材料成型控制基础教学大纲

PAGEPAGE6《材料成型控制基础》课程教学大纲一、课程基本信息课程名称材料成型控制基础课程编号310050037课程性质必修课课程类别核心课程开课单位测控教研室授课学期第6学期学分/学时2/32课内学时32理论授课28上机学时0课内实践0实验学时4课外学时32适用专业材料成型及控制工程是否双语否先修课程机械制造技术基础、材料成形技术基础后续课程先进冲压成型技术、模具成型设备二、课程简介《材料成型控制基础》课程是材料成型及控制工程专业的一门核心课。本课程以数学、物理及有关学科为理论基础，以机械工程中有关系统的动力学为其抽象、概括与研究的对象，运用信息的传递、处理与反馈进行控制的思维方法，将数理基础课与专业课紧密结合在一起。培养学生掌握控制工程的基本概念、基本理论和基本方法,使学生能够运用系统的数学模型对机械工程中的系统进行分析、设计、和改进。培养学生严谨科学的思维方式和求真务实的工作作风，成为与社会主义现代化建设要求相适应的德、智、体、美、劳全面发展的应用型高级专门人才。三、课程目标及对毕业要求指标点的支撑（一）课程目标课程目标1.知识目标能够利用控制理论中的基本方法，将数理基础知识与工程实际相结合,能够建立系统的数学模型并进行变换、求解。课程目标2.能力目标能够理解典型材料成型设备电器控制过程关键环节的组成、原理及工作过程。能够以动力学的观点认识、分析特定机械工程系统。课程目标3.素质目标能够对材料成型中常见的设备和系统进行时间响应分析，能针对复杂工程控制问题进行分析和提炼。同时树立现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观和追求真理的理想和献身科学的精神。（二）课程目标对毕业要求指标点的支撑课程目标支撑毕业要求指标点毕业要求课程目标12.1能够运用数学、自然科学和材料学科的基本原理对材料成型问题进行识别与描述。2-问题分析课程目标21.2掌握解决材料成型及控制工程领域问题所需的工程基础知识，具备应用基本理论分析工程问题的能力。1-工程知识课程目标34.1能够基于科学原理并采用科学方法，针对材料成型及控制工程领域复杂工程问题，探讨分析解决方案。4-研究四、课程基本教学内容及对课程目标的支撑（一）课程基本教学内容第一单元绪论（学时数：2学时）1.课程主要内容了解反馈控制的基本原理以及控制系统的基本概念;理解并掌握常见的控制方式;理解并掌握控制系统的术语、组成及分类;理解并掌握对控制系统的基本要求；了解控制理论的发展历史、现状和趋势。2.重点和难点重点：常见的控制方式;控制系统的术语、组成及分类；对控制系统的基本要求。难点：开环系统与闭环系统的区分、正反馈与负反馈的区分。教学方法以课堂教学为主，辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。学生学习预期成果要求学生在学完本单元课程后，能对控制工程的重要性以及控制系统的基本概念有较深刻的理解。支撑课程目标本单元支撑课程目标1、3。第二单元数学基础知识（学时数：2学时）1.课程主要内容了解拉氏变换与拉氏反变换的定义；掌握常见函数的拉氏变换和拉氏变换定理。重点和难点重点：常见函数拉氏变换；拉氏变换定理。难点：拉氏变换定理及拉氏反变换的计算。3.教学方法(1)以课堂教学为主，辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。4.学生学习预期成果要求学生在学完本单元课程后，能够运用拉普拉斯变换去分析问题、解决问题。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1。第三单元系统的数学模型（学时数：8学时）课程主要内容了解微分方程列写方法；理解传递函数的基本概念及特点;掌握典型环节传递函数；熟练掌握传递函数方框图的等效变换。2.重点和难点重点：建立系统微分方程、求传递函数以及传递函数方框图的等效变换。难点：列写微分方程、计算传递函数、传递函数方框图的等效变换。3.教学方法(1)以课堂教学为主，辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。4.学生学习预期成果要求学生在学完本单元课程后，能够对较简单的机械系统和电网络系统建立数学模型。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标1。第四单元时间响应分析（学时数：10学时）1.课程主要内容理解时间响应的概念及其组成；深度理解一阶、二阶系统的时间响应分析；熟练掌握一阶、二阶系统时间响应性能指标的计算方法;理解并掌握系统稳态误差的分析与计算。2.重点和难点重点：二阶系统时间响应性能指标的计算；系统稳态误差的计算。难点：系统时域性能指标和稳态误差的计算。3.教学方法(1)以课堂教学为主，辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式以及实验教学。(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。4.学生学习预期成果要求学生在学完本单元课程后，能够对一阶、二阶系统进行时间响应分析并计算各项性能指标，能够对系统的稳态误差进行分析。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标2、3。第五单元材料成型设备电控系统（学时数：10学时）1.课程主要内容注射机电控系统、注射机常用检测传感器和放大电路、注射成型专家系统。2.重点和难点重点：注射机电控系统、注射机常用检测传感器和放大电路。难点：注射机常用检测传感器和放大电路。3.教学方法(1)以课堂教学为主，辅以问题式、启发式、案例式等多种交互式教学方式。(2)利用随堂测验和课后作业的方式巩固所学知识。4.学生学习预期成果要求学生在学完本单元课程后，能够对注射机电控系统及其检测电路进行分析和改进。5.支撑课程目标本单元支撑课程目标2、3。（二）课内实践教学内容及要求本课程开设两个实验，使学生能够理解系统的时间响应和稳定性分析。1.一阶系统的阶跃响应实验（1）实验内容1）熟悉一阶系统的无源和有源模拟电路。2）研究一阶系统时间常数T的变化对系统性能的影响。3）研究一阶系统时间常数的求取方法。（2）实验要求根据测得的一阶系统阶跃响应曲线，测出其时间常数，并完成实验报告。线性系统的稳定性分析实验内容1）研究增益K对系统稳定性的影响。2）研究时间常数T对系统稳定性的影响。（2）实验要求1）画出上述实验中系统的电子模拟电路图和所得的响应曲线。2）定性地分析系统的开环增益K和某一时间常数T的变化对系统稳定性的影响。（二）课程基本教学内容对课程目标的支撑课程教学内容教学方法支撑的课程目标学时安排课内课外学时比例第一单元绪论讲授法、交互式教学、随堂测验课程目标2、321：1第二单元数学基础知识讲授法、交互式教学、随堂测验课程目标121：1第三单元系统的数学模型讲授法、交互式教学、随堂测验课程目标181：1第四单元时间响应分析讲授法、交互式教学、随堂测验、实验课程目标2、3101：1第五单元材料成型设备电控系统讲授法、交互式教学、随堂测验课程目标2、3101：1合计321：1五、课程考核及对课程目标的支撑（一）课程考核课程成绩构成（百分制）课程成绩构成比例考核环节目标分值考核/评价细则平时成绩30%作业（百分制）60主要考核学生对课程的复习、理解和掌握程度，作业按百分制打分，计算全部作业的平均成绩。目标分值=0.6*作业平均成绩测验（百分制）20随堂测验，主要考核学生课堂的听课效果和课后复习消化知识的情况。目标分值=0.2*测验平均成绩出勤及课堂表现（百分制）20考核内容及评价细则:依据课堂表现、课堂纪律、平时出勤打分。目标分值=0.2*课堂表现成绩实践成绩10%实验操作50完成两个实验，考核实验操作的规范性和实验结果的正确性，按百分制打分，目标分值=0.5*作业平均成绩实验报告50完成两个实验报告，考核对实验结果进行分析与评价的能力以及所撰写实验报告的规范性，实验报告按百分制打分。目标分值=0.5*实验报告平均成绩。期末考试60%知识40考核内容：绪论、系统的数学模型、时间响应分析、材料成型设备电控系统。考试题型：填空、选择、简答、计算评价细则：严格按照试卷评分标准，按步骤打分。能力30综合应用20创新10（二）课程考核对课程目标的支撑教学内容考核内容考核方式支撑的课程目标第一单元绪论1-1控制系统的术语、组成及分类；1-2对控制系统的基本要求测验、期末考试课程目标2、3第二单元数学基础知识2-1常见函数拉氏变换；2-2拉氏变换定理;作业、测验、期末考试课程目标1第三单元系统的数学模型3-1建立系统微分方程、求传递函数以及。3-2传递函数方框图的等效变换作业，测验、期末考试课程目标1第四单元时间响应分析4-1时间响应的概念及其组成；4-2一、二阶系统时间响应性能指标的计算；4-3系统稳态误差的计算作业、实验、测验，期末考试课程目标2、3第五单元材料成型设备电控系统5-1注射机电控系统；5-2注射机常用检测传感器；5-3注射成型专家系统。5-2。作业、测验、期末考试课程目标2、3六、使用教材、相关推荐书目及课程资源（一）使用教材1.杨叔子主编：《机械控制工程基础》，华中理工大学出版社,2023年版;2.钟汉如主编：《注射机控制系统》，化学工业出版社，2008年版（二）相关推荐书目1.朱骥北主编：《机械控制工程基础》，机械工业出版社,2017年版；2.董景新主编：