自动化专业导论

《自动化专业导论》教学大纲

学时：18 学分： 1

课程类别：专业基础课（基础课程）课程编码：

开设年级：大一（第一学期）撰写人：周妮娜

审核人：胡皓

一、课程说明

本课程是轨道交通信号与控制专业的一门先修专业基础课。本课程是面向一年级本科生、对于自动化学科、专业和技术背景的介绍性课程。目的是通过课程讲授、自学和演示介绍或参观，使学生对自动化技术在电气工程专业、自动化专业、轨道交通信号与控制专业应用中的科学方法和手段有个初步而全面的了解认识，并对国内和本校轨道交通信号与控制专业的教学环境和教学思想有初步的认识，以便为今后四年乃至更长时间内的专业学习、交叉学科应用和研究打下基础，使学生学习工程技术课程的方法更合理，针对性更强，学习更主动，进一步促使学生热爱本专业正确应用自动化新技术。

二、教学目标

通过本课程的设置使学生初步认识和了解自动化类专业，了解专业的培养目标和教学课程体系、课程在专业中的地位及课程之间的前后联系；了解本专业中的主要学科方向和各学科的领域范围、主要内容、发展现状及学科前沿。

三、学时分配

四、教学方式

本课程采用课堂讲授和参观实习相结合的教学方法。在教学方法上通过参观实习，提高学生的学习兴趣和创新能力。本课程布置的作业来自相关章节的课后思考题，每周布置作业，作业量2～3小时，主要针对本周所学习的内容以加深理解。

五、教材及参考资源

1、使用教材

周献中.自动化导论（第二版）.北京：科学出版社，2014.

2、参考书目

[1]万百五，自动化（专业）概论.武汉：武汉理工大学出版社，2010.

[2]戴先中，自动化学科概论.北京：高等教育出版社,2006.

六、教学基本内容

第一章：培养目标和教学体系介绍

[教学目的] 了解本专业的培养目标及教学要求。

[重点难点] 本专业培养要求。

[教学内容]

第一节本科教育的总体培养目标和教学要求

第二节电气工程专业、自动化专业的培养目标和课程体系

第三节轨道交通信号与控制专业的培养目标和课程体系

第四节本校轨道交通信号与控制专业的发展情况

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第二章：控制理论简介

[教学目的] 掌握自动控制系统的构成及应用。

[重点难点] 自动控制系统的应用。

[教学内容]

第一节自动控制系统的基本构成

知识点：自动控制系统实例，自动控制系统的主要元件与作用。

第二节控制理论发展的历史和现状

第三节控制理论分支的概略介绍

第四节控制理论的应用

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第三章：电气传动控制系统

[教学目的] 掌握电气传动系统的构成。

[重点难点] 电气传动系统的构成。

[教学内容]

第一节工业生产中的电气传动控制系统

第二节电气传动控制系统的基本构成

第三节新型电气传动控制系统

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第四章：过程控制

[教学目的] 过程控制系统。

[重点难点] 过程控制。

[教学内容]

第一节什么使过程控制

第二节工业生产中的过程控制系统

第三节过程控制研究什么

第四节过程控制的过去

第五节过程控制的发展与前景

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第五章：计算机在自动化中的应用

[教学目的] 掌握控制系统的建模。

[重点难点] 控制系统建模。

[教学内容]

第一节基本概念

第二节计算机控制生产过程

第三节计算机建模控制系统

第四节计算机仿真系统

第五节计算机集成制造系统CIMS

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第六章：自动控制系统的基本控制方法

[教学目的] 掌握基本控制方法。

[重点难点] PID控制、最优控制、自适应控制、智能控制。

[教学内容]

第一节PID控制

第二节最优控制

第三节自适应控制

第四节智能控制

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第七章：自动控制系统的基本原件与设备

[教学目的] 掌握传感器、控制器、执行器。

[重点难点] 控制器。

[教学内容]

第一节信息获取元件——传感器

第二节信息传输设备——信号转换与传输网络

第三节信息处理设备——控制器

第四节信息应用设备——执行器

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第八章：控制与自动化技术的应用

[教学目的] 掌握自动化技术的应用。

[重点难点] 自动化技术在交通系统及指挥系统中的应用。

[教学内容]

第一节智能交通系统

第二节管控一体化系统

第三节指挥控制系统

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

第九章：信息化时代的控制

[教学目的] 掌握对网络控制，基于网络的控制，航空航天和运输控制系统机器人。

[重点难点] 航空航天和运输控制系统机器人。

[教学内容]

第一节网络控制

第二节航空航天和运输控制

第三节机器人

[考核目标] 每周布置作业，作业量1～2小时，主要针对基本概念。

八、考核方式

1、考试资格

修完该课程的大一学生。

2、考核形式及成绩构成

本课程期末考试采用闭卷考试的方式。本课程的最终考核成绩由平时成绩、作业成绩和期末考试成绩组成，其中10%为平时成绩，30%为作业成绩，60%为期末考试成绩。这种考核方式可以突出学习过程中各个环节的考核。