新生研讨课教学大纲-遨游机器人的世界.docVIP

新生研讨课教学大纲 课程中文名称：遨游机器人的世界 课程英文名称： 课程类别：新生研讨课 适用专业：工科类专业 开课学期：第一学期 总 学 时：16 总 学 分：1 一、课程的任务和教学目的 《遨游机器人的世界》这门课作为工科类一年级新生开设的“新生研讨课”，旨在引导课程学习前能自动化控制类学生在进入专业够知晓控制在当前信息化社会发展中对信息技术的支撑和提升作用；能够了解在当今社会发展中控制技术是无时不在，无处不有，不可或缺的高新技术，加深对控制的价值和地位的理解；能够明了控制科学与技术是以理论紧密联系实际为基本特征的应用技术学科。以此使学生产生对控制技术学科的热爱，使学生初步懂得学习这门学科的方式和方法，使学生了解控制技术与相关技术领域的关联，激发学生能在交叉学科领域发现并提出与控制相关的问题，进而能自觉地将控制思维和方法与所学的专业知识进行关联和融合，以便为今后控制技术专业课程的学习作好铺垫及打好基础，顺利完成从高中阶段向大学阶段在学习上和心理上的转换及适应过程。本课程主要以自动化系统的典型代表——机器人为对象，通过对机器人基础知识、技术应用和设计制作等方面知识的研讨，激发学生对机器人技术的兴趣，加强学生对专业知识体系的了解，培养学生创新热情和工程实践。 教学基本要求：理解控制的基本概念、了解控制理论的发展历程，掌握自动控制系统的不同变换域中的数学模型、以及基于数学模型的控制，通过实验演示典型二阶系统，使学生直观的了解二阶系统单位阶跃响应的各种情况，并通过实验验证五阶系统的单位阶跃响应，从而总结出一些控制理论中的重要结论。了解控制系统的分类。 重点及难点：自动控制系统的不同变换域中的数学模型，二阶系统给定参数阻尼比不同的情况下，系统的单位阶跃响应。 第3章 机器人的控制系统（4学时） 教学内容：传感器及自动检测技术，主要讲解机器人设计中常用传感器的工作原理、特点、作用和应用等；控制器的种类及应用；驱动放大器的作用、控制方式和常用驱动器件；控制系统相关技术，如电机控制、传感器信号的接入、控制信号的输出等；简单行走机器人制作过程中所用到的电气控制部件及控制技术；组织学生到机电控制实习基地进行实地参观学习，使学生对机器人相关技术有一直观的感性认识，加深对已学理论知识的理解。 教学基本要求：通过学习控制技术在典型领域和热点领域中的应用，了解自动控制技术的核心内容、关键技术和发展趋势，了解学科的前沿问题和本质问题，从而进一步体会控制技术的无处不在和重要性，希望能够找到现实生活中的控制系统，真正理解控制的内涵！ 重点：典型系统控制的逻辑关系 第4 章 简单机器人设计制作（6学时） 教学内容：简单行走机器人制作材料、行走机器人工作原理、特点等内容；2～3个规定的动作。 从教育的角度，说明学习本门课程的基本要求、基本方法和基本要点以及一些期望的目标，主要有掌握控制技术基本而共同的属性，建立“基于模型的控制”的概念；了解控制与相关学科课程的关联性：1.与数学、物理学的关联；2.与通信技术的关联；3.与电子技术的关联；4.与计算机技术的关联；5.与机械工程技术的关联；认识到理论与实践紧密结合的重要性。介绍简单机器人制作材料、机器人工作原理和特点；学生分组设计制作。 教学基本要求：掌握控制技术的共性；了解控制技术与数学、物理学、通信技术、电子技术、计算机技术和机械工程技术等多种学科和技术之间的关联性，在今后的学习中适当了解相关技术的基础理论；掌握理论结合实践的多种方式，便于在今后学习中懂得。对典型二阶系统性能的影响，根据取不同的值分别进行讨论。 五阶系统设计实验：该部分为学生动手实践环节，由老师给出五阶系统的模拟电路，学生利用实验箱动手连接模拟电路图，给电路输入单位阶跃信号，通过示波器观察输出曲线，并与二阶系统的单位阶跃响应曲线进行对比，分析总结结论。通过实践加深学生对控制理论的理解。 四、与其它课程的联系 先修课程：无 后续课程：《高等数学》、《线性代数》、《复变函数》、《大学物理》、《电路分析基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《自动控制原理》、《现代控制理论》、《电机与拖动控制》、《电力电子技术》、《电气控制与PLC技术》、《单片机与嵌入式控制技术》、《机械原理》、《机械设计》再加入机械专业和电子工程专业机器人课程等。 五、对学生能力培养的要求 1. 每位同学对所布置的思考题均要进行自主思考和分析，且至少对其中的1-2个问题有较详细的学习报告并据此形成课堂讨论稿； 2. 分组进行交流与讨论，每人任选讨论题中的一题，做出PPT，就准备的议题主讲5-8分钟； 3. 进行实时课堂研讨，每位同学对出现的新概念、涉及到的关键理论和技术等进行讲解； 4. 每人自己动手完成实验所要求的内容，得出实验结论，并以报告的形式总结核心结论； 5.