《智能機器人課程設(shè)計》課程教學(xué)大綱

《智能機器人課程設(shè)計》課程編號100063217課程名稱智能機器人課程設(shè)計IntelligentRobotProject課程概要智能機器人課程設(shè)計是自動化、電氣工程及自動化專業(yè)的一門專業(yè)課程，具有綜合性特點。本課程的目的是通過理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)模式，使學(xué)生完成小型輪式智能機器人系統(tǒng)設(shè)計的整個過程，培養(yǎng)其獨立分析問題、解決問題的能力，建立起自覺實踐、求真務(wù)實、勇于探索的觀念，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。課程任務(wù)是通過一類典型智能機器人的設(shè)計、調(diào)試，掌握各環(huán)節(jié)和整個機器人系統(tǒng)的調(diào)試步驟與方法，加強基本技能訓(xùn)練；掌握智能機器人信息檢測與運動控制方法，培養(yǎng)靈活運用所學(xué)理論解決控制系統(tǒng)中各種實際問題的能力；學(xué)會實驗數(shù)據(jù)的分析與處理及編寫課程設(shè)計報告書，培養(yǎng)獨立分析問題、解決問題的能力；培養(yǎng)求實嚴(yán)謹(jǐn)之科學(xué)作風(fēng)，鼓勵學(xué)生對所遇到的特殊問題進(jìn)行深入探討。高等教育層次本科課程屬性選修課程性質(zhì)實踐環(huán)節(jié)開課學(xué)年學(xué)期第三學(xué)年第二學(xué)期學(xué)期：春季先修課程自動控制理論102063114微機原理與接口技術(shù)100063113學(xué)時、學(xué)分類別學(xué)時/學(xué)分類別學(xué)時類別學(xué)時總學(xué)時32課堂講授學(xué)時0課堂實驗學(xué)時32總學(xué)分1課下研討實踐學(xué)時0學(xué)生課下投入學(xué)時0課程教學(xué)形式0普通課程課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果擁有系統(tǒng)方案設(shè)計能力，能夠運用工程設(shè)計方法，對研究課題進(jìn)行深入分析，提出智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識和態(tài)度。知悉和理解團(tuán)隊工作的重要性，能夠通過組建團(tuán)隊，制定分工合作、溝通決策的運行機制。擁有系統(tǒng)構(gòu)建與調(diào)試的能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，通過收集使用文獻(xiàn)資料和團(tuán)隊分工合作，完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試。具備撰寫科學(xué)報告和文獻(xiàn)的基本素養(yǎng)，能夠按照科學(xué)文獻(xiàn)格式要求，編寫課程設(shè)計報告書，完成研究課題總結(jié)。課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果與教學(xué)效果評價（如填此項則上一項可不填）課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（給出知識能力素養(yǎng)各方面的的具體教學(xué)結(jié)果）教學(xué)效果評價不及格及格，中良優(yōu)1.擁有系統(tǒng)方案設(shè)計能力，能夠運用工程設(shè)計方法，對研究課題進(jìn)行深入分析，提出智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，并體現(xiàn)創(chuàng)新意識和態(tài)度。1.不能對研究課題及系統(tǒng)需求進(jìn)行完整的分析；2.不能給出智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，或設(shè)計方案與系統(tǒng)需求嚴(yán)重不符。1.能夠?qū)ρ芯空n題及系統(tǒng)需求進(jìn)行分析；2.能夠提出智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，但存在不同程度的缺陷。1.能夠?qū)ρ芯空n題及系統(tǒng)需求進(jìn)行比較全面的分析；2.能夠運用工程設(shè)計方法，提出智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，但不夠完善。1.能夠?qū)ρ芯空n題及系統(tǒng)需求進(jìn)行深入分析；2.能夠運用工程設(shè)計方法，提出完善的智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計方案，且體現(xiàn)創(chuàng)新意識和態(tài)度。2.知悉和理解團(tuán)隊工作的重要性，能夠通過組建團(tuán)隊，制定分工合作、溝通決策的運行機制。不能合理地通過分工合作完成各個環(huán)節(jié)的工作。能夠通過組建團(tuán)隊，體現(xiàn)分工、合作，但執(zhí)行不力。能夠通過組建團(tuán)隊，體現(xiàn)分工、合作，并在整個過程中較好地執(zhí)行。能夠通過組建團(tuán)隊，制定明確的分工、合作運行機制，并在整個過程中執(zhí)行。3.擁有系統(tǒng)構(gòu)建與調(diào)試的能力，能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，通過收集使用文獻(xiàn)資料和團(tuán)隊分工合作，完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試。1.不能按時完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試；2.不規(guī)范或方法錯誤；3.調(diào)試結(jié)果存在較大失誤。1.能夠完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試，進(jìn)度拖延；2.科學(xué)規(guī)范、方法存在一定缺陷；3.結(jié)果基本符合調(diào)試要求，存在缺陷。1.能夠基本按時完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試；2.科學(xué)規(guī)范，方法基本正確；3.結(jié)果基本符合調(diào)試要求。1.能夠根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，通過團(tuán)隊分工合作，按時完成智能機器人系統(tǒng)的構(gòu)建與調(diào)試；2.科學(xué)規(guī)范、方法正確；3.結(jié)果符合調(diào)試要求。4.具備撰寫科學(xué)報告和文獻(xiàn)的基本素養(yǎng)，能夠按照科學(xué)文獻(xiàn)格式要求，編寫課程設(shè)計報告書，完成研究課題總結(jié)。1.報告結(jié)構(gòu)不完整；2.報告內(nèi)容不詳盡，存在明顯錯誤；3.報告格式不符合規(guī)范，存在較大錯誤。1.報告結(jié)構(gòu)較完整，有欠缺；2.報告內(nèi)容較詳盡，存在錯誤；3.報告格式基本符合規(guī)范，存在缺陷。1.報告結(jié)構(gòu)完整、但有小欠缺；2.報告內(nèi)容較詳盡；3.報告格式基本符合規(guī)范。1.報告結(jié)構(gòu)完整、合理；2.報告內(nèi)容詳盡；3.報告格式符合規(guī)范。課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果與所支撐的畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系（公共平臺課無需細(xì)化到畢業(yè)要求指標(biāo)點（見各專業(yè)培養(yǎng)方案說明書），暫無專業(yè)認(rèn)證需求的專業(yè)下表可選填）畢業(yè)要求（指標(biāo)點）編號畢業(yè)要求（指標(biāo)點）內(nèi)容課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果（給出知識能力素養(yǎng)各方面的的具體教學(xué)結(jié)果）3.2能夠在設(shè)計/開發(fā)解決方案中體現(xiàn)創(chuàng)新意識和態(tài)度。19.2能與團(tuán)隊其它成員有效溝通、聽取不同意見，并進(jìn)行合理決策。211.3對項目進(jìn)行總結(jié)，提交項目報告。412.1能夠針對實際問題查找、收集和使用文獻(xiàn)資料，并用于解決和改進(jìn)問題。3教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時分配、與進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配（含教學(xué)形式）所支撐的課程預(yù)期學(xué)習(xí)成果教學(xué)方法與策略（可結(jié)合教學(xué)形式描述）（選填）第一階段智能機器人系統(tǒng)概述1.介紹智能機器人實驗套件。2.講述智能機器人的基礎(chǔ)理論知識。3.典型智能機器人系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。41講授、演示、作業(yè)第二階段智能機器人系統(tǒng)方案設(shè)計與論證1.學(xué)生分組并做好組內(nèi)分工。2.確定課程設(shè)計選題，并根據(jù)課題要求進(jìn)行方案設(shè)計、比較與可行性論證，撰寫開題報告，進(jìn)行開題論述。412課下準(zhǔn)備課上方案講述與論證第三階段智能機器人系統(tǒng)構(gòu)建與測試1.根據(jù)系統(tǒng)的方案設(shè)計，進(jìn)行傳感器選型與測試，測定信息采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及運動執(zhí)行機構(gòu)性能參數(shù)。對于信息采集系統(tǒng)，可選擇的典型傳感器包括超聲波測距傳感器、紅外線傳感器、加速度計、電子羅盤、溫濕度傳感器、壓力傳感器等；對通信系統(tǒng)而言，測試典型無線通信方式的通信性能，如ZigBee等。對運動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，測試執(zhí)行電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向控制方法。2.根據(jù)測定的各環(huán)節(jié)性能指標(biāo)，建立智能機器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。3.根據(jù)課題功能及性能指標(biāo)要求，按照工程設(shè)計方法選定智能機器人系統(tǒng)的各傳感器及執(zhí)行結(jié)構(gòu)，并選擇運動控制律，建立完整的智能機器人硬件系統(tǒng)。4.根據(jù)硬件系統(tǒng)構(gòu)成，編制智能機器人控制軟件，并測試其功能和性能指標(biāo)。2023現(xiàn)場操作第四階段結(jié)果分析與總結(jié)1.研究不同控制律對系統(tǒng)性能的影響。2.撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告。44課上驗收課下撰寫報告（注：實踐