《自动控制系统概论》教学大纲

1、自动控制系统概论课程教学大纲课程名称：自动控制系统概论英文名称：Introduction to Automatic Control System课程编号：081050203课程性质：选修学分/学时：1.5/24。理论24学时适用专业：采矿工程任课学院、系部：电气工程学院 电气工程系 通过对本课程教学进行整体设计，将学习目标和学习要求传递给学生，用大纲来指导和帮助学生进行有目的的学习，培养和促进学生进行主动学习、自主学习。本大纲将落实“以学生中心、成果导向、持续改进”的理念，让学生在学习上“忙起来”，在学习效果上“实起来”。一、课程简介课程定位：自动控制系统概论是采矿工程专业主干课程之一，主要研

2、究煤矿机械设备的电气自动控制，使采矿专业的学生掌握当前矿井的自动控制系统的基本组成及方式，控制器的工作原理等。该课程为智能开采奠定一定的技术支撑与理论基础。课程内容：矿用电动机基本控制线路的设计，PLC的工作原理、PLC控制系统的基本组成、采煤机控制系统组成、采煤机的智能化开采工作方式及基本工作原理、液压支架的PLC控制系统的组成及基本原理、矿井提升设备的电气控制系统组成及调速的基本原理、矿用电机车的电气控制系统组成及基本工作原理。学习成效：本课程按任务引领、项目驱动的方式，使学生建立煤矿机械设备自动控制系统方面的基本理论知识，通过以学生为主体的教、学、做一体的教学方法实施教学内容，在培养学生

3、掌握相关专业知识、具备与实际工作密切相关的工程能力同学，注意培养学生的职业素养。先修课程：电工电子技术、传感器与检测技术、矿山机械等二、学习目标与毕业要求“学习目标”指的是学生的学习要达到的目标，教师要指导、协助、示范和推动学生积极主动的学，从“记住、理解”的低阶学习迈向“应用、分析、评价、创造”的高阶学习，以实现预期的学习目标。根据工程教育认证标准（2017年11月修改），自动控制系统概论课程学习目标对采矿工程专业毕业要求的支撑见表1。表1课程学习目标与毕业要求关系毕业要求指标点分解学习目标支撑强度2.问题分析：能够运用专业技能识别、表达、并通过文献研究分析采矿工程与智能开采技术中的实际问题

4、，以获得有效结论。2.3 能够应用工程科学的基本原理，识别、表达、分析复杂采矿工程与智能开采问题，以获得有效结论学习目标1：了解自动控制系统的一般概念与基本组成，理解煤矿常用控制设备的基本工作原理；学习目标2：熟悉电气控制的基本知识、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系统的组成；了解采煤机控制系统的基本构成，理解采煤机定位方法、记忆割煤、自适应滚筒调高、透明工作面、规划开采等概念和方案H3.设计/：开发解决方案：能够针对采矿工程领域的生产与管理问题提出解决方案，设计满足特定需求的系统或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。3.1 能够利用机

5、械、电工核心技术原理，设计采矿工程特定生产单元结构和操作原理学习目标3：掌握常用矿井提升机的组成、工作原理和控制过程；掌握矿用电机车常用电控系统的组成、原理以及检修方法，掌握液压支架的工作原理，控制系统组成及其控制原理。了解液压支架控制的改进方案。M注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。三、学习目标与学习环节自动控制系统概论课程采用煤矿机电设备电气自动控制教材，结合专业的特点，按照任务引领、项目驱动的方式，因材施教。采用课堂讲授为主、讨论和答辩为辅的方式，以测验和作业为辅；将充分利用网络资源，调动学生积极性，提高教学效率。本课程学习目标、知识单元与培养环节见表

6、2。表2 学习目标、知识单元与培养环节学习目标知识单元培养环节授课讨论课程设计学习目标1：了解自动控制系统的一般概念与基本组成，理解煤矿常用控制设备的基本工作原理；控制系统的基本概念与发展常见矿用低压电器的基本工作原理 矿用电动机的基本控制系统组成及工作原理学习目标2：熟悉电气控制的基本知识、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系统的组成；了解采煤机控制系统的基本构成，理解采煤机定位方法、记忆割煤、自适应滚筒调高、透明工作面、规划开采等概念和方案采煤机的基本结构采煤机控制系统组成采煤机智能化1-采煤机位姿感知采煤机智能化2-采煤机的记忆截割、自适应调高采煤机智能化3-透明工作面与开采规划学习目

7、标3：掌握常用矿井提升机的组成、工作原理和控制过程；掌握矿用电机车常用电控系统的组成、原理以及检修方法，掌握液压支架的工作原理，控制系统组成及其控制原理。了解液压支架控制的改进方案。提升绞车的继电器控制TKDA单绳提升控制系统的组成及工作原理PLC控制的矿井提升机电气系统组成及原理，液压支架的组成及工作原理，液压支架的自动控制原理及实现，液压支架的自动控制原理及实现布置一次课堂讨论通过查阅相关资料，了解前矿井的自动控制系统的基本组成及方式，控制器的工作原理等，完成控制系统分析的PPT答辩和质疑。四、课程知识单元、知识点及学时分配自动控制系统概论将以基本概念、基本原理为重点，侧重于系统组成和工作

8、过程、特性分析的理解和掌握。根据工程教育认证标准（2017年11月修改）的要求，自动控制系统概论知识单元、知识点与学时分配见表3。表3 知识单元、知识点与学时分配知识单元知识点学时分配学习目标序号描 述序号描 述线下线上1第一章绪 论1控制系统的基本概念与发展622常见矿用低压电器的基本工作原理 3矿用电动机的基本控制系统组成及工作原理2第二章 PLC的结构、类型及基本工作原理1电气控制基本知识212PLC基本结构、工作原理3PLC控制系统设计3第三章采煤机电气控制系统结构及功能1采煤机的基本结构4122采煤机控制系统组成3采煤机智能化1-采煤机位姿感知4采煤机智能化2-采煤机的记忆截割、自适

9、应调高5采煤机智能化3-透明工作面与开采规划4液压支架的自动控制1液压支架的组成及工作原理液压支架的自动控制原理及实现432液压支架的自动控制原理及实现5第五章矿井提升机的电气控制1提升绞车的继电器控制432TKDA单绳提升控制系统的组成及工作原理3PLC控制的矿井提升机电气系统组成及原理6第六章 矿用电机车电气控制系统1有触点电控系统的结构组成和工作原理422无触点电控系统的结构组成和工作原理3电机车电控系统维护与检修方法13合计2410五、考核方案及考核权重基于自动控制系统概论学习目标与毕业要求指标点的关联性，制定本课程质量评价方法。课程考试考核总成绩由平时学习表现、过程考核成绩和结课考试

10、成绩三部分组成，这种考核方式可大大促进学生对日常教学环节中知识积累、掌握和应用的重视程度，促进学习产出。考试考核方案及权重见表4。表4 考核方案及考核权重学习目标知识单元支撑章节考核环节权重合计结课报告过程考核SPOC及平时考核权重课程讨论课后作业课堂测试讨论区SPOC学习学习目标1：了解自动控制系统的一般概念与基本组成，理解煤矿常用控制设备的基本工作原理；常见矿用低压电器的基本工作原理 矿用电动机的基本控制系统组成及工作原理10%5%5%20%学习目标2：熟悉电气控制的基本知识、理解PLC的工作原理、掌握PLC控制系统的组成；了解采煤机控制系统的基本构成，理解采煤机定位方法、记忆割煤、自适应滚筒调高、透明工作面、规划开采等概念和方案采煤机的基本结构采煤机控制系统组成采煤机智能化1-采煤机位姿感知采煤机智能化2-采煤机的记忆截割、自适应调高采煤机智能化3-透明工作面与开采规划40%10%5%学习目标3：掌握常用矿井提升机的组成、工作原理和控制过程；掌握矿用电机车常用电控系统的组成、原理以及检修方法，掌握液压支架的工作原理，控制系统组成及其控制原理。了解液压支架控制的改进方案。提升绞车的