所 屬 學(xué) 校 清華大學(xué) 課 程 名 稱 控制工程基礎(chǔ) 課程層次（本/專） 本科 所屬一級(jí)學(xué)科名稱 工學(xué) 所屬二級(jí)學(xué)科名稱 機(jī)械類 課 程 負(fù) 責(zé) 人 董景新 聯(lián) 系 電 話 申 報(bào) 日 期 2004 年7 月 1日 北京市教育委員會(huì)制 填表說(shuō)明 1.本表用鋼筆填寫(xiě)，也可直接打印，不要以剪貼代填。字跡要求清楚、工整。 2.封面編號(hào)由北京市教育委員會(huì)高等教育處統(tǒng)一編寫(xiě)。 3.課程負(fù)責(zé)人指主持本門課程建設(shè)的主講教師。 4.授課對(duì)象是指本科或高職高專。 5.開(kāi)課年限是指開(kāi)設(shè)本門課程的年限。 6.課程類型是指基礎(chǔ)課、專業(yè)（技術(shù)）基礎(chǔ)課或其它。 7.課程簡(jiǎn)介的內(nèi)容包括：1）課程指導(dǎo)思想及定位；2）教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)性、前沿性和時(shí)代性、教學(xué)與科研結(jié)合的成效等；3）教學(xué)方式；4）教師隊(duì)伍；5）教學(xué)條件；6）課程特色等。 課程負(fù)責(zé)人情況 姓 名 董景新 性別 男 出生年月 最后學(xué)歷 研究生 職稱 教授 開(kāi)課年限 22年 學(xué) 位 碩士 職務(wù) 授課對(duì)象 本科 課程類型 專業(yè)基礎(chǔ)課 課程網(wǎng)址 主要教學(xué)工作簡(jiǎn)歷 主講清華大學(xué)機(jī)械學(xué)院本科專業(yè)基礎(chǔ)平臺(tái)課“控制工程基礎(chǔ)”22年，擔(dān)任清華大學(xué)建設(shè)的該精品課程負(fù)責(zé)人。 主講清華大學(xué)精儀系研究生課程“最優(yōu)及自適應(yīng)控制”6年。 主編普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材及北京市高等教育精品教材《控制工程基礎(chǔ)》，該教材被多所高校選用。 累計(jì)指導(dǎo)研究生15名。 曾獲北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。 兼任中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)教育培訓(xùn)工作委員會(huì)委員、全國(guó)機(jī)械電子工程師進(jìn)修大學(xué)教學(xué)委員會(huì)委員和全國(guó)機(jī)械電子工程師進(jìn)修大學(xué)“控制工程基礎(chǔ)”課程責(zé)任教師。近五年主要教育教學(xué)研究領(lǐng)域及成果 負(fù)責(zé)平臺(tái)課建設(shè)，“控制工程基礎(chǔ)平臺(tái)系列課教學(xué)改革和實(shí)踐”獲2000年清華大學(xué)教學(xué)工作優(yōu)秀成果二等獎(jiǎng)。 主編精品教材，2003年8月，清華大學(xué)出版社出版普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材及北京市高等教育精品教材《控制工程基礎(chǔ)》（第二版）。 主持制作課程多媒體課件，1999年12月，清華大學(xué)出版社出版《控制工程基礎(chǔ)》多媒體教材（講課版）光盤，獲2000年清華大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)軟件成果二等獎(jiǎng)。 主編習(xí)題解，2003年10月，清華大學(xué)出版社出版《控制工程基礎(chǔ)》基礎(chǔ)部分習(xí)題解光盤。 負(fù)責(zé)課程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，2003年，完成清華大學(xué)985測(cè)控教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地“機(jī)電控制工程基礎(chǔ)”子課題。 開(kāi)發(fā)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，負(fù)責(zé)完成步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)X-Y工作臺(tái)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，獲1999年清華大學(xué)第六屆實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果二等獎(jiǎng)。 作為主要人員，“測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的教學(xué)改革與實(shí)踐”項(xiàng)目獲北京市2001年教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。 近 五 年 科研成果 1．負(fù)責(zé)“十五”重點(diǎn)預(yù)研項(xiàng)目“微機(jī)械加速度計(jì)研究”，專家評(píng)為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。 2．負(fù)責(zé)863-801項(xiàng)目“單晶片三軸微機(jī)械加速度計(jì)”，通過(guò)各年度驗(yàn)收。3．“快速定位定向車”項(xiàng)目獲1999年北京科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。4．GJB2785-96《××××慣性定位定向系統(tǒng)通用規(guī)范》獲1999年全軍科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。5．“定齒偏置的梳齒式體硅加工微機(jī)械結(jié)構(gòu)” 2001年9月獲準(zhǔn)發(fā)明專利（ZL011 ）。6．“梳齒式體硅加工微機(jī)械加速度計(jì)” 2002年1月獲準(zhǔn)發(fā)明專利（ZL021 ）。7．主編專著“微機(jī)械加速度計(jì)”，2003年3月由清華大學(xué)出版社出版。8．發(fā)表學(xué)術(shù)論文近20篇，其中SCI收錄1篇，EI收錄4篇。課程主要成員情況 姓 名 性別 年齡 最后學(xué)歷 和學(xué)位 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 承 擔(dān) 工 作 簽 名 熊沈蜀 女 34 博士 副教授 理論教學(xué) 郭美鳳 女 34 博士 講師 理論教學(xué) 趙文龍 男 26 碩士 助教 實(shí)踐教學(xué) 彭曉軍 男 28 博士 助教 輔助教學(xué) 胡志琳 男 26 博士生 助教 輔助教學(xué) 課程簡(jiǎn)介（限2000字以內(nèi)） 控制工程基礎(chǔ)課程是清華大學(xué)機(jī)械學(xué)院的平臺(tái)課程，通過(guò)評(píng)審列為清華大學(xué)建設(shè)的精品課程。 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，該課程內(nèi)容不僅為就業(yè)以后的科研創(chuàng)新打下基礎(chǔ)，在機(jī)械類儀器類專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)、SRT活動(dòng)中也占有較大的比重，并成為研究生入學(xué)考試中考生人數(shù)最多的專業(yè)基礎(chǔ)課之一。這些的背后反映了該課程在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造、以及新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中起到重要的作用。 該課程突出機(jī)電控制的特點(diǎn),內(nèi)容包括了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型、時(shí)域和頻域分析方法、判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性、誤差分析、控制系統(tǒng)的綜合與校正、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)基本概念、MATLAB軟件工具在控制系統(tǒng)分析和綜合中的應(yīng)用等。該課程使學(xué)生掌握機(jī)電閉環(huán)控制系統(tǒng)的基本原理及必要的實(shí)用知識(shí)。 本課程每年度承擔(dān)的教學(xué)任務(wù)為300人左右，48學(xué)時(shí)。 新教學(xué)模式注重理論與實(shí)踐、理論講授與實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)合，著眼于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。教學(xué)過(guò)程中強(qiáng)化課程六要素即講授，討論，作業(yè)，實(shí)驗(yàn)，考核，教材。體現(xiàn)教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)方式。 課堂講授突出授課內(nèi)容的基本思路，著重課程基本概念的建立和解決機(jī)電控制問(wèn)題的基本方法的闡明。除經(jīng)典內(nèi)容外，及時(shí)把教改和教學(xué)研究成果及學(xué)科最新發(fā)展引入教學(xué)，一方面引入MATLAB先進(jìn)控制軟件工具使學(xué)生加深對(duì)經(jīng)典控制理論的理解，另一方面突出機(jī)械對(duì)象的系統(tǒng)控制，使學(xué)生深化對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)的基本原理及必要的實(shí)用知識(shí)的理解和掌握。對(duì)于綜合練習(xí)，從典型的習(xí)題和實(shí)驗(yàn)入手，作一定討論，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)、產(chǎn)生知識(shí)的能力。除自編的教材外，另推薦中外相近的8本中文教材、5本英文教材供學(xué)生選讀，以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、以及擴(kuò)展獲取知識(shí)的能力。 為了適應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的需要，提高教學(xué)效率，課堂上采用多媒體課件，除了基本電子課件，上課時(shí)根據(jù)技術(shù)發(fā)展補(bǔ)充新課件內(nèi)容，及時(shí)更新講課內(nèi)容，多媒體課件的補(bǔ)充課件以PPT幻燈片形式制作。同時(shí)將教材外的補(bǔ)充內(nèi)容放在網(wǎng)上，便于學(xué)生查看。 課組教師經(jīng)?；ハ嗦?tīng)課，取長(zhǎng)補(bǔ)短，促進(jìn)講課水平的提高。 我們注意及時(shí)更新教材，2003年出版的新教材經(jīng)評(píng)審列選為普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材及北京市高等教育精品教材。該教材廣泛參考了最新國(guó)內(nèi)外同類教材和其它有關(guān)文獻(xiàn), 力圖形成以下特點(diǎn): (1) 突出機(jī)械運(yùn)動(dòng)作為主要控制對(duì)象，并對(duì)其數(shù)學(xué)模型和分析綜合重點(diǎn)研究; (2) 對(duì)課程內(nèi)容的表達(dá), 著重基本概念的建立和解決機(jī)電控制問(wèn)題的基本方法的闡明, 簡(jiǎn)化或略去與機(jī)電工程距離較遠(yuǎn)較艱深的嚴(yán)格數(shù)學(xué)推導(dǎo)內(nèi)容; (3) 引入和編寫(xiě)較多的例題習(xí)題, 便于自學(xué); (4) 反映機(jī)電一體化新技術(shù)和新分析方法。 同時(shí)配套分別編制了講課版和習(xí)題版的電子教材，以形成立體化精品教材配套。 為了促進(jìn)創(chuàng)新性研究型教學(xué)體系的建立，我們?cè)诰氛n建設(shè)過(guò)程中，花了較多的時(shí)間配合教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)手段的更新。一方面，利用先進(jìn)的MATLAB控制軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)數(shù)字仿真代替原模擬機(jī)仿真，達(dá)到熟悉仿真工具、增加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的目的。另一方面，改善電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)和位置閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)條件，更新了實(shí)驗(yàn)裝置，同時(shí)開(kāi)發(fā)了新實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)一、二是“控制系統(tǒng)的時(shí)域分析和頻域分析”（3學(xué)時(shí)），利用學(xué)校CAD機(jī)房，選用當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)的MATLAB控制系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行仿真分析。 實(shí)驗(yàn)三“雙環(huán)調(diào)速系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）、以及實(shí)驗(yàn)四“電壓－機(jī)械工作臺(tái)位移伺服系統(tǒng)”實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)）兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是貫穿整個(gè)課程內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)，除利用前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的軟件工具自行設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)綜合校正的仿真外，更重要的是自行設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)物系統(tǒng)的綜合校正實(shí)驗(yàn)。最后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置是我們自行開(kāi)發(fā)建設(shè)的，是機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。 另外，我們還開(kāi)發(fā)了倒立擺教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置用于演示實(shí)驗(yàn)，同時(shí)供后續(xù)課程和科技活動(dòng)進(jìn)一步研究的同學(xué)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。 除基本教學(xué)外，我們利用實(shí)驗(yàn)室條件，在學(xué)生自愿報(bào)名的基礎(chǔ)上，選擇少數(shù)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生進(jìn)行深入一步的教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，平均每人多用20學(xué)時(shí)左右，相當(dāng)于額外加一門選修實(shí)驗(yàn)課，加強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。 教學(xué)實(shí)驗(yàn)室曾接納SRT活動(dòng)的本科生6名，鍛煉了學(xué)生科技實(shí)踐能力。 作業(yè)是該課程十分重要的環(huán)節(jié)，我們采取對(duì)于學(xué)生作業(yè)完全批改的方式。針對(duì)其中改作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)的較普遍存在的問(wèn)題，利用課堂時(shí)間，進(jìn)行一定的講解討論。 課程總成績(jī)由討論、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)研究和項(xiàng)目訓(xùn)練和期末考試幾部分組成，以閉卷考試成績(jī)?yōu)橹鳎ㄕ?0%）。我們對(duì)課程考試作了相應(yīng)改革，除大部分學(xué)生參加閉卷考試外，對(duì)于參加教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的學(xué)生，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)操作+口試給出最后成績(jī)代替書(shū)面考試。 該課程涉及機(jī)、電交叉學(xué)科，要求教師在機(jī)、電方面均有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)以及較高專業(yè)知識(shí)。這些都要求教師不斷提高自身業(yè)務(wù)水平，因此，（1）課程講員除承擔(dān)教學(xué)任務(wù)外，均同時(shí)從事前沿科研工作，以適應(yīng)研究型大學(xué)師資本身的素質(zhì)要求。（2）課程講員參加實(shí)驗(yàn)室改造建設(shè)，熟悉課程實(shí)驗(yàn)，并親自帶實(shí)驗(yàn)。 課程負(fù)責(zé)人（簽字） 學(xué)校意見(jiàn)： 該課程是我校機(jī)械學(xué)院的平臺(tái)課程，其課組是文革后在機(jī)械類儀器類非控制專業(yè)國(guó)內(nèi)最早開(kāi)出該課程的少數(shù)教學(xué)單位之一，在國(guó)內(nèi)同行中有一定影響。二十多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐和不斷改革創(chuàng)新，該課程建立了較為完備的理論教學(xué)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，課程目標(biāo)明確，建設(shè)成果豐富，是我校第一批支持建設(shè)的精品課程。在課程體系、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)手段、方法改革、教學(xué)條件與教師隊(duì)伍建設(shè)方面均取得顯著成績(jī)，課程負(fù)責(zé)人及主要講員教學(xué)效果良好，受到學(xué)生歡迎。 申報(bào)表內(nèi)容情況屬實(shí)，同意申報(bào)。單位（蓋章） 負(fù)責(zé)人（簽字） 年 月 日 北京市高等學(xué)校精品課程專家評(píng)審意見(jiàn)： 評(píng)審組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日 北京市教育委員會(huì)意見(jiàn)： 單位（簽章） 負(fù)責(zé)人（簽字） 年 月 日