《高动态导航技术》课程教学大纲课程名称课程编码CTRL507高动态导航技术High Dynamic英文名称考核方式口考试口考查Navigation Technology公共必修课学分2团专业必修课口公共选修课课程性质口专业选修课32总学时口补修课口其他口本研一体化课程团特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时4口双语授课课程口案例课程口校企联合课程口其他先修课程（已具惯性技术、自动控制理论备知识能力）适用学科/专业控制科学与工程，电子信息（控制工程或人工智能）学位类别（领域）一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）本课程以高动态导航技术为重点，介绍高动态特性、高动态导航的力学和运动学基础、抗高过载惯性器件、高动态姿态测量与解算、抗高过载能力分析、误差补偿、导航系统设计与解算方法，并结合当前科研项目进行应用讨论。通过本课程学习，使研究生了解高动态导航技术的发展概况、特点和应用领域，掌握高动态环境下结构迁移、非结构惯导结构设计、力学编排、随机旋振运动信息认知、运动姿态解耦、初始对准、仿真分析、导航系统设计方法、发展前沿与应用，培养知识创新和技术创新能力。10
10 《高动态导航技术》课程教学大纲 课程名称 高动态导航技术 课程编码 CTRL507 英文名称 High Dynamic Navigation Technology 考核方式 考试 □考查 课程性质 □公共必修课 专业必修课 □公共选修课 □专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 □本研一体化课程 特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 □其他_ 实验学时 4 先修课程（已具 备知识能力） 惯性技术、自动控制理论 适用学科/专业 学位类别（领域） 控制科学与工程，电子信息（控制工程或人工智能） 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 本课程以高动态导航技术为重点，介绍高动态特性、高动态导航的力学和运动学基础、 抗高过载惯性器件、高动态姿态测量与解算、抗高过载能力分析、误差补偿、导航系统设计 与解算方法，并结合当前科研项目进行应用讨论。 通过本课程学习，使研究生了解高动态导航技术的发展概况、特点和应用领域，掌握高 动态环境下结构迁移、非结构惯导结构设计、力学编排、随机旋振运动信息认知、运动姿态 解耦、初始对准、仿真分析、导航系统设计方法、发展前沿与应用，培养知识创新和技术创 新能力
二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号学时教学内容提要基本要求1.高动态导航特性与定义1概述2.高动态导航的应用领域43.高动态导航研究现状与发展1.高动态环境特性2.随机旋振运动3.结构迁移2高动态惯性导航理论基础4.捷联惯性导航力学编排5.惯性导航初始对准6.惯性导航误差模型1.MEMS惯性器件2.钟型振子陀螺3高动态惯性器件3.微惯导组件4.抗高过载能力分析5.误差修正补偿1.随机旋振运动信息认知2.非结构微惯导系统4高动态惯性导航技术43.高动态姿态测量4.高动态惯性导航解算方法1.卫星导航45高动态卫星导航与地磁导航2.地磁导航1.卡尔曼滤波技术64高动态组合导航2.惯性/卫星/地磁组合导航实验部分学必开/实验实验内容、要求及时间安排、仪馨要序号实验项目名称时求选开类型仿真1.捷联惯性姿态更新算法仿真1必开导航系统算法仿真实验2.卡尔曼滤波组合导航算法仿真三、教学方法1．讲授法。通过简明、生动的口头语言，结合课程PPT，向学生系统地讲解高动态导航技术方面的理论知识。11
11 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 概述 1. 高动态导航特性与定义 2. 高动态导航的应用领域 3. 高动态导航研究现状与发展 4 2 高动态惯性导航理论基础 1. 高动态环境特性 2. 随机旋振运动 3. 结构迁移 4. 捷联惯性导航力学编排 5. 惯性导航初始对准 6. 惯性导航误差模型 4 3 高动态惯性器件 1. MEMS 惯性器件 2. 钟型振子陀螺 3. 微惯导组件 4. 抗高过载能力分析 5. 误差修正补偿 8 4 高动态惯性导航技术 1. 随机旋振运动信息认知 2. 非结构微惯导系统 3. 高动态姿态测量 4. 高动态惯性导航解算方法 4 5 高动态卫星导航与地磁导航 1. 卫星导航 2. 地磁导航 4 6 高动态组合导航 1. 卡尔曼滤波技术 2. 惯性/卫星/地磁组合导航 4 实验部分 序号 实验项目名称 学 时 实验内容、要求及时间安排、仪器要 求 必开/ 选开 实验 类型 1 导航系统算法仿真 4 1. 捷联惯性姿态更新算法仿真 2. 卡尔曼滤波组合导航算法仿真 必开 仿真 实验 三、教学方法 1. 讲授法。通过简明、生动的口头语言，结合课程 PPT，向学生系统地讲解高动态导 航技术方面的理论知识
2．团队合作学习法。教师指定题目，鼓励学生进行团队合作，共同研究和解决问题，促进学生之间的互动和合作。3.实践教学法。通过实习和实践活动，将所学理论知识应用于实际间题中，提升学生的实践能力和实际操作技能。四、课程思政内容（说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、中华优秀传统文化等内容教育。）1.运用唯物辩证法学习高动态导航技术课程的概念和综合知识，明晰导航系统的性能与代价的辩证关系，更好地应用滤波优化方法提升系统性能，增强专业使命感与荣誉感。2.学习高动态导航系统的设计，了解国家需求与关键技术的不足，青年学子要勤学勤于钻研，“勤以为学”为国家服务，不屈不挠赶超世界前列。3.见习高动态导航系统的工作过程，培养学生的创新精神和实事求是精神。进行中国梦教育、社会主义核心价值观教育、法治教育、劳动教育、和谐的心理健康教育、和谐的美的科学技术观教育。五、教学目标达成与评价方式（说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成与评价方式）1.高动态导航技术知识获得的教学目标，通过教师授课和学生听课达成，达成情况通过考试方式评价；2.高动态导航科研实践能力提升的教学目标，通过学生撰写仿真实验报告方式达成，达成情况通过审核方式评价；3.高动态导航创新能力提升的教学目标，通过学生发表学术论文或课堂专题报告的方式达成，达成情况通过审核方式评价。六、课程成绩评定（说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。）采取百分制，课程成绩=期末考试成绩*0.6+作业*0.2+考勤*0.1+实验*0.1七、建议教材与主要参考书建议教材：《高动态导航技术讲义》参考书：《捷联惯导算法与组合导航原理》12
12 2. 团队合作学习法。教师指定题目，鼓励学生进行团队合作，共同研究和解决问题， 促进学生之间的互动和合作。 3. 实践教学法。通过实习和实践活动，将所学理论知识应用于实际问题中，提升学生 的实践能力和实际操作技能。 四、课程思政内容 （说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱 人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手 优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、 中华优秀传统文化等内容教育。） 1.运用唯物辩证法学习高动态导航技术课程的概念和综合知识，明晰导航系统的性能与 代价的辩证关系，更好地应用滤波优化方法提升系统性能，增强专业使命感与荣誉感。 2.学习高动态导航系统的设计，了解国家需求与关键技术的不足，青年学子要勤学勤于 钻研，“勤以为学”为国家服务，不屈不挠赶超世界前列。 3.见习高动态导航系统的工作过程，培养学生的创新精神和实事求是精神。进行中国梦 教育、社会主义核心价值观教育、法治教育、劳动教育、和谐的心理健康教育、和谐的美的 科学技术观教育。 五、教学目标达成与评价方式 （说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成 与评价方式） 1. 高动态导航技术知识获得的教学目标，通过教师授课和学生听课达成，达成情况通 过考试方式评价； 2. 高动态导航科研实践能力提升的教学目标，通过学生撰写仿真实验报告方式达成， 达成情况通过审核方式评价； 3. 高动态导航创新能力提升的教学目标，通过学生发表学术论文或课堂专题报告的方 式达成，达成情况通过审核方式评价。 六、课程成绩评定 （说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。） 采取百分制，课程成绩 = 期末考试成绩*0.6 + 作业*0.2 + 考勤*0.1 + 实验*0.1 七、建议教材与主要参考书 建议教材： 《高动态导航技术讲义》 参考书： 《捷联惯导算法与组合导航原理》
八、编制与审核负责人工作内容完成时间赵辉编制（任课教师）2024.08.19审核（学科、专业负范军芳2024.08.19责人）批准（主管院长）刘宁2024.08.1913
13 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 赵辉 2024.08.19 审核（学科、专业负 责人） 范军芳 2024.08.19 批准（主管院长） 刘宁 2024.08.19
《机器人动力学与仿生控制》课程教学大纲机器人动力学与仿生控课程名称课程编码CTRL512制RobotDynamics and英文名称口考试口考查考核方式Bionic Control口公共必修课学分2学分口专业必修课口公共选修课课程性质口专业选修课总学时32口补修课口其他，口本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时0口双语授课课程口案例课程口校企联合课程团其他先修课程（已具线性代数、控制理论、大学物理备知识能力）适用学科/专业控制科学与工程、电子信息（控制工程）、电子信息（人工智能）学位类别（领域）一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）教学目标1：掌握机器人运动学及动力学的基础理论及建模方法：掌握坐标变换的基本概念和机器人的位姿描述方法；具有对机器人进行运动学分析和逆运动学分析的基本知识和技能；具有机器人动力学分析和计算的基本知识；具有按已知条件进行机器人轨迹规划的基本知识和能力；具有对机器人进行控制系统设计的基本知识。教学目标2：通过课外查阅文献、工程软件学习，完成一般机器人动力学分析及仿生控14
14 《机器人动力学与仿生控制》课程教学大纲 课程名称 机器人动力学与仿生控 制 课程编码 CTRL512 英文名称 Robot Dynamics and Bionic Control 考核方式 □考试 考查 课程性质 □公共必修课 □专业必修课 □公共选修课 专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 学分 总学时 32 课程特点 □本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 其他_ 实验学时 0 先修课程（已具 备知识能力） 线性代数、控制理论、大学物理 适用学科/专业 学位类别（领域） 控制科学与工程、电子信息（控制工程）、电子信息（人工智能） 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 教学目标 1:掌握机器人运动学及动力学的基础理论及建模方法；掌握坐标变换的基本 概念和机器人的位姿描述方法；具有对机器人进行运动学分析和逆运动学分析的基本知识和 技能；具有机器人动力学分析和计算的基本知识；具有按已知条件进行机器人轨迹规划的基 本知识和能力；具有对机器人进行控制系统设计的基本知识。 教学目标 2:通过课外查阅文献、工程软件学习，完成一般机器人动力学分析及仿生控