《机器人运动控制课程设计》课程教学大纲.docx
《机器人运动控制课程设计》教学大纲
课程编号英文名称：DesignProjectsofRobotMotionControl
学分：2
学时：总学时（4）周，其中实践（4）周
先修课程：单片机原理及应用、机器人机械基础与机构学、机器人技术基础、机器人传感技术、机器人驱动与控制
课程类别：专业主干课程
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6学期
一、课程描述和目标
本课程是为本专业的三年级学生开设的专业主干课程。本课程结合单片机原理及应用、机器人技术基础、机器人驱动与控制等课程内容，以实际工程应用为导向，培养学生机器人运动控制综合设计的能力，如移动机器人直流电机驱动控制系统设计等。通过本课程的学习使学生能解决机器人运动控制实际工程问题，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：能运用机器人驱动控制相关理论分析实际控制过程中的影响因素，通过查阅资料、讨论归纳等方式获得考虑影响因素下有效的机器人运动控制系统。
课程目标2：在机器人运动控制项目设计过程中，能兼顾运行控制安全、行业规范、法律法规和环境保护等要求。
课程目标3：针对复杂运动控制系统工程问题，能够借助现代开发工具软件，对机器人运动控制领域的专业问题进行模拟和预测，并能够分析其特点和应用局限性。
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
指标点2-4.能运用相关基本原理，借助文献研究，分析机器人工程系统实施过程中的影响因素，通过归纳总结获得有效结论。
课程目标1
M
指标点3-4.能在机器人工程相关的设计中，考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。
课程目标2
H
指标点5-3.能够针对包含具体检测、控制对象在内的机器人工程系统工程问题，开发或选用满足特定需求的现代工具，模拟、预测机器人工程相关领域的专业问题，并能够分析其局限性。
课程目标3
H
三、教学内容、基本要求与学时分配
设计与实践时间为不停课4周，20个教学工作日，具体分配如下：
序号
教学内容
实验内容与要求
天数
类型
对应课程目标
1
任务分配，查阅资料
根据机器人运动控制设计任务书，查阅资料，给出设计方案。
3
综合
课程目标1
2
设计方案论证
根据机器人运动控制设计指标要求，对比多种设计方案，经论证给出最优方案。
4
设计
课程目标1
课程目标2
课程目标3
3
硬件设计和编程
根据选题的设计要求，拟定设计方案，并进行机器人运动控制各功能硬件搭建和软件编程。
5
设计
课程目标2
课程目标3
4
硬件安装和调试阶段
进行机器人运动控制整体硬件调试，排除故障，修改硬件和程序，验证达到设计指标要求。
4
验证
课程目标2
课程目标3
5
设计报告、汇报演示
按规定的格式编写机器人运动控制项目实践报告，演示功能指标落实情况，讲解项目实现过程。
4
演示
课程目标1
课程目标2
课程目标3
合计
20
注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。
四、课程教学方法
1.教学方法
采用项目驱动的模式，以实际工程中的机器人运动控制应用为导向，制定设计任务并分配，通过自主设计、个别答疑、集中汇报演示和验收设计报告来实施本课程。
（1）任务分配：布置机器人运动控制任务书，集中开展任务讲解和指导。
（2）自主设计：自主开展项目设计，包括查阅资料、制定设计方案、硬件搭建、软件编程、安装调试等。
（3）个别答疑：自主设计过程中对学生遇到的问题进行讲解答疑，考察学生的设计过程。
（4）集中汇报演示：集中开展项目设计汇报和功能演示，指出项目设计中存在的问题和不足。
（5）验收设计报告：验收设计报告，从内容、方法、功能验证、局限性、格式规范等方面审阅项目报告。
2.课程组织形式
（1）为学生提供硬件设计与调试实验室，并提供所需器件。
（2）学生分为几个小组（一般3人一组）；每组完成一个选题，要求每个学生参与所有的设计环节。选题可以选择参考项目，也可以学生自拟；每个选题必须包含运动控制算法。
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设计表现、成果设计与汇报演示、设计报告组成，均按百分制计分，其中平时设计表现成绩占20%、成果设计与汇报演示占50%、设计报告成绩占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
平时设计表现
10
5
5
20
2
成果设计与汇报演示
10
20
20
50
3
设计报告
10
10
10
30
课程目标对应分值
30