材料成型控制基礎教學大綱

PAGEPAGE6《材料成型控制基礎》課程教學大綱一、課程基本信息課程名稱材料成型控制基礎課程編號310050037課程性質(zhì)必修課課程類別核心課程開課單位測控教研室授課學期第6學期學分/學時2/32課內(nèi)學時32理論授課28上機學時0課內(nèi)實踐0實驗學時4課外學時32適用專業(yè)材料成型及控制工程是否雙語否先修課程機械制造技術基礎、材料成形技術基礎后續(xù)課程先進沖壓成型技術、模具成型設備二、課程簡介《材料成型控制基礎》課程是材料成型及控制工程專業(yè)的一門核心課。本課程以數(shù)學、物理及有關學科為理論基礎，以機械工程中有關系統(tǒng)的動力學為其抽象、概括與研究的對象，運用信息的傳遞、處理與反饋進行控制的思維方法，將數(shù)理基礎課與專業(yè)課緊密結合在一起。培養(yǎng)學生掌握控制工程的基本概念、基本理論和基本方法,使學生能夠運用系統(tǒng)的數(shù)學模型對機械工程中的系統(tǒng)進行分析、設計、和改進。培養(yǎng)學生嚴謹科學的思維方式和求真務實的工作作風，成為與社會主義現(xiàn)代化建設要求相適應的德、智、體、美、勞全面發(fā)展的應用型高級專門人才。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標課程目標1.知識目標能夠利用控制理論中的基本方法，將數(shù)理基礎知識與工程實際相結合,能夠建立系統(tǒng)的數(shù)學模型并進行變換、求解。課程目標2.能力目標能夠理解典型材料成型設備電器控制過程關鍵環(huán)節(jié)的組成、原理及工作過程。能夠以動力學的觀點認識、分析特定機械工程系統(tǒng)。課程目標3.素質(zhì)目標能夠?qū)Σ牧铣尚椭谐Ｒ姷脑O備和系統(tǒng)進行時間響應分析，能針對復雜工程控制問題進行分析和提煉。同時樹立現(xiàn)代科學的自然觀、宇宙觀和辯證唯物主義世界觀和追求真理的理想和獻身科學的精神。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標12.1能夠運用數(shù)學、自然科學和材料學科的基本原理對材料成型問題進行識別與描述。2-問題分析課程目標21.2掌握解決材料成型及控制工程領域問題所需的工程基礎知識，具備應用基本理論分析工程問題的能力。1-工程知識課程目標34.1能夠基于科學原理并采用科學方法，針對材料成型及控制工程領域復雜工程問題，探討分析解決方案。4-研究四、課程基本教學內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學內(nèi)容第一單元緒論（學時數(shù)：2學時）1.課程主要內(nèi)容了解反饋控制的基本原理以及控制系統(tǒng)的基本概念;理解并掌握常見的控制方式;理解并掌握控制系統(tǒng)的術語、組成及分類;理解并掌握對控制系統(tǒng)的基本要求；了解控制理論的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢。2.重點和難點重點：常見的控制方式;控制系統(tǒng)的術語、組成及分類；對控制系統(tǒng)的基本要求。難點：開環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)的區(qū)分、正反饋與負反饋的區(qū)分。教學方法以課堂教學為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學方式。學生學習預期成果要求學生在學完本單元課程后，能對控制工程的重要性以及控制系統(tǒng)的基本概念有較深刻的理解。支撐課程目標本單元支撐課程目標1、3。第二單元數(shù)學基礎知識（學時數(shù)：2學時）1.課程主要內(nèi)容了解拉氏變換與拉氏反變換的定義；掌握常見函數(shù)的拉氏變換和拉氏變換定理。重點和難點重點：常見函數(shù)拉氏變換；拉氏變換定理。難點：拉氏變換定理及拉氏反變換的計算。3.教學方法(1)以課堂教學為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學方式。(2)利用隨堂測驗和課后作業(yè)的方式鞏固所學知識。4.學生學習預期成果要求學生在學完本單元課程后，能夠運用拉普拉斯變換去分析問題、解決問題。5.支撐課程目標本單元支撐課程目標1。第三單元系統(tǒng)的數(shù)學模型（學時數(shù)：8學時）課程主要內(nèi)容了解微分方程列寫方法；理解傳遞函數(shù)的基本概念及特點;掌握典型環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)；熟練掌握傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。2.重點和難點重點：建立系統(tǒng)微分方程、求傳遞函數(shù)以及傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。難點：列寫微分方程、計算傳遞函數(shù)、傳遞函數(shù)方框圖的等效變換。3.教學方法(1)以課堂教學為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學方式。(2)利用隨堂測驗和課后作業(yè)的方式鞏固所學知識。4.學生學習預期成果要求學生在學完本單元課程后，能夠?qū)^簡單的機械系統(tǒng)和電網(wǎng)絡系統(tǒng)建立數(shù)學模型。5.支撐課程目標本單元支撐課程目標1。第四單元時間響應分析（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容理解時間響應的概念及其組成；深度理解一階、二階系統(tǒng)的時間響應分析；熟練掌握一階、二階系統(tǒng)時間響應性能指標的計算方法;理解并掌握系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的分析與計算。2.重點和難點重點：二階系統(tǒng)時間響應性能指標的計算；系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算。難點：系統(tǒng)時域性能指標和穩(wěn)態(tài)誤差的計算。3.教學方法(1)以課堂教學為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學方式以及實驗教學。(2)利用隨堂測驗和課后作業(yè)的方式鞏固所學知識。4.學生學習預期成果要求學生在學完本單元課程后，能夠?qū)σ浑A、二階系統(tǒng)進行時間響應分析并計算各項性能指標，能夠?qū)ο到y(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差進行分析。5.支撐課程目標本單元支撐課程目標2、3。第五單元材料成型設備電控系統(tǒng)（學時數(shù)：10學時）1.課程主要內(nèi)容注射機電控系統(tǒng)、注射機常用檢測傳感器和放大電路、注射成型專家系統(tǒng)。2.重點和難點重點：注射機電控系統(tǒng)、注射機常用檢測傳感器和放大電路。難點：注射機常用檢測傳感器和放大電路。3.教學方法(1)以課堂教學為主，輔以問題式、啟發(fā)式、案例式等多種交互式教學方式。(2)利用隨堂測驗和課后作業(yè)的方式鞏固所學知識。4.學生學習預期成果要求學生在學完本單元課程后，能夠?qū)ψ⑸錂C電控系統(tǒng)及其檢測電路進行分析和改進。5.支撐課程目標本單元支撐課程目標2、3。（二）課內(nèi)實踐教學內(nèi)容及要求本課程開設兩個實驗，使學生能夠理解系統(tǒng)的時間響應和穩(wěn)定性分析。1.一階系統(tǒng)的階躍響應實驗（1）實驗內(nèi)容1）熟悉一階系統(tǒng)的無源和有源模擬電路。2）研究一階系統(tǒng)時間常數(shù)T的變化對系統(tǒng)性能的影響。3）研究一階系統(tǒng)時間常數(shù)的求取方法。（2）實驗要求根據(jù)測得的一階系統(tǒng)階躍響應曲線，測出其時間常數(shù)，并完成實驗報告。線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析實驗內(nèi)容1）研究增益K對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。2）研究時間常數(shù)T對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（2）實驗要求1）畫出上述實驗中系統(tǒng)的電子模擬電路圖和所得的響應曲線。2）定性地分析系統(tǒng)的開環(huán)增益K和某一時間常數(shù)T的變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。（二）課程基本教學內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學內(nèi)容教學方法支撐的課程目標學時安排課內(nèi)課外學時比例第一單元緒論講授法、交互式教學、隨堂測驗課程目標2、321：1第二單元數(shù)學基礎知識講授法、交互式教學、隨堂測驗課程目標121：1第三單元系統(tǒng)的數(shù)學模型講授法、交互式教學、隨堂測驗課程目標181：1第四單元時間響應分析講授法、交互式教學、隨堂測驗、實驗課程目標2、3101：1第五單元材料成型設備電控系統(tǒng)講授法、交互式教學、隨堂測驗課程目標2、3101：1合計321：1五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構成（百分制）課程成績構成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績30%作業(yè)（百分制）60主要考核學生對課程的復習、理解和掌握程度，作業(yè)按百分制打分，計算全部作業(yè)的平均成績。目標分值=0.6*作業(yè)平均成績測驗（百分制）20隨堂測驗，主要考核學生課堂的聽課效果和課后復習消化知識的情況。目標分值=0.2*測驗平均成績出勤及課堂表現(xiàn)（百分制）20考核內(nèi)容及評價細則:依據(jù)課堂表現(xiàn)、課堂紀律、平時出勤打分。目標分值=0.2*課堂表現(xiàn)成績實踐成績10%實驗操作50完成兩個實驗，考核實驗操作的規(guī)范性和實驗結果的正確性，按百分制打分，目標分值=0.5*作業(yè)平均成績實驗報告50完成兩個實驗報告，考核對實驗結果進行分析與評價的能力以及所撰寫實驗報告的規(guī)范性，實驗報告按百分制打分。目標分值=0.5*實驗報告平均成績。期末考試60%知識40考核內(nèi)容：緒論、系統(tǒng)的數(shù)學模型、時間響應分析、材料成型設備電控系統(tǒng)?？荚囶}型：填空、選擇、簡答、計算評價細則：嚴格按照試卷評分標準，按步驟打分。能力30綜合應用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標的支撐教學內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元緒論1-1控制系統(tǒng)的術語、組成及分類；1-2對控制系統(tǒng)的基本要求測驗、期末考試課程目標2、3第二單元數(shù)學基礎知識2-1常見函數(shù)拉氏變換；2-2拉氏變換定理;作業(yè)、測驗、期末考試課程目標1第三單元系統(tǒng)的數(shù)學模型3-1建立系統(tǒng)微分方程、求傳遞函數(shù)以及。3-2傳遞函數(shù)方框圖的等效變換作業(yè)，測驗、期末考試課程目標1第四單元時間響應分析4-1時間響應的概念及其組成；4-2一、二階系統(tǒng)時間響應性能指標的計算；4-3系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的計算作業(yè)、實驗、測驗，期末考試課程目標2、3第五單元材料成型設備電控系統(tǒng)5-1注射機電控系統(tǒng)；5-2注射機常用檢測傳感器；5-3注射成型專家系統(tǒng)。5-2。作業(yè)、測驗、期末考試課程目標2、3六、使用教材、相關推薦書目及課程資源（一）使用教材1.楊叔子主編：《機械控制工程基礎》，華中理工大學出版社,2023年版;2.鐘漢如主編：《注射機控制系統(tǒng)》，化學工業(yè)出版社，2008年版（二）相關推薦書目1.朱驥北主編：《機械控制工程基礎》，機械工業(yè)出版社,2017年版；2.董景新主編：