自动化控制工程设计实践教学大纲
自动化专业综合设计与实践教学大纲
自动化专业综合设计与实践教学大纲一、教学目标：1.培养学生掌握自动化专业综合设计与实践的基本理论和方法，能够独立进行综合设计与实践项目；2.培养学生动手能力和创新意识，能够将理论知识应用于实践设计中；3.培养学生系统思维和团队合作精神，能够在工程项目中与他人有效地协作。
二、教学内容：1.自动化专业基础理论知识回顾-控制理论基础-传感器与信号处理-自动控制系统-电气控制与PLC2.综合设计与实践项目选题与策划-学生可以选择自己感兴趣的项目进行设计与实践-学生应根据项目需求制定项目计划和实施方案3.设计与实践项目实施-学生根据项目计划和实施方案进行实施-学生需要运用前期所学的理论知识进行系统设计和方案实施-学生需要动手实践，完成项目的搭建和调试4.设计与实践项目总结与展示-学生对项目进行总结和评估，分析实施过程中的问题和困难-学生进行项目成果的展示，分享经验和心得三、教学方法：1.授课法：通过讲授自动化专业基础理论知识，为学生提供必要的理论基础。
2.实践法：通过设计与实践项目让学生动手操作，提高学生的动手能力和实践能力。
3.讨论法：组织学生进行小组讨论和交流，促进学生之间的相互学习和合作。
4.案例分析法：通过分析实际工程项目，让学生了解项目实施中的具体问题和解决方法。
四、教学评估方式：1.项目报告评估：评估学生对综合设计与实践项目的理解和实施情况。
2.设计成果评估：评估学生设计与实践项目的成果质量和完成度。
3.课堂讨论评估：评估学生在课堂上的参与度和表现情况。
4.个人面试评估：对学生进行个人面试，了解学生的思维和创新能力。
五、教学参考资料：1.《自动化原理与实践》2.《自动化控制系统设计》3.《传感器技术与应用》4.《PLC原理与应用》5.相关学术论文和工程实践经验案例。
自动化专业课程教学大纲
自动化专业课程教学大纲一、课程信息1.1 课程名称：自动化专业课程1.2 课程代码：AUTO1011.3 学分：31.4 先修课程：无1.5 授课对象：自动化专业学生二、课程目标本课程旨在培养学生对自动化技术的理解和应用能力，具备自主学习与独立解决问题的能力，并为学生的未来高级专业课程打下基础。
三、教学内容3.1 自动控制系统基础3.1.1 自动化定义与发展历程3.1.2 自动控制分类与基本概念3.1.3 传感器与执行器3.2 控制系统建模与分析3.2.1 信号与系统3.2.2 时域与频域分析3.2.3 系统稳定性与鲁棒性3.3 控制系统设计与调节3.3.1 PID控制器3.3.2 控制器参数整定3.3.3 频率响应与校正3.4 高级自动化技术3.4.1 模糊控制3.4.2 神经网络控制3.4.3 自适应控制四、教学方法4.1 理论授课4.1.1 教师讲授基本概念和理论知识4.1.2 提供相关案例，加深学生对概念的理解4.2 实验教学4.2.1 提供实验设备与软件，让学生进行实际操作 4.2.2 定期组织实验报告讨论与评审4.3 课堂讨论4.3.1 设计小组讨论4.3.2 学生提问与解答4.4 个人学习4.4.1 学生独立阅读与复习4.4.2 在线学习资源的利用五、考核方式5.1 作业5.1.1 完成指定课后作业5.1.2 准时提交作业报告5.2 课堂表现5.2.1 参与课堂讨论5.2.2 准时到达上课地点5.3 实验报告5.3.1 根据实验内容撰写实验报告 5.3.2 报告格式规范，内容详尽 5.4 考试5.4.1 闭卷考试5.4.2 考察学生对理论知识的掌握程度六、参考教材6.1 《自动控制系统导论》赵丹著6.2 《现代控制工程》李舜华著6.3 《自动控制原理与设计》李斌等著七、教学进度安排7.1 第一周：7.1.1 自动控制系统基础概述7.1.2 传感器与执行器介绍7.2 第二周：7.2.1 控制系统建模与分析基础7.2.2 时域与频域分析7.3 第三周：7.3.1 系统稳定性与鲁棒性7.3.2 PID控制器设计7.4 第四周：7.4.1 控制器参数整定方法7.4.2 频率响应与校正技术7.5 第五周：7.5.1 模糊控制基础7.5.2 模糊控制器设计7.6 第六周：7.6.1 神经网络控制理论7.6.2 神经网络控制器设计7.7 第七周：7.7.1 自适应控制基础7.7.2 自适应控制器设计7.8 第八周：7.8.1 复习与总结7.8.2 期末考试八、教学团队本课程将由资深自动化专业教师担任授课与辅导工作，保证教学质量。
机器人工程与自动化控制课程大纲
机器人工程与自动化控制课程大纲一、课程简介机器人工程与自动化控制课程旨在培养学生对机器人和自动化控制领域的基本理论和技术的掌握。
通过本课程的学习，学生将了解机器人的发展历程、自动化控制的基本原理，以及相关的技术应用和发展趋势。
二、课程目标1.了解机器人工程与自动化控制的基本概念和原理；2.掌握机器人系统的结构与组成要素；3.理解自动化控制的基本原理和方法；4.掌握常见的机器人编程语言和控制算法；5.培养学生的创新能力和实践动手能力。
三、课程内容1.机器人概述1.1 机器人的定义和分类1.2 机器人的发展历程1.3 机器人在工业和服务领域的应用2.机器人系统结构与组成要素2.1 机器人的硬件组成2.2 机器人的软件系统2.3 机器人的传感器与执行器3.自动化控制基础3.1 自动化控制的基本概念3.2 自动控制系统的分类3.3 反馈控制与前馈控制3.4 PID控制算法及其应用4.机器人编程语言与控制4.1 基本的机器人编程语言简介4.2 机器人轨迹规划与运动控制4.3 机器人路径规划与碰撞检测5.机器人技术应用5.1 机器人在制造业中的应用5.2 机器人在医疗和保健领域的应用5.3 机器人在教育和娱乐领域的应用四、教学方法1.理论讲授：通过课堂教学，介绍机器人工程与自动化控制的基本概念和原理。
2.实验实践：通过实验课程，学生将亲自操作机器人系统，编写控制程序并进行实际控制。
3.课程设计：学生将通过课程设计项目，应用所学知识解决实际问题，提升动手实践能力。
五、评分考核方式1.平时成绩（参与度、作业和实验报告）占总评成绩的50%；2.期末考试占总评成绩的50%。
六、参考教材1.《机器人学导论》段萧君著2.《自动化控制系统》刘洪坤著3.《机器人技术与应用》李伯斯刘建业著七、教学团队本课程将由机器人工程与自动化控制领域的专业教师执教，他们具备丰富的教学经验和实践背景，能够帮助学生全面理解和掌握相关知识和技能。
《自动控制原理》教学大纲
自动控制原理》教学大纲一、课程的性质、地位与任务本课程是电力系统自动化技术专业的基础课程。
通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方本课程系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。
通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。
二、教学基本要求了解自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。
理解典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法，以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。
熟悉暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步了解高阶系统分析方法、主导极点的概念，能利用根轨迹对系统性能进行分析，熟悉偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。
频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据，了解绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。
基本校正方式和反馈校正的作用，掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法。
三、教学学时分配表四、教学内容与学时安排第一章自动控制系统的基本知识……4学时本章教学目的和要求：掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。
自动控制原理教学大纲
自动控制原理教学大纲一、课程简介自动控制原理是现代工程领域中的重要基础课程，通过本课程的学习，学生将掌握控制系统的基本原理、模型建立方法、稳定性分析与设计技术等内容，为将来从事相关工程领域的研究和工作打下坚实的基础。
二、教学目标1. 理解控制系统的基本概念和重要原理；2. 学习控制系统的数学建模方法，掌握各类控制系统的数学模型；3. 掌握控制系统的稳定性分析方法与稳定性判据；4. 学习控制系统的设计方法，包括比例积分微分（PID）控制器设计等；5. 能够运用所学知识解决相关工程问题，具备进一步深造的基础。
三、教学内容1. 控制系统基本概念1.1 控制系统的定义和分类；1.2 控制系统的基本组成及功能；1.3 控制系统的基本结构和工作原理。
2. 控制系统数学建模2.1 连续时间系统的数学建模方法；2.2 离散时间系统的数学建模方法；2.3 线性时不变系统的数学模型建立。
3. 控制系统的稳定性分析3.1 稳定性的定义与判据；3.2 时域分析方法；3.3 频域分析方法。
4. 控制系统的设计方法4.1 比例控制（P控制）；4.2 积分控制（I控制）；4.3 微分控制（D控制）；4.4 PID控制器设计。
5. 控制系统的应用5.1 控制系统在电气、机械、航空等领域的应用；5.2 控制系统在自动化生产线、机器人控制等方面的应用。
四、教学方法1. 理论讲解：通过教师授课、课件演示等方式，给予学生理论知识的系统学习。
2. 实例分析：通过案例分析、仿真实验等方式，帮助学生理解理论知识在实际问题中的应用。
3. 课堂互动：鼓励学生积极参与课堂讨论、提问等活动，加深对知识的理解。
4. 实践操作：组织学生进行相关控制系统设计、仿真实验等实践操作，提高实际应用能力。
五、评估方式1. 平时表现：课堂参与度、作业完成情况等；2. 期中考试：主要考察基础知识的掌握情况；3. 期末考试：综合考察学生对整个课程知识的掌握情况；4. 实验报告：针对控制系统设计实验等实践环节的评估。
《自动化专业》生产(毕业)实习教学大纲
《自动化专业》生产（毕业）实习教学大纲课程代码：0507241学时数：4周学分数：4执笔人：王庆贤编写日期：2009年10月一、生产（毕业）实习的性质、目的和任务：生产（毕业）实习是自动化专业学生的一门必修课，也是大学教学计划中的一项不可缺少的综合能力和综合素质培养的实践教学环节，尤其对自动化专业学生更为重要和必要。
为此，特制定本教学大纲。
学生通过生产（毕业）实习实践教学的实施，应达到的目的是：开阔学生视野、增强学生劳动观念；了解所学专业在工业生产要用到的设备、工作范围、工作性质；为毕业设计、毕业论文撰写搜集专业技术资料、寻求切实可行的技术方案、积累解决实际问题的方法和经验建立一个系统的感性认识，进一步培养学生解决自动化专业的科研、设计、施工、管理等方面的实际能力；培养学生高度的责任心，严谨科学的工作、学习作风和严格组织纪律性。
二、生产（毕业）实习的基本内容：通过四周的生产（毕业）实习，要完成下列几项实习任务：1.了解工业现场自动化专业工程技术人员的安全生产规章制度；人员、设备的科学管理措施；2.了解自动化专业的先进技术、先进设备在工业现场的应用；常规自动化设备的工作原理、使用维护措施及管理办法。
3.了解工业现场自动控制系统的主要设备及使用维护方法、制度；4.了解工业现场的供电系统自动化控制的主要设备及使用维护方法、制度；5.了解电力拖动自动控制系统的主要设备及使用维护方法、制度；6.了解电力电子变流装置的组成应用及其工作原理及使用维护方法、制度；7.搜集与毕业设计题目有关的技术资料；8.搜集工业或工程现场需要解决的相关技术课题和实际问题，对自己的毕业设计题目的设计方案进行优化整合。
三、生产（毕业）实习实践教学的安排：1. 生产（毕业）实习时间宜安排在毕业设计（论文）任务下达的1－4周内后完成，这样安排对学生解决设计（论文）中存在的技术方案、技术难点更有目的与针对性。
教学时间为1－4周。
2.实习地点宜选择在大中型铁路机车车辆工厂或机务段、其技术设备较先进，且具有现代化工业基本特征能够代表我国及当今世界自动化先进水平。
自动化专业实习教学大纲
自动化专业实习教学大纲引言概述：自动化专业是现代工程技术领域的重要学科之一，实习教学是培养学生实践能力和解决实际问题能力的关键环节。
本文将详细介绍自动化专业实习教学大纲的五个部分，包括实习目标、实习内容、实习要求、实习评价和实习安排。
一、实习目标：1.1 培养学生实践能力。
通过实习，学生能够熟悉自动化领域的实际工作环境，掌握实际操作技能。
1.2 培养学生解决实际问题的能力。
通过实习，学生能够独立分析和解决自动化领域的实际问题，提高问题解决能力。
1.3 培养学生团队合作精神。
通过实习，学生能够与同学合作完成实际项目，提高团队协作能力。
二、实习内容：2.1 实习基础知识培训。
包括自动控制理论、传感器技术、电机控制等基础知识的学习和实践操作。
2.2 实习项目设计与实施。
学生将根据实习要求，自主设计并实施一个自动化项目，如机器人控制系统、工业自动化系统等。
2.3 实习报告撰写与展示。
学生将撰写实习报告，详细记录实习过程和实验结果，并进行展示和交流。
三、实习要求：3.1 实习时间和地点。
明确实习的时间安排和实习地点，确保学生能够充分利用实习时间进行实践操作。
3.2 实习指导教师。
为每个学生分配一位实习指导教师，负责指导学生的实习过程，解答问题并提供反馈。
3.3 实习设备和资源。
提供充足的实验设备和资源，确保学生能够顺利进行实习项目的设计和实施。
四、实习评价：4.1 实习报告评价。
对学生的实习报告进行评价，包括实习过程的记录和实验结果的分析，评估学生对实习内容的理解和掌握程度。
4.2 实习项目评价。
评估学生设计和实施的实习项目的质量和完成度，包括项目的创新性、技术难度和实际效果等方面。
4.3 实习表现评价。
评估学生在实习过程中的表现，包括团队合作能力、问题解决能力和实践操作技能等方面。
五、实习安排：5.1 实习时间安排。
根据学校的教学计划，合理安排实习的时间，确保学生能够有足够的时间进行实践操作和项目设计。
《自动控制原理》教学大纲
《自动控制原理》教学大纲一、课程的性质、地位与任务本课程是电力系统自动化技术专业的基础课程。
通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。
本课程系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。
通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。
二、教学基本要求了解自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。
理解典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法，以串联校正为主的根轨迹综合法，掌握常用校正装置及其作用。
熟悉暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理和稳定性的概念以及利用这些概念对二阶系统性能的分析，初步了解高阶系统分析方法、主导极点的概念，能利用根轨迹对系统性能进行分析，熟悉偶极子的概念以及添加零极点对系统性能的影响。
频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据，了解绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频指标的概念，以及频率特性与系统性能的关系。
基本校正方式和反馈校正的作用，掌握复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法。
四、教学内容与学时安排第一章自动控制系统的基本知识……4学时本章教学目的和要求：掌握自动控制系统组成结构和基本要素，理解自动控制的基本控制方式和对系统的性能要求，了解一些实际自动控制系统的控制原理。
《自动控制原理》课程教学大纲
《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：21311104总学时数：72（理论60，实验12）总学分数：4.5课程性质：专业必修课适用专业：电气工程及其自动化一、课程的任务和基本要求：本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。
掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。
掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。
了解非线性控制系统的分析和综合方法。
建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。
通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。
结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。
从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、智能控制、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。
自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。
二、基本内容和要求：1. 基础知识（1）人工控制和自动控制（2）开环控制系统（3）闭环控制系统（4）反馈控制系统的组成、分类和性能指标要求：了解控制理论的发展史、开环控制系统与闭环控制系统、反馈控制系统的组成、分类和性能指标。
2. 单变量线性定常系统的数学描述（1）系统的动态特性（2）单变量线性定常系统的数学描述（3）典型环节及其传递函数（4）控制系统方块图（5）信号流图（6）非线性微分方程线性化要求：控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。
3. 单变量线性定常系统的性能指标（1）单变量线性定常系统的输出响应（2）单变量线性定常系统的稳定性（3）劳斯稳定判据（4）控制系统的瞬态特性（5）控制系统的稳态特性（6）动态误差系数要求：掌握线性定常系统的瞬态特性和稳态特性，掌握劳斯判据。
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《自动化控制工程设计实践》课程教学大纲
课程代码：060142007
课程英文名称：AUTOMATION CONTROL ENGINEERING DESIGN AND PRACTICE
课程总学时：32学时讲课：32学时实验：0学时上机：0学时
适用专业：自动化
大纲编写（修订）时间：2017.11
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
1. 课程地位
自动化控制工程设计实践是自动化的专业选修课。
自动化高年级学生已经分门别类地学习了自动化领域中的控制原理、控制工具和控制方法，但缺少自动化系统工程师所需要的专业应用和技能知识，通过本课程学习将加强学生综合应用能力的培养。
2. 教学目标
本课程立足于自动化系统工程师的培养为目标，为适应社会发展需要，突出实践性、工程性和应用性，着重加强工程设计能力和工程应用能力的培养。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求
本课程内容集自动化系统设计、选型、研制、调试及操作等工程应用能力培养为一体，涵盖当前主流技术—单片机系统电路及其汇编语言，智能仪表及其上下位机结构、工控机模块及远程模块结构、PLC、变频器及其多机网络结构等，通过实例介绍，使学生掌握自动化系统设计原则与设计步骤，培养学生动手设计与工程实践技能的培养，提高学生分析解决实际问题的能力。
（三）实施说明
1．教学方法：课堂讲授中以工程实例为单元，由浅入深，循序渐进，软硬结合；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的设计能力、系统集成能力。
2．教学手段：本课程属于专业课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以增加教学内容的信息量，保证教学效果，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求
修完自动化专业主要专业课，掌握自动控制原理、VB程序设计、电气控制与PLC技术、单片机原理与接口技术的基础知识和基本理论。
（五）对习题课、实验环节的要求
以工程实例为对象，重点讲授软、硬件设计、设备选型、系统集成等内容，全面、系统地完成每个实例的设计过程。
（六）课程考核方式
1.考核方式：考查
2.考查目标：重点考核学生在自动化系统设计、系统集成等方面的能力。
3. 本课程的总成绩主要由两部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占20%，期末考核成绩占80%。
（七）主要参考书目:
1. 《自动化系统工程—设计与实施》，林敏于忠得崔远慧编，电子工业出版社，2008。
2. 《自动化控制系统工程设计》，林敏、丁金华等编著，高等教育出版社，2014.04。
3. 《自动化控制系统设计实例手册》，封苏伟编著，中国建筑工业出版社，2011.12。
二、中文摘要
本课程是自动化专业学生选修的一门实践性很强的专业课。
该课程从理论与实践两个方面讲授了自动化系统的设计原则和设计过程。
全方位、多视角地阐述了单片机、智能仪表、工控机、PLC等各种主要控制系统用于不同工业流程的设计实例和实施过程。
本课程强调对学生的动手设计与工程实践技能的培养，注重对学生分析和解决设计问题能力的培养。
三、课程学时总体分配表
四、大纲内容
第1部分工程设计与实践基础知识
总学时6学时讲课 6学时实验0学时上机0学时
具体内容：
1. 基础知识
2. 设计原则
3. 实施步骤
重点：
自动化控制工程设计实施步骤.
难点：
电气设备图例符号
第2部分基于单片机的智能温度巡检仪设计
总学时6学时讲课 6学时实验0学时上机0学时具体内容：
1. 设计任务
2. 总体设计
3．硬件系统及驱动程序设计
4. 软件设计及调试
重点：
系统软、硬件设计
难点：
总体设计
习题内容：
设计基于单片机的八通道温度巡检系统
第3部分基于工控机的微型加热器温度控制系统总学时4学时讲课 4学时实验0学时上机0学时具体内容：
1. 系统总体设计
2. 系统硬件设计
3. 系统软件设计
重点：
系统软、硬件设计
难点：
控制算法设计
习题内容：
采用VB语言设计PID控制算法
第4部分基于PLC的中水处理控制系统
总学时6学时讲课 4学时实验2学时上机0学时具体内容：
1. 控制系统总体方案设计
2. 电气控制系统设计
3. PLC系统设计
4. 系统调试
重点：
PLC控制系统设计
难点：
系统总体方案设计
第5部分基于PLC与IPC的锅炉综合控制系统
总学时8学时讲课 8学时实验0学时上机0学时具体内容：
1. 控制系统的基本原理
2. 被控对象分析
3. 控制系统方案设计
4. 控制系统硬件、软件设计
5. 操作站软件设计
重点：
控制系统硬件、软件设计
难点：
系统总体方案设计
习题内容：
基于PLC和IPC设计温度控制系统。