《机器人与控制技术》课程教学大纲.docx

机器人与控制技术

RoboticsandControlTechnology

课程基本信息

课程编号课程总学时：32学时

实验学时：6学时

课程性质：选修

课程属性:专业类

开设学期：第6学期

适用专业：农业智能装备工程

对先修的要求：电子技术、农业装备控制工程、嵌入式系统原理

对后续的支撑：农业智能化机械生产系统

一、课程的教学理念、性质、目标和任务

《机器人与控制技术》课程的教学理念是通过理论与实践操作相结合的方式，培养学生对农业机器人与控制技术的基本理论、原理和应用的全面理解和实践能力。这门课程注重培养学生的创新思维、问题解决能力和团队合作精神，以应对当今快速发展的农业机器人技术领域的挑战。

《机器人与控制技术》课程属于工程技术类的专业类选修课程，主要涉及机器人学、自动控制、传感器技术、运动规划等方面的知识。这门课程旨在帮助学生掌握机器人系统的设计、控制与应用技术，培养学生在机器人领域的综合素质和创新能力。

《机器人与控制技术》课程的目标是使学生掌握机器人和控制技术的基本概念、原理和方法，具备设计、开发和操作简单机器人系统的能力。通过该课程的学习，学生应该能够理解和应用机器人的构成和分类、传感器与执行器的原理、控制算法和编程技术，以及机器人系统的建模和仿真方法。

《机器人与控制技术》课程的任务主要包括以下几个方面：

1）理论学习：学生需要学习机器人和控制技术的基本理论知识，包括机器人的概念和分类、传感器和执行器的原理、控制算法和编程技术等。

2）实践操作：学生需要进行实验和项目设计，通过实践操作掌握机器人和控制技术的实际应用。这可能包括农业机器人的组装和调试、编写控制程序、进行传感器数据采集和处理等。

3）问题解决：学生需要培养解决农业机器人和控制技术问题的能力，包括识别问题、分析问题原因、提出解决方案并实施调整。

4）团队合作：学生需要参与团队项目，与其他成员合作完成农业机器人系统的设计和开发任务，培养团队合作和沟通能力。

5）思考和创新：学生需要思考农业机器人和控制技术的发展趋势和应用前景。

二、课程教学的基本要求

1.理论知识方面：通过本课程的理论学习，学生应理解机器人和控制技术的基本概念、原理和方法。掌握机器人的分类、结构和功能，并了解各种传感器和执行器的工作原理。熟悉控制系统的基本组成和控制算法，包括反馈控制、PID控制等。理解机器人系统的建模和仿真方法，掌握常用的建模工具和软件。熟悉机器人编程技术，包括传统编程语言和机器人操作系统（ROS）等。

2.实验技能方面：在试验操作学习中，学生应能够独立进行农业机器人系统的组装和调试工作，包括连接传感器和执行器、设置控制参数等。具备使用传感器采集数据和进行信号处理的能力，能够分析和解释实验结果。能够编写和调试农业机器人控制程序，实现基本的运动控制、路径规划和感知任务。熟练掌握农业机器人仿真和模拟软件，能够进行虚拟实验和系统验证。具备问题解决能力，能够识别实验中的问题并采取适当的措施进行调整和修正。

三、课程的教学设计

1.教学设计说明

《机器人与控制技术》课程的教学设计应该综合考虑课程的目标、学生的需求以及实际的教学资源。首先，通过设定课程的核心目标与能力要求（例如培养学生的机器人理论知识、实践操作能力和问题解决能力等），以便学生能够有针对性地进行学习和评估。其次，制定课程大纲和教学计划，确定每个学习单元的教学内容和学习进度。整合理论知识和实践操作，确保学生能够在学习过程中理论联系实际，获得全面的知识和技能。教学方法选择方面，引导学生主动参与学习，激发学习兴趣和积极性。选择多样化的教学方法，包括讲授、案例分析、实验操作、团队项目等，还可以利用现代教育技术和资源，例如多媒体教学、虚拟实验平台等，增强教学效果和互动性。实验和项目设计方面，安排一些针对农业机器人与控制技术的实验和项目设计，确保学生能够运用所学知识解决实际问题。在过程中提供实验指导和项目指导，引导学生进行实验操作和团队合作，培养他们的实践能力和创新思维。最后，为全面评价学生的学习成果，课程可以设计多样化的评估方式，包括课堂测验、实验报告、项目成果展示等。及时给予学生反馈，指导他们改进学习和提高能力，提供个性化的辅导和支持。

2.课程目标及对毕业要求的支撑

序号

课程目标

毕业要求

1

目标1：使学生通过学习该课程能够获得扎实的机器人和控制技术的基本概念、原理和方法，为毕业后的进一步学习和研究打下坚实基础。

1

2

目标2：培养学生独立进行农业机器人系统组装、调试和控制程序编写的能力。

2

3

目标3：对机器人与控制技术从整体上有一个较清晰全面的认识，培养学生分析和解决机器人与控制技术问题的能力，并具备创新思维。

3

四、理论教学内容及学时分配（26学时）

第一章绪论

学时数