材料成型控制基礎(chǔ)教學(xué)大綱

PAGEPAGE6《材料成型控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱材料成型控制基礎(chǔ)課程編號310050037課程性質(zhì)必修課課程類別核心課程開課單位測控教研室授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分/學(xué)時(shí)2/32課內(nèi)學(xué)時(shí)32理論授課28上機(jī)學(xué)時(shí)0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4課外學(xué)時(shí)32適用專業(yè)材料成型及控制工程是否雙語否先修課程機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、材料成形技術(shù)基礎(chǔ)后續(xù)課程先進(jìn)沖壓成型技術(shù)、模具成型設(shè)備二、課程簡介《材料成型控制基礎(chǔ)》課程是材料成型及控制工程專業(yè)的一門核心課。本課程以數(shù)學(xué)、物理及有關(guān)學(xué)科為理論基礎(chǔ)，以機(jī)械工程中有關(guān)系統(tǒng)的動力學(xué)為其抽象、概括與研究的對象，運(yùn)用信息的傳遞、處理與反饋進(jìn)行控制的思維方法，將數(shù)理基礎(chǔ)課與專業(yè)課緊密結(jié)合在一起。培養(yǎng)學(xué)生掌握控制工程的基本概念、基本理論和基本方法,使學(xué)生能夠運(yùn)用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型對機(jī)械工程中的系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、和改進(jìn)。培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的思維方式和求真務(wù)實(shí)的工作作風(fēng)，成為與社會主義現(xiàn)代化建設(shè)要求相適應(yīng)的德、智、體、美、勞全面發(fā)展的應(yīng)用型高級專門人才。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.知識目標(biāo)能夠利用控制理論中的基本方法，將數(shù)理基礎(chǔ)知識與工程實(shí)際相結(jié)合,能夠建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行變換、求解。課程目標(biāo)2.能力目標(biāo)能夠理解典型材料成型設(shè)備電器控制過程關(guān)鍵環(huán)節(jié)的組成、原理及工作過程。能夠以動力學(xué)的觀點(diǎn)認(rèn)識、分析特定機(jī)械工程系統(tǒng)。課程目標(biāo)3.素質(zhì)目標(biāo)能夠?qū)Σ牧铣尚椭谐Ｒ姷脑O(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)分析，能針對復(fù)雜工程控制問題進(jìn)行分析和提煉。同時(shí)樹立現(xiàn)代科學(xué)的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀和追求真理的理想和獻(xiàn)身科學(xué)的精神。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)12.1能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和材料學(xué)科的基本原理對材料成型問題進(jìn)行識別與描述。2-問題分析課程目標(biāo)21.2掌握解決材料成型及控制工程領(lǐng)域問題所需的工程基礎(chǔ)知識，具備應(yīng)用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標(biāo)34.1能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法，針對材料成型及控制工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，探討分析解決方案。4-研究四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解反饋控制的基本原理以及控制系統(tǒng)的基本概念;理解并掌握常見的控制方式;理解并掌握控制系統(tǒng)的術(shù)語、組成及分類;理解并掌握對控制系統(tǒng)的基本要求；了解控制理論的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：常見的控制方式;控制系統(tǒng)的術(shù)語、組成及分類；對控制系統(tǒng)的基本要求。難點(diǎn)：開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)分、正反饋與負(fù)反饋的區(qū)分。教學(xué)方法以課堂教學(xué)為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學(xué)方式。學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果要求學(xué)生在學(xué)完本單元課程后，能對控制工程的重要性以及控制系統(tǒng)的基本概念有較深刻的理解。支撐課程目標(biāo)本單元支撐課程目標(biāo)1、3。第二單元數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識（學(xué)時(shí)數(shù)：2學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容了解拉氏變換與拉氏反變換的定義；掌握常見函數(shù)的拉氏變換和拉氏變換定理。重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：常見函數(shù)拉氏變換；拉氏變換定理。難點(diǎn)：拉氏變換定理及拉氏反變換的計(jì)算。3.教學(xué)方法(1)以課堂教學(xué)為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學(xué)方式。(2)利用隨堂測驗(yàn)和課后作業(yè)的方式鞏固所學(xué)知識。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果要求學(xué)生在學(xué)完本單元課程后，能夠運(yùn)用拉普拉斯變換去分析問題、解決問題。5.支撐課程目標(biāo)本單元支撐課程目標(biāo)1。第三單元系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)）課程主要內(nèi)容了解微分方程列寫方法；理解傳遞函數(shù)的基本概念及特點(diǎn);掌握典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；熟練掌握傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：建立系統(tǒng)微分方程、求傳遞函數(shù)以及傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。難點(diǎn)：列寫微分方程、計(jì)算傳遞函數(shù)、傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。3.教學(xué)方法(1)以課堂教學(xué)為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學(xué)方式。(2)利用隨堂測驗(yàn)和課后作業(yè)的方式鞏固所學(xué)知識。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果要求學(xué)生在學(xué)完本單元課程后，能夠?qū)^簡單的機(jī)械系統(tǒng)和電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型。5.支撐課程目標(biāo)本單元支撐課程目標(biāo)1。第四單元時(shí)間響應(yīng)分析（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容理解時(shí)間響應(yīng)的概念及其組成；深度理解一階、二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析；熟練掌握一階、二階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)性能指標(biāo)的計(jì)算方法;理解并掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計(jì)算。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：二階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)性能指標(biāo)的計(jì)算；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。難點(diǎn)：系統(tǒng)時(shí)域性能指標(biāo)和穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算。3.教學(xué)方法(1)以課堂教學(xué)為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學(xué)方式以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)。(2)利用隨堂測驗(yàn)和課后作業(yè)的方式鞏固所學(xué)知識。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果要求學(xué)生在學(xué)完本單元課程后，能夠?qū)σ浑A、二階系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間響應(yīng)分析并計(jì)算各項(xiàng)性能指標(biāo)，能夠?qū)ο到y(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)行分析。5.支撐課程目標(biāo)本單元支撐課程目標(biāo)2、3。第五單元材料成型設(shè)備電控系統(tǒng)（學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)）1.課程主要內(nèi)容注射機(jī)電控系統(tǒng)、注射機(jī)常用檢測傳感器和放大電路、注射成型專家系統(tǒng)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)：注射機(jī)電控系統(tǒng)、注射機(jī)常用檢測傳感器和放大電路。難點(diǎn)：注射機(jī)常用檢測傳感器和放大電路。3.教學(xué)方法(1)以課堂教學(xué)為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學(xué)方式。(2)利用隨堂測驗(yàn)和課后作業(yè)的方式鞏固所學(xué)知識。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果要求學(xué)生在學(xué)完本單元課程后，能夠?qū)ψ⑸錂C(jī)電控系統(tǒng)及其檢測電路進(jìn)行分析和改進(jìn)。5.支撐課程目標(biāo)本單元支撐課程目標(biāo)2、3。（二）課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求本課程開設(shè)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能夠理解系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)和穩(wěn)定性分析。1.一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）熟悉一階系統(tǒng)的無源和有源模擬電路。2）研究一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)T的變化對系統(tǒng)性能的影響。3）研究一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)的求取方法。（2）實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)測得的一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)曲線，測出其時(shí)間常數(shù)，并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）研究增益K對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2）研究時(shí)間常數(shù)T對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（2）實(shí)驗(yàn)要求1）畫出上述實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)的電子模擬電路圖和所得的響應(yīng)曲線。2）定性地分析系統(tǒng)的開環(huán)增益K和某一時(shí)間常數(shù)T的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時(shí)安排課內(nèi)課外學(xué)時(shí)比例第一單元緒論講授法、交互式教學(xué)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)2、321：1第二單元數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識講授法、交互式教學(xué)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)121：1第三單元系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型講授法、交互式教學(xué)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)181：1第四單元時(shí)間響應(yīng)分析講授法、交互式教學(xué)、隨堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)課程目標(biāo)2、3101：1第五單元材料成型設(shè)備電控系統(tǒng)講授法、交互式教學(xué)、隨堂測驗(yàn)課程目標(biāo)2、3101：1合計(jì)321：1五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價(jià)細(xì)則平時(shí)成績30%作業(yè)（百分制）60主要考核學(xué)生對課程的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，作業(yè)按百分制打分，計(jì)算全部作業(yè)的平均成績。目標(biāo)分值=0.6*作業(yè)平均成績測驗(yàn)（百分制）20隨堂測驗(yàn)，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后復(fù)習(xí)消化知識的情況。目標(biāo)分值=0.2*測驗(yàn)平均成績出勤及課堂表現(xiàn)（百分制）20考核內(nèi)容及評價(jià)細(xì)則:依據(jù)課堂表現(xiàn)、課堂紀(jì)律、平時(shí)出勤打分。目標(biāo)分值=0.2*課堂表現(xiàn)成績實(shí)踐成績10%實(shí)驗(yàn)操作50完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，考核實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性，按百分制打分，目標(biāo)分值=0.5*作業(yè)平均成績實(shí)驗(yàn)報(bào)告50完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，考核對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析與評價(jià)的能力以及所撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性，實(shí)驗(yàn)報(bào)告按百分制打分。目標(biāo)分值=0.5*實(shí)驗(yàn)報(bào)告平均成績。期末考試60%知識40考核內(nèi)容：緒論、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時(shí)間響應(yīng)分析、材料成型設(shè)備電控系統(tǒng)?？荚囶}型：填空、選擇、簡答、計(jì)算評價(jià)細(xì)則：嚴(yán)格按照試卷評分標(biāo)準(zhǔn)，按步驟打分。能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元緒論1-1控制系統(tǒng)的術(shù)語、組成及分類；1-2對控制系統(tǒng)的基本要求測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2、3第二單元數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識2-1常見函數(shù)拉氏變換；2-2拉氏變換定理;作業(yè)、測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1第三單元系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型3-1建立系統(tǒng)微分方程、求傳遞函數(shù)以及。3-2傳遞函數(shù)方框圖的等效變換作業(yè)，測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)1第四單元時(shí)間響應(yīng)分析4-1時(shí)間響應(yīng)的概念及其組成；4-2一、二階系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)性能指標(biāo)的計(jì)算；4-3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計(jì)算作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、測驗(yàn)，期末考試課程目標(biāo)2、3第五單元材料成型設(shè)備電控系統(tǒng)5-1注射機(jī)電控系統(tǒng)；5-2注射機(jī)常用檢測傳感器；5-3注射成型專家系統(tǒng)。5-2。作業(yè)、測驗(yàn)、期末考試課程目標(biāo)2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材1.楊叔子主編：《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》，華中理工大學(xué)出版社,2023年版;2.鐘漢如主編：《注射機(jī)控制系統(tǒng)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年版（二）相關(guān)推薦書目1.朱驥北主編：《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》，機(jī)械工業(yè)出版社,2017年版；2.董景新主編：