自动化学科概论课程设计

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。

1.课程设计目的随着科学技术的发展，现代过程工业规模加大，复杂程度变高，对产品的质量要求更加严格，以及相应的系统安全问题，管理与控制一体化问题等，越来越突出，因此想要满足这些要求，解决这些问题，是不能仅仅只依靠简单的控制系统的，故引入更为复杂、更为先进的控制系统是十分必要的。

由于采用复杂控制系统的装置或对象都是工厂中的重要装置或关键岗位，因此需要予以特别的重视。

串级控制系统是所有复杂控制系统中应用最多的一种，当要求被控变量的误差范围很小，简单控制系统不能满足要求时，可考虑采用串级控制系统。

组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用；能实现实时现场监控，能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表；它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

应用组态技术，是现代工业控制的必然趋势。

本课题的意义在于对组态王软件的学习和应用组态王软件进行开发设计，尤其是对串级控制系统的开发设计。

学会应用组态王软件开发串级压力监控系统：设计监控界面，设定参数变量，进行动画连接，实现历史曲线、实时曲线的显示与监控等。

2.课程设计题目描述和要求2.1课程设计主要内容：（1）理解DCS控制系统与组态软件（2）理解组态软件的功能及其结构（3）收集国内外常用工业组态软件的资料（4）着重学习并应用“组态王”工业组态软件（5）设计反应车间的计算机监控系统（6）撰写课程设计报告2.2设计需要实现功能（1）总貌流程图实时动态显示（2）实时数据报表显示、打印（3）历史数据报表存储与查询（4）实时趋势曲线显示（5）事件报警窗口显示（6）系统用户登录与权限配置3.课程设计报告内容3.1 组态王的介绍3.1.1 组态王软件的结构“组态王”采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务，软件运行稳定可靠，是全中文界面的组态软件。

对自动化有用的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解自动化的基本概念，掌握其在现实生活中的应用。

2. 学习并掌握基础自动化元件的功能及工作原理。

3. 了解自动化系统的设计流程及其在工业生产中的重要性。

技能目标：1. 能够运用所学知识，分析并解决简单的自动化问题。

2. 培养学生的动手实践能力，通过小组合作完成一个简单的自动化项目设计。

3. 提高学生的逻辑思维和创新能力，使其能够进行基本的自动化系统设计。

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. 增强学生的团队合作意识，培养其在团队中的沟通协调能力。

3. 使学生认识到自动化技术在我国经济发展中的重要作用，增强其社会责任感和使命感。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程设计针对高年级学生，已具备一定的学科基础。

课程性质为理论与实践相结合，注重培养学生的实际操作能力。

在教学过程中，应充分调动学生的主观能动性，引导其主动探索和解决问题。

将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学设计和评估中更好地实现教学目标。

二、教学内容1. 自动化基本概念：自动化技术定义、分类及发展历程。

- 教材章节：第一章 自动化技术概述2. 自动化元件：传感器、执行器、控制器等元件的功能及工作原理。

- 教材章节：第二章 自动化元件3. 自动化控制系统：开环控制系统、闭环控制系统的原理及其应用。

- 教材章节：第三章 自动化控制系统4. 自动化设计流程：需求分析、方案设计、硬件选型、软件编程、系统调试。

- 教材章节：第四章 自动化系统设计5. 自动化应用案例：介绍自动化技术在工业生产、智能家居等领域的应用实例。

- 教材章节：第五章 自动化技术的应用6. 实践项目：分组进行一个简单的自动化项目设计，包括方案制定、元件选型、编程调试等。

- 教材章节：第六章 自动化项目实践教学内容安排和进度：第一周：自动化基本概念、发展历程第二周：自动化元件的功能及工作原理第三周：自动化控制系统的原理及其应用第四周：自动化设计流程及实践项目启动第五周：自动化应用案例分析与讨论第六周：实践项目实施与调试第七周：项目展示与评价三、教学方法针对本课程内容的特点和课程目标，采用以下教学方法：1. 讲授法：在课程导入和基本概念、理论知识的讲解中，运用讲授法向学生系统地传授自动化基本概念、元件功能及工作原理等。