《自動化綜合實(shí)踐》課程教學(xué)大綱

課程英文課程

PracticeinProjectA0808Z09

名代碼

實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐學(xué)

學(xué)分2.0總學(xué)時(shí)2周理論學(xué)時(shí)02底

時(shí)

集中實(shí)踐課程性各學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè),醫(yī)礎(chǔ)課、

課程類別限選先修課程

環(huán)節(jié)質(zhì)專業(yè)課

適用專業(yè)理工科專業(yè)(非計(jì)算機(jī)專業(yè))開課學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

一、課程的地位與任務(wù)

《自動化綜合實(shí)踐項(xiàng)目》“智能車設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”是一門面向理工科專業(yè)學(xué)生的課程，以理論

學(xué)習(xí)與實(shí)際動手操作相結(jié)合的方法，培養(yǎng)學(xué)生從理論到實(shí)踐的能力，特別注重動手實(shí)踐。本

課程依據(jù)智能賽車開發(fā)流程設(shè)定，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識電子元器件及掌握通用儀器使用方法，掌握

嵌入式編程語言程序設(shè)計(jì)方法，測試基本模擬、數(shù)字電路；掌握電路設(shè)計(jì)原理，應(yīng)用計(jì)算機(jī)

輔助設(shè)計(jì)電子線路，PCB設(shè)計(jì)，制作出電路板，進(jìn)行電路安裝焊接調(diào)試，做出基于智能車實(shí)

用的電路板并在智能車底架上進(jìn)行實(shí)踐；掌握運(yùn)動控制算法設(shè)計(jì)，并結(jié)合圖像處理技術(shù)對智

能車運(yùn)動進(jìn)行控制。該課程為今后課程學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)后從事科研、產(chǎn)品開發(fā)、自

動化測試等領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的工作奠定基礎(chǔ)。

通過自動化綜合實(shí)踐項(xiàng)目，可拓展學(xué)生的專業(yè)視野，培養(yǎng)實(shí)施項(xiàng)目的綜合能力。通過針

時(shí)真實(shí)工程項(xiàng)目背景的復(fù)雜工程問題，設(shè)計(jì)和開發(fā)出滿足預(yù)定技術(shù)指標(biāo)和性能要求的智能車

控制方案。同時(shí)，能夠正確理解個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，培養(yǎng)踏實(shí)的工作作風(fēng)和協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神；

能夠不斷適應(yīng)變化和發(fā)展，初步具備自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識。

二、課程目標(biāo)以及與畢業(yè)要求的支撐矩陣

1.能夠提出智能車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，理解設(shè)計(jì)方案中的主要功能和各個(gè)模塊的作用，掌

握設(shè)計(jì)方案中，傳感器選型、檢測電路和驅(qū)動電路的選擇，如經(jīng)濟(jì)性、印刷線路板可接受的

尺寸指標(biāo)；理解完成設(shè)計(jì)方案的原理以及合理性。

2.針對智能車的運(yùn)行要求，能夠完成運(yùn)動模型的求解和運(yùn)動控制參整定，掌握組成智

能車系統(tǒng)的驅(qū)動、傳動、傳感、控制等組件的工作原理，使學(xué)生具備對智能車傳感信息采集

子系統(tǒng)和運(yùn)動控制子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試能力；掌握使學(xué)生具有基本的嵌入式程序設(shè)計(jì)能力，

具有描述控制科學(xué)與工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的自然科學(xué)的基礎(chǔ)知識；熟練掌握印制電路板

(PCB)的設(shè)計(jì)方法，掌握AlliumDesigner的操作方法；掌握基于單片機(jī)硬件系統(tǒng)的圖像處

理軟件編程方法，具備運(yùn)用單片機(jī)系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理的能力。

3.能夠撰寫實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告；能夠清晰表述技術(shù)內(nèi)容，并能正確答辯或解答指導(dǎo)教師

提出的問題。

4.通過在團(tuán)隊(duì)形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解個(gè)人與團(tuán)隊(duì)的關(guān)系，熟悉成員與負(fù)責(zé)人角

色與作用，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神；通過方案討論和網(wǎng)絡(luò)信息查詢,使學(xué)生經(jīng)歷不斷適應(yīng)變化和發(fā)展，

初步具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識；

表1課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）

課程目標(biāo)畢業(yè)要求畢業(yè)要求畢業(yè)要求畢業(yè)要求畢業(yè)要畢業(yè)要

2-43-13-33-4求9-2求12-2

課程目標(biāo)1MIIHM

課程目標(biāo)2M

課程目標(biāo)3MH

課程目標(biāo)4HM

注：1.支撐強(qiáng)度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）;

2.畢業(yè)要求須根據(jù)課程所在專業(yè)培養(yǎng)方案進(jìn)行描述。

三、綜合實(shí)踐項(xiàng)目的內(nèi)容與基本要求

序號實(shí)踐內(nèi)容任務(wù)與要求

1.設(shè)計(jì)智能車驅(qū)動和電源管理相關(guān)電路

2.采用AlliumDesigner軟件，繪制所設(shè)計(jì)線

1驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

路的原理圖

3.繪制所設(shè)計(jì)線路的印刷板圖

L設(shè)計(jì)和安裝轉(zhuǎn)動系統(tǒng)

2.采用IAR軟件，基于定時(shí)器和硬件PWM產(chǎn)

2傳動系統(tǒng)和舵機(jī)控制設(shè)計(jì)

生控制時(shí)序

3.實(shí)現(xiàn)舵機(jī)的轉(zhuǎn)角的控制

1.攝像頭選型和接口電路設(shè)計(jì)

3攝像頭傳感器檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)*2.攝像頭數(shù)據(jù)采集和圖像預(yù)處理

3.圖像分析，賽道檢測和賽道元素判斷

1.電磁檢測電路設(shè)計(jì)和PCB繪制

4電磁傳感檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)*2.電磁信號采集和分析

3.基于電磁信號的賽道檢測和賽道元素判斷

1.多路PWM時(shí)序控制和編碼器信號采集

5電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.PID控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.基于PID的電機(jī)速度控制

1.依據(jù)給定賽道實(shí)現(xiàn)智能車的完整運(yùn)行

2.實(shí)現(xiàn)道路壁障和終點(diǎn)停車

6智能車競速綜合設(shè)計(jì)

3.綜合傳感檢測、電機(jī)控速和當(dāng)前所處賽道元

素實(shí)現(xiàn)智能車的最優(yōu)速度運(yùn)行

注：*的選型，學(xué)生可任選其中一個(gè)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)。

四、課程設(shè)計(jì)的主要進(jìn)程與時(shí)間安排

時(shí)

序號主要進(jìn)程教學(xué)內(nèi)容

間分配

設(shè)計(jì)任務(wù)下發(fā)設(shè)計(jì)任務(wù)講解1天

方案設(shè)計(jì)資料查找、方案設(shè)計(jì)和報(bào)告撰寫3天

掌握智能車的電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)、傳動功能調(diào)

智能車制作與調(diào)試試、傳感檢測和控制功能，結(jié)合相互制約條5天

件，給出最優(yōu)解決方案。

驗(yàn)收實(shí)際運(yùn)行效果驗(yàn)收、總結(jié)報(bào)告、現(xiàn)場答辯1天

注：進(jìn)程安排的最少時(shí)間方勺0.5天。

五、教學(xué)安排與教學(xué)方法

該課程設(shè)計(jì)共2周時(shí)間。第一周采用教師授課與學(xué)生自行設(shè)計(jì)相結(jié)合的方式，使學(xué)生能

夠掌握智能車軟硬件設(shè)計(jì)的原理和開發(fā)環(huán)境。第二周采用學(xué)生實(shí)踐設(shè)計(jì)與教師指導(dǎo)相結(jié)合的

方式，解決學(xué)生實(shí)際智能車設(shè)計(jì)和運(yùn)行中出現(xiàn)的問題，使學(xué)生掌握智能車控制系統(tǒng)設(shè)N的能

力，能夠自行解決實(shí)際問題。

六、課程考核與成績評定

(-)考核方式與評價(jià)

考核類別考查

考核形式設(shè)計(jì)報(bào)告、作品驗(yàn)收

平時(shí)成績：20%。主要考核出勤情況和作品完成過程的學(xué)習(xí)能力，以及

作品實(shí)踐項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)的答辯情況。

作品成績：50%o主要考核最后上交作品的完成程度和電氣原理圖、印

成績評定刷板圖的質(zhì)量，結(jié)合智能車不同的尋線方式（電磁/光電），依據(jù)車子跑

完全程的時(shí)間評估成績高低。。

設(shè)計(jì)報(bào)告成績：30%。主要考核設(shè)計(jì)報(bào)告的質(zhì)量、方案設(shè)計(jì)的合理性和

完整性，考核是否體現(xiàn)創(chuàng)新意識等情況

成績登記方式五級制

（二）課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)和達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)

教學(xué)

課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)合格標(biāo)準(zhǔn)

環(huán)節(jié)

作品成績B

講授設(shè)計(jì)報(bào)告C

課程目標(biāo)10.6

討論目標(biāo)達(dá)成度=菽￡+,二

8Bo8co

平時(shí)成績A

講授作品成績B

課程目標(biāo)2討論設(shè)計(jì)報(bào)告C0.6

實(shí)踐

目標(biāo)達(dá)成度=—xA+Ax_L+2xS

10Ao10Bo10Co

作品成績B

講授設(shè)計(jì)報(bào)告C

課程目標(biāo)30.6

討論目Iznii成度=，x+]x