《材料成型智能控制基礎(chǔ)》教學(xué)大綱

《材料成型智能控制基礎(chǔ)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：03141301課程性質(zhì)：專業(yè)必修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時：32學(xué)時（理論32學(xué)時）先修課程：高等數(shù)學(xué)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料成形原理等后續(xù)課程：材料成形數(shù)字化設(shè)計適用專業(yè)：材料成型及控制工程開課單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院一、課程說明《材料成型智能控制基礎(chǔ)》是材料成型及控制工程專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)必修課。本課程主要是系統(tǒng)介紹材料成型自動控制基本原理與一般分析方法、液壓傳動基礎(chǔ)以及基本控制回路的構(gòu)成及其工作原理。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握金屬材料成型自動控制的基本概念、基本原理和基本方法，提高學(xué)生的初步邏輯推理能力、分析計算能力、總結(jié)歸納能力及自學(xué)新知識的能力,同時為學(xué)習(xí)后續(xù)課程打下必要的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解材料成型檢測及控制工程領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，了解先進的控制技術(shù)及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，掌握現(xiàn)代化材料成型控制的基本理論和基本知識,能夠運用經(jīng)典控制的基本原理分析材料成型領(lǐng)域工程問題并能夠提出初步的解決方案。課程目標(biāo)2：具有材料成型過程檢測和控制能力；具有較強的交際溝通能力、團隊協(xié)作能力、勞動能力和社會適應(yīng)能力；具有一定的人文、社科、經(jīng)濟等方面基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力；使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的職業(yè)精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。課程目標(biāo)3：理解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀；具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和現(xiàn)代社會的競爭意識、環(huán)境保護意識、價值效益意識、求實創(chuàng)新意識；具有健康的體魄、良好的心理素質(zhì)、較高的人文科學(xué)素養(yǎng)，樹立正確的審美觀念和勞動精神、勞動意識。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《材料成型智能控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)目標(biāo)對材料成型及控制工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點課程目標(biāo)支撐強度1.工程知識1.2能針對具體對象建立數(shù)學(xué)模型并求解。課程目標(biāo)1：了解材料成型檢測及控制工程領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，了解先進的控制技術(shù)及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，掌握現(xiàn)代化材料成型控制的基本理論和基本知識,能夠運用經(jīng)典控制的基本原理分析材料成型領(lǐng)域工程問題并能夠提出初步的解決方案。M1.3掌握相關(guān)自然科學(xué)知識、工程基礎(chǔ)知識和思維方法，并能將其應(yīng)用于解決復(fù)雜材料成型及控制工程問題。課程目標(biāo)1：了解材料成型檢測及控制工程領(lǐng)域的最新發(fā)展動態(tài)，了解先進的控制技術(shù)及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢，掌握現(xiàn)代化材料成型控制的基本理論和基本知識,能夠運用經(jīng)典控制的基本原理分析材料成型領(lǐng)域工程問題并能夠提出初步的解決方案。M2.問題分析2.1能夠應(yīng)用工程科學(xué)的基本原理，識別和判斷復(fù)雜材料成型及控制工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)。課程目標(biāo)2：具有材料成型過程檢測和控制能力；具有較強的交際溝通能力、團隊協(xié)作能力、勞動能力和社會適應(yīng)能力；具有一定的人文、社科、經(jīng)濟等方面基礎(chǔ)知識的應(yīng)用能力；使學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的職業(yè)精神，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。M2.2能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理，對復(fù)雜材料成型及控制工程問題進行表述。課程目標(biāo)3：理解行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)、及相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)、行業(yè)政策，樹立科學(xué)的世界觀、人生觀和價值觀；具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和現(xiàn)代社會的競爭意識、環(huán)境保護意識、價值效益意識、求實創(chuàng)新意識；具有健康的體魄、良好的心理素質(zhì)、較高的人文科學(xué)素養(yǎng)，樹立正確的審美觀念和勞動精神、勞動意識。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點難點理論學(xué)時對應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論材料成形檢測與控制的重要性；智能控制定義；自動控制系統(tǒng)的發(fā)展簡史；本書的主要內(nèi)容。教學(xué)要求：了解材料成形檢測與控制的重要性，理解智能控制系統(tǒng)的定義，了解自動控制系統(tǒng)的發(fā)展簡史。重點：智能控制系統(tǒng)的定義。難點：智能控制系統(tǒng)定義。232.自動控制理論基礎(chǔ)自動控制系統(tǒng)的分類；開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；控制系統(tǒng)的組成及對控制系統(tǒng)的要求；數(shù)學(xué)模型的分類及建立；拉普拉斯變換及傳遞函數(shù)的概念；典型環(huán)節(jié)及其傳遞函數(shù)；自動控制系統(tǒng)的框圖及其變換。教學(xué)要求：了解自動控制系統(tǒng)的不同分類方法，掌握開環(huán)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點及應(yīng)用；了解控制系統(tǒng)的組成及特點，熟悉對控制系統(tǒng)的要求；了解數(shù)學(xué)模型的分類，掌握建立數(shù)學(xué)模型一般步驟及常用方法；了解拉普拉斯變換及傳遞函數(shù)的定義及實質(zhì)，掌握拉氏變換定理及傳遞函數(shù)的性質(zhì)；了解環(huán)節(jié)的分類及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，熟悉機電系統(tǒng)，了解自動控制系統(tǒng)的框圖及其變換。重點：自動控制系統(tǒng)的分類、組成及基本要求；數(shù)學(xué)模型的分類及建立。難點：數(shù)學(xué)模型的建立及傳遞函數(shù)。101、23.自動控制系統(tǒng)分析自動控制系統(tǒng)的時域分析；時域性能指標(biāo)；一階系統(tǒng)分析；二階系統(tǒng)分析；穩(wěn)定性與代數(shù)判據(jù)；穩(wěn)態(tài)誤差分析；教學(xué)要求：了解時域分析法的定義及應(yīng)用，掌握不同時域性能指標(biāo)的意義；了解一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的定義，掌握一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)及數(shù)學(xué)模型；理解并掌握穩(wěn)定的概念和條件，掌握勞斯穩(wěn)定判據(jù)，了解勞斯穩(wěn)定性判據(jù)的應(yīng)用；了解誤差及穩(wěn)態(tài)誤差的定義，掌握典型外作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析，熟悉穩(wěn)態(tài)誤差與開環(huán)放大系數(shù)的關(guān)系；重點：時域性能指標(biāo)；穩(wěn)定性與代數(shù)判據(jù)；穩(wěn)態(tài)誤差分析。難點：穩(wěn)態(tài)誤差的定義及外作用下系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差分析。61、24.液壓傳動元器件液壓傳動的工作原理、系統(tǒng)組成；液壓泵的工作原理、分類以及主要性能參數(shù)；齒輪泵、葉片泵、柱塞泵；雙作用單、雙活塞桿式液壓缸；單、雙葉片擺動式液壓缸及增壓液壓缸；液壓閥的分類；方向控制閥；壓力控制閥；流量控制閥。教學(xué)要求：了解液壓傳動系統(tǒng)組成，掌握液壓傳動的工作原理；了解液壓泵分類以及主要性能參數(shù)，掌握液壓泵的工作原理，理解液壓泵的實際工作壓力；了解各種傳動液壓元器件（齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、液壓缸、液壓閥等）的分類、特點及應(yīng)用，掌握其工作原理。重點：液壓泵的工作原理、分類以及主要性能參數(shù)、液壓缸的工作原理。難點：雙作用單桿活塞液壓缸的工作原理。81、25.液壓基本回路壓力控制回路；速度控制回路；多缸工作回路。教學(xué)要求：理解并掌握各種液壓基本回路的工作原理。了解各種液壓基本回路的設(shè)計。重點：各種液壓基本回路的設(shè)計與工作原理。難點：各種液壓基本回路的工作原理。61、2合計32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。促進學(xué)生積極思考，開發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題的能力；使學(xué)生比較全面掌握材料成型自動控制的基本原理與一般分析方法，能對控制過程中產(chǎn)生的實際問題提出初步解決方法；為開發(fā)新的成形技術(shù)奠定堅實的理論基礎(chǔ)。六、課程資源1.推薦教材：（1）杭爭翔.《材料成形檢測與控制》[M].北京:機械工業(yè)出版社，2010.2.參考書：（1）雷毅.材料成型自動控制基礎(chǔ)[M].青島：中國石油大學(xué)出版社,2009.（2）劉立君.材料成型控制工程基礎(chǔ)[M].北京:北京大學(xué)出版社,2009.（3）溫希東.自動控制原理及其應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社,2004.（4）趙洪運.材料成形原理[M].北京:國防工業(yè)出版社,2009.3.期刊：（1）馬鳴,董揚眉.基于DSP的安全控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].機械設(shè)計與制造，2022,(9):124-127.（2）汪超,武占芳,金博,等.JCOE焊管橢圓度和管徑誤差的控制[J].焊管,2012,35(9):68-72.（3）楊艷子,郭寶峰,金淼.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機械擴徑工藝參數(shù)預(yù)測方法[J].塑性工程學(xué)報,2008,15(3):147-151.（4）李露,徐鋒,張超,等.基于CBR和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的殼體零件制造工時定額技術(shù)研究[J].機械制造與自動化,2019,48(3):59-63.（5）Yi-DanH,Hong-SenY,Li-JuanF,etal.VehicleProductionForecastingBasedonBPNNandInterfaceBetweenC#.NETandMatlab[J].ComputerTechnologyandDevelopment,2008,(11):36-40.（6）WangX,CaoS,DingH.ApplicationofMethodofCallingMatlabNeuralNetworkToolboxinVBtoSurveyingSoftwareDesign[J].BulletinofSurveying&Mapping,2011,13(5):59-62.4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）唐立峰.大口徑直縫焊管成型應(yīng)力分析,2006./s?wd=paperuri%3A(1810e3a0508d4e834e30e746c5657022)&filter=sc_long_sign&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8&sc_ks_para=q%3D.（2）郭寶峰,金淼,王東城,等.管筒形零件機械擴徑工藝參數(shù)的優(yōu)化方法,2008.http://xueshu.B/s?wd=paperuri%3A(efd805b5489c0e5f8fc0f0728f13e4ae)&filter=sc_long_sign&tn=SE_baiduxueshu_c1gjeupa&ie=utf-8&sc_ks_para=q%3D.七、課程考核對課程目標(biāo)的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)16（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進行考核，滿分100分。（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√664階段測驗12（1）根據(jù)每個階段測驗的作完成情況評分，滿分100分；（2）每次測驗單獨評分，取各次測驗成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以階段測驗乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！?2作業(yè)12（1）主要考核學(xué)生對各章節(jié)知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績。（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√552期末考核60（1）卷面成績100分，以卷面成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。（2）主要考核自動控制理論基礎(chǔ)、自動控制系統(tǒng)分析、常見液壓傳動元器件的工作原理及應(yīng)用、基本液壓回路等內(nèi)容。（3）考試題型為：名詞解釋題、填空題、簡答題和分析計算題等?！獭獭?52510合計：100分364816八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、階段測驗、作業(yè)、期末考試等方式對學(xué)生進行考核評價?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽冇善谀┰嚲沓煽兒瓦^程性考核成績組成。其中：期末試卷成績?yōu)?00分（權(quán)重60%），試題類型為填空題、選擇題、判斷題、簡答題和分析題等類型，試卷中基本知識、基本理論、基本技能的試題分值不超過50%，綜合應(yīng)用題、分析題不低于50%；課堂表現(xiàn)、課堂討論、作業(yè)等過程性考核成績?yōu)?00分（權(quán)重40%）；過程性考核和考試試題分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時基本成比例。2.過程性考核成績的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點考核內(nèi)容、評價標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評價標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)40積極參與教學(xué)活動，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。認(rèn)真參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。偶爾參與教學(xué)活動，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動。上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動。作業(yè)30作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于90%，字跡工整。作業(yè)完整