自动控制原理与系统说课(郑剑).ppt

1、dianqixi 电电 气气 系系 机电教研室郑剑机电教研室郑剑 课程教改课程教改 展望展望 课程设置课程设置 教学内容教学内容 单元教学单元教学 设计设计 教学方法教学方法 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 课程设置课程设置 课程设计的理念与思路课程设计的理念与思路 课程定位与目标课程定位与目标 专业简介专业简介 一、课程设置一、课程设置 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 机电一体技术专业机电一体技术专业 岗位群定位岗位群定位 人才培养定位人才培养定位 1 1、专业简介、专业简介 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 机电操作人员机电操作人员 机电维修人员机电

2、维修人员 机电管理人员机电管理人员 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 机电一体化专业的专业核心课程之一机电一体化专业的专业核心课程之一 1 一门一门理论性、理论性、实践性和综合性实践性和综合性都都很强的课程很强的课程 2 培养学生具有一定培养学生具有一定的控制系统分析、调试能力的控制系统分析、调试能力 3 为毕业后从事为毕业后从事机电一体化机电一体化的工作岗位奠定基础的工作岗位奠定基础 4 2 2、课程定位与目标、课程定位与目标 课程定位课程定位 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 课程目标课程目标 职业知识目标包括：职业知识目标包括： u 控制系统的基本组成及分类。控制

3、系统的基本组成及分类。 u 系统各基本环节单元参数及特性测试。系统各基本环节单元参数及特性测试。 u 控制系统数学模型建立及简化处理。控制系统数学模型建立及简化处理。 u 系统性能分析及改善性能途径。系统性能分析及改善性能途径。 u 直流调速系统分析、调试过程及故障的一般检查直流调速系统分析、调试过程及故障的一般检查 方法和处理。方法和处理。 职业能力目标包括：职业能力目标包括： u能根据控制理论分析控制系统性能及性能的测试能根据控制理论分析控制系统性能及性能的测试 能力。能力。 u具有对自动控制系统进行简单的升级改造能力。具有对自动控制系统进行简单的升级改造能力。 u具有对自动控制系统进行日

4、常维护及故障诊断排具有对自动控制系统进行日常维护及故障诊断排 除能力。除能力。 u具有自主学习能力及创新意识。具有自主学习能力及创新意识。 u具备中高级维修电工的技能。具备中高级维修电工的技能。 素质目标包括：素质目标包括： u培养学生谦虚、好学的能力。培养学生谦虚、好学的能力。 u培养学生的沟通能力及团队协作精神。培养学生的沟通能力及团队协作精神。 u培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。 u培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。培养学生勇于创新、敬业乐业的工作作风。 u培养学生对企业文化、管理认同的能力。培养学生对企业文化、管理认同的能力。 u培养学生

5、的质量意识、安全意识。培养学生的质量意识、安全意识。 u培养学生良好的职业道德等关键能力。培养学生良好的职业道德等关键能力。 本课程的总的目标是：本课程的总的目标是： 以能力目标为导向，知识目标为支撑，素质目以能力目标为导向，知识目标为支撑，素质目 标为载体，全面培养学生的综合能力。标为载体，全面培养学生的综合能力。 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 以学生为主体，尊以学生为主体，尊 重个性，因材施教；强重个性，因材施教；强 调调“先仿后练先仿后练”，强化，强化 技能训练；注重素质与技能训练；注重素质与 能力培养，提高实操能能力培养，提高实操能 力。力。 简化理论，突出操作简化理论

6、，突出操作 ；遵从由抽象到形象，由；遵从由抽象到形象，由 浅入深，由易到难的学习浅入深，由易到难的学习 曲线；科学的安排教、学曲线；科学的安排教、学 、练；分散难点、各个击、练；分散难点、各个击 破来解决相关的技术难题破来解决相关的技术难题 理理 念念 思思 路路 达到职业考核标准，使每个学生都达到职业考核标准，使每个学生都 能成为一名有工作能力的中高级维修电能成为一名有工作能力的中高级维修电 工。工。 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 3 3、课程设计的理念与思路、课程设计的理念与思路 教材的选取教材的选取 教学内容的设计教学内容的设计 教学内容的组织与安排教学内容的组织与安排

7、二、教学内容二、教学内容 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 1 1、教材的选取、教材的选取 此教材的优点是：此教材的优点是： 1 1、通过应用举例，着重物理含义和物理、通过应用举例，着重物理含义和物理 过程的阐述。过程的阐述。 2 2、内容充实。、内容充实。 3 3、紧密联系实际、实用性强。、紧密联系实际、实用性强。 4 4、章节分配合理。、章节分配合理。 5 5、层次分明。、层次分明。 缺点是理论性较强，不是基于项目式教缺点是理论性较强，不是基于项目式教 学的，工学结合的内容较少。学的，工学结合的内容较少。 自动控制原理与系统自动控制

8、原理与系统说课说课 2 2、教学内容的设计、教学内容的设计 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 “学学”、“做做”分离分离 传传 统统 教教 学学 项目式案例教学项目式案例教学 “工学结合工学结合” ” 切实提高切实提高“教教”与与“学学”的的 效果效果 切实缩短切实缩短“做做”与与“学学”的的 距离距离 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 设计了设计了10个能力训练项目，其中项目个能力训练项目，其中项目9为拓展项目，见为拓展项目，见 下表。下表。 项目一项目一x2010ax2010a龙门铣床铣刀转速控制系统的组成分析龙门铣床铣刀转速控制系统的组成分析 项目二项目二直流电动

9、机的数学模型直流电动机的数学模型 项目三项目三matlabmatlab软件的使用软件的使用 项目四项目四x2010ax2010a龙门铣床铣刀转速控制系统的性能分析龙门铣床铣刀转速控制系统的性能分析 项目五项目五xf014xf014轧辊磨床砂轮转速控制系统的性能分析轧辊磨床砂轮转速控制系统的性能分析 项目六项目六t6216ct6216c落地镗床镗刀转速控制系统的性能分析落地镗床镗刀转速控制系统的性能分析 项目七项目七t6216ct6216c落地镗床镗刀转速控制系统的调试、排故落地镗床镗刀转速控制系统的调试、排故 项目八项目八mq6025bmq6025b万能工具磨床砂轮转速控制系统的性能分万能工具

10、磨床砂轮转速控制系统的性能分 析析 项目九项目九acs600acs600直接转矩控制变频调速系统的组成分析直接转矩控制变频调速系统的组成分析 项目十项目十微机控制的由微机控制的由l290/1/2l290/1/2芯片组成的直流伺服系统芯片组成的直流伺服系统 的性能分析的性能分析 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 教教学学练练 1 1、集体课：针对、集体课：针对 性理论课教学；性理论课教学； 技能阐述；共性技能阐述；共性 问题。问题。 2 2、小组课：技能、小组课：技能 实训指导实训指导 3 3、个别课：重难、个别课：重难 点技术要领掌握点技术要领掌握 4 4、考核、考核 1 1、课堂

11、学习、课堂学习 2 2、实验（训）、实验（训） 课接受技能掌课接受技能掌 握指导握指导 3 3、课外提高、课外提高 4 4、校内实习、校内实习 1 1、开放式实、开放式实 训室训室 2 2、相互检查、相互检查 演练演练 3 3、模拟职业、模拟职业 考试考试 4 4、校外见习、校外见习 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 3 3、教学内容的组织与安排、教学内容的组织与安排 组织与安排组织与安排 教学教学 方法方法 现代化教学手段的应用现代化教学手段的应用 教学对象分析教学对象分析 学法指导学法指导 考核方案考核方案 教学模式的设计教学模式的设计 教学方法的运用教学方法的运用 自动控制原

12、理与系统自动控制原理与系统说课说课 三、教学方法三、教学方法 1 1、教学对象分析、教学对象分析 高职二年高职二年 级学生级学生 文理科文理科 兼收兼收 学生质量学生质量 高低不齐高低不齐 动手能力较动手能力较 强，有兴趣强，有兴趣 有一定学有一定学 习专业课习专业课 的基础的基础 课程实践性课程实践性 强不易理解强不易理解 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 结合教学内容结合教学内容 采用工学结采用工学结 合组织模式合组织模式 探索探索“讲讲 演演 练练评评” 教教 学模式学模式 自动控制原理与系统自动控制原理与系统 以强化学生探究性学习能力、培养团队精神为核心以强化学生探究性学习

13、能力、培养团队精神为核心 因材施教，因材施教， 采用灵活多变采用灵活多变 的教学方法的教学方法 2 2、教学模式的设计、教学模式的设计 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 讨论式教讨论式教 学法学法 渐进式渐进式 教学教学 案例式教案例式教 学法学法 互动式教互动式教 学学 法法 3 3、教学方法的运用、教学方法的运用 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 教学手段的应用教学手段的应用 description of the contents 教学手段的应用教学手段的应用 产学研结合产学研结合 虚拟仿真虚拟仿真 技术运用技术运用 现代化多现代化多 媒体技术媒体技术 的运用的运用

14、 课程学习与课程学习与 职业技能鉴职业技能鉴 定相结合定相结合 4 4、现代化教学手段的应用、现代化教学手段的应用 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 充分利用计算机网络资源，制作各种电子资料。例如：充分利用计算机网络资源，制作各种电子资料。例如： pptppt课件、授课教案、教学大纲、实验（训）大纲、单元习课件、授课教案、教学大纲、实验（训）大纲、单元习 题、模拟试卷等。所有的课堂讲授全部通过多媒体进行教学。题、模拟试卷等。所有的课堂讲授全部通过多媒体进行教学。 教育资源教育资源 网络资源网络资源 给学生提供以下几个网址供课余时间自学 （1）中国自控网http:/ （2）中国工控网

15、http:/ （3）高职高专教学资源网http:/ （4）网易电气论坛http:/ （5）中国机电一体化网http:/ （6）电工技师网http:/ （7）控制工程网http:/ 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 5 5、学法指导、学法指导 本课程应将课程的基本理论应用到实际中去解决有关实际本课程应将课程的基本理论应用到实际中去解决有关实际 问题，注意知识的融会贯通。问题，注意知识的融会贯通。 学习重点放在系统性能分析上（而不是系统设计），而且学习重点放在系统性能分析上（而不是系统设计），而且 系统性能分析的着眼点，以定性分析为主，定量分析为辅。系统性能分析的着眼点，以定性分析为主

16、，定量分析为辅。 基本概念、基本技能、基本方法非常重要。要正确理解基本概念、基本技能、基本方法非常重要。要正确理解 基本概念、切实掌握基本技能和基本方法。基本概念、切实掌握基本技能和基本方法。 多听、多练、善于总结。多听、多练、善于总结。 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 30% 70% 学习态度考核学习态度考核（30%30%） 学习效果考核学习效果考核（70%70%） 主要包括主要包括训练项目训练项目完成质完成质 量、量、实践操作实践操作情况和情况和期末期末 考试考试情况等情况等 主要包括平时主要包括平时考勤情况考勤情况、学习活学习活 动参与情况动参与情况、平时作业情况平时作业情

17、况、课课 堂违纪情况堂违纪情况等等 考核方案考核方案 6 6、考核方案、考核方案 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 四、单元教学设计四、单元教学设计 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 第一节课设计第一节课设计 单元三：单元三：matlab软件的使用软件的使用 观看图片观看图片“机电一体化产品及生产线机电一体化产品及生产线 ”。 观看视频观看视频“火星探测机器人火星探测机器人”。（机动）。（机动） 观看视频观看视频“典型自动化设备及生产线典型自动化设备及生产线 ”。 新课导入新课导入 第一节课设计第一节课设计 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 自动控制原理与系

18、统自动控制原理与系统说课说课 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 轧辊磨床轧辊磨床 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 落地镗床落地镗床 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 电动汽车电动汽车 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 电力机车电力机车 轻轨列车轻轨列车 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 地铁地铁 雷达天线雷达天线 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 通过这些工程实例点明自动控制系统的重要地位与作用，通过这些工程实例点明自动控制系统的重要地位与作用， 引出本课程的学习目的及其在专业中的地位，激发学生的学引出本课程的学习目的及

19、其在专业中的地位，激发学生的学 习兴趣，并使学生了解以能力训练为主的教学方式及相应的习兴趣，并使学生了解以能力训练为主的教学方式及相应的 考核方法。考核方法。 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 单元三：单元三：matlab软件的使用软件的使用 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 能够安装、启动能够安装、启动matlab软件。软件。 能够运用专业英语知识，自主学习专业软件。能够运用专业英语知识，自主学习专业软件。 能够利用能够利用matlab软件求已知函数的拉氏变换、拉氏反变换。软件求已知函数的拉氏变换、拉氏反变换。 能够应用能够应用matlab进行数值运算、二维绘图、传递

20、函数处理进行数值运算、二维绘图、传递函数处理 能够建立简单的能够建立简单的simulink仿真模型，并进行仿真。仿真模型，并进行仿真。 知识目标知识目标 了解了解matlab软件的用途。软件的用途。 复习、巩固、提高专业英语知识。复习、巩固、提高专业英语知识。 熟悉并掌握熟悉并掌握matlab软件的常用指令。软件的常用指令。 掌握掌握simulink文件的建立、仿真参数的设置。文件的建立、仿真参数的设置。 能力目标能力目标 独立学习、工作、团队合作、创造性的完成各项任务。独立学习、工作、团队合作、创造性的完成各项任务。 素质目标素质目标 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 在电脑上安

21、装、启动在电脑上安装、启动matlab软件。软件。 利用利用laplace、ilaplace指令求已知函数的拉氏变换、拉指令求已知函数的拉氏变换、拉 氏反变换。氏反变换。 利用数值运算指令，求数值表达式的值。利用数值运算指令，求数值表达式的值。 利用利用plot指令绘制正弦曲线、余弦曲线。指令绘制正弦曲线、余弦曲线。 利用利用tf2zp指令将传递函数的一般表达式转换为零极点指令将传递函数的一般表达式转换为零极点 表达式；利用表达式；利用tf2zp指令将传递函数的零极点表达式转换为一指令将传递函数的零极点表达式转换为一 般表达式。般表达式。 以武汉电机厂生产的以武汉电机厂生产的jo41-4型三相

22、异步电动机为例，型三相异步电动机为例， 利用利用matlab/simulink软件仿真额定负载下直接起动时软件仿真额定负载下直接起动时, ,电电 动机的电磁转矩随着时间的变化而变化的曲线（即时间响应动机的电磁转矩随着时间的变化而变化的曲线（即时间响应 曲线）。曲线）。 能力训练任务，分解成以下能力训练任务，分解成以下6 6个：个： 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 告知告知（教学内容、目的）（教学内容、目的） 引入引入（任务项目）（任务项目） 训练训练（掌握初步或基本能力）（掌握初步或基本能力） 深化深化（加深对基本能力的体会）（加深对基本能力的体会） 归纳归纳（知识和能力）（知识和能力） 总结总结 作业作业 教学过程，设计成教学过程，设计成7 7个步骤：个步骤： 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 任务任务6 6：以武汉电机厂生产的：以武汉电机厂生产的jo41-4型三相异步电动机为型三相异步电动机为 例，利用例，利用matlab/simulink软件仿真额定负载下直接起动时软件仿真额定负载下直接起动时, , 电动机的电磁转矩随着时间的变化而变化的曲线（即时间响电动机的电磁转矩随着时间的变化而变化的曲线（即时间响 应曲线）。应曲线）。 自动控制原理与系统自动控制原理与系统说课说课 自动控制原理与系