《控制导论》课程大纲
一、课程简介
本课程是面向自动化专业二年级本科生的介绍性课程，遵循教学和认知规律，通过大量来自生活、工业、国防的实际案例，对控制理论发展历史、控制系统基本原理、分类和基本组成，由浅入深地进行系统介绍。目的是通过课堂教学、课后自学和实践教学，使学生在低年级就能对控制系统和自动化的基本技术有初步的了解与认识，为今后专业课程学习打下基础。特别地，本课程以智能车作为典型复杂工程系统案例，详细介绍控制系统的建模与控制方法。
主要教学内容包括：
1) 控制系统的概念和典型应用；
2) 控制理论发展历史；
3) 控制系统的基本原理、分类和基本组成；
4) 智能车系统发展历史、分类和基本组成；
5) PID控制方法和智能车经典模型和控制算法；
6) 智能车自主巡线实验；
7) 智能车自动泊车实验。
二、学习目标
1. 能了解控制理论和自动化技术发展历史和典型应用，了解自动化专业相关领域的技术标准体系，知晓工程最新应用背景，理解不同社会文化对工程活动的影响（支撑毕业要求6、7）；
2. 能够理解工程伦理的核心理念，了解自动化技术、控制技术、信息技术相关的方针与政策（支撑毕业要求7）；
3. 采用科学方法设计自主巡线、自主泊车的控制方案，熟练使用软件编程工具开发和调试算法，满足智能车安全性、快速性和精确性要求，增强用于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力，在过程中领悟工程师需履行公众的安全、健康、环境保护的社会责任（支撑毕业要求3、4、5、6）；
4. 培养团队协作和交流沟通能力，增强视野精神和职业规范，增强职业责任感，培养爱岗敬业、无私奉献、诚实守信、公道办事、开拓创新的职业品格和行为习惯（支撑毕业要求8、9、10）。
5. 培养自主学习能力，通过文献调研和信息检索，能够应用工程基础和专业知识对智能车系统进行建模与分析，学习马克思主义立场观点方法，培养科学精神，提高正确认识问题、分析和解决问题的能力（支撑毕业要求1、2、5、12）；
三、教学内容
章节 | 教学内容 | 学时 | 教学方式 | 作业及要求 | 基本要求 |
第一章 | 控制系统概述 | 2 | 授课 | 随堂小问、专题写作（选做） | 熟悉控制理论的发展历史，控制系统典型应用、分类和基本构成 |
第二章 | 智能车系统概述 | 4 | 授课 | 随堂小问、专题写作（选做） | 熟悉智能车系统发展历史、分类和基本组成 |
第三章 | 智能车控制方法- PID | 4 | 授课+实验 | 掌握实验平台安装和使用方法、专题写作（选做） | 熟练使用本课程实验软件编程工具开发和调试算法 |
第四章 | 智能车典型控制算法介绍 | 4 | 授课+实验 | 掌握控制算法、专题写作（选做） | 熟悉和掌握智能车典型控制算法，自动控制领域的基本方法及思维方式 |
第五章 | 智能车路径规划 | 4 | 授课+实验 | 自主巡线1实验、专题写作（选做） | 培养自主学习能力，掌握车辆高精度路径跟踪控制方法 |
第六章 | 智能车行为决策 | 4 | 授课+实验 | 自主巡线2实验、专题写作（选做） | 培养自主学习能力，掌握车辆高速路径控制方法 |
第七章 | 智能车系统其他组成 | 4 | 授课+实验 | 自主泊车实验、专题写作（选做） | 培养自主学习能力，掌握自动泊车控制方法 |
第八章 | 技术交流 | 6 | 课堂交流 | 生讲生评、组长评分 | 能有效地与团队成员交流协作，能在团队中担任组织管理工作 |
四、考核方式
1. 平时成绩（25分）：包括课程参与、随堂小问、课后作业成绩等。
2. 课程实验（25分）：包括手动驾驶实验、自主巡线实验、自主泊车实验成绩等。
3. 生讲生评（15分）：介绍自主巡线、自主泊车的控制方案、主要创新点、团队分工等内容。
4. 组长评分（10分）：考察同学团队学习、分工合作的能力，鼓励同学在团队中发挥积极作用。
5. 专题报告（25分）：通过实践培养同学的学术写作能力，要求通过严谨、准确、逻辑清晰的语言来表达和证明学术观点。
五、教材或参考资料
1. 教材
l 工程控制基础（第2版），翁正新、田作华、陈学中、韩正之，清华大学出版社出版，2016年9月
l 自动化专业导论，杨明、王春香，上海交通大学，尚未出版
2. 参考书目
l 卓晴, 黄开胜, 邵贝贝. 学做智能车(第一版). 北京: 北京航空航天大学出版社, 2007
l 本科生毕业设计（论文）撰写规范，上海交通大学
3. 参考论文
l Paden B, Čáp M, Yong S Z, et al. A Survey of Motion Planning and Control Techniques for Self-driving Urban Vehicles. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 2016, 1(1): 33-55
l Snider J M. Automatic steering methods for autonomous automobile path tracking. Robotics Institute, Pittsburgh, PA, Tech. Rep. CMU-RITR-09-08, 2009
l 杨明，吴士一，杨辰兮，袁伟，王春香，王冰，“两性一度”导向下《控制导论》混合式教学设计与实践，2023全国自动化教育学术年会，2023年4月7-9日，安徽合肥
l 杨明，袁伟，王春香，王冰，陈友仁，工程教育专业认证背景下自动化专业教学改革实践与创新，2019全国自动化教育学术年会，2019年8月10日，辽宁沈阳
4. 特邀报告
l 杨明，《控制导论》，2021年全国高校自动化类专业教学论坛，2021年6月19-20日，杭州
l 杨明，《控制导论》课程建设分享，2023年全国高校自动化专业教师研修班暨课程研讨会，2023年7月19-22日，贵阳
l 杨明，以国际经验为鉴，以高阶能力为要，构建高挑战度融合性自动化专业课程，IEEE ICMA-学科专业院长高峰论坛，2023年8月6-9日，哈尔滨