材料成型控制基础教学大纲.docx
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《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1
2.1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2
1.2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3
4.1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