性。3.學(xué)生2人組成一組，互相交流幫助，合作完成課程設(shè)計，最終撰寫課程設(shè)計報告。培養(yǎng)學(xué)生們團結(jié)合作的能力以及撰寫報告的能力。本課程擬達到的課程目標(biāo)：課程目標(biāo)1：通過查閱資料等方法，掌握開環(huán)、比例、比例積分交流調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和機械特性。課程目標(biāo)2：能在性能、成本、可靠性、實現(xiàn)難易度之間進行合理取舍，確定性價比優(yōu)化的方案。課程目標(biāo)3：掌握分析實際復(fù)雜問題的能力，能夠根據(jù)問題的實際需求，設(shè)計出合理有效的算法，并根據(jù)采集的實驗數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計的有效性。課程目標(biāo)4：學(xué)生2-3人組成一組，互相交流幫助，合作完成課程設(shè)計，最終撰寫課程設(shè)計報告。培養(yǎng)學(xué)生們搭建實驗裝置的能力。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)權(quán)重對應(yīng)關(guān)系2.4能正確表達一個電機或電力工程問題的解決方案。課程目標(biāo)11H3.1能夠根據(jù)用戶需求確定電氣工程設(shè)計目標(biāo)。課程目標(biāo)21L3.4能夠用圖紙、報告或?qū)嵨锏刃问剑尸F(xiàn)設(shè)計成果。課程目標(biāo)31M4.3能選用或搭建實驗裝置，采用科學(xué)的實驗方法，安全地開展實驗。課程目標(biāo)41L（H—高，M—中，L—低）三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求學(xué)時教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1分配任務(wù)，查找資料教師提出課程設(shè)計任務(wù)以及任務(wù)要求，學(xué)生理解設(shè)計任務(wù)，查閱相關(guān)文獻。1天集中講授1，2,3,42確定設(shè)計方案提出設(shè)計方案并論證比較，確定整體設(shè)計方案。2天集中講授1,2,3,43電路設(shè)計與仿真根據(jù)選題設(shè)計要求，畫出擬定設(shè)計方案的電路原理圖，并對電路中涉及到的元器件選擇和設(shè)計參數(shù)計算，并在軟件平臺上仿真驗證電路的正確性。2天集中講授1,2,3,44電路制作與調(diào)試階段設(shè)計電路經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后，學(xué)生即可向?qū)嶒炇翌I(lǐng)取所需元器件等材料，進行電路板的制作，并運用測試儀表進行電路調(diào)試，排除電路故障，調(diào)整元器件，修改電路，達到設(shè)計指標(biāo)要求。3天集中講授1,2,3,45撰寫總結(jié)報告總結(jié)報告是學(xué)生對設(shè)計過程的系統(tǒng)總結(jié)。學(xué)生應(yīng)按規(guī)定的格式編寫設(shè)計說明書。主要內(nèi)容有：1）設(shè)計任務(wù)與主要技術(shù)指標(biāo)；2）方案原理框圖，電路圖、布線圖，以及它們的設(shè)計、計算說明；3）電路調(diào)試方法以及測試記錄。2天集中講授1,2,3,4合計10天四、課程教學(xué)方法1.教學(xué)方法以課程目標(biāo)為導(dǎo)向，以仿真設(shè)計為輔助，以實物制作調(diào)試為重點，采用自主練習(xí)、個別答疑、集中指導(dǎo)方式，要求學(xué)生按階段完成課程設(shè)計，最后需要集中進行現(xiàn)場驗收，要求每個人進行系統(tǒng)演示和口頭匯報。重點支持畢業(yè)要求指標(biāo)點：2.4，3.1。實踐制作教學(xué)方法：兩人分工合作，自主練習(xí)、自主設(shè)計、自主實踐。重點支持畢業(yè)要求指標(biāo)點：2.4，3.1，3.4，4.3。課外學(xué)習(xí)方法：要求學(xué)生在實踐制作前根據(jù)題目要求自主查找文獻、了解課題的常用設(shè)計方案，并討論比較，優(yōu)化方案。重點支持畢業(yè)要求指標(biāo)點：3.1。項目驗收方法：完成項目設(shè)計并提交設(shè)計報告后，集中進行現(xiàn)場驗收，要求每個人進行系統(tǒng)演示和口頭匯報。重點支持畢業(yè)要求指標(biāo)點：3.4，4.3。2.實習(xí)形式（1）以理論設(shè)計和實物制作操作兩方面進行。（2）學(xué)生以班為單位，分成若干組，每組2～4人，每個指導(dǎo)老師一般帶1～4組。該電子設(shè)計參考課題由教師擬定，1-2個學(xué)生成組，選擇1個設(shè)計課題，在教師的指導(dǎo)下設(shè)計制作完，參考題目如下：（1）直流電機的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制；（2）直流電機轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制；（3）電風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)；（4）水泵的水量控制系統(tǒng)；五、學(xué)業(yè)評價與課程考核1．考核方式考試（）考查（√）2．成績記載百分制（）五級分制（√）3.成績總評課程設(shè)計結(jié)束后采取現(xiàn)場答辯驗收的形式，指導(dǎo)教師依據(jù)以下幾個方面來評定成績：（1）設(shè)計方案的正確性與合理性，電路實際性能以及驗收答辯的表現(xiàn)；（2）設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度，實驗動手能力，包括電路板制作水平、調(diào)試中分析解決問題的能力及創(chuàng)新精神等；（3）設(shè)計工作量；（4）總結(jié)報告撰寫的格式規(guī)范性和內(nèi)容的完整性。成績評定為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個等級。其中100-90分為優(yōu)，89-80分為良好，79-70分為中等，69-60分為及格，50分以下為不及格。4.考核方案（1）平時成績（20%），其考核方案參見表4-1。主要包括設(shè)計過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度，實驗室簽到，以及設(shè)計過程中與指導(dǎo)教師的交流反饋情況。

表4-1平時成績的考核方案序號教學(xué)目標(biāo)考察點占比%得分1學(xué)習(xí)態(tài)度遵守紀(jì)律，按進度認(rèn)真完成。402實驗室簽到無故缺席1天，扣1分，無故缺席實習(xí)3天及以上者，該項成績?yōu)椴患案瘛?03設(shè)計過程中與指導(dǎo)教師的交流反饋。提問交流。20（2）硬件制作（20%），其考核方案參見表4-2。主要包括學(xué)生的實驗動手能力，電路復(fù)雜度、焊接水平、元器件布局等電路制作水平。表4-2電路制作的考核方案序號教學(xué)目標(biāo)考察點占比%得分1具備實驗動手能力制作實物過程302能進行電路的設(shè)計課題設(shè)計難度303能夠進行焊接和鏈接整齊、美觀204能合理布局布局是否合理、整齊20（3）軟件設(shè)計（40%），其考核方案參見表4-3。主要包括設(shè)計的合理性，創(chuàng)造性以及功能實現(xiàn)情況，通過作品功能演示。表4-3電路功能的考核方案序號教學(xué)目標(biāo)考察點占比%得分1能進行方案設(shè)計方案設(shè)計合理性302能自主學(xué)習(xí)，強化探索新知的意識創(chuàng)造性設(shè)計獨特新穎203能實現(xiàn)任務(wù)要求功能實現(xiàn)程度、拓展功能50（4）設(shè)計報告（20%），其考核方案參見表4-4?？偨Y(jié)報告撰寫的格式規(guī)范性和內(nèi)容的完整性。表4-4設(shè)計報告的考核方案序號教學(xué)目標(biāo)考察點占比%得分1能掌握設(shè)計報告撰寫的格式規(guī)范和完整性目錄、章節(jié)、圖表、字體、參考文獻302能分析比較方案，確定性價比優(yōu)化的方案元器件選擇型號分析，總體方案分析與選擇303能實現(xiàn)系統(tǒng)要求的性能、功能要求，并能利用軟硬件仿真調(diào)試工具，對系統(tǒng)原理進行模擬和仿真系統(tǒng)測試調(diào)試過程分析304能對現(xiàn)有系統(tǒng)的特性進行研究，并提出改進的建議系統(tǒng)局限分析與改進建議10六、教學(xué)反饋教學(xué)反饋包括課程設(shè)計過程中的設(shè)計方案確認(rèn)、仿真結(jié)果確認(rèn)，元器件選型審核、電路驗收答辯以及實驗報告驗收。個別反饋采用QQ個別