《自动控制系统》课程标准.doc

《自动控制系统》课程标准
课程代码
0202210051
课程类别
专业课程
课程类型
理实一体课程
课程性质
必修课程
课程学分
4学分
课程学时
64学时
修读学期
第3学期
适用专业
电气自动化技术
合作开发企业
一汽大众汽车有限公司、长春轨道客车股份有限公司
执笔人
林卓彬、王涛
审核人
杨华

1．课程定位与设计思路
1．1课程定位
《自动控制系统》课程是电气自动化技术专业的一门专业核心课程，专业必修课程。本课程的作用是通过学习性的工作任务教学方式，采取情境教学方法培养学生具有相应的自动控制理念和综合分析能力。本课程通过前修课程《电工基础》、《模拟电子技术》、《传感器与自动检测A》的学习，将传感器的自动控制理念和电学相关的简单电路知识融合在本课程的教学中，使复杂的理论知识变的简单，便于学生理解和掌握；通过前修课程《电机与电气控制B》理论知识的学习，培养学生对直流调速系统理论知识和实践技能的综合应用能力。同时为后续课程《电气传动新技术》、《生产过程自动控制实训》、《电机调速综合实训》的学习打下必要的理论知识和实践基础。
1．2设计思路
通过对本专业安装电工、维修电工、电气系统线路及器件（自动生产线）操作员工作岗位分析，确定了课程的设计思路为：根据本专业的基础能力目标、单项能力目标、综合能力目标，将本课程的学习领域划分成四个学习项目。学习项目一中，以电阻炉温控制系统和一汽大众汽车有限公司中汽车内饰装配控制系统的认识与描述为载体，学习自动控制系统的常用术语，引导学生学习自动控制系统的基本组成和工作过程。学习项目二中，以简单电路为载体，建立自动控制系统的数学模型，学习自动控制系统的常见环节。学习项目三中，以典型环节为载体，引导讲授分析自动控制系统性能的常用方法；以长春轨道客车股份有限公司生产控制线路为载体，可实现对不良的自动控制系统实行校正，确保控制的正常运行。学习项目四中，以简易直流调速的组装、调试、运行与检修为载体，学习直流调速的方法、简易调速系统的组装、调试、运行与基本检修方法。
学习项目一预计参考学时为6学时，学习项目二预计参考学时为18学时，学习项目三预计参考学时为20学时，学习项目四预计参考学时为20学时。达到本学习领域的能力培养目标可获3学分。
2．课程目标
以应用为主旨，以强化学生对理论知识的理解为主线，知识点随着学习项目推进不断深化,使学生在完成任务的同时掌握知识和技能，确保岗位所需专业技能的同时又兼顾原有知识体系的相对完整性, 有效地达到对自动控制系统知识的建构。
2．1能力目标
能够具备对常用简单自动控制系统进行性能分析、测量与结果的整理的能力；并简单具备不良系统性能上的改良的能力。具备对直流调速系统的组装、运行、安装与调试的能力。
2．2知识目标
掌握自动控制的基本概念及相关知识、简单自动控制系统的组成和工作原理、自动控制系统常用的数学模型，理解自动控制原理在实际自动控制系统中起到的作用。熟练运用自动控制系统性能分析的常用方法。掌握直流调速系统的工作原理、特点，会处理简单的直流调速系统控制电路故障。能独立完成教学基本要求规定的项目实验。
2．3素质目标
通过典性的工作任务教学方式，培养学生严谨求实的工作态度，爱岗敬业，对待工作和学习一丝不苟、精益求精的精神。具备团队协作能力，吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质。具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有理论联系实际的良好学风，具有发现问题、分析问题和解决问题的能力，以及理论联系实际的能力。
3．教学内容
根据电气自动化技术专业在就业岗位中需要具备的能力，在教学内容选取上由简单自动控制系统的认识与功能描述作为入门，通过常用电路进行分析实现对自动控制系统中的典型任务的引入。通过对系统性能分析方法的学习，利用校正系统，实现对自动控制系统的合理优化的实现。直流调速系统的运行与检修具有很强的综合性、系统性和实用性，按照直流电动机的工作原理、直流调速系统特点、直流调速系统控制方式的顺序组织教学。学习项目遵守由简单到复杂、由浅入深的原则，将所学知识划分四个学习项目。
表1 学习项目描述
序号
学习项目
技能内容与
教学要求
知识内容与
教学要求
素质内容与
教学要求
学时
理论学时
实践学时
1
简单控制系统的认识与描述

以简单控制系统（电炉箱温度控制、声控门控制、水位控制）和实际一汽大众汽车有限公司中汽车内饰装配生产线等控制系统为载体，了解自动控制系统的基本概念，理解开环和闭环控制系统的特点
具有理论联系实际的良好学风，具有分析和解决生产实际问题的能力；具备一定的方法能力、团队协作能力，以及严谨、规范的工作态度；吃苦耐劳、诚实守信的优秀品质具有较强的事业心和责任感，具有良好的心理素质和身体素质。具有爱岗敬业，崇尚科学的精神
6

2
简单控制电路的数学模型

以电学中常见的简单电路为载体，理解传递函数在自动控制系统中的作用，掌握各典型环节传递函数。并能通过简单控制电路的学习，能灵活地对较复杂的控制系统进行框图变换，使其转化为简单系统
18

3
典型自动控制系统性能分析

以一阶系统的时域响应、频域响应、稳定性、稳定性能与校正环节特性的测量研究为载体，学习自动控制系统的时域分析、频域分析的方法、稳定性的概念与条件、自动控制系统的性能指标。以长春轨道客车股份有限公司生产控制线路为载体，实现对自动控制系统的合理优化的实现
20

4
直流调速系统
直流调速系统实验：通过直流调速系统，掌握直流电动机的相关信息、直调速系统的组成、直流调速的操作能力
以直流调速器的组装、调试、运行与检修为载体，学习直流电动机调速的方法。
16
4
4．实施建议
4.1师资队伍
《自动控制系统》课程教学对教师的要求较高，具有较好的电气自动化方面的专业知识，同时能将各相关学科的知识融入其中。因此建议配备本科及本科以上学历、电气专业知识基础好的电气专业教师进行教学。兼职教师具备大专以上学历且具备一定的企业工作经验，具有扎实的理论基础知识，一定的语言表达能力。
4.2教材及相关资源
现有的自动控制系统教材内容过于抽象、过难、容量较大，且与专业联系不紧密，所要求的课时量很大，根据电气自动化技术专业的就业岗位分析本专业学生需掌握的知识及能力，将教学内容进行设计整合，降低教材难度，将理论和实践紧密联系，以求在有限的课时内，为学生提供合理的教学内容，满足专业需求，使其能够真正服务于专业，服务于学生，满足学生对专业知识的需求，为学生的未来发展做好准备。建议可采用适合本专业特点同时符合学生能力的自编教材进行使用。
参考教材：《电气自动控制原理与系统》，陈渝光主编，机械工业出版社。
《自动控制原理与应用》，韩全立主编，西安电子科技大学出版社。
4.3教学组织模式
普及使用先进的辅助学习工具，如MATLAB软件包，以进行相关的理论分析工作；作为学生验证知识点的辅助教学仪器。直流调速系统实验台作为学生交直流调速系统知识的硬件设备。通过对合作开发企业一汽大众汽车有限公司、长春轨道客车股份有限公司的实际参观实习，使学习与实际工作岗位和工作过程紧密联系。
表2 教学组织模式描述

理论教学
实践教学
教学环境要求
教室：配备多媒体设备
维修电工实训室：要求配备电路板制作相关设备
教学材料要求
多媒体课件、视频资料
直流调速相关资料
教学组织模式
集体讲授、项目驱动
分组实验、交叉指导
4.4教学方法与手段
《自动控制系统》是一门理论性很强的课程，为突出课程的实践性和职业性，本课程倡导教学方法的多样化。力图通过教师、学生和企业兼职教师密切配合，综合运用各种方法共同完成学习目标与任务。本课程主要采用项目导向、任务驱动法方法，辅助采用案例教学、企业实习、参观等方法。
（1）项目导向、任务驱动
在课程中根据不同企业生产需要，选定若干自动控制系统作为学习项目，以此为导向，让学生独立完成自动控制系统分析的整个过程，培养学生对自动生产线操作工应有的技能。在课程（工作过程）的每个阶段，制定具体任务，使学生根据指定的要求设计不同的方案，并挑选出最佳方案实现系统的优化。
（2）案例教学
在课堂引入大量的案例进行教学，使学生对自动控制原理在自动控制系统中的作用有充分的了解。
（3）企业参观、实习
利用第二课堂，带领学生到相关企业参观，了解自动生产线流程、应用环境、企业文化，拓展学生知识面。
4.5教学考核与评价
学生学习评价采用校内理论考试和校外实践技能考核相结合；笔试与实际操作相结合；过程性考核与结果性评价相结合。学生评价采用如下方式：
总成绩=过程考核×40%+终结性考核×60%。
其中过程考核总成绩为100分，各学习项目在过程考核中所占比例如下表所示：
表3 过程考核比例分配
项目内容
简单控制系统的认识与描述
简单控制电路的数学模型
典型自动控制系统性能分析
直流调速系统
所占比例%
9.4
28.2
31.2
31.2

自动控制系统课程组
2011年8月

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