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《材料成型自动控制基础》实验教学大纲

大纲主撰人：xxx大纲审核人：xxx

一、课程基本情况

课程代码：101134223307

课程名称（中/英文）：材料成型自动控制基础/FundamentalsofMaterialFormingAutomaticControl

课程类别：专业必修课程

学分：2

总学时：32

理论学时：24

实验/实践学时：8

适用专业：材料成型及控制工程

适用对象：本科

先修课程：无

教学环境：多媒体教室/实验室/机房

开课学院：材料科学与工程学院

二、课程简介

实验一：线性回归为自动测量的核心基础算法，为自动化测量和加工提供知识积累，通过计算机回归实验，掌握自动测量获得直线方程的过程。

实验二：轧制过程计算机控制为过程计算机的系统结构、过程输入输出和人机接口技术以及总线技术、通讯和软件技术、过程控制计算机的系统设计和轧制过程计算机及系统控制的工程实现。

实验三：凝固过程计算机控制为连续铸造过程中的调控，通过自动测量坯壳厚度进行拉坯速度的调节。

实验四：加热炉温度控制。热炉是轧线上最重要的设备之一，它的作用是把板坯加热到轧制所需要的温度。加热炉控制的目的是设定加热炉燃烧段炉温，使板坯在炉内充分受热，出炉时使其温度和均匀度能满足轧制要求，同时又要使所消耗的燃料尽量小。故温度控制能直接影响到加热炉的能耗和轧制设备寿命、钢坯成材率、最终钢材产品质量以及整个轧线的有效作业率。

通过本课程实验教学，使学生能较正确地掌握自动控制的过程和原理，能够对线性回归、轧制过程计算机控制、凝固过程计算机控制、加热炉温度控制四个方面进行实地操作，使学生走出学校之前适应轧制企业车间的生产过程。

三、实验教学目标

1.课程对毕业要求的支撑

[毕业要求指标点1.3]综合运用模具设计、型材成型、材料成型自动控制、材料分析测试方法等专业知识分析选择成型设备、制定合理的加工工艺，解决材料成型生产过程中的实际工程问题。

[毕业要求指标点4.2]能够基于材料成型及控制工程专业基础知识和原理，对模具设计与制造、型材成型加工相关领域的复杂工程问题，综合文献调研信息，选择技术路线，设计研究方案。

[毕业要求指标点6.2]能够了解材料成型过程涉及的材料、工艺相关的技术标准、法律法规，并能客观评价在材料成型及控制工程分析中产生的新的设计方案和新技术的开发和应用对社会、健康、安全、法律以及文化的潜在影响，了解应承担的责任。

2.实验教学目标

1.培养学生具有正确使用和维护机械自动控制的基本知识，运用有关设计资料设计简单自动控制的能力。（支撑毕业要求1.3）

2.熟悉自动控制的基本理论和基本方法，掌握常用自动控制知识机构和机器运动控制规律，为从事工程技术设计提供坚实的理论基础和一定的实践操作能力。掌握自动控制传动装置，能在自动控制与制造及设备控制、生产组织管理等应用中进行一定的创新设计。（支撑毕业要求4.2）

3.良好的技术文化素养，以能力为导向的知识储备，具有不断学习和推广新技术的进取精神。具有较好的团队合作能力、组织协调能力。（支撑毕业要求6.2）

四、实验项目及学时安排

序号

实验/实践项目名称

实验/实践学时

实验/实类型

实验/实要求

每组

人数

备注

1

线性回归

2

综合性

必做

2

2

轧制过程计算机控制

2

综合性

必做

6

3

凝固过程计算机控制

2

综合性

必做

6

4

加热炉温度控制

2

综合性

必做

6

五、实验内容

实验一线性回归实验

实验目的：能在SPSS环境下实现线形回归，并理解和掌握相关概念。

实验设备：SPSS软件电脑。

实验内容及步骤：

1．拷贝数据进入软件；

2．确定变量和自变量；

3．进行回归分析；

4．确定斜率/截距/误差；

5．验证课程教学中所学的规律和实验结果的一致性，并形成实验报告。

融入课程思政：有钢铁行业专家曾说过:社会有需求，中国钢铁才有练兵机会，有需求，才有技术倒逼和自主创新。例如，没有汽车工业的快速发展，也不会有汽车钢业的快速发展;没有高铁，也不会需要百米的重轨;没有三峡大坝，没有特高压输变电，也对电工钢的需求没有那么高;没有国产航母，也不会有航母甲板用对称球扁钢的研发。如今，随着国家的发展，各行各业都得到了钢铁行业的支撑!

实验二轧制过程计算机控制实验

实验目的：了解轧制自动控制。

实验设备：轧机。

实验内容及步骤：

1．开启轧机；

2．轧出5mm厚度粗轧版；

3．发起计算机调厚度指令；

4．自动测量获得目标厚度；

5．分析误差及其原因；

6．验证课程教学中所学的规律和实验结果的一致性，并形成分析报告。

融入课程思政：钢铁工业早已不是人们传统印象中的“傻大黑粗”，现在的钢铁工业已经插上了“智慧的翅膀”，整个生产工艺流程涉及采矿、冶金、材料、机械、自动