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控制导论

2021年09月06日 21:29  点击:[]

《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.    了解控制系统和智能车系统发展历史和典型应用(支撑毕业要求67);

2.    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,并能够在设计环节中体现创新意识(支撑毕业要求1212);

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(支撑毕业要求345);

4.    培养团队协作和交流沟通能力(支撑毕业要求8910)。

三、教学内容

教学内容

学时

教学方式

作业及要求

基本要求

考查方式

控制系统概述

2

录播学习

-

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

课堂在线测验

智能车系统概述

4

录播学习

-

熟悉智能车系统发展历史、分类和基本组成

课堂在线测验、实验

实验平台介绍

1

直播讲解

安装使用实验平台

熟练使用本课程实验软件编程工具开发和调试算法

提交手动控制成绩

智能车典型控制算法介绍

3

录播学习

设计控制算法

熟悉和掌握智能车典型控制算法,尤其是PID控制

课后作业

技术报告

自主巡线1实验

6

线上互动

提交巡线1程序

培养自主学习能力,掌握车辆高速路径控制方法

课后作业

技术报告

自主巡线2实验

5

线上互动

提交巡线2程序

培养自主学习能力,掌握车辆高精度路径跟踪控制方法

课后作业

技术报告

自主泊车

实验

5

线上互动

提交泊车程序

培养自主学习能力,掌握自动泊车控制方法

课后作业

技术报告

技术交流

6

线上互动

小组报告

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

小组汇报

四、考核方式

1.      平时成绩(60分):包括自主巡线实验、自主泊车实验、课堂成绩等。

2.      课堂讨论(10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。

3.      课程报告(20分):对课程知识进行综合应用,从局部到总体对复杂控制对象智能车进行全面分析,在团队合作的基础上提高系统分析和设计能力,并培养同学的专业兴趣。

4.      小组评价(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。

五、教材或参考资料

1.       教材

   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,20169

   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

   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

   本科生毕业设计(论文)撰写规范,上海交通大学

3.       参考论文

   Paden B, Čáp M, Yong S Z, et al. A Survey of Motion Planning and Control Techniques for Self-driving Urban Vehicles[J]. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles, 2016, 1(1): 33-55

   Snider J M. Automatic steering methods for autonomous automobile path tracking[J]. Robotics Institute, Pittsburgh, PA, Tech. Rep. CMU-RITR-09-08, 2009

 

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