《智能裝備及故障診斷》課程教學大綱（智能制造工程專業(yè)）

《智能裝備及故障診斷》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名智能裝備及故障診斷課程英文名IntelligentEquipmentandFaultDiagnosis雙語授課□是否課程代碼24122130課程學分2總學時數(shù)32（含實踐8）課程類別□通識教育課程□公共基礎課程專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)□必修選修□其他課程形態(tài)□線上線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式□閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示報告課堂表現(xiàn)□階段性測試□平時作業(yè)□其他（可多選）開課學院機器人工程學院開課系(教研室)智能制造工程系面向?qū)I(yè)智能制造工程開課學期第7學期先修課程傳感器原理及檢測技術后續(xù)課程無選用教材1.機械故障診斷技術（普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材），張鍵，第二版，機械工業(yè)出版社，2014.05參考書目1.鐘秉林等，《機械故障診斷學》（第三版），機械工業(yè)出版社，20072.DonaldE.Bently等，《旋轉(zhuǎn)機械診斷技術》，機械工業(yè)出版社，2014課程資源1.圖書館學習資源：可借閱圖書館機器人相關書籍進行自主學習。2.網(wǎng)絡學習資源：/course/CHD-10021430043.自主學習資源：利用百度搜索相關課件進行自主學習。課程簡介通過《智能裝備及故障診斷》教學，了解和掌握機械故障診斷技術的有關基本理論和基本概念，包括機械振動信號測量技術、信號特征提取技術、機械設備狀態(tài)分析、旋轉(zhuǎn)機械、滾動軸承、齒輪箱電動機故障診斷方法相關的基本理論知識與相應技能，培養(yǎng)學生分析解決機械故障相關工程問題的能力和機械故障診斷技術應用能力，培養(yǎng)學生的愛國主義情懷，塑造工匠精神，鑄造匠人品質(zhì)二、課程目標表1課程目標序號具體課程目標課程目標1理解振動信號的數(shù)學描述方式，掌握機械設備不同物理狀態(tài)信號表征方式，掌握機械設備加速度、速度、位移傳感器原理與特點，掌握信號特征時域、頻域提取方法；具有應用電工電子和控制理論專業(yè)知識、分析機械設備故障特征的能力。課程目標2掌握旋轉(zhuǎn)機械的特點及其故障信號特點，理解滾動軸承常見失效形式及原因，掌握滾動軸承故障診斷方法，理解齒輪常見失效形式及原因，掌握齒輪故障診斷方法；具有研究和分析機械故障診斷方法合理性與制定診斷方案的能力。課程目標3掌握機械設備狀態(tài)劣化趨勢變化規(guī)律與分析方法，掌握轉(zhuǎn)子不平衡振動機理與診斷方法，掌握滾動軸承故障診斷依據(jù)與指標、掌握齒輪故障特征判別方法；培養(yǎng)學生具備應用故障診斷方法，分析轉(zhuǎn)子、滾動軸承、齒輪等機械設備狀態(tài)與故障判別的能力。表2-1課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求6：工程與社會：能夠基于智能制造工程專業(yè)相關背景知識進行合理分析，評價專業(yè)工程實踐和復雜智能制造工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任?！綡】6.1熟悉與智能制造工程相關的技術標準、知識產(chǎn)權、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，并能據(jù)此評價專業(yè)工程實踐和復雜智能制造工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響。課程目標1畢業(yè)要求8：職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學素養(yǎng)、社會責任感，能夠在工程實踐中理解并遵守工程職業(yè)道德和規(guī)范，履行責任。【M】8.2認知智能制造工程職業(yè)道德和規(guī)范，并能夠在智能制造工程實踐中認真履行，具有健康的體質(zhì)和良好的心理素質(zhì)。課程目標2畢業(yè)要求9：個人和團隊：能夠在多學科背景下的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色?！綥】9.1能夠認識到多學科團隊對復雜智能制造工程實踐中的意義和作用，具備良好的團隊協(xié)作意識。課程目標3三、課程學習內(nèi)容與方法（一）理論學習內(nèi)容及要求表3-1課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內(nèi)容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1導論+機械振動信號測量技術導論+1.1機械故障診斷的意義、機械設備的壽命及劣化曲線、機械系統(tǒng)常見故障、故障診斷基本方法1.2本課程的內(nèi)容與學習要求及學習方法1.與線上學習：參考鏈接課程目標1課程目標2重點難點：機械設備的壽命及劣化曲線的理解講授法22機械振動信號測量技術導論+機械振動信號測量技術2.1機械振動信號的描述方式2.2機械振動信號測量技術1.與線上學習：參考鏈接課程目標1課程目標2重點：（1）振動信號的定義與數(shù)學描述方法；（2）用于故障信號測量的傳感器特點。講授法23信號特征提取方法及設備狀態(tài)分析3.1信號特征時域提取方法3.2信號特征頻域提取方法3.3信號特征的圖像表示方法3.4自相關函數(shù)的性質(zhì)及其圖像判讀方法3.5機械設備狀態(tài)診斷標準3.6機械設備狀態(tài)劣化趨勢分析1.與線上學習：參考鏈接2.個人作業(yè)課程目標1課程目標3重點：（1）峭度信號、周期信號、非周期信號的定義與特征；（2）采樣定理的內(nèi)容及其應用；（3）機械設備狀態(tài)劣化趨勢變化規(guī)律與分析方法。講授法24旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法滾動軸承故障診斷方法齒輪箱故障診斷方法4.1旋轉(zhuǎn)機械振動的動力學特征、常見故障類型及其故障信號特點4.2不平衡振動案例分析4.3軸彎曲振動案例分析4.4不對中振動案例分析4.5轉(zhuǎn)子熱變形振動案例分析4.6支撐松動與油膜渦動案例分析4.7碰摩與喘振案例分析1.與線上學習：參考鏈接課程目標2課程目標3重點：（1）旋轉(zhuǎn)機械的特點及其故障信號特點；（2）轉(zhuǎn)子振動的機理及其振動特征。講授法25旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法滾動軸承故障診斷方法齒輪箱故障診斷方法5.1滾動軸承失效形式5.2滾動軸承振動機理與信號特征5.3滾動軸承故障信號分析方法5.4滾動軸承故障診斷案例分析1.與線上學習：參考鏈接2.個人作業(yè)課程目標1課程目標2課程目標3重點：（1）滾動軸承常見失效形式及原因；（2）常用的滾動軸承故障診斷方法及其應用；（3）傳感器安裝位置與布置方式分析。講授法46電動機故障診斷方法旋轉(zhuǎn)機械故障診斷方法滾動軸承故障診斷方法6.1齒輪失效形式6.2齒輪的振動機理與信號特征6.3齒輪的故障分析方法6.4齒輪故障診斷案例分析1.與線上學習：參考鏈接課程目標1課程目標2課程目標3重點：（1）齒輪常見失效形式及原因；（2）常用的齒輪故障診斷方法及其應用；（3）功率譜分析在齒輪故障診斷中的應用與判別方法。講授法37齒輪箱故障診斷方法7.1電動機的類型特點與測定標準7.2機-電-磁耦合系統(tǒng)的振動原理7.3電動機的故障特征7.4電動機故障診斷案例分析1.與線上學習：參考鏈接課程目標1課程目標2課程目標3重點：（1）電動機故障特征的理解與分析；（2）電動機異常振動特征與消除措施的理解與分析；講授法2實驗學習內(nèi)容及要求表3-2課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號項目名稱項目來源教學目標（觀測點、重難點）學時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學方法課程目標1電阻應變式故障檢測與傳感實驗實驗教材1.電阻應變式傳感器的基本結(jié)構(gòu)與使用；2驗證性必做3-4人視頻學習、查閱文獻、自學等課程目標2課程目標2課程目標32.電橋電路原理和性能；3.電阻應變傳感器放大電路的調(diào)試方法。2電容式故障檢測與傳感實驗實驗教材1.電容傳感器基本結(jié)構(gòu)；2驗證性必做3-4人課程目標2課程目標32.電容傳感器調(diào)試方法。3霍爾傳感式故障檢測與傳感實驗實驗教材1.霍爾傳感器的原理；2驗證性必做3-4人課程目標2課程目標32.霍爾傳感器測量位移的方法。4渦流傳感式故障檢測與傳感實驗實驗教材1.渦流式傳感器的基本結(jié)構(gòu)；2驗證性必做3-4人課程目標2課程目標32.渦流式傳感器的工作原理及性能。四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應關系課程目標考核內(nèi)容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標1主要考核學生對每節(jié)課知識點的復習、理解和掌握程度，其成績的評定由課堂討論表現(xiàn)、課后作業(yè)組成1-740%課堂學習討論、課后作業(yè)及課程思政報告成績課程目標2試卷題型包括基本概念應用計算題和綜合分析簡答題其中考核振動信號、機械設備物理狀態(tài)信號、傳感器原理與特點、信號特征提取方法的理論分析和計算能力的題目占50%~60%，考核針對轉(zhuǎn)子、滾動軸承、齒輪、電動機故障失效原因及其故障診斷理論分析能力題目占40%~50%。1-730%課內(nèi)開卷考試或者研究報告成績課程目標330%表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比期末考試成績比例60%平時作業(yè)與課內(nèi)實驗16%課堂考勤12%課堂表現(xiàn)12%課程目標140%40%40%40%40%課程目標230%30%30%30%30%課程目標330%30%30%30%30%備注：以上考核方式類型及占比均為示例，需確保每一列占比總和為100%。（二）成績評定1.平時成績評定平時成績由課堂考勤和課堂表現(xiàn)組成，總分100分，其比例分配如下：平時成績（100%）=平時作業(yè)與課內(nèi)實驗（40%）+課堂考勤（30%）+課堂表現(xiàn)（30%）（1）課堂表現(xiàn)（30分）：通過學生的考勤情況和在課堂上的表現(xiàn)情況、發(fā)言與提問情況，來評價學生相關的能力；（2）作業(yè)完成情況（40分）：圍繞課程的學習目標進行作業(yè)的設計，根據(jù)學生作業(yè)完成情況來評價學生對所學知識的掌握情況；（3）課堂考勤（30分）：主要考核學生遲到、曠課、請假等情況，以考勤情況確定，遲到1次扣2分、曠課1次扣5分，此項可得負分。2.期末成績評定總分100分，主要考核學生對《智能裝備及故障診斷》課程專業(yè)認識和后續(xù)學習規(guī)劃情況，每個報告不少于2000字，用A4紙手工書寫報告，要求布局合理、字跡工整、邏輯嚴密、條理清楚、認知深刻、規(guī)劃科學、安排有序。3.總成績評定總成績應由平時考核成績、報告成績和期末考核成績構(gòu)成。總成績（100%）=平時成績（40%）+考試成績（60%）（三）評分標準表5評分標準（非試卷考核項目）考核項目評分標準優(yōu)秀(100>x≥90)良好(90>x≥80)中等(80>x≥70)及格(70>x≥60)不及格(x<60)課程學習報告（1）報告選題符合課程性質(zhì)，選題范圍適中，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出很強的問題意識。（2）論證過程嚴謹，所使用的證據(jù)或材料充分，結(jié)論清晰，具有相當?shù)恼f服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織嚴密，連貫一致。（4）語言表達準確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術語規(guī)范。（5）論文符合學術規(guī)范。（1）報告選題恰當合理，具有較高的研究價值和意義，表現(xiàn)出較強的問題意識。（2）論證過程較為嚴謹，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有較強的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)合理，組織較為嚴密，連貫一致。（4）語言表達較為準確，敘述清楚，所使用的教育專業(yè)術語較為規(guī)范。（5）報告基本符合學術規(guī)范，無明顯錯誤。（1）報告選題較為合理，具有一定的研究價值和意義，表現(xiàn)出一定的問題意識。（2）論證過程具有一定的嚴謹性，所使用的證據(jù)或材料較為充分，結(jié)論清晰，具有一定的說服力和解釋力。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織較為嚴密。（4）語言表達較為準確，敘述較為清楚，所使用的教育專業(yè)術語較為規(guī)范。（5）報告基本符合學術規(guī)范，有部分錯誤。（1）報告主題具有一定的研究價值和意義，但選題凝練不夠，問題意識欠佳。（2）論證過程較為合理但不太嚴謹，具有一定的證據(jù)或材料但不夠充分，結(jié)論基本清晰。（3）文章結(jié)構(gòu)較為合理，組織具有一定的嚴密性，但存在部分不連貫現(xiàn)象。（4）語言表達基本清楚，所