材料成型控制工程基礎課程教學大綱

材料成型控制工程基礎課程教學大綱（ControlEngineeringBasistoShapetheMaterials）一、課程概況課程代碼學 分：2學 時：32先修課程：機械制圖A、材料科學基礎、工程力學A、機械設計基礎、互換性與測量技術、機械制造技術基礎適用專業：材料成型及控制工程建議教材：李振亮.材料成型控制工程基礎教程.冶金工業出版社，2010.2課程歸口：航空與機械工程學院/飛行學院際復雜問題的能力。1.工藝控制領域的復雜工程問題。2.成型過程控制相關知識的了解和掌握。本課程支撐專業培養方案中畢業要求觀測點1-3和5-1，對應關系見下表。畢業要求觀測點（說明：H-強支撐）課程目標目標1目標2畢業要求1-3（H）√畢業要求5-1（H）√三、課程內容及要求（一）概述教學內容生產過程自動化的發展概況。過程控制的要求和任務。過程控制系統的組成與分類。過程控制系統的性能指標。材料成型領域自動控制技術。基本要求了解控制理論與過程控制的區別。掌握過程控制的定義、組成、分類、特定及動態性能指標。了解自動控制理論與技術在冶金、軋制生產中的應用。來的聰明才智，培養學生的民族自豪感和家國情懷。（二）過程控制系統的動態數學模型教學內容古典與現代控制理論研究方法。拉氏變換及反變換。傳遞函數。基本要求熟悉和掌握拉氏變化和反變換的定義、性質和相關計算。掌握傳遞函數的定義、性質和等效變換。掌握常用的典型環節。的聰明才智，培養頑強的學習精神、學生的民族自豪感和家國情懷。（三）PID控制及其調節過程教學內容PIDPIDP1DPIDMATLAB基本要求PID了解調節規律對系統動態過程的影響。PID的思維。（四）控制系統的狀態空間分析教學內容狀態空間描述。系統的可控性和可觀測性。可控性及可觀性與傳遞函數零極點對消的關系。基本要求熟悉不同輸入作用下狀態空間表達式及其求解過程。掌握可控性和可觀測性的判定準則，以及如何進行計算。理解現代控制理論和古典控制理論如何銜接。神。（五）系統的建模方法教學內容系統辨識。傳遞函數建模。狀態方程的建模。基本要求了解建立被控對象數學模型的有關概念、方法。熟悉古典控制理論和現代控制理論在建立數學模型上的異同點。掌握應用過渡響應法和最小二乘法進行數學模型系統辨識的原理。識事物、解決問題、指導行為。（六）最優控制系統與自適應控制系統教學內容變分法。極大值原理及其應用。線性二次型最優控制。自適應控制系統。基本要求掌握現代控制理論的主要研究內容，最優控制系統的分類、性能指標、數學模型以及求解方法。掌握泛函數、變分法、哈密爾頓函數的概念，能夠從泛函和變分的角度理解“最小值原理”的實質。聰明才智和創造力，培養學生堅定信念、刻苦學習、實事求是和敢于創新的精神。（七）自動控制技術在材料成型領域中的應用教學內容連續式加熱爐生產過程生動控制。板帶鋼生產過程自動控制。高速線材生產過程自動控制。百米高速重軌預彎過程自動控制。基本要求掌握爐溫控制、爐膛壓力的控制方式與控制原理。掌握熱軋板帶厚度自動系統的基本形式和自動原理。了解高線生產工藝布置及各系統的硬件、軟件組成特定，并掌握相關控制原理。掌握預彎控制系統的特點及預彎控制原理。思政元素：通過介紹我國工匠在板帶軋制、高線生產方面曾經遇到困難且不斷克服的過程，培養學生百折不撓、堅忍不拔的民族自強精神和艱苦奮斗、頑強的學習精神。教學內容與課程目標的對應關系及學時分配如表所示。序號教學內容支撐的課程目標支撐的畢業要求觀測點講授學時實驗學時1概述目標25-122過程控制系統的動態數學模型目標11-363PID控制及其調節過程目標11-364控制系統的狀態空間分析目標11-365系統的建模方法目標11-346最優控制系統與自適應控制系統目標11-347自動控制技術在材料成形領域中的應用目標25-14合計32四、課程實施（一）以控制理論學習和自動控制系統分析設計來組織教學內容，優化教學進程；采用多媒體教學手段，精選與課程相關的動畫、視頻、實例圖片，結合課程相關領域專業發展的最新成果，提高課堂集中教學的效率。（二）通過強化過程考核來督促學生及時進入學習狀態，并依此客觀評判學生學習效果及解決實際問題的能力。（三動化水平，培養學生工程實踐技能、分析問題和解決問題的能力。（四）主要教學環節的質量要求如表所示。主要教學環節質量要求1備課按照教學大綱要求進行課程教學內容的選擇和組織。根據各部分教學內容，構思授課思路、技巧，選擇合適的教學方法。2講授（能夠采用現代信息技術輔助教學。有機融入思政元素，達成課程目標。3作業布置與批改學生必須完成規定數量的作業，作業必須達到以下基本要求：按時按量完成作業，不缺交，不抄襲。格式規范、表述清晰。解題方法和步驟正確。學生的作業要按時全部批改，并及時進行講評。教師批改和講評作業要認真、細致，按百分制評定成績并寫明日期。學生作業的平均成績是本課程總評成績中平時成績的重要組成部分。4課外答疑為了解學生的學習情況，幫助學生更好地理解和消化所學知識、改進學習方法和思維方式，培養其獨立思考問題的能力，任課教師需每周安排一定時間進行課外答疑與輔導。5成績考核本課程考核的方式為閉卷筆試。考試采取教考分離，監考由學院統一安排。有下列情況之一者，總評成績為不及格：1/31/3五、考核方式（一）本課程的考核方式包括形成性考核和期末試卷考核。（二（非實驗（告等）成績的平均分（百分制計分。（三）學生課程總評成績按下式計分：課程總評成績=所有形成性考核成績的平均分×30%+期末考試成績×70%課程目標與課程考核環節、權重的對應關系見下表序號課程目標考核環節總題分課程目標達成權重1課程目標1形成性考核1（控制系統的數學模型、系統的穩定性等課后作業）1000.3期末考核400.72課程目標2形成性考核2（現代控制理論的基本知識及其分析方法等課后作業、應用控制理論方法表達材料成型過程控制領域工程問題等課內討論）1000.3期末考核600.7n（四）每個課程目標達成度計算方法如下：n支撐該課程目標考核環節j平均得分達成權重jnn支撐該課程目標考核環節j總題分達成權重jj1六、有關說明（一）持續改進測點達成。（二）參考書目及學習資料謝成祥，張燕紅.自動控制原理[M].南京：東南大學出版社，2018．王軍.自動控制原理[M].北京:機械工業出版社,2012.苗宇.自動控制原理[M].2，2019.閆茂德. 現代控制理論[M].北京：機械工業出版社，2016.PAGEPAGE299附：一、形成性考核評分標準課程目標評分標準優（90～100）良（80～89）中等（70～79）及格（60～69）不及格（<60）能合理完成系統的數學模型建立、系統的穩定性判斷與系統的性能指標分析與校正能完成系統的立、系統的穩定性判斷與系統的性能指標分析與校正按時完成任務，概念不夠清晰，能基本完成系統的數學模型建立、系統的穩定性判斷與系統的性能指標分析與校正不能按時完成任務，概念不能熟練準確完清，不能完成課程成系統的數學系統的數學模目標模型建立、系型建立、系統1統的穩定性判的穩定性判斷斷與系統的性與系統的性能能指標分析與指標分析與校校正正現代控制理論基礎知識及分好地應用于實際控制系統的分析與綜合；能夠良好的理論聯系實際，應用控制理論方法表達材料成型過程控制領域工程問題不能按時完成任務，不能應用于實際控制系統的分析與綜合；不能能夠理論聯系實際，不能應用控制理論方法表達材料成型過程控制領域工程問題務，很好掌握務，較好掌握按時完成任務，現代控制理論現代控制理論基本掌握現代控基礎知識及分基礎知識及分制理論基礎知識析方法，能熟析方法，能應及分析方法，