大连大学自动化课程设计

大连大学自动化课程设计一、课程目标

知识目标：

1.理解并掌握自动化基本概念，包括自动控制系统的组成、分类及工作原理；

2.学习并掌握自动控制系统的数学模型，包括微分方程、传递函数及其应用；

3.了解自动控制系统的性能指标，掌握稳定性、快速性、精确性等评价方法。

技能目标：

1.能够运用所学的自动控制理论分析实际自动化系统，建立数学模型，并进行简单的控制系统设计；

2.能够利用仿真软件对自动控制系统进行模拟，观察系统性能，分析并优化系统参数；

3.培养学生的团队合作能力，通过小组讨论、项目实践等形式，提高解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对自动化技术的兴趣和热情，激发学生探索精神，提高学生的创新意识；

2.强化学生的工程伦理观念，使学生认识到自动化技术在工程实践中的应用价值和责任；

3.培养学生严谨、务实的学术态度，提高学生的自主学习能力，养成良好的学习习惯。

本课程针对大连大学自动化专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确了具体、可衡量的课程目标。通过本课程的学习，旨在使学生在掌握基本理论知识的基础上，提高解决实际问题的能力，培养学生的创新意识和团队协作能力，为将来从事自动化领域的工作打下坚实基础。

二、教学内容

1.自动化基本概念：包括自动控制系统的定义、组成、分类及工作原理；

-教材章节：第1章自动控制概述

2.自动控制系统的数学模型：微分方程、传递函数及其转换方法；

-教材章节：第2章控制系统的数学模型

3.自动控制系统的性能分析：稳定性、快速性、精确性等性能指标；

-教材章节：第3章控制系统的性能分析

4.控制系统设计方法：PID控制、状态反馈控制等；

-教材章节：第4章控制系统设计

5.自动控制系统的仿真与实现：利用仿真软件（如MATLAB/Simulink）对控制系统进行模拟；

-教材章节：第5章控制系统仿真

6.实际自动化系统案例分析：分析典型自动化系统，提高学生的实际应用能力；

-教材章节：第6章自动控制系统应用实例

教学内容按照教学大纲进行安排，共计16周，每周2学时。教学过程中，将结合课本内容，注重理论与实践相结合，确保学生掌握自动化基本概念、数学模型、性能分析、控制系统设计及仿真等方面的知识和技能。同时，通过案例分析，提高学生对自动化技术在工程实践中的应用能力。

三、教学方法

针对本课程的教学目标和内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：

1.讲授法：对于自动化基本概念、数学模型、性能分析等理论性较强的内容，采用讲授法进行教学。通过教师深入浅出的讲解，使学生系统掌握课程知识，为后续实践环节打下基础。

2.讨论法：针对控制系统设计方法、自动化系统案例分析等内容，组织学生进行课堂讨论。引导学生运用所学知识分析问题、提出解决方案，培养学生的思辨能力和团队协作精神。

3.案例分析法：选择具有代表性的自动化系统案例，引导学生分析案例中涉及的技术问题，提出解决方案。通过案例分析，使学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。

4.实验法：结合课程内容，安排相应的实验课时。让学生在实验室环境下，运用自动化设备进行实践操作，掌握自动化系统的调试、运行和维护技能。

5.仿真法：利用MATLAB/Simulink等仿真软件，对自动控制系统进行模拟。使学生通过操作软件，观察系统性能，分析并优化系统参数，提高学生的动手能力。

6.小组合作法：将学生分成若干小组，每组承担一定的项目任务。鼓励学生互相协作、共同探讨，培养团队合作精神和沟通能力。

7.情境教学法：创设实际工作场景，让学生在特定情境下运用所学知识解决问题。通过情境教学，增强学生的学习兴趣，提高学生的应用能力。

8.课外拓展法：鼓励学生利用课外时间进行拓展学习，如参加学术讲座、竞赛、实践项目等。拓宽学生的知识视野，提高学生的自主学习能力。

综合运用以上教学方法，注重理论与实践相结合，充分调动学生的学习积极性，提高学生的知识水平和实践能力。在教学过程中，关注学生的个体差异，及时调整教学策略，以确保课程教学效果。

四、教学评估

为确保教学目标的实现，全面反映学生的学习成果，设计以下客观、公正的评估方式：

1.平时表现：占总评成绩的20%。主要包括课堂出勤、课堂表现、小组讨论等。评估学生日常学习态度、团队合作能力及沟通表达能力。

2.作业：占总评成绩的30%。针对课程内容布置适量的课后作业，旨在巩固所学知识，培养学生的学习习惯和自主学习能力。

3.实验报告：占总评成绩的20%。要求学生完成实验后撰写实验报告，报告内容应包括实验目的、原理、过程、结果分析等，以评估学生的实验操作能力和分析问题的能力。

4.课程设计：占总评成绩的10%。安排一次课程设计，要求学生根据所学知识设计一个简单的自动控制系统，评估学生运用理论知识解决实际问题的能力。

5.期中考试：占总评成绩的10%。考试内容涵盖课程前半部分的理论知识，以选择题、填空题、简答题等形式进行，检验学生对基础知识的掌握。

6.期末考试：占总评成绩的20%。考试内容包括整个课程的理论知识，题型包括选择题、计算题、分析题等，全面评估学生的知识水平和综合运用能力。

教学评估过程中，注意以下几点：

1.评估标准明确，确保评估的客观性和公正性；

2.评估结果及时反馈给学生，帮助学生发现不足，提高学习效果；

3.关注学生的个体差异，鼓励学生在原有基础上取得进步；

4.定期对教学评估进行总结，根据评估结果调整教学策略，以提高教学质量。

五、教学安排

为确保课程教学任务的顺利完成，结合学生实际情况和需求，制定以下合理、紧凑的教学安排：

1.教学进度：共计16周，每周2学时，按照教材章节顺序进行教学。具体安排如下：

-第1-4周：自动化基本概念、数学模型（第1、2章）

-第5-8周：自动控制系统的性能分析（第3章）

-第9-12周：控制系统设计方法、自动化系统案例分析（第4、6章）

-第13-16周：控制系统仿真与实现、课程设计（第5章）

2.教学时间：根据学生的作息时间，安排在每周的固定时间进行授课，确保学生有足够的时间进行预习和复习。

3.教学地点：理论课在多媒体教室进行，便于教师运用多媒体教学资源进行讲解；实验课在实验室进行，确保学生能够亲自动手操作。

4.课外辅导：针对学生需求，安排课外辅导时间，为学生提供答疑解惑的机会，帮助学生巩固所学知识。

5.考试安排：期中考试安排在课程进行到一半时，期末考试安排在课程结束后，以便学生有充分的时间进行复习。

6.课程设计：安排在课程最后阶段，学生可以根据自己的兴趣爱好选择设计题目，充分调动学生的学习积极性。

7.实验课：根据实验内容和实验设备，合理安排实验