《材料成型自動(dòng)控制基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱

《材料成型自動(dòng)控制基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱一、課程基本情況課程代碼：101134223307課程名稱(chēng)（中/英文）：材料成型自動(dòng)控制基礎(chǔ)/FundamentalsofMaterialFormingAutomaticControl課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)必修課程學(xué)分：2總學(xué)時(shí)：32理論學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)：8適用專(zhuān)業(yè)：材料成型及控制工程適用對(duì)象：本科先修課程：無(wú)教學(xué)環(huán)境：多媒體教室/實(shí)驗(yàn)室/機(jī)房開(kāi)課學(xué)院：材料科學(xué)與工程學(xué)院二、課程簡(jiǎn)介實(shí)驗(yàn)一：線性回歸為自動(dòng)測(cè)量的核心基礎(chǔ)算法，為自動(dòng)化測(cè)量和加工提供知識(shí)積累，通過(guò)計(jì)算機(jī)回歸實(shí)驗(yàn)，掌握自動(dòng)測(cè)量獲得直線方程的過(guò)程。實(shí)驗(yàn)二：軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)控制為過(guò)程計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、過(guò)程輸入輸出和人機(jī)接口技術(shù)以及總線技術(shù)、通訊和軟件技術(shù)、過(guò)程控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)及系統(tǒng)控制的工程實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)三：凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)控制為連續(xù)鑄造過(guò)程中的調(diào)控，通過(guò)自動(dòng)測(cè)量坯殼厚度進(jìn)行拉坯速度的調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)四：加熱爐溫度控制。熱爐是軋線上最重要的設(shè)備之一，它的作用是把板坯加熱到軋制所需要的溫度。加熱爐控制的目的是設(shè)定加熱爐燃燒段爐溫，使板坯在爐內(nèi)充分受熱，出爐時(shí)使其溫度和均勻度能滿足軋制要求，同時(shí)又要使所消耗的燃料盡量小。故溫度控制能直接影響到加熱爐的能耗和軋制設(shè)備壽命、鋼坯成材率、最終鋼材產(chǎn)品質(zhì)量以及整個(gè)軋線的有效作業(yè)率。通過(guò)本課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生能較正確地掌握自動(dòng)控制的過(guò)程和原理，能夠?qū)€性回歸、軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)控制、凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)控制、加熱爐溫度控制四個(gè)方面進(jìn)行實(shí)地操作，使學(xué)生走出學(xué)校之前適應(yīng)軋制企業(yè)車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1.課程對(duì)畢業(yè)要求的支撐[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)1.3]綜合運(yùn)用模具設(shè)計(jì)、型材成型、材料成型自動(dòng)控制、材料分析測(cè)試方法等專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析選擇成型設(shè)備、制定合理的加工工藝，解決材料成型生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際工程問(wèn)題。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)4.2]能夠基于材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和原理，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造、型材成型加工相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，綜合文獻(xiàn)調(diào)研信息，選擇技術(shù)路線，設(shè)計(jì)研究方案。[畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)6.2]能夠了解材料成型過(guò)程涉及的材料、工藝相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)，并能客觀評(píng)價(jià)在材料成型及控制工程分析中產(chǎn)生的新的設(shè)計(jì)方案和新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的潛在影響，了解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生具有正確使用和維護(hù)機(jī)械自動(dòng)控制的基本知識(shí)，運(yùn)用有關(guān)設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單自動(dòng)控制的能力。（支撐畢業(yè)要求1.3）2.熟悉自動(dòng)控制的基本理論和基本方法，掌握常用自動(dòng)控制知識(shí)機(jī)構(gòu)和機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制規(guī)律，為從事工程技術(shù)設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和一定的實(shí)踐操作能力。掌握自動(dòng)控制傳動(dòng)裝置，能在自動(dòng)控制與制造及設(shè)備控制、生產(chǎn)組織管理等應(yīng)用中進(jìn)行一定的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。（支撐畢業(yè)要求4.2）3.良好的技術(shù)文化素養(yǎng)，以能力為導(dǎo)向的知識(shí)儲(chǔ)備，具有不斷學(xué)習(xí)和推廣新技術(shù)的進(jìn)取精神。具有較好的團(tuán)隊(duì)合作能力、組織協(xié)調(diào)能力。（支撐畢業(yè)要求6.2）四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及學(xué)時(shí)安排序號(hào)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐項(xiàng)目名稱(chēng)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)類(lèi)型實(shí)驗(yàn)/實(shí)要求每組人數(shù)備注1線性回歸2綜合性必做22軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)控制2綜合性必做63凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)控制2綜合性必做64加熱爐溫度控制2綜合性必做6五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)一線性回歸實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模耗茉赟PSS環(huán)境下實(shí)現(xiàn)線形回歸，并理解和掌握相關(guān)概念。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：SPSS軟件電腦。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．拷貝數(shù)據(jù)進(jìn)入軟件；2．確定變量和自變量；3．進(jìn)行回歸分析；4．確定斜率/截距/誤差；5．驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。融入課程思政：有鋼鐵行業(yè)專(zhuān)家曾說(shuō)過(guò):社會(huì)有需求，中國(guó)鋼鐵才有練兵機(jī)會(huì)，有需求，才有技術(shù)倒逼和自主創(chuàng)新。例如，沒(méi)有汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，也不會(huì)有汽車(chē)鋼業(yè)的快速發(fā)展;沒(méi)有高鐵，也不會(huì)需要百米的重軌;沒(méi)有三峽大壩，沒(méi)有特高壓輸變電，也對(duì)電工鋼的需求沒(méi)有那么高;沒(méi)有國(guó)產(chǎn)航母，也不會(huì)有航母甲板用對(duì)稱(chēng)球扁鋼的研發(fā)。如今，隨著國(guó)家的發(fā)展，各行各業(yè)都得到了鋼鐵行業(yè)的支撐!實(shí)驗(yàn)二軋制過(guò)程計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私廛堉谱詣?dòng)控制。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：軋機(jī)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．開(kāi)啟軋機(jī)；2．軋出5mm厚度粗軋版；3．發(fā)起計(jì)算機(jī)調(diào)厚度指令；4．自動(dòng)測(cè)量獲得目標(biāo)厚度；5．分析誤差及其原因；6．驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。融入課程思政：鋼鐵工業(yè)早已不是人們傳統(tǒng)印象中的“傻大黑粗”，現(xiàn)在的鋼鐵工業(yè)已經(jīng)插上了“智慧的翅膀”，整個(gè)生產(chǎn)工藝流程涉及采礦、冶金、材料、機(jī)械、自動(dòng)化、能源等幾乎所有的工科專(zhuān)業(yè)和相關(guān)理科專(zhuān)業(yè)。通過(guò)剖析從鋼鐵大國(guó)到鋼鐵強(qiáng)國(guó)的必由之路上工程技術(shù)人員必需的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和科學(xué)體系，使學(xué)生了解現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)中所蘊(yùn)含的本專(zhuān)業(yè)科學(xué)意義，提高專(zhuān)業(yè)自信，明確人生發(fā)展方向，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)動(dòng)力，在國(guó)家從鋼鐵大國(guó)逐步邁向鋼鐵強(qiáng)國(guó)的道路上貢獻(xiàn)自己的力量。實(shí)驗(yàn)三凝固過(guò)程計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私膺B續(xù)鑄造的控制過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：連鑄機(jī)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．開(kāi)啟連鑄機(jī)；2．連續(xù)鑄造出100mm*100mm方坯；3．發(fā)起計(jì)算機(jī)測(cè)量坯殼厚度指令；4．根據(jù)厚度調(diào)整拉坯速度；5．獲得新速度下的鑄坯；6．驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。融入課程思政：新中國(guó)成立特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)鋼鐵工業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，從一窮二白，經(jīng)歷“大煉鋼鐵”，逐步科學(xué)規(guī)劃，如今成為遙遙領(lǐng)先于世界各國(guó)的第一鋼鐵大國(guó)。國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)、民生工程、水利工程、國(guó)防軍工等都離不開(kāi)鋼鐵工業(yè)的支撐。而新中國(guó)成立70周年來(lái)的取得偉大成就，離不開(kāi)中華兒女的家國(guó)情懷，更離不開(kāi)我們的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信。通過(guò)展現(xiàn)新中國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展歷程、輝煌成就及世界影響力，激發(fā)學(xué)生家國(guó)情懷，堅(jiān)定新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義道路。實(shí)驗(yàn)四加熱爐溫度控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私饧訜釥t的控制過(guò)程。實(shí)驗(yàn)設(shè)備：加熱爐。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟：1．開(kāi)啟加熱爐；2．設(shè)定第一溫度，第二溫度，第三溫度，及其升溫速度和保溫時(shí)間；3．觀察爐溫實(shí)際變化過(guò)程；4．記錄；5．分析誤差；6．驗(yàn)證課程教學(xué)中所學(xué)的規(guī)律和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，并形成分析報(bào)告。融入課程思政：與鋼鐵性能相關(guān)的語(yǔ)句如“寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)”“不忘初心，砥礪前行”“好鋼用在刀刃上”“打鐵還需自身硬”等。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ǘ?shí)驗(yàn)設(shè)備（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟（四）結(jié)果與分析（五）問(wèn)題討論七、考核方式（一）實(shí)驗(yàn)成績(jī)的構(gòu)成實(shí)驗(yàn)成績(jī)占課程綜合評(píng)定成績(jī)比例為20%，參考實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)綜合給定。（二）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1.實(shí)驗(yàn)成績(jī)以百分制或五級(jí)制（優(yōu)、良、中、及格、不及格）填報(bào)，然后按比例記入該課程成績(jī)中。2.多個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要最后填報(bào)平均成績(jī)。3.按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的具體要求，根據(jù)每個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考查，實(shí)驗(yàn)操作情況及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量，綜合給出實(shí)驗(yàn)成績(jī)。4.實(shí)驗(yàn)評(píng)分應(yīng)包括三個(gè)方面：（1）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律占20%；（2）實(shí)驗(yàn)操作占40%；（三）實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%。評(píng)分等級(jí)：評(píng)定成績(jī)分優(yōu)、良、中、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。優(yōu)：90分以上；良：80-89分；中：70-79分；及格：60-69分；不及格：59分以下。也可以直接以五級(jí)制給出三個(gè)實(shí)驗(yàn)的綜合成績(jī)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)考核評(píng)定表考核環(huán)節(jié)考核結(jié)果及標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估項(xiàng)目及權(quán)重優(yōu)秀（90~100分）良好（80~90分）中等（70~80分）及格（60~70分）不及格（＜60分）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)及實(shí)驗(yàn)紀(jì)律（20%）實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，較好的掌握實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前能夠按照實(shí)驗(yàn)要求，提前預(yù)習(xí)，基本了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程，較遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律實(shí)驗(yàn)前未能按照實(shí)驗(yàn)要求，未提前預(yù)習(xí)，不了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、未能掌握實(shí)驗(yàn)安全操作規(guī)程實(shí)驗(yàn)操作（40%）能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，且操作規(guī)范；準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作較為規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為準(zhǔn)確，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行綜合的分析討論，得出較為合理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立或合作完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模O(shè)計(jì)出基本的實(shí)驗(yàn)步驟，基本能完成實(shí)驗(yàn)操作，操作基本規(guī)范；記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行初步分析討論，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟，不能完成實(shí)驗(yàn)操作或操作不規(guī)范；不能記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析討論，不能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)報(bào)告（40%）實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表規(guī)范。能夠正確完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行深入的討論，提出自己的見(jiàn)解。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)較為合理，數(shù)據(jù)處理正確，圖表基本規(guī)范。能夠較好的完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行討論，提出意見(jiàn)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告能夠獨(dú)立完成，內(nèi)容完整，數(shù)據(jù)基本合理，能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，圖表基本規(guī)范。能夠基本完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告中提出的問(wèn)題，能對(duì)實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行