自动化学科概论课程设计
大学自动化课程设计
大学自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化领域的基本概念，掌握自动化系统的工作原理和关键组成部分；2. 掌握自动控制理论的基本知识，包括控制系统的数学模型、稳定性分析、性能指标等；3. 了解自动化技术在工业、农业、医疗等领域的应用案例，认识自动化技术对社会发展的贡献。
技能目标：1. 能够运用控制理论知识分析自动化系统的性能，并进行简单的控制系统设计；2. 学会使用自动化软件和工具，进行仿真实验，验证控制策略的有效性；3. 培养团队协作能力，通过项目实践，解决实际问题，提高动手操作和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生对自动化技术在国家战略和社会发展中的重要性的认识，提高社会责任感和使命感；3. 培养学生严谨、务实的科学态度，养成主动学习、积极思考的习惯。
课程性质：本课程为大学自动化专业核心课程，旨在使学生掌握自动化领域的基本理论和实践技能。
学生特点：学生具备一定的数学、物理和计算机基础，对自动化技术有一定了解，但对实际应用和深入理论探讨尚需加强。
教学要求：结合理论教学与实践操作，注重培养学生的实际操作能力、创新能力和团队合作精神，提高学生的综合素质。
通过课程学习，使学生达到上述具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 自动化基本概念：介绍自动化技术的起源、发展及应用领域，使学生了解自动化技术的基本框架。
2. 自动控制理论：- 控制系统数学模型：讲解线性连续系统的数学描述方法，如微分方程、传递函数等；- 稳定性和性能分析：探讨控制系统的稳定性、快速性、平稳性等性能指标；- 控制器设计：介绍PID控制器、状态反馈控制器等常见控制器的设计方法。
3. 自动化软件与应用：- 软件工具介绍：学习MATLAB/Simulink、PLC编程软件等自动化工具的使用；- 仿真实验：利用自动化软件进行控制系统仿真，分析实验结果。
关于自动化的课程设计
关于自动化的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化技术的应用领域。
2. 使学生了解自动化系统的组成，掌握其工作原理。
3. 帮助学生掌握自动化技术在生活中的实际案例，提高对技术发展的认识。
技能目标：1. 培养学生运用自动化知识解决实际问题的能力。
2. 提高学生团队协作、动手实践的能力，通过小组讨论和实践操作，设计简单的自动化系统。
3. 培养学生收集、整理、分析自动化技术相关信息的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、追求创新的热情。
2. 增强学生对我国自动化技术发展的自豪感，培养他们的爱国情怀。
3. 引导学生认识到自动化技术在提高生活质量、促进社会发展中的重要作用，培养他们积极为社会发展贡献力量的责任感。
课程性质：本课程为理论与实践相结合的课程，注重培养学生的动手实践能力和创新精神。
学生特点：学生具备一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，因材施教，充分调动学生的积极性，引导他们主动参与课堂讨论和实践操作。
同时，注重培养学生的团队协作能力和自主学习能力，提高他们的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为未来的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 自动化基本概念：介绍自动化的定义、发展历程及在现代社会中的应用。
教材章节：第一章 自动化概述内容列举：自动化的定义、发展历程、应用领域。
2. 自动化系统组成及工作原理：分析自动化系统的基本组成部分，包括传感器、执行器、控制器等，并探讨其工作原理。
教材章节：第二章 自动化系统组成及工作原理内容列举：传感器、执行器、控制器、工作原理、典型自动化系统案例。
3. 自动化技术在生活中的应用：介绍自动化技术在工业、农业、家居等领域的具体应用，以实例展示自动化技术的优势。
教材章节：第三章 自动化技术应用内容列举：工业自动化、农业自动化、家居自动化、交通自动化等领域的应用案例。
自动化课程设计
自动化课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解自动化的基本概念，掌握自动化系统的工作原理；2. 使学生掌握自动化控制系统的类型及各自的特点；3. 引导学生了解自动化技术在现实生活中的应用，认识到自动化技术对社会发展的意义。
技能目标：1. 培养学生运用自动化知识分析和解决实际问题的能力；2. 培养学生设计简单的自动化控制系统的能力；3. 提高学生的动手实践能力，通过课程实验，学会使用自动化设备。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，使其在小组合作中学会相互尊重、相互支持；3. 增强学生的社会责任感，使其认识到自动化技术对环境保护和资源节约的重要性。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在通过理论教学与实践操作相结合的方式，使学生掌握自动化技术的基本知识和技能。
学生特点：考虑到学生所在年级，已具备一定的物理、数学和信息技术基础，具备初步的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力，鼓励学生主动探索、创新，培养其解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化定义、自动化系统组成、自动化控制系统分类；2. 自动化控制原理：反馈控制、开环控制、闭环控制；3. 自动化技术应用：工业自动化、农业自动化、家居自动化；4. 自动化控制系统设计：控制系统的建模、控制器设计、系统仿真；5. 自动化设备及其应用：传感器、执行器、控制器、编程语言；6. 课程实验：自动化控制系统的搭建与调试。
教学大纲安排：第一周：自动化基本概念、自动化系统组成；第二周：自动化控制系统分类、反馈控制原理；第三周：开环控制与闭环控制、工业自动化应用；第四周：农业自动化、家居自动化；第五周：控制系统的建模、控制器设计；第六周：系统仿真、自动化设备介绍；第七周：课程实验一：传感器应用；第八周：课程实验二：执行器与控制器编程；第九周：课程实验三：自动化控制系统搭建与调试。
自动化概论课程标准
自动化概论课程标准一、课程定位(一)课程性质本课程属于中等职业院校机电类相关专业的专业方向课，时对学习了机电专业基础课程及专业课程后对于机电专业的理解有更深入的拓展和延伸，通过本课程的学习，让学生较深入地理解:(1)自动化的内涵、外延与自动化技术的核心 ;(2) 自动化技术的信息载体信号的传递—信息技术(3)自动控制技术及自动化系统分类与构建 (4) 自动化设备及控制装置;(5)自动控制的策略—控制规律以及自动化技术的应用。
(二)课程理念本课程的学习旨在使学生在毕业上岗之前对自动化相关专业的知识领域加强了解，熟悉自动化的工作对象，工作手段，工作地点及工作岗位，使学生具有自动化核心思想，熟悉工业自动化技术，掌握自动化专业的应用技能，成长为一位具有中等职业资格的专业人材。
(三)课程设计思路教学中对于自动化专业涉及到的知识点更加关注其在应用实践中的职业岗位，职业活动，与职业能力的需求，从基础层面描述自动化技术及自动化专业。
分层次对自动化的职业活动涉及到的四方面内容： 1) 自动化工具使用及维护； 2)自动控制系统的构建； 3)信号的传递； 4) 自动控制方法的调整和优化做出了详细的解析，为自动化专业及相关专业学习者提供了初步的引导。
在本课学习中将前面所学的电工基础、电子路线、维修电工、 PLC、单片机以及机械等相关专业知识以及数理文化知识通过自动化系统的搭建，控制方法的选取等工作流程的讲解得到了有效地结合和知识的巩固积累。
(四)课程结构和学时分配课程开设时间为二年级第二学期，由于本校机电专业学生在二年级第二学期的 6 月份面临顶岗实习，因此本课程课时周期惟独三个月，十二周时间，周课时 3 节，总课时为 36 学时。
根据校内机电专业实际情况对课程内容及学时分配如下表所示：序号项目名称课时1 自动化及技术核心 62 信息与信号 83 自动控制基本形式与系统构建84 自动化设备及控制装置65 自动控制策略 46 自动化技术应用 4总课时 36二、课程目标(学习目标)通过本课程学习，使学生具备本专业高素质劳动者和高技能应用人才所必需的自动化相关领域的理论基础知识，熟悉构建工业自动化技术应用轮廓，熟悉自动化系统的构建，及各关键技术的应用层面，熟悉相关岗位的职业能力需求，较全面地认识、体味自动化技术，拓展认知领域、思维空间，同时培养学生正确的职业观念，健康的价值观以及爱岗敬业、团结协作的职业精神。
大学自动化学的课程设计
大学自动化学的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动控制理论的基本概念，掌握自动控制系统的数学模型、传递函数及状态空间表示方法。
2. 掌握线性系统的时域分析方法，包括稳定性、瞬态响应和稳态误差的分析。
3. 了解自动控制系统的频域分析方法，理解Nyquist稳定判据和Bode图的应用。
4. 掌握控制器的设计原理和方法，包括PID控制、状态反馈控制和观测器设计。
技能目标：1. 能够运用数学软件（如MATLAB）建立、分析和仿真自动控制系统。
2. 能够运用控制理论对实际自动控制问题进行模型建立、性能分析和控制器设计。
3. 能够运用频域和时域分析方法评价控制系统的性能，并据此优化系统设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生主动探索、严谨求实的科学态度，激发其对自动控制科学的好奇心和热情。
2. 增强学生的团队合作意识，培养在团队中有效沟通、协作解决问题的能力。
3. 通过自动控制技术在工程实际中的应用案例分析，提升学生的专业认同感和社会责任感。
课程性质分析：本课程为大学自动化专业核心课程，理论性与实践性相结合，旨在为学生提供控制系统分析、设计与实施的基本理论和方法。
学生特点分析：学生已具备一定的数学基础和控制理论基础知识，具有一定的逻辑思维和分析问题的能力。
教学要求：通过本课程的学习，使学生不仅能掌握自动控制的基础理论，而且能够将这些理论应用于实际控制系统的分析和设计，达到理论联系实际的教学目的。
教学过程中应注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
二、教学内容1. 自动控制基本概念：控制系统定义、开环与闭环控制系统、控制系统的性能指标。
教材章节：第一章 自动控制概述2. 控制系统的数学模型：微分方程、传递函数、状态空间表示。
教材章节：第二章 控制系统的数学模型3. 线性系统的时域分析：稳定性分析、瞬态响应分析、稳态误差分析。
教材章节：第三章 线性系统的时域分析4. 控制系统的频域分析：频率特性、Nyquist稳定判据、Bode图。
自动化专业课程设计
3.自动化系统与智能制造的融合：探讨自动化系统如何与智能制造技术相结合，包括物联网、大数据分析、云计算等新兴技术在自动化领域的应用；
4.自动化技术的未来发展趋势：分析自动化技术的最新进展，如工业4.0、智能制造2025等，以及这些趋势对自动化专业人才技能要求的影响；
3.现场总线技术及其在自动化系统中的应用：介绍基金会现场总线、Profibus等现场总线技术，并探讨其在实际自动化项目中的应用；
4.机器人控制系统的设计与实现：结合工业机器人应用，讲解运动学模型、路径规划、PID控制等在机器人控制系统中的应用；
5.智能控制系统：探讨模糊逻辑、神经网络、专家系统等智能控制技术在自动化系统中的应用案例；
5.自动化系统设计的伦理与法规：讨论自动化系统设计过程中应遵循的伦理原则和法律法规，确保设计符合社会责任和行业标准；
6.综合项目设计：通过一个综合性的项目设计任务，让学生将所学知识综合运用，从需求分析、系统设计到实施验证，全流程参与自动化系统的设计过程，提升学生的综合设计能力和团队协作能力。
5.自动化控制系统的仿真与实验；
6.自动化控制系统在实际工程中的应用案例分析。
本节课将结合教材内容，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新意识。
2、教学内容
本节课程将进一步深入以下教学内容：
1.控制系统的稳定性分析：利用劳斯-赫尔维茨稳定性判据、奈奎斯特稳定性判据等方法分析系统的稳定性；
6.自动化系统的安全与可靠性设计：分析自动化系统中的安全风险，介绍安全控制系统设计原则和可靠性工程实践。通过这些内容的教学，旨在提高学生对自动化系统整体设计的能力，以及在实际工程问题中解决问题的能力。
自动化学科概论--学生版-东南大学-自动化学院
物理专业
（硕士博士）
控制理论与控制工
理学类 数学专业
程（二级学科）
理科 （理工类）
。。。
自动化专业 （一级学科）
模式识别与智能系 统（二级学科）
检测技术与自动化
仪表（二级学科）
文科
工学类
计算机专业 通信专业
机械专业 电工专业 建筑专业
。。。
导航与制导(二级 学科）
二、自动化专业简介 2、自动化的研究内容
但光有计算机，能改变周围的一切吗？
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点(续)
（II） 研究、应用特点
宽、广，几乎无所不包， 并且，伴随其它技术发展，越来越广。
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点(续)
（III） 学自动化的特点 自动化专业基础面宽，
需要学的知识多，并要求扎实。 因此我们一直说：
二、自动化专业简介 3、自动化的作用与重要性(续)
所以讲：
自动化是当代高科技的集 中体现与应用。
智能机器人是当代高科技的 结晶。
——宋键
二、自动化专业简介 4、自动化专业、学科的特点
（I）学科特点
自动化学科是一门多学科交叉的高技术学科。 自动化学科是当代高技术的集中体现与应用。 —— 目前，离开计算机，自动化一事无成。
(1) 自动化的内涵与外延
日常生活中，较少听到”自动化”这个名词 更多听到的是：
这个设备(器具)是自动的、 自动控制的 或全自动的
二、自动化专业简介 2、自动化的研究内容（续）
日常生活中常见的：
*家庭： 全自动照相机、洗衣机、电饭煲 *银行： 自动取款机ATM
*交通： 自动控制的红绿灯、 火车上的自动烧开水机
自动化专业概论课程设计
自动化专业概论课程设计一、绪论自动化技术是在计算机技术、电气工程、机械工程、控制理论等多个领域相互交叉的基础上形成的一门综合性技术。
随着机器人、工业自动化、智能化控制等领域的迅速发展，各行各业都迫切需要掌握自动化技术来提高生产效率和质量。
因此，本课程设计旨在让学生通过实践操作，了解自动化技术的应用，培养学生运用自动化技术解决实际问题的能力。
二、实验内容本课程设计共包含三个实验项目。
实验一：PLC控制器的基础应用实验目的：学习PLC控制器的基础应用，能够编写简单的PLC程序并实现控制。
实验内容：1.搭建PLC控制系统；2.学习使用PLC编程软件，编写简单程序；3.验证程序的正确性，实现控制。
实验二：单片机编程基础实验目的：掌握单片机编程基础，能够控制简单的外设。
实验内容：1.学习单片机的基础知识，掌握单片机的编程语言；2.搭建单片机实验平台，连接外设；3.编写程序，控制外设工作。
实验三：自动化生产线控制系统设计实验目的：通过实例掌握自动化技术在生产线中的应用，能够设计控制系统。
实验内容：1.设计一个简单的自动化生产线；2.确定各个部分的功能需求；3.选择适合的传感器、执行器等装置；4.编写PLC程序，实现自动化控制。
三、实验流程实验一：PLC控制器的基础应用1.搭建PLC控制系统；2.学习使用PLC编程软件，按照要求编写简单PLC程序；3.将程序下载到PLC；4.实验验证。
实验二：单片机编程基础1.学习单片机的基础知识，确定实验装置；2.学习单片机编程语言，写出程序代码；3.编译程序，下载到单片机；4.调试程序，控制外设工作。
实验三：自动化生产线控制系统设计1.设计自动化生产线，确定部分功能需求，选择传感器与执行器；2.学习PLC编程知识，根据需求编写程序；3.下载程序到PLC；4.模拟自动化生产线的工作流程，测试PLC程序的正确性。
四、实验和工具材料实验一1.PLC控制系统；2.PLC编程软件；3.相关实验元器件。
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自动化学科概论课程设计
课程背景
自动化科学与技术是探索与发展人工智能的综合学科，是现代化工、冶金、石化、电子、航空、航天等行业的核心学科之一。
自动化技术在工业生产、农业生产、交通运输、环境保护和国防建设等领域具有广泛的应用。
本课程旨在使学生能够全面了解自动化学科的基本内容和方法，掌握自动化系
统分析与设计方法、基本控制技术和现代控制理论。
希望能够为学生今后从事自动化科学与技术相关领域的工作和研究提供基础支撑。
课程设计思路
本课程设计采用“理论+实践”相结合的教学模式，强调学生的动手能力和实
践能力。
具体实施方法如下：
理论部分
•讲授自动化学科的基本概念、发展历程和主要内容；
•介绍自动化系统的分析与设计方法、基本控制技术和现代控制理论；
•组织学生撰写自动化方面的文献综述，培养学生的文献检索和分析能力；
•组织学生开展课堂讨论、研究报告和小组演讲等活动，培养学生的分析和创新能力。
实践部分
•安排学生参观工厂、企业和实验室，实地了解自动化技术的应用；
•提供自动化系统仿真软件和控制器实验平台等实验设备，让学生掌握基本控制技术和现代控制理论；
•安排学生开展自动化系统实验和小型控制系统设计等实践活动，培养学生的动手能力和实践能力。
课程内容概述
第一章自动化学科的概述
本章介绍自动化学科的基本概念、发展历程、主要内容和分支学科，梳理自动化学科的基本知识框架和学科发展趋势。
第二章自动化系统分析与设计方法
本章介绍自动化系统分析和设计的基本方法，包括系统建模、系统分析、控制策略设计、控制器设计和性能评价等方面内容。
以掌握自动化系统分析和设计的基本方法；
第三章基本控制技术
本章介绍自动控制系统的基本控制技术，包括比例、积分、微分控制、PID控制、系统分层控制、故障诊断与控制、自适应控制和模糊控制等方面内容。
以掌握自动控制系统的基本控制技术；
第四章现代控制理论
本章介绍现代控制理论的基本概念和最新研究进展，包括状态空间方法、线性与非线性系统控制、优化控制、智能控制、分散控制、网络控制等方面内容。
以了解现代控制理论的基本框架和研究进展；
第五章自动化系统实验
本章介绍自动化系统仿真软件和控制器实验平台等实验设备，以及自动化系统实验和小型控制系统设计等实践活动的具体细节和要求。
总结
本课程旨在全面、系统地介绍自动化学科的基本内容和方法，通过理论和实践相结合的教学模式，培养学生的分析、创新和实践能力，为学生今后从事自动化科学与技术相关领域的工作和研究打下基础。