《自动化综合实践》教学大纲（本科）

《自动化综合实践》教学大纲注：课程性质是指必修/限选/任选。课程英文名PracticeinProject课程代码01P0027学分2总学时2周课程类别集中实践环节先修课程各学科基础课、专业基础课、专业课课程性质限选适用专业理工科专业(非计算机专业)开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年11月一、课程地位与目标(-)课程地位《自动化综合实践》“智能车设计基础”是一门面向理工科专业学生的课程，以理论学习与实际动手操作相结合的方法，培养学生从理论到实践的能力，特别注重动手实践。本课程依据智能赛车开发流程设定，培养学生认识电子元器件及掌握通用仪器使用方法，掌握嵌入式编程语言程序设计方法，测试基本模拟、数字电路；掌握电路设计原理，应用计算机辅助设计电子线路，PCB设计，制作出电路板，进行电路安装焊接调试，做出基于智能车实用的电路板并在智能车底架上进行实践；掌握运动控制算法设计，并结合图像处理技术对智能车运动进行控制。该课程为今后课程学习和毕业设计以及毕业后从事科研、产品开发、自动化测试等领域复杂工程问题的工作奠定基础。通过自动化综合实践项目，可拓展学生的专业视野，培养实施项目的综合能力。通过针对真实工程项目背景的复杂工程问题，设计和开发出满足预定技术指标和性能要求的智能车控制方案。同时，能够正确理解个人与团队的关系，培养踏实的工作作风和协作的团队精神；能够不断适应变化和发展，初步具备自主学习和终身学习的意识。(二)课程目标L能够提出智能车系统的设计方案，理解设计方案中的主要功能和各个模块的作用，掌握设计方案中，传感器选型、检测电路和驱动电路的选择，如经济性、印刷线路板可接受的尺寸指标；理解完成设计方案的原理以及合理性。2.针对智能车的运行要求，能够完成运动模型的求解和运动控制参整定，掌握组成智能车系统的驱动、传动、传感、控制等组件的工作原理，使学生具备对智能车传感信息采集子系统和运动控制子系统的设计和调试能力；掌握使学生具有基本的嵌入式程序设计能力,具有描述控制科学与工程领域复杂工程问题的自然科学的基础知识；熟练掌握印制电路板(PCB)的设计方法，掌握AltiumDesigner的操作方法；掌握基于单片机硬件系统的图像处理软件编程方法，具备运用单片机系统对图像数据进行分析与处理的能力，具有科学的钻研精神。3,能够撰写实践项目设计报告；能够清晰表述技术内容，并能正确答辩或解答指导教师

提出的问题。4.通过在团队形式进行学习，使学生正确理解个人与团队的关系，熟悉成员与负责人角色与作用，培养团队和责任担当精神；通过方案讨论和网络信息查询，使学生经历不断适应变化和发展，初步具有自主学习和终身学习的意识。二、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求2-4毕业要求3-1毕业要求3-3毕业要求3-4毕业要求9-2毕业要求12-2课程目标1MHHM课程目标2M课程目标3M11课程目标4HM注：1.支撑强度分别填写H、M或L（其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）;2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。三、设计选题及任务要求注：*的选型，学生可任选其中一个题目进行设计。

序号实践内容任务与要求1驱动电路设计1.设计智能车驱动和电源管理相关电路2.采用AltiumDesigner软件,绘制所设计线路的原理图3.绘制所设计线路的印刷板图2传动系统和舵机控制设计L设计和安装转动系统2.采用IAR软件，基于定时器和硬件PWM产生控制时序3.实现舵机的转角的控制3摄像头传感器检测系统设计*L摄像头选型和接口电路设计2.摄像头数据采集和图像预处理3.图像分析，赛道检测和赛道元素判断4电磁传感检测系统设计*1.电磁检测电路设计和PCB绘制2.电磁信号采集和分析3.基于电磁信号的赛道检测和赛道元素判断5电机控制系统设计1.多路PWM时序控制和编码器信号采集2.PID控制器设计与实现3.基于PID的电机速度控制6智能车竞速综合设计1.依据给定赛道实现智能车的完整运行2.实现道路壁障和终点停车3.综合传感检测、电机控速和当前所处赛道元素实现智能车的最优速度运行四、课程设计的主要进程与时间安排注：进程安排的最少时间为0.5天。序号主要进程教学内容时间分配1设计任务下发设计任务讲解1天2方案设计资料查找、方案设计和报告撰写3天3智能车制作与调试掌握智能车的电机驱动设计、传动功能调试、传感检测和控制功能，结合相互制约条件，给出最优解决方案。5天4验收实际运行效果验收、总结报告、现场答辩1天五、课程考核与成绩评定（-）考核方式与评价考核类别考查考核形式设计报告、作品验收成绩评定平时成绩：20%。主要考核出勤情况和作品完成过程的学习能力，以及作品实践项目验收时的答辩情况。作品成绩：50%o主要考核最后上交作品的完成程度和电气原理图、印刷板图的质量，结合智能车不同的寻线方式（电磁/光电），依据车子跑完全程的时间评估成绩高低。。设计报告成绩：30%o主要考核设计报告的质量、方案设计的合理性和完整性，以及论文、证书、专利等体现创新意识的成果。成绩登记方式五级制（二）课程目标考核环节和达成标准课程目标教学环节考核环节合格标准作品成绩B课程目标讲授设计报告C0.61讨论目标达成度=葭9十袅£8B。8Co平时成绩A课程目标2讲授作品成绩B讨论设计报告C0.6实践rn*一4十42A5B3C目标达成度=—X—+—X—+—10Ao10Bo10Co课程目标3讲授讨论作品成绩B0.6设计报告C目标达成度=3X+[X8B。8Co课程目标4讲授讨论平时成绩A0.6作品成绩B设计报告C口1-44由2A5B3C目标达成度=—xF—xF—x—10Ao10Bo10Co六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：王盼宝，樊越骁等编著，《智能车制作——从元器件、机电系