《自动控制原理与系统》课程说课

电气与汽车工程学院谢聪2015.9AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路本专业是培养德智体美全面发展，掌握电气自动化技术理论和实践知识，具备较强专业实践技能和实际工作能力，能从事电气控制设备及系统安装、调试、维护、设计及管理的具有良好职业道德和职业发展潜能的高素质技术技能型人才。1.人才培养目标一、课程标准就业岗位•电气设备安装与维修•配电设备运行管理•电气产品的售后服务•电气工程设计•电气产品的开发课程体系模拟电子技术应用电路分析数字电子技术应用工程数学C语言程序设计毛泽东思想工程制图基础电气制图CAD传感器与检测技术思想道德修养形势与政策大学生就业与创业电力电子技术军事理论计算机信息技术机器人概论工厂供电变频器技术与应用电机与拖动CAD与EDA过程控制仪表测量液压与气动技术单片机接口技术计算机控制技术人机界面高级编程语言应用物理基础高等数学英语ⅠⅡⅢ体育ⅠⅡ工厂电气控制设备自动控制原理系统PLC原理及应用单片机原理及应用专业选修课职业基础课职业技术课公共基础课《自动控制原理与系统》是电气自动化技术专业及相关专业的职业技术课程之一，理论性和系统性很强，不仅在专业课程设置中起主导作用，而且也是工业生产企业技术的核心课程。一、课程标准2.课程定位自动控制原理与系统专业实践课程基础理论课程内容•基本概念•系统建模•系统分析•系统校正企业中的应用•机电控制•过程控制•运动控制•智能控制一、课程标准教学计划课程安排表职业基础课1140004工程数学2.5404022.52070004C语言程序设计3.556381823.5必3021115电路分析4.572601214.54021116模拟电子技术应用4.572601224.55021117数字电子技术应用4.572601224.5修小计19.5312258544.515职业技术课10210341自动控制原理与系统4645410332021119PLC原理应用348361243必3021120单片机原理及应用348361243修40210171工厂电气控制设备34840843小计132081664239自动控制原理与系统电路分析数字电子技术基础计算机控制技术过程控制及自动化仪表电机调速控制工业控制网络基础电气设备维修配电设备管理电气工程设计电气产品开发核心工作岗位与前导后续课程的关系：一、课程标准模拟电子技术基础大学物理高等数学以职业能力培养为重点，以工作过程为导向学生教师企业学生教师企业·知识掌握·技能实践·传授知识·承担项目·加强合作·提供实践机会一、课程标准3.课程设计理念与思路从事电气工程的技术人员掌握自动控制理论是十分必要的。本课程具有科学方法论的鲜明特点，研究的问题带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义。通过本课程的学习，学生会提高分析问题、解决问题的能力，奠定坚实的理论基础。根据教学大纲的要求以及学生现有的实际水平，从知识、能力和素质三个层面上，从专业人才培养计划的全局出发，制定本课程的教学目标。4.课程目标一、课程标准教学内容以反馈控制理论为核心突出控制理论的基本概念，理论和方法。引导学生掌握理论的基本知识和分析问题的方法。能力目标素质目标知识目标培养逻辑思维、归纳、概括能力。自觉运用反馈原理和系统的观念分析和解决工程实际中的相关问题。充分发挥学生的主观能动性培养严谨的治学态度。培养学生的工程意识和创新意识。提高学生的工程设计能力和创新能力。知识目标知识目标一、课程标准时域分析频域分析系统性能分析系统建模系统校正自动控制基本概述拉氏变换及反变换一、课程标准5.教学内容选取学习情境学时分配学时讲授实验自动控制系统概述660拉氏变换及其应用440自动控制系统的数学模型12102分析自动控制系统性能常用的方法14122自动控制系统的性能分析18144自动控制系统的校正1082总计645410自动控制原理与系统课程实习1周课程重点：1、系统微分方程、传递函数的建立，框图的等效变换。2、一阶、二阶系统阶跃响应。3、奈氏图，伯德图的绘制。4、系统的性能分析。5、系统的校正。教学难点：1、微分方程的建立。系统框图的等效变换。2、线性系统性能指标的计算。3、奈氏图的绘制，奈氏判据。4伯德图的绘制。5、系统串联PID校正环节对系统性能的影响。解决方案1、采用启发式教学方法，难点内容，多举实例，精讲细练。2、借组多媒体辅助教学，改变教学表现形式。抽象变形象。3、充分利用MATLAB仿真软件。一、课程标准6.课程重难点AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路序号姓名性别专业技术职务职业资格备注1张平男副教授高级技师2于标男副教授高级技师3陈剑桥男副教授高级技师4谢聪男工程师高级技师二、教学资源1.教学团队选用理由：精品教材，理论联系实际、分析细致、通俗易懂和切合实用。2.教材和教学参考资料二、教学资源3.参考资料①《自动控制系统—工作原理、性能分析与系统调试》.孔凡才主编.北京：机械工业出版社，2003②《自动控制原理》（第五版）.胡寿松.北京:科学出版社，2007③《自动控制原理》（第二版）.陈铁牛.北京:机械工业出版社,2015④《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》（第三版）.陈伯时.北京：机械工业出版社.2003二、教学资源授课计划实验指导书课后习题解答教学录像教学资源库试卷库课程标准电子课件课堂教案实验报告实训指导书实训报告二、教学资源4.其他教学资料1）网络资源二、教学资源2）二、教学资源5.网络资源5.网络资源3）二、教学资源5.网络资源自动控制原理实验箱12套MATLAB仿真实验室校内实训设备与实训环境二、教学资源6.实践教学条件THSSC-2型控制理论实验箱AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路教学方法项目教学法实验实训教学法板书与多媒体相结合案例讨论法讲授分析法任务驱动法三、教学方法与手段1.多种教学方法的应用举例分析：板书与多媒体相结合第二章、第三章系统的数学建模大量的数学计算与公式推导，适宜使用板书教学。举例分析：板书与多媒体相结合第五章，第六章系统的分析与校正主要是系统的性能分析与校正前后的性能比较，用文字板书难以讲清，这时用图像，动画来描述一目了然。尤其是多媒体仿真实验的教学效果十分明显。PID校正前PID校正后（注意：时间轴为校正前的1/5)举例分析：案例分析法本课程在第一章讲闭环系统的结构组成时，由于学生是第一次接触自控系统，没有物理模型的概念。在教学中，采用案例分析法，用两个典型的闭环控制系统的例子，帮助初步建立起闭环控制系统的概念。然后再用归纳的思想推导出闭环系统的一般结构组成。电炉箱恒温控制系统水位控制系统举例分析：案例分析法电炉箱恒温控制系统结构框图水位控制系统结构框图自动闭环控制系统结构框图①设计一个控制系统大项目贯穿整个教学过程。①②③④②开放学习情境，追求学习实效③多媒体技术及网络的充分应用改革考核方式④2.教学模式的设计与创新三、教学方法与手段平时考核（30%）·平时成绩（10%）·实验成绩（20%）期终考试（70%）采用闭卷考试建立课程试题库，试卷库。3.课程考核与评价三、教学方法与手段AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路学生有一定的电气理论知识基础，但综合知识水平比较低，数理基础薄弱。热情较高，思想活跃，实践动手能力较强，理论课程学习的主观能动性有待提高。1.学情分析四、学情与学法指导教法教法＊采用仿真教学＊项目引导＊任务驱动＊倡导以问题为中心的教学方式规范操作总结汇报学法勤于实践观察思考小组讨论勤于探究四、学情与学法指导2.教法与学法指导＊小班化教学＊学生探究为主＊教师讲授为辅＊启发式教学AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路授课之前布置任务引导学生做好预习授课之初明确目标告诫学生认真听讲教学过程概念为先注重方法获得知识师生互动不可或缺解惑释疑教学相长举例应用加深理解教学内容及时总结操作仿真实验，验证学习内容，及时反馈修正。常规的课堂教学程序模式—五步一反馈五、教学程序设计以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程1.明确目标任务本节课的教学任务：（1）伯德判据的定义（2）伯德判据的适用条件什么是伯德判据？（3）相位稳定裕量的定义（4）穿越频率的计算（5）相位稳定裕量的计算怎么用伯德判据？（6）系统稳定性的判断（7）举例与检验以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程2、讲授伯德判据及相位裕量对数频率稳定判据可表达为:若系统开环是稳定的，则闭环系统稳定的充要条件是：当线过0dB线时，在-π线上方。()L()ca)奈氏判据b)对数频率判据以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程相位稳定裕量可定义为3、求取相位稳定裕量用图像法求穿越频率4、判断系统稳定性与稳定程度以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程5、举例分析如图5-11所示的随动系统的相位稳定裕量。以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程该系统的对数幅频特性：以伯德判据为一个教学单元为例，设计教学过程6、系统仿真检验：所示的波形，系统为不稳定的发散状况。所示的波形，系统为不稳定的发散状况。AddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhereAddYourTextinhere《自动控制原理与系统》课程说课一、课程标准二、教学资源三、教学方法与手段四、学情与学法指导五、教学程序设计六、课程特色与建设思路1.采取启发式的教学方法2、采用多媒体辅助教学3、提高教师队伍的专业水平4、将来的改革方向六、课程特色与建设思路