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《控制工程基础》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
控制工程基础
课程编号
310050026
课程性质
必修课
课程类别
核心课程
开课单位
测控教研室
授课学期
第三学期
学分/学时
2/32
课内学时
32
理论授课
32
上机学时
0
课内实践
0
实验学时
0
课外学时
32
适用专业
机械设计制造及其自动化
是否双语
否
先修课程
高等数学、复变函数与积分变换、大学物理、理论力学、电路原理
后续课程
毕业设计
二、课程简介
《控制工程基础》是机械设计制造及其自动化专业的一门比较抽象的、具有很强实践性的技术基础课。本课程以数学、物理及有关学科为理论基础,以机械工程中有关系统为对象,运用信息的传递、处理与反馈进行控制,将数理基础课与专业课紧密结合在一起。培养学生掌握控制工程的基本概念、基本理论和基本方法,使学生具备建立系统的数学模型、对系统进行时间响应分析、频率特性分析以及稳定性分析的能力。全面考核学生对知识的掌握、运用、分析问题和解决问题的能力,为后续课程学习、未来从事工程技术工作、科学研究、新产品设计开发打下坚实的基础。培养学生严谨科学的思维方式和求真务实的工作作风,成为与社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美、劳全面发展的应用型高级专门人才。
三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑
(一)课程目标
通过本课程的学习,使学生达到以下目标:
课程目标1.培养学生能够对系统进行时间响应分析和频率特性分析,能够利用稳定判据判断系统是否稳定,培养学生对复杂工程问题进行分析和提炼,设计解决方案的能力。
课程目标2.培养学生能够利用控制理论中的基本方法,将数理基础知识与工程实际相结合,能够建立系统的数学模型并进行变换、求解的能力。
课程目标3.培养学生从整个系统中信息之传递、转换和反馈等角度来分析系统的“动态行为”,对工程实际中存在的问题能够以控制论的观点和思想方法进行科学研究,发现问题的本质和有效的解决方法。培养学生严谨科学的思维方式和求真务实的工作作风,成为一名合格的应用型高级专门人才。
(二)课程目标对毕业要求指标点的支撑
课程目标
支撑毕业要求指标点
毕业要求
课程目标1
指标点1-2:掌握解决机械设计制造及其自动化领域问题所需的工程基础知识,具备应用基本理论分析工程问题的能力;
指标点4-1:能够基于科学原理并采用科学方法,针对机械设计制造及其自动化领域复杂工程问题,探讨分析解决方案;
工程知识
4-研究
课程目标2
指标点2-1:能够运用数学、自然科学和仪器仪表工程学科的基本原理对机械设计制造及其自动化工程问题进行识别与描述;
2-问题分析
课程目标3
指标点4-1:能够基于科学原理并采用科学方法,针对机械设计制造及其自动化领域复杂工程问题,探讨分析解决方案;
4-研究
四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑
(一)课程基本教学内容
第一单元绪论(学时数:2学时)
1.课程主要内容
了解反馈控制的基本原理以及控制系统的基本概念;理解并掌握常见的控制方式;理解并掌握控制系统的术语、组成及分类;理解并掌握对控制系统的基本要求;了解控制理论的发展历史、现状和趋势。
2.重点和难点
重点:常见的控制方式;控制系统的术语、组成及分类;对控制系统的基本要求。
难点:开环系统与闭环系统的区分、正反馈与负反馈的区分。
教学方法
(1)以课堂教学为主,辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。
(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。
学生学习预期成果
要求学生在学完本单元课程后,对控制工程的重要性以及控制系统的基本概念有较深刻的理解。
支撑课程目标
本单元支撑课程目标1、3。
第二单元数学基础知识(学时数:2学时)
1.课程主要内容
了解拉氏变换与拉氏反变换的定义;掌握常见函数的拉氏变换和拉氏变换定理;掌握拉氏反变换的部分分式法。
重点和难点
重点:常见函数拉氏变换;拉氏变换定理;拉氏反变换的部分分式法。
难点:拉氏变换定理及拉氏反变换的计算。
3.教学方法
(1)以课堂教学为主,辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。
(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。
4.学生学习预期成果
要求学生在学完本单元课程后,能够达到灵活运用拉普拉斯变换去分析问题、解决问题。
5.支撑课程目标
本单元支撑课程目标2。
第三单元系统的数学模型(学时数:6学时)
课程主要内容
了解微分方程列写方法;理解传递函数的基本概念及特点;掌握典型环节传递函数;熟练掌握传递函数方框图的等效变换。
2.重点和难点
重点:建立系统微分方程、求传递函数以及传递函数方框图的等效变换。
难点:列写微分方程、计算传递函数、传递函数方框图的等效变换。
3.教学方法
(1)以课堂
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