《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《機(jī)械控制工程》課程標(biāo)準(zhǔn)課程編碼：（暫缺）適用專業(yè)：機(jī)電一體化、機(jī)械制造及自動化（三年制）學(xué)時：64開課學(xué)期:第三學(xué)期一、課程性質(zhì)《機(jī)械控制工程》課程是我院機(jī)電一體化、機(jī)械制造及其自動化專業(yè)必修的職業(yè)技術(shù)課程，本課程的作用是通過學(xué)習(xí)性的工作任務(wù)教學(xué)方式，采取情境教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生具有相應(yīng)的自動控制理念和綜合分析能力。本課程是使學(xué)生掌握機(jī)械控制系統(tǒng)的基本概念和自動控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(校正)的基本方法，初步掌握系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)技能，學(xué)會運(yùn)用Matlab進(jìn)行控制系統(tǒng)輔助分析設(shè)計的方法，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和進(jìn)一步深造打下必要的理論基礎(chǔ)，掌握必要的基本技能。本課程所覆蓋的知識面較寬，既有較深入的理論基礎(chǔ)知識，也有較廣泛的專業(yè)背景知識，因而，它在學(xué)員知識結(jié)構(gòu)方面將起到加強(qiáng)理論深度和拓展知識廣度的積極作用。二、課程培養(yǎng)目標(biāo)本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是：（一）知識目標(biāo)1、掌握自動控制系統(tǒng)的兩種基本形式的特點(diǎn)2、掌握線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)描述方法3、掌握控制系統(tǒng)時域分析方法4、了解控制系統(tǒng)的根軌跡法5、掌握控制系統(tǒng)的頻域分析法6、掌握控制系統(tǒng)的校正和采樣控制7、熟練運(yùn)用Matlab軟件（二）素質(zhì)目標(biāo)1、通過典性的工作任務(wù)教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作態(tài)度，愛崗敬業(yè)，對待工作和學(xué)習(xí)一絲不茍、精益求精的精神。2、具備團(tuán)隊協(xié)作能力，吃苦耐勞、誠實(shí)守信的優(yōu)秀品質(zhì)。具有較強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感，具有良好的心理素質(zhì)和身體素質(zhì)。3、具有理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)風(fēng)，具有發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力。（三）能力目標(biāo)1、運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械控制知識，可以分析控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)。2、運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械控制的相關(guān)知識進(jìn)行簡單的設(shè)備校正。3、具有一定的獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。4、具有認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)。三、與前后課程的聯(lián)系（一）與前續(xù)課程的聯(lián)系：前導(dǎo)課程：《高等數(shù)學(xué)》、《電工基礎(chǔ)》、《模擬電子技術(shù)》、《傳感器與自動檢測》、《電機(jī)與電氣控制》等（二）與后續(xù)課程的聯(lián)系：后續(xù)課程：《電氣傳動新技術(shù)》、《生產(chǎn)過程自動控制實(shí)訓(xùn)》、《電機(jī)調(diào)速》、《EDA技術(shù)》、《電子產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計》等四、課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和要求根據(jù)專業(yè)課程目標(biāo)和涵蓋的工作任務(wù)要求，確定課程內(nèi)容和要求，說明學(xué)生應(yīng)獲得的知識、技能與態(tài)度。學(xué)習(xí)情境1自動化控制系統(tǒng)的一般概念教學(xué)時間4學(xué)時使學(xué)生對古典反饋控制的基本理論和方法有一全面、整體的了解；了解自動控制理論發(fā)展簡況及反饋控制理論的研究對象和方法；掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念、術(shù)語，了解自動控制系統(tǒng)的組成和分類，及對自動控制系統(tǒng)穩(wěn)、準(zhǔn)、快三方面的基本要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)【知識點(diǎn)】自動控制的任務(wù)：參數(shù)狀態(tài)控【技能點(diǎn)】教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法制，過程控制?；究刂品绞剑洪_反饋控制原理與動態(tài)過程的概環(huán)、閉環(huán)（反饋）控制。自動控制念，以及建立原理方塊圖的方法。的性能要求：穩(wěn)、快、準(zhǔn)及最優(yōu)化。講授法多媒體法學(xué)習(xí)情境2控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型教學(xué)時間10學(xué)時學(xué)習(xí)目標(biāo)一般了解數(shù)學(xué)模型的概念、表達(dá)方式，建模的方法；能夠列寫一般物理系統(tǒng)的微分方程；熟悉拉氏變換的定義、性質(zhì)，記住常見的簡單時間函數(shù)的拉氏變換式，能根據(jù)拉氏變換的性質(zhì)求解較復(fù)雜時間函數(shù)的拉氏變換式，會求拉氏反變換；掌握傳遞函數(shù)的概念及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；重點(diǎn)掌握控制系統(tǒng)的方框圖及方框圖的化簡方法；重點(diǎn)掌握用梅遜公式求取系統(tǒng)傳遞函數(shù)的方法?！局R點(diǎn)】線性系統(tǒng)的輸入一輸出傳遞函數(shù)描述，非線性數(shù)學(xué)模型的線性化，典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型，建立數(shù)學(xué)模型的實(shí)驗(yàn)方法簡介，框圖及其化簡方法【技能點(diǎn)】教學(xué)內(nèi)容典型環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型教學(xué)方法講授法多媒體法學(xué)習(xí)情境3線性系統(tǒng)的時域分析方法教學(xué)時間12學(xué)時了解控制系統(tǒng)的典型輸入信號；了解線性定常系統(tǒng)的時域響應(yīng)組成，熟悉控制系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)的定義；掌握一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)及性能指標(biāo)；掌握二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)分析及其與極點(diǎn)之間的關(guān)系，重點(diǎn)掌學(xué)習(xí)目標(biāo)握二階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)性能指標(biāo)公式及計算；了解穩(wěn)定的概念，掌握擾動穩(wěn)態(tài)誤差終的值計算及減小穩(wěn)態(tài)誤差的方法，一般了解穩(wěn)態(tài)誤差級數(shù)的計算。【知識點(diǎn)】線性定常系統(tǒng)的時域響應(yīng)控制系統(tǒng)時域響應(yīng)的性能指標(biāo)，【技能點(diǎn)】教學(xué)內(nèi)容一階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)，二階系統(tǒng)的線性定常系統(tǒng)的時域響應(yīng)暫態(tài)響應(yīng)，控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，給定穩(wěn)態(tài)誤差和擾動穩(wěn)態(tài)誤差教學(xué)方法講授法多媒體法學(xué)習(xí)情境4線性系統(tǒng)的根軌跡法教學(xué)時間12學(xué)時了解根軌跡的概念、意義；重點(diǎn)掌握繪制常規(guī)負(fù)反饋系統(tǒng)根軌跡的基本條件和基本規(guī)則；掌握參量根軌跡的繪制和正反饋根軌跡的繪制；學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握增加開環(huán)零極點(diǎn)對根軌跡的影響；了解利用根軌跡分析系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)。【知識點(diǎn)】根軌跡的基本概念，繪制根軌【技能點(diǎn)】教學(xué)內(nèi)容跡的基本條件和基本規(guī)則，廣義根軌跡，利用根軌跡分析系統(tǒng)的性繪制根軌跡。能，用MATLAB繪制系統(tǒng)的根軌跡教學(xué)方法講授法多媒體法學(xué)習(xí)情境5線性系統(tǒng)的頻域分析教學(xué)時間4學(xué)時掌握頻率特性的基本概念，幅相頻率特性圖與對數(shù)頻率特性圖的建立；熟悉典型環(huán)節(jié)的頻率特性及其Nyquist圖與Bode圖；掌握系統(tǒng)開環(huán)頻率特性（Nyquist圖和Bode圖）的繪制；了解最小相位系統(tǒng)的概念；重點(diǎn)掌握利用實(shí)測開環(huán)幅頻特性確定最小相位系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)的方學(xué)習(xí)目標(biāo)法；重點(diǎn)掌握判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的幾何判據(jù)：乃奎斯特穩(wěn)定判據(jù)（包括利用幅相頻率特性曲線和對數(shù)頻率特性曲線進(jìn)行判斷）；熟悉控制系統(tǒng)相角裕度、幅值裕度的基本定義和概念及計算方法；一般了解閉環(huán)幅頻特性（等M圓）的解求方法，掌握頻域性能指標(biāo)及頻域指標(biāo)與時域指標(biāo)的關(guān)系。【知識點(diǎn)】頻率特性，典型環(huán)節(jié)的頻率特性，系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制，乃【技能點(diǎn)】教學(xué)內(nèi)容奎斯特定判據(jù)和系統(tǒng)的相對穩(wěn)定系統(tǒng)頻率特性的繪制。性，系統(tǒng)的頻率特性及頻域性能指標(biāo)，頻率特性的實(shí)驗(yàn)確實(shí)方法，用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)的頻域分析教學(xué)方法講授法多媒體法學(xué)習(xí)情境6系統(tǒng)的分析與校正教學(xué)時間8學(xué)時了解控制系統(tǒng)校正的概念、校正的實(shí)質(zhì)、校正的方法、校正方式；學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉串聯(lián)相位超前校正、相位滯后校正、相位滯后-超前校正裝置及特性；重點(diǎn)掌握利用頻率特性法確定串聯(lián)校正裝置參數(shù)的方法；簡單了解反饋校正、前饋校正及復(fù)合控制?！局R點(diǎn)】，線性系統(tǒng)校概念，線性系統(tǒng)的基本控制規(guī)線性系統(tǒng)的校正正的【技能點(diǎn)】校正的設(shè)計律，常用校正裝置及其特性，校正教學(xué)內(nèi)容裝置設(shè)計的方法和依據(jù)，串聯(lián)校正的設(shè)計，MATLAB在線性系統(tǒng)校正中的應(yīng)用。教學(xué)方法講授法多媒體法五、教學(xué)實(shí)施建議（一）推薦教材《機(jī)械控制工程基礎(chǔ)》機(jī)械工業(yè)出版社（二）教學(xué)參考資料《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》、《現(xiàn)代控制工程》、《自動控制原理與系統(tǒng)》、《自動控制原理》（三）教師素質(zhì)要求專業(yè)課教師應(yīng)具備課程教學(xué)設(shè)計能力、組織能力、語言溝通表達(dá)能力；具有理論和實(shí)踐相結(jié)合的應(yīng)用能力；掌握先進(jìn)的教學(xué)方法和具備駕馭課堂的能力；具有良好的職業(yè)道德、遵紀(jì)守法意識和責(zé)任心。（四）教學(xué)場地、設(shè)施要求多媒體教室（五）課程考核方式與標(biāo)準(zhǔn)1、課程考核方式知識和技能綜合考核2、課程考核標(biāo)準(zhǔn)（1）態(tài)