智能传感器系统教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码： Code: 课程名称：智能传感器系统 Course Title: Intelligent sensor system课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分：3 Credit(s): 3开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：智能传感器系统是机械设计制造及其自动化专业智能制造方向的一门专业选修课程。本课程对智能传感器系统及相应智能化技

2、术进行了全面阐述，重点讲述了三个方面：一是智能传感器系统硬件的实现形式；二是基本智能化功能软件模块的实现技术；三是新型的模糊与无线网络智能传感器系统。通过学习本课程，让学生掌握智能传感器系统的基本原理和应用技术，培养学生在机械工程学科领域中应用智能传感器技术解决较复杂问题的能力。Course description: This course is one of the elective core courses in intelligent manufacturing for students who major in Mechanical Design Manufacture and Aut

3、omation. This course focuses on . This course gives a comprehensive description of intelligent sensor system and corresponding intelligent technology. This course mainly focus on three aspects. The first one is the hardware implementation form of intelligent sensor system. The second one is the real

4、ization technology of the basic intelligent function software module. The last one is the new fuzzy and wireless network intelligent sensor system. By learning this course, let the students master the basic principles, and applications of intelligent sensor system technology, and cultivate the stude

5、nts ability of applying the intelligent sensor technology to solve complex problems in the field of mechanical engineering disciplines.课程内容（一）课程教学目标设置该课程是为了让工科学生了解的智能传感器系统的基础理论和技术，了解智能传感器的概念、组成、工作原理、应用领域及发展趋势；培养学生利用智能传感技术解决工程实际中信息采集与处理问题的能力。通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1. 通过本课程的学习，使学生了解智能传感器系统的基本知识。（毕业要求1.1、1

6、.4）。2. 掌握实现智能传感器系统的基本原理，培养学生应用智能传感器系统解决机械制造领域较复杂问题的能力。（毕业要求1.1、2.1）。（二）基本教学内容第一章、概述教学目的：通过本章的学习，要求学生了解智能传感器的历史背景、功能与特点、实现途径等。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 智能传感器的历史背景。2. 智能传感器的功能与特点。3. 智能传感器的实现途径。4. 智能传感器的几种形式。学时分配：课堂教学3学时第二章、智能传感器系统中的经典传感技术基础教学目的： 通过本章的学习，掌握传感器系统的基本特性与技术指标、变换器工作原理，了解集成化压力传感器与加速度传感器以及提高传感器性能的技术途

7、径。教学重点：传感器系统的基本特性与技术指标、变换器工作原理以及提高传感器性能的技术途径。教学难点：传感器系统的基本特性与技术指标、变换器工作原理。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 传感器系统的基本特性与技术指标。2. 几种变换器工作原理。3. 集成化压力传感器与加速度传感器。4. 提高传感器性能的技术途径。学时分配：课堂教学5学时第三章、智能传感器系统的组建与集成调理电路芯片介绍教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解与掌握智能传感器系统的基本组成形式、基于虚拟仪器平台实现数据采集与显示功能、几种典型传感器的单片集成调理电路等。教学重点：智能传感器系统的基本组成形式和基于虚拟仪器平台实现数

8、据采集与显示功能。教学难点：几种典型传感器的单片集成调理电路。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 智能传感器系统的基本组成形式。2. 基于虚拟仪器平台实现数据采集与显示功能。3. 电阻电桥式传感器的单片集成调理电路。4. 适配压阻式传感器的单片集成调理电路。5. 适配变压器式传感器的单片集成调理电路。6. 适配电容式传感器的集成调理电路。7. 数据采集系统和温度传感器系统学时分配：课堂教学10学时。第四章、基本智能化功能与其软件实现教学目的： 通过本章的学习，要求学生理解与掌握如何实现智能传感器功能，如改善线性度及智能化非线性刻度转换功能；改善静态性能提高系统精度及智能化自校零、自校准功能；改

9、善稳定性抑制交叉敏感及智能化多传感器数据融合功能；改善动态性能扩展频带及智能化频率自补偿功能；提高信噪比与分辨力及智能化信号提取与消噪功能；增强自我管理与自适应能力及智能化控制功能。教学重点：如何改善动态性能扩展频带及智能化频率自补偿功能和提高信噪比与分辨力及智能化信号提取与消噪功能。教学难点：如何改善动态性能扩展频带及智能化频率自补偿功能和提高信噪比与分辨力及智能化信号提取与消噪功能。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 改善线性度及智能化非线性刻度转换功能。2. 改善静态性能提高系统精度及智能化自校零、自校准功能。3. 改善稳定性抑制交叉敏感及智能化多传感器数据融合功能。4. 改善动态性能扩

10、展频带及智能化频率自补偿功能。5. 提高信噪比与分辨力及智能化信号提取与消噪功能。6. 增强自我管理与自适应能力及智能化控制功能。学时分配：课堂教学8学时。第五章、多元回归分析法及其在智能传感器系统中的应用教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解与掌握多元回归分析法与定常系数多元回归方程、回归分析法与可变系数回归方程及其在智能传感系统中的应用。教学重点：多元回归分析法与定常系数多元回归方程。教学难点：多元回归分析法及其在智能传感器系统中的应用。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 多元回归分析法与定常系数多元回归方程。2. 回归分析法与可变系数回归方程。3. 多元回归分析法及其在智能传感器系统中

11、的应用举例。学时分配：课堂教学4学时。第六章、神经网络技术与其在智能传感器系统中的应用教学目的： 通过本章的学习，要求学生了解和掌握神经网络基础知识及其在智能传感器系统中的应用。教学重点：神经网络及其结构。教学难点：神经网络在智能传感器系统中的应用。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 神经网络基础知识。2. 神经网络在智能传感器系统中的应用示例。学时分配：课堂教学2学时。第七章、支持向量机技术在智能传感器系统中的应用教学目的：通过本章学习，要求学生了解和掌握统计学习理论与支持向量机的基础知识、支持向量机的训练、检验与测量和基于SVM方法的三传感器数据融合原理。教学重点：支持向量机的训练、检验与

12、测量和基于SVM方法的三传感器数据融合原理。教学难点：支持向量机的训练、检验与测量。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 统计学习理论与支持向量机的基础知识。2. 支持向量机的训练、检验与测量。3. 基于SVM方法的三传感器数据融合原理。学时分配：课堂教学3学时.第八章、粒子群优化算法与其在智能传感器系统中的应用教学目的：通过本章学习，要求学生了解和掌握粒子群优化算法与其在智能传感器系统中的应用。教学重点：粒子群优化算法的基础知识和粒子群优化算法的发展与改进简介。教学难点：粒子群优化算法的基础知识。相应毕业要求：1.1、1.4教学内容：1. 粒子群优化算法的基础知识。2. 粒子群优化算法的发展与

13、改进简介。3. 粒子群优化算法在智能传感器系统中的应用示例。学时分配：课堂教学3学时第九章、主成分分析及其在智能传感器系统中的应用教学目的：通过本章学习，要求学生了解和掌握主成分分析及其在智能传感器系统中的应用。教学重点：主成分分析法和PCA算法在消除传感器漂移中的应用。教学难点：主成分分析法和PCA算法在消除传感器漂移中的应用。相应毕业要求：1.1、2.1教学内容：1. 主成分分析法。2. PCA算法在消除传感器漂移中的应用。学时分配：课堂教学2学时第十章、小波分析及其在智能传感器系统中的应用教学目的：通过本章学习，要求学生了解和掌握小波分析及其在智能传感器系统中的应用。教学重点：小波分析及

14、其在智能传感器系统中的应用。教学难点：小波分析。相应毕业要求：1.1、2.1教学内容：1. 小波分析基础。2. Matlab工具箱中小波分析函数。3. 小波分析在智能传感器系统中的应用示例。学时分配：课堂教学2学时第十一章、线性相位滤波器与自适应滤波器教学目的：通过本章学习，要求学生了解线性相位滤波器和自适应滤波器的基本原理与实现。教学重点：线性相位滤波器和自适应滤波器的基本原理。教学难点：线性相位滤波器和自适应滤波器的基本原理。相应毕业要求：1.1、2.1教学内容：1. 线性相位滤波器及其示例。2. 自适应滤波器及其示例。学时分配：课堂教学2学时第十二章、模糊智能传感器系统教学目的：通过本章

15、学习，要求学生了解模糊智能传感器系统。教学重点：模糊智能传感器系统。教学难点：模糊智能传感器系统。相应毕业要求：1.1、2.1教学内容：1. 模糊集合理论概述。2. 模糊传感器系统。3. 模糊智能传感器系统示例。学时分配：课堂教学2学时。第十三章、无线传感器网络教学目的：通过本章学习，要求学生了解无线传感器网络。教学重点：无线传感器网络。教学难点：无线传感器网络。相应毕业要求：1.1、2.1教学内容：1. 无线传感器网络概述。2. 无线传感器网络与Internet的互联。3. 无线传感器网络示例。学时分配：课堂教学2学时。考核方式本课程考核采用闭卷考试的形式期评成绩占比：1.平时成绩（考勤15%、课堂讨论5%、作业30%）占50%1. 期