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100247 自动控制系统设计与实践
发布时间：2020-11-02
浏览次数：115
英文课程名称：Automatic Control System Design and Practice 课程编号：100247
授课语言：中文学分：4
总学时：68实验学时：48
大纲执笔人：徐志宇大纲审核人：余有灵
课程定位和基本要求
课程性质：专业
课程面向专业：自动化
实验基本要求：
综合运用自动化专业知识，通过团队合作，完成一套自动控制系统的设计、开发、调试、验证，并总结设计方案与测试结果，撰写设计报告。
实验基本内容：
包括水冷温控系统设计与实践、四旋翼飞控与应用设计实践、大数据应用系统设计与实践、自选应用系统设计与实践四个课题方向 。
二、“立德树人”教育内涵
本课程是自动化专业的专业必修课，侧重于设计与实践。采用教师课堂讲授和学生实验室分组设计相结合的教学方式，通过综合性的工程设计案例（教师推荐与学生自选相结合），使学生掌握控制系统设计的一般规律和主要流程，能够综合运用数学、自然科学、工程科学等先修课程知识；了解自动控制前沿技术，能够分析复杂自动化工程问题，检索阅读文献，给出解决方案，并对结果进行条理化归纳与陈述，掌握科学的自学方法；能够在团队中承担相应分工，并管理设计项目进程；能够认识到自动化工程的非技术性影响，树立可持续发展理念，进而在工程设计中全面考量技术、经济、社会、环境、安全等因素。为随后的毕业设计，以及毕业后从事复杂自动化工程开发与项目管理打下必要的基础。
三、学时分配
总学时 | 理论课学时 | 实验学时 | 习题学时 | 现场实践学时 | 上机学时 | 考核学时 |
68 | 16 | 48 | 0 | 0 | 0 | 4 |
四、实验项目和主要仪器设备与器材配置
序号 | 实验项目 | 实验类别 | 每 组 人 数 | 实验学时 | 主要仪器设备 | 设备复套数 | 主要消耗材料 | 所在实验室 | ||||
演示 | 验证 | 综合 | 设计 | 其他 | ||||||||
1.1 | 绪论 水冷温控系统概述 | √ | 4 | 1 | 水冷机 | 20 | 电信大楼119 | |||||
1.2 | 系统开发板的组装制作 | √ | 4 | 5 | 开发板、回流焊炉、焊台 | 20 | 焊锡 | 电信大楼119 | ||||
1.3 | 开发环境的搭建与测试 | √ | 4 | 2 | 计算机、开发板 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.4 | 电机PWM调速控制 | √ | 4 | 6 | 水冷机、开发板、计算机、示波器、L298N驱动板 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.5 | PTC发热片的使用 | √ | 4 | 2 | 水冷机、开发板、计算机、PTC发热片 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.6 | 温度模拟信号的采集 | √ | 4 | 4 | 水冷机、开发板、计算机、LM35传感器 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.7 | TFT LCD显示屏的使用 | √ | 4 | 4 | 水冷机、开发板、计算机、TFT屏 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.8 | 闭环系统的基本控制策略 | √ | 4 | 4 | 水冷机、开发板、计算机、示波器 | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
1.9 | 水冷温控系统的设计优化与拓展 | √ | 4 | 24 | 水冷机、开发板、计算机、示波器、各类温度传感器、HMI | 20 | 杜邦线 | 电信大楼119 | ||||
2.1 | 四旋翼飞机介绍 | √ | 4 | 4 | 四旋翼飞机 | 7 | 锂电池 | 电信大楼116 | ||||
2.2 | 四旋翼飞机操作系统 | √ | 4 | 4 | 四旋翼飞机 | 7 | 锂电池 | 电信大楼116 | ||||
2.3 | 四旋翼飞机应用控制系统设计开发 | √ | 4 | 36 | 四旋翼飞机 | 7 | 锂电池 | 电信大楼116 | ||||
2.4 | 四旋翼飞机应用控制系统测试 | √ | 4 | 4 | 四旋翼飞机 | 7 | 锂电池 | 电信大楼116 | ||||
2.5 | 四旋翼飞机应用控制系统工程分析 | √ | 4 | 4 | 四旋翼飞机 | 7 | 锂电池 | 电信大楼116 | ||||
3.1 | 大数据基础介绍 | √ | 4 | 4 | 计算机、 数据云 | 10 | 电信大楼116 | |||||
3.2 | 大数据分析与处理 | √ | 4 | 8 | 计算机、 数据云 | 10 | 电信大楼116 | |||||
3.3 | 大数据应用系统设计开发 | √ | 4 | 36 | 计算机、 数据云 | 10 | 电信大楼116 | |||||
3.4 | 大数据应用系统工程分析 | √ | 4 | 4 | 计算机、 数据云 | 10 | 电信大楼116 | |||||
4.1 | 基础准备 | √ | 4 | 8 | 智能小车等 | 10 | 电信大楼116 | |||||
4.2 | 应用系统设计与测试 | √ | 4 | 40 | 智能小车等 | 10 | 电信大楼116 | |||||
4.3 | 应用系统工程分析 | √ | 4 | 4 | 智能小车等 | 10 | 电信大楼116 | |||||
5 | 总结 设计报告与答辩 | √ | 4 | 4 | 设计与实践作品 | 电信大楼116 | ||||||
五、实验预习和实验报告的要求、考核方式
课堂参与讨论：15%。主要考核学生全方位、多角度思考问题的能力，检索和阅读科技文献的能力，归纳结论及口头表述的能力。
方案设计与实现：45%。主要考核学生全面考虑技术、经济、社会、环境、安全、可靠等因素，确定设计任务、方案的能力，综合运用数学、自然科学、工程科学等先修课程知识和方法的能力，提炼、分析、解决工程问题的能力，团队分工合作及项目组织管理能力。
撰写报告与答辩：40%。主要考核学生系统化归纳设计方案、设计成果，以限定时间/篇幅进行有主次、有条理的口头/书面陈述的能力。
六、教材、实验指导书与主要参考书
教材名称 | 作者 | 出版社 | 版次 | ISBN | 教材性质 |
水冷温控系统设计与实践 | 徐志宇 彭澎 | -- | 1 | -- | 自编讲义 |
自动化控制系统设计实例手册 | 封苏伟 | 中国建筑工业出版社 | 1 | 978711 2136780 | |
跟工程师学技术--PLC控制系统设计及工程应用 | 周志敏 | 化学工业出版社 | 1 | 978712 2171160 | |
电气控制系统设计基础与范例 | 易泓可 | 机械工业出版社 | 1 | 978711 1155676 | |
MATLAB控制系统设计与仿真 | 张德丰 | 清华大学出版社 | 2 | 978730 2386001 |
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