《運(yùn)動控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》教學(xué)大綱課程編號：13220323英文名稱：DesignProjectsofMotionControl學(xué)分：2學(xué)時(shí)：（4周）先修課程：電力拖動、自動控制原理、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、運(yùn)動控制技術(shù)課程類別：專業(yè)主干課程授課對象：自動化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)《運(yùn)動控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)與實(shí)踐》是自動化專業(yè)本科生的綜合教學(xué)實(shí)踐課，涉及電力電子技術(shù)、運(yùn)動控制、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等課程內(nèi)容。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備下列能力：掌握開環(huán)、比例、比例積分交流調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和機(jī)械特性；掌握分析實(shí)際運(yùn)動控制復(fù)雜問題的能力，能夠根據(jù)運(yùn)動控制的實(shí)際需求，設(shè)計(jì)出合理有效的算法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的有效性。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo):課程目標(biāo)1：能根據(jù)運(yùn)動控制選題性能指標(biāo)設(shè)計(jì)軟硬件方案，并對不同方案方案從性能指標(biāo)、精度及可靠性等方面進(jìn)行論證和比較。課程目標(biāo)2：能夠分析運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)施過程中給定、擾動、控制結(jié)構(gòu)等影響因素，通過文獻(xiàn)查閱和歸納總結(jié)，獲得經(jīng)過簡化、補(bǔ)償和校正的有效控制系統(tǒng)。課程目標(biāo)3：在達(dá)成性能指標(biāo)、精度要求的前提下，能夠在運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中兼顧電機(jī)安全、環(huán)境變化和國標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)范等要求。課程目標(biāo)4：針對復(fù)雜運(yùn)動控制系統(tǒng)工程問題，能夠借助MATLAB/SIMULINK仿真工具及系統(tǒng)模擬工具，對運(yùn)動控制領(lǐng)域的專業(yè)問題進(jìn)行模擬和預(yù)測，并能夠分析其特點(diǎn)和應(yīng)用局限性。二、課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度2.3能認(rèn)識到解決自動化相關(guān)領(lǐng)域的問題有多種方案可選擇，會通過文獻(xiàn)研究尋求可替代的解決方案；課程目標(biāo)1M2.4能運(yùn)用相關(guān)基本原理，借助文獻(xiàn)研究，分析自動化系統(tǒng)實(shí)施過程中的影響因素，通過歸納總結(jié)獲得有效結(jié)論。課程目標(biāo)2L3.4能在自動化相關(guān)的設(shè)計(jì)中，考慮安全、健康、法律、文化及環(huán)境等制約因素；課程目標(biāo)3H5.3能夠針對包含具體檢測、控制對象在內(nèi)的自動化系統(tǒng)工程問題，開發(fā)或選用滿足特定需求的現(xiàn)代工具，模擬、預(yù)測自動化相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)問題，并能夠分析其局限性。課程目標(biāo)4H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對應(yīng)課程目標(biāo)1任務(wù)分配及調(diào)研基本要求：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)（參考備選項(xiàng)目：直流雙閉環(huán)調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速、步進(jìn)電機(jī)調(diào)速和伺服控制應(yīng)用），查閱相關(guān)資料，確定設(shè)計(jì)方案；重點(diǎn)和難點(diǎn)：電機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理及控制方式；德育要求：選題和調(diào)研中規(guī)范和創(chuàng)新理念。2天集中講授課堂演示1，22設(shè)計(jì)方案論證基本要求：根據(jù)選題的性能指標(biāo)要求，對比多個(gè)方案，選擇性價(jià)比最優(yōu)方案；重點(diǎn)和難點(diǎn)：方案論證和對比；德育要求：貫徹比較和兼顧理念。2天集中講授互動驗(yàn)證1，23模塊設(shè)計(jì)與仿真基本要求：擬定總體方案，設(shè)計(jì)各功能模塊，仿真驗(yàn)證各子模塊功能；重點(diǎn)和難點(diǎn)：SIMULINK平臺及模塊仿真；德育要求：貫徹應(yīng)用中和諧與擔(dān)當(dāng)理念。4天集中講授互動驗(yàn)證3，44硬件制作與調(diào)試基本要求：進(jìn)行子模塊制作及硬件總體構(gòu)建，進(jìn)行系統(tǒng)的硬件調(diào)試；重點(diǎn)和難點(diǎn)：硬件構(gòu)建和系統(tǒng)調(diào)試；德育要求：貫徹設(shè)計(jì)中包容和完善理念。8天集中講授互動設(shè)計(jì)3，45撰寫報(bào)告及驗(yàn)收基本要求：分析和提取測試數(shù)據(jù)，總結(jié)設(shè)計(jì)過程，按格式編寫設(shè)計(jì)報(bào)告；重點(diǎn)和難點(diǎn)：測試數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)報(bào)告；德育要求：貫徹應(yīng)用中精益求精理念。4集中講授互動設(shè)計(jì)3，4合計(jì)20天四、課程教學(xué)方法1.教學(xué)方法以課程設(shè)計(jì)目標(biāo)為導(dǎo)向，采用學(xué)生為主，教師為輔的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)能力的目標(biāo)。（1）教學(xué)方法：自主練習(xí)、自主設(shè)計(jì)、自主實(shí)踐。（2）課外學(xué)習(xí)方法：要求學(xué)生在設(shè)計(jì)前根據(jù)題目要求自主查找文獻(xiàn)、消化文獻(xiàn)內(nèi)容。（3）項(xiàng)目驗(yàn)收方法：完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)并提交設(shè)計(jì)報(bào)告后，集中進(jìn)行現(xiàn)場驗(yàn)收，要求每個(gè)人進(jìn)行系統(tǒng)演示和口頭匯報(bào)。2.課程組織形式（1）為學(xué)生提供專用的硬件焊接實(shí)驗(yàn)室，并提供所需器件。（2）學(xué)生分為幾個(gè)小組（一般2人一組）；每組完成一個(gè)選題，要求每個(gè)學(xué)生參與所有的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。選題可以選擇參考項(xiàng)目，也可以學(xué)生自擬；每個(gè)選題必須包含運(yùn)動控制算法。五、學(xué)業(yè)評價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由平時(shí)考核、硬件制作及演示答辯、課程設(shè)計(jì)報(bào)告組成，均按百分制計(jì)分，其中平時(shí)考核成績占20%、硬件制作及演示答辯占50%、課程設(shè)計(jì)報(bào)告成績占30%?？傇u成績采用五級制，由百分制成績轉(zhuǎn)換得出。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評價(jià)序號考核方式課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）課程目標(biāo)4（分值）合計(jì)1平時(shí)考核55100202硬件制作0103010503設(shè)計(jì)報(bào)告51010530課程目標(biāo)對應(yīng)分值10255015100（二）考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)考核與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分平時(shí)考核按時(shí)完成，調(diào)研、仿真、調(diào)試等環(huán)節(jié)90%以上內(nèi)容齊全。能在功能指標(biāo)、精度、成本、可靠性、實(shí)現(xiàn)難易度之間進(jìn)行合理取舍，確定性價(jià)比優(yōu)化的硬件方案框圖。按時(shí)完成，調(diào)研、仿真、調(diào)試等環(huán)節(jié)80%以上內(nèi)容齊全。能合理取舍，確定性價(jià)比優(yōu)化的硬件方案框圖。按時(shí)完成，調(diào)研、仿真、調(diào)試等環(huán)節(jié)70%以上內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識、分析運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問題。延時(shí)完成，調(diào)研、仿真、調(diào)試等環(huán)節(jié)60%以上內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握基本到位。相關(guān)專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補(bǔ)交，調(diào)研、仿真、調(diào)試等環(huán)節(jié)50%以下內(nèi)容齊全，基本知識點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識進(jìn)行識別、分析。2.硬件制作和演示答辯與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測點(diǎn)90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分硬件制作70%選題合理且難度較大；能很好實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能、功能指標(biāo)及精度要求；能根據(jù)功能要求畫出各軟件程序流程圖；能利用軟硬件仿真調(diào)試工具，對系統(tǒng)進(jìn)行模擬和仿真；能對現(xiàn)有系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究總結(jié)，并提出改進(jìn)的建議。設(shè)計(jì)項(xiàng)目功能完整，選題復(fù)雜度良好，硬件制作清晰；能按要求畫出各軟件程序流程圖；能利用仿真調(diào)試工具對系統(tǒng)進(jìn)行模擬和仿真；能夠?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究總結(jié)。設(shè)計(jì)項(xiàng)目功能基本完整，選題復(fù)雜度一般，硬件制作基本清晰；能按要求畫出各軟件程序流程圖；能利用仿真調(diào)試工具對系統(tǒng)進(jìn)行模擬和仿真；能夠?qū)ΜF(xiàn)有系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究總結(jié)，但缺乏改進(jìn)建議。設(shè)計(jì)項(xiàng)目功能有一定缺陷，選題復(fù)雜度一般，硬件制作不夠清晰。各軟件程序流程圖基本符合要求；對系統(tǒng)的模擬和仿真不夠全面；缺乏對現(xiàn)有系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究總結(jié)，缺乏改進(jìn)建議。設(shè)計(jì)項(xiàng)目功能有較大缺陷或不能實(shí)現(xiàn)，選題復(fù)雜度一般，硬件制作不夠清晰。各軟件程序流程圖不符合要求；對系統(tǒng)的模擬和仿真不夠全面；缺乏對現(xiàn)有系統(tǒng)的特性進(jìn)行研究總結(jié)，缺乏改進(jìn)建議。演示答辯30%匯報(bào)時(shí)能清楚表述系統(tǒng)原理；回答問題正確。匯報(bào)時(shí)能較清楚表述系統(tǒng)原理；回答問題正確。匯報(bào)時(shí)能表述系統(tǒng)原理；大部分問題回答正確。匯報(bào)時(shí)能表述部分系統(tǒng)原理；能回答部分問題。匯報(bào)時(shí)清楚表述不清楚；回答問題基本不正確。3.課程設(shè)計(jì)報(bào)告與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)觀測點(diǎn)分值90-100分80-89分70-79分60-69分0-59分設(shè)計(jì)報(bào)告90%（1）理論分析和計(jì)算正確；結(jié)論正確；（2）報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文筆流暢。（1）理論分析和計(jì)算有少量錯(cuò)誤；但是結(jié)論正確；（2）報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文筆較流暢。（1）理論分析和計(jì)算錯(cuò)誤較多；結(jié)論正確；（2）報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文筆基本通暢。（1）理論分析和計(jì)算有明顯錯(cuò)誤影響，結(jié)論有瑕疵；（2）報(bào)告結(jié)構(gòu)合理，文筆流暢。（1）未完綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）報(bào)告潦草應(yīng)付。組員系數(shù)10%（1）組長（2）核心成員參與硬件、軟件設(shè)