《复合机器人控制系统综合设计》教学大纲

《复合机器人控制系统综合设计》教学大纲课程编号：13230441英文名称：ComprehensiveDesignofControlSystemforCompositeRobots学分：3.0学时：总学时3周，其中实践3周先修课程：机器人智能控制、机器人技术基础、机器人驱动与控制课程类别：专业方向课程授课对象：机器人工程专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标本课程是为本专业的四年级学生开设的专业方向课程。本课程结合自动控制理论、微控制器原理及应用、机器人驱动与控制等课程内容，以实际工程应用为导向，培养学生对复合机器人控制系统综合设计的能力。通过本课程的学习使学生能解决机器人相关领域的实际工程问题，提高团队合作水平，了解本行业发展动态和行业规范，增强社会责任感，促进全面素质的提高。本课程拟达到的课程目标如下：课程目标1：在项目设计过程中，依据自身学科背景，在团队中担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务；课程目标2：能够在项目团队中承担组织、协调和指挥的作用，能够辩证吸收团队其他队成员的意见和建议，提升团队合作能力；课程目标3：能在多学科环境下，针对复合机器人控制系统相关具体问题设计开发解决方案的过程中，运用工程管理与经济决策方法。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重9.2能够在多学科背景的团队中担任一定角色，独立或合作开展工作，完成团队分配的任务；课程目标1H9.3能够辩证吸收团队其他队成员的意见和建议，组织、协调和指挥团队开展工作；课程目标2M11.3能在多学科环境下（包括模拟环境），在针对机器人工程相关领域具体问题设计开发解决方案的过程中，运用工程管理与经济决策方法。课程目标3H三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1任务讲解：项目设计流程讲解、任务讲解与分配基本要求：了解工程项目设计流程，根据任务查阅资料，并进行分析总结。重点难点：项目设计方法的掌握与灵活应用德育要求：社会责任2天集中讲授、文献阅读课程目标1课程目标22方案论证：根据指标要求，论证最优方案基本要求：能从可靠性、稳定性、实施难度、成本等方面综合考虑，确定最优方案与原理图。重点难点：方案的设计与优化德育要求：自主创新3天文献阅读、现场汇报课程目标1课程目标2课程目标33硬件设计：确定硬件系统，包括参数计算、元件选型与硬件连接等基本要求：能根据设计方案完成硬件设计，具备安全开展工程实践的意识与能力。重点难点：系统设计与安全规范德育要求：工匠精神4天自主设计、个别答疑课程目标1课程目标2课程目标3软件调试:完成程序编制与调试基本要求：实现软件编程，并通过软件仿真、模拟等方式优化实施方案，并分析效果重点难点：软件安全与规范德育要求：团结协作4天自主设计、个别答疑课程目标1课程目标2课程目标3汇报演示：撰写项目设计说明书，并文字或口头汇报演示功能基本要求：能文字或口头汇报项目工作，分析项目管理/经济决策方法及其应用方式重点难点：项目管理与经济决策分析德育要求：职业规范2天集中讲授、现场汇报课程目标1课程目标2课程目标3合计15四、课程教学方法学生在规定的时间和地点完成规定的设计任务，教师为学生提供答疑等技术支持。学生以小组的形式组织完成设计任务，每组2人以上，组内成员进行具体任务分配，各有侧重，共同完成设计任务。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由平时表现、系统功能、实践报告组成，均按百分制计分，其中平时表现成绩占30%、系统功能占40%、设计报告占30%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时表现20100302系统功能20515403设计报告1501530课程目标对应分值551530100（二）考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时表现出色完成团队所分配的任务，实施过程充分考虑安全性。较好完成团队所分配的任务，实施过程较注意安全规范。基本完成团队所分配任务，实施过程基本遵守安全规范。未能担负起团队所分配任务，实施过程上无任何安全规范意识。系统功能设计方案合理，研究方法和技术线路正确，团队分工合理，能从安全、功耗、实用等角度选择正确元件和控制策略。系统功能指标达到任务要求，系统性能较好。设计方案总体较合理，研究方法和技术线路较正确，有从安全、功耗、实用等角度考虑系统方案。系统功能和指标达到任务要求，但没有在保护、节能、降耗等方面进行选型和管理优化。设计方案基本合理，研究方法和技术线路基本正确，有从安全、功耗、实用等若干角度考虑系统方案。50%以上的性能指标达到任务要求，未做到选型和管理优化。设计方案不可行或不够合理，研究方法和技术线路存在偏差，流程安排不合理，没有能从安全、功耗、实用等角度考虑方案合理性。50%以上的性能指标不合格，未做选型和管理优化。设计报告对系统方案、性能效果、项目管理和成本控制等方面进行准确描述和合理讨论。对系统方案、性能效果、项目管理和成本控制等多于3个方面进行准确描述和讨论。对系统方案、性能效果、项目管理和成本控制等<2个方面准确描述和讨论，报告要素规范。设计报告内容缺失，特别未从系统方案、进程管理和成本控制等进行描述和讨论。六、教材与参考书（一）参考资料1．《创意之星：模块化机器人设计与竞赛（第2版）》，李卫国等著，北京航空航天大学出版社，2016年9月版；2．《机器人驱动与控制及应用实例》，黄志坚主编，化学工业出版社，2016年5月版；3．《工业机器人编程及操作》，张明文主编，哈尔滨工业大学出版社，2017年9月版；4