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    X40《计算机控制技术》课程标准(32h)

    [日期:2022-10-14]

    计算机控制技术》课程标准

    课程名称:计算机控制技术

    适用专业:机电一体化技术

    开设学期:学年 2 学期

       时:32

       分:2

    一、课程性质及作用

    《计算机控制技术》课程是培养学生从事机电一体化工程技术工作所需的专业基本技能和职业素质的一门专业选修课程。其目标是通过对相关知识模块的学习和技能操作的训练,通过实践任务的引领,培养本专业学生掌握电机的工作原理,控制方法及安装与维护的操作技能。

    先修课:电机与拖动、电气控制技术

    后续课:毕业综合实践

    课程设计思路

    本课程为机电一体化技术专业选修课。它主要讲授计算机控制系统的特点、分类、硬件系统组成、软件设计及其基本应用技术。它从应用和控制的角度出发,详细讨论了过程通道组成与设计方法、数据采集、数字PID 控制算法、离散控制系统直接设计法及状态空间法设计计算机控制系统的基本要求和特点,对设计方案、方法、步骤都进行了详细的阐述。本课程的目的是使学生了解并熟练掌握计算机控制系统的基本概念、基本理论和基本方法的基础上,通过编程和实验并结合本专业的特点,使其能利用计算机完成常规的自动控制过程的分析与设计,为毕业后进行工业控制的运用与设计打下良好的基础。

    本课程建议32学时。

    课程目标

    1.认知目标

    1了解计算机系统的组成、分类及特点;

    2掌握计算机接口技术及其在过程通道设计中的应用;

    3掌握PID控制算法、直接设计法、状态空间法的原理及应用;

    4掌握计算机 控制系统设计的方法、步骤以及分析问题解决问题的方法;

    5了解计 算机控制系统设计以及应用中应采取的抗干扰措施和解决的方法;

    2.能力目标

    1)能进行计算机控制系统输入输出通道设计与计算机软件设计的配合,

    2)能进行计算机控制系统的实用抗干扰方法

    3)能进行直线插补和圆弧插补的应用

    4)能进行数字PID运算的设计

    3.素质目标

    1)指引学生掌握“抓主要矛盾,忽略次要因素,抓问题实质”和“抓住重点、求同存异”的学习方法,培养学生的自主学习力;

    2)培养学生善于运用对比学习法,以加深对知识的理解和提升,培养学生的钻研和创新精神;

    3)培养学生的善于沟通、团队协作和勇于挑战的能力;

    4)培养学生在分析和解决问题时学以致用、独立思考的能力;

    5)培养学生具有良好的职业道德、敬业精神和社会责任心;

    6)通过实践训练,培养学生守时诚信、严谨踏实的工作作风和吃苦耐劳的精神;

    7)培养学生具有安全、质量、效率、环保及服务意识。

    课程内容和要求

    1.课程内容结构安排


    序号

    参考学时

    1

    计算机控制系统认识

    4

    2

    输入输出接口与过程通道

    8

    3

    数字程序控制技术

    10

    4

    常规及复杂控制技术

    10

    2.课程内容要求

    1

    计算机控制系统认识

    学时

    4

    学习目标

    掌握工业控制计算机的组成结构及特点

    学习内容

    教学方法和建议

    任务1 工业计算机系统认识

    项目法、小组讨论法、任务驱动法、案例教学法、现场教学法等

    教学媒体与设备

    学生已有的知识、能力要求

    教师执教能力的要求

    . 多媒体教室

    总线控制实训室

    能指认工业计算机系统各部件名称

    具有机电或相关专业本科及以上学历或中级及以上职称。有较强的理论与实践能力。


    2

    输入输出接口与过程通道

    学时

    8

    学习目标

    1.掌握输入输出接口技术一般原理及构成方式;

    2.输入输出接口的设计方法和设计原则;

    3D/A A/D 转换器基本工作原理;

    4I/O通道的抗干扰措施。

    学习内容

    教学方法和建议

    任务1 数字量输入输出通道;

    任务2 模拟量输入输出通道;

    任务3 硬件抗干扰技术。

    项目法、小组讨论法、任务驱动法、案例教学法、现场教学法等

    教学媒体与设备

    学生已有的知识、能力要求

    教师执教能力的要求

    . 多媒体教室

    总线控制实训室

    1.能进行计算机控制系统输入输出通道设计与计算机软件设计的配合,

    2.能进行计算机控制系统的实用抗干扰方法

    具有机电或相关专业本科及以上学历或中级及以上职称。有较强的理论与实践能力。


    3

    数字程序控制技术

    学时

    10

    学习目标

    1.了解数控机床工作原理,控制方式;

    2.掌握逐点比较插补原理和步进电机工作方式。

    学习内容

    教学方法和建议

    任务1 数字程序控制;

    任务2 步进电机控制技术

    项目法、小组讨论法、任务驱动法、案例教学法、现场教学法等

    教学媒体与设备

    学生已有的知识、能力要求

    教师执教能力的要求

    . 多媒体教室

    总线控制实训室

    能进行直线插补和圆弧插补的应用

    具有机电或相关专业本科及以上学历或中级及以上职称。有较强的理论与实践能力。


    4

    常规及复杂控制技术

    学时

    10

    学习目标

    1掌握数字控制器直接设计的典型方法和一般步骤,

    2.了解直接设计方法,理解最少拍无差

    3.系统的设计方法及存在问题;

    4.了解纯滞后对象的控制算法——大林算法等。

    学习内容

    教学方法和建议

    任务1 数字控制器连续化设计技术

    任务2 串级控制技术

    任务3 前馈-反馈控制技术

    任务4 解耦控制技术

    项目法、小组讨论法、任务驱动法、案例教学法、现场教学法等

    教学媒体与设备

    学生已有的知识、能力要求

    教师执教能力的要求

    . 多媒体教室

    总线控制实训室

    能进行数字PID运算的设计

    具有机电或相关专业本科及以上学历或中级及以上职称。有较强的理论与实践能力。


    实施建议

    1学习材料选用与编写

    1.1教材选用

    王建华.《计算机控制技术》 .高等教育出版社  2003.12

    1.2参考资料选用

    1)杨宁微机控制技术.高等教育出版社200511 第二版

    2)曹承志微型计算机控制技术》机械工业出版社2001

    2.教学组织与设计

    1)教学条件和环境

    本课程结合学院具体的实训条件,力求按项目任务形式实施教学。课程内容力求在实验(实训)室完成,通过学习环境与模拟工作环境相结合,提高学生职业素养和交通素养

    2)本课程在教学方法上的特殊性

    1)在教学过程中,力求以案例教学、问题教学、操作示范等手段提高学生学习兴趣,激发学生的学习动力。

    2)在教学过程中,要广泛应用图片、动画等教学资源辅助教学,帮助学生理解各种交通机电系统的常识要点。

    3)教学过程中加强安全教育,提高安全意识,培养学生严谨的工作态度。

    3.课程考核与评价

    本课程教学过程以学生为主体,因此考核要以过程性考核为主,重在考查学生在工作任务中表现出来的能力。学生都要对各个项目开展过程进行总结,完成项目报告并汇报,采用项目实训报告和设计或作业的形式增加对学生完成项目的过程和结果的评价。

    教学评价表

    评价内容

    权重

    常规评价

    出勤与课堂表现

    20%

    项目评价

    操作报告(或设计)

    20%

    项目汇报

    60%

    合计

    100%


    4课程教学资源使用与建设(包括条件)

    1)利用现代信息技术开发录像带、视听光盘等多媒体课件,构建网络课程资源库。通过搭建起多维、动态、活跃、自主的课程训练平台,使学生的主动性、积极性和创造性得以充分调动。

    2)搭建校企合作平台,与企业共同研发产品。实行相关实验室开放,提高实验室设备的利用率。

    3)充分利用实验实训室在学生学习过程中关注学生职业能力的发展和教学内容的调整,积极编写校本教材

    4)积极利用电子书籍、电子期刊、数字图书馆、各大网站等网络资源,使教学内容从单一化向多元化转变,尽力拓展学生的知识和能力。

    5)教学设施与实训环境

    校内应有“总线控制实训室”、“PLC实训室”,校外应有校外实训基地。