基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学
伺服运动控制系统PPT教案
根据要使用的伺服系统决定SGDM- 以后的4 位字母数字( 容量及电源电压)，则可以选定伺服 单元。
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
２、伺服单元的选型 ①型号说明 ②伺服单元与适用的伺服电机 伺服单元的选型取决于适用的伺服电机。请使用下表选定伺服单
伺服驱动器的选型方法 伺服驱动器的额定值与特性 外围装置的规格与外形图
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
２、伺服单元的选型 ①型号说明 ②伺服单元与适用的伺服电机
３、外围装置的选型
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第三章 伺服驱动器的选择
数控机床的伺服控制系统
第一章 伺服控制系统的基本结构与分类 第二章 伺服系统的执行组件 第三章 伺服驱动器的选择 第四章 步进电动机常见故障分析与维修
第四章 步进电动机常见故障分析与维修
步进电动机与一般电动机最显著的不同，在于一定要配备专用的驱动 电源才能正常工作。因此步进电动机拖动系统的维修就不仅是电动机的 维修，也包括对控制线路和驱动线路的维修。步进电动机的故障与一般 电动机的故障有共性的地方，但也有其特性的地方。步进电动机特性故 障共表现在以下六个方面：
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第三章 伺服驱动器的选择
一、伺服驱动器及外围装置的选型
1、伺服电机的选型 ①型号说明 ②伺服电机选型流程图
SGMAH,SGMPH,SGMGH,SGMSH,SGMDH 型伺服电机的选型请 按下述流程图进行。
伺服控制器原理及应用课件
可能是由于电源故障、控制信号丢失或内部 组件故障等原因。
控制器运行不稳定
可能是由于机械系统振动、控制参数设置不 当或电气噪声干扰等原因。
控制器定位精度不高
可能是由于编码器故障、传动系统误差或参 数调整不当等原因。
控制器响应速度慢
可能是由于控制算法过于复杂、系统参数设 置不当或负载惯量过大等原因。
智能化
伺服控制器正不断集成智能化功能，如自适应控制、预测控制等， 以提升系统的自适应性和稳定性。
集成化
伺服控制器正趋向于与其他工业自动化设备集成，形成更高效、一 体化的控制系统。
伺服控制器应用领域展望
智能制造
伺服控制器将在智能制造领域发挥重要作用，提升制造过程的自 动化和智能化水平。
新能源
伺服控制器在新能源领域，如风能、太阳能等领域的应用将进一 步拓展。
总结词
伺服控制器可以根据不同的分类标准进行分类，如按 照电机类型、输入信号类型、控制方式等。不同类型 的伺服控制器具有不同的特点和应用场景。
详细描述
伺服控制器可以根据电机类型分为直流伺服控制器和 交流伺服控制器，也可以根据输入信号类型分为模拟 伺服控制器和数字伺服控制器。此外，按照控制方式 的不同，伺服控制器可以分为开环控制和闭环控制两 种类型。不同类型的伺服控制器具有不同的特点和应 用场景，如直流伺服控制器适用于需要快速响应的场 合，而交流伺服控制器适用于需要高精度控制的场合。
02
03
对控制器内部散热风扇 进行清洁，确保散热良好。
检查电缆连接是否牢固， 避免因振动导致松动或 断线。
04
对控制器进行周期性维 护保养，包括润滑传动 部件、清洁电气元件等。
伺服控制器的发展趋势与 展望
伺服控制应用技术教学大纲
伺服控制应用技术教学大纲伺服控制应用技术教学大纲伺服控制是现代工业自动化领域中一项重要的技术，广泛应用于机械、电子、航空航天等行业。
为了提高学生对伺服控制的理解和应用能力，制定一份全面而系统的伺服控制应用技术教学大纲是非常必要的。
本文将从教学大纲的编制原则、内容设置以及教学方法等方面，探讨如何设计一份优秀的伺服控制应用技术教学大纲。
一、教学大纲的编制原则1. 系统性原则：教学大纲应该具有系统性，从基础知识到高级应用逐步展开，使学生能够系统地学习和掌握伺服控制的相关知识。
2. 实用性原则：教学大纲应该注重培养学生的实际应用能力，将理论知识与实际操作相结合，让学生能够灵活运用所学知识解决实际问题。
3. 适应性原则：教学大纲应该根据学生的学习能力和实际需求进行设计，既要考虑到学生的学习兴趣和能力，又要符合行业的发展趋势和用人需求。
二、教学大纲的内容设置1. 基础知识：教学大纲应该包括伺服控制的基本原理、系统结构和常用术语等基础知识。
学生通过学习这些基础知识，能够对伺服控制有一个全面的了解。
2. 控制算法：教学大纲应该介绍伺服控制中常用的控制算法，如比例控制、积分控制、微分控制以及PID控制等。
学生通过学习这些算法，能够了解不同算法的特点和适用范围。
3. 伺服系统设计：教学大纲应该涵盖伺服系统的设计方法和步骤，包括系统建模、参数调节和性能评估等。
学生通过学习这些内容，能够掌握伺服系统的设计技巧和方法。
4. 应用案例：教学大纲应该引入一些实际应用案例，如机械手臂控制、飞行器导航等，让学生能够将所学知识应用到实际问题中，提高解决问题的能力。
三、教学方法1. 理论讲解：教师通过课堂讲解，向学生介绍伺服控制的基本原理和相关知识。
教师应该注重与学生的互动，解答学生的问题，帮助学生理解和掌握知识。
2. 实验操作：通过实验操作，学生能够亲自动手操控伺服系统，实践所学知识。
教师应该引导学生进行实验设计和数据分析，培养学生的实际操作能力。
伺服电机及控制教学大纲-
《伺服电机及控制》课程教学大纲课程代码：060032012课程英文名称：Servo Motor and Control课程总学时：32 讲课：28 实验：4 上机：0适用专业：自动化专业大纲编写（修订）时间：2017.11一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是自动化专业任选课，教学目的是使学生了解有关伺服电机及控制的基础知识，并了解伺服控制技术的应用场合，应注重理论与实践相结合。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过理论教学和实验教学，学生应掌握伺服电机的基本构造、工作原理以及相关控制技术。
（三）实施说明由于本课程的基础理论可以通过电机学、运动控制基础、自动控制原理和电力拖动直流控制系统等基础理论推演得出，因此可以在教学的过程中采取互动的方式完成教学任务。
而具体的应用环境与实例更可以以学生为主，通过查阅资料，独立完成学习过程。
这样，可以引导学生逐步自主学习，使之终生受益。
在保证知识体系相对完整的前提下，重点放在伺服电机的基本工作原理及控制策略等方面。
将素质教育纳入到传统的专业教育的每一个环节和过程之中，要从培养人的高度，有重点、分主次、依对象来展开，做到收放自如，游刃有余。
总学时应严格把握，理论教学学时与实验教学学时可依环境的变化而做适当调整。
素质教育是全民教育的核心，也是为国家培养合格人才战略的保证，关系到国家未来的发展与腾飞。
高等教育的宗旨就是为国家培养更多具有高素质的专门人才。
这一原则应该在教学大纲实施的过程中得到充分的肯定和发扬。
（四）对先修课的要求熟练掌握电机学的基本原理和必要的自动控制理论的知识。
（五）对习题课、实验环节的要求习题应以思考题为主，主要使学生掌握伺服电机的基本工作原理及控制技术。
通过实验，可以培养学生较强的解决实际问题的能力，更进一步加深对所学基础理论的理解，达到综合运用和再提升的目的。
（六）课程考核方式1.考核方式：考查。
2.考试方法：开卷。
3.课程总成绩：最终理论考试、平时考核（包括作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩的总和。
《伺服运动控制》课程设计任务书
“伺服运动控制课程设计”任务书一、课程设计目的和要求设计目的：伺服控制课程设计目的在于巩固和深化所学的专业理论，初步培养学生解决实际问题的能力。
通过本课程设计使学生主要掌握以下几方面的内容：1.部分常用检测元件的选择和使用；2.伺服驱动器的使用方法；3.基本控制器的应用；4.能够设计并实现基本伺服运动控制电路；5.基本人机监控界面的设计；6.了解伺服控制的现状和发展趋势。
设计要求：使用伺服电机为驱动装置，以可编程控制器（PLC）或单片机为控制器，配合相应的伺服驱动器，设计并实现基本的伺服运动控制系统。
要求用触摸屏设计监控界面，完成系统的程序编写与调试，并完成设计说明书的编写。
从而达到培养学生工程实践能力和综合运用所学知识的能力。
二、课程设计内容及步骤题目一：基于PLC的伺服电机转速控制系统硬件（软件）设计与实现利用台达DVP40ES00T2系列PLC为控制器，用台达触摸屏DOP-A57BSTD设计人机界面，控制台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器和ECMA-C30604ES伺服电机，实现基本的速度控制，包括正、反转，速度调节，速度读取，能够通过人机界面了解系统原理，随意设定电机速度，实时读取电机运行状态等。
在完成上述基本功能的基础上也可加入其他附加功能。
题目一设计步骤：1.控制系统分析与设计（控制系统原理分析、设备选型、控制方案设计）；2.详细阅读台达DVP40ES00T2系列PLC、台达触摸屏DOP-A57BSTD和台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器的说明书；3.搭建控制系统硬件电路；4.设计触摸屏监控界面；5.设计控制程序；6.系统调试；7.电气控制系统图、系统设计流程图、系统接线图等的绘制（用visio软件）。
题目二：基于单片机的伺服电机转速控制系统硬件（软件）设计与实现将上述设计题目一所要求实现的功能改用单片机做控制器来实现。
题目二设计步骤：1.控制系统分析与设计（控制系统原理分析、设备选型、控制方案设计）；2.详细阅读台达触摸屏DOP-A57BSTD和台达ASD-A0421-AB系列伺服驱动器的说明书，进行单片机选型；3.搭建控制系统硬件电路；4.设计触摸屏监控界面；5.设计控制程序；6.系统调试；7.电气控制系统图、系统设计流程图、系统接线图等的绘制（用visio软件）。
《伺服控制系统课程设计》
《伺服控制系统课程设计》指导书⾃动化与电⼦⼯程学院⼆零⼀⼋年⼗⽉⼀、伺服控制系统课程设计的意义、⽬标和程序 (3)⼆、伺服控制系统课程设计内容及要求 (5)三、考核⽅式和报告要求 (11)⼀、伺服控制系统课程设计的意义、⽬标和程序（⼀）伺服控制系统程设计的意义伺服控制系统课程设计是⾃动化专业⼈才培养计划的重要组成部分，是实现培养⽬标的重要教学环节，是⼈才培养质量的重要体现。
通过伺服控制系统课程设计，可以培养考⽣⽤所学基础课及专业课知识和相关技能，解决具体的⼯程问题的综合能⼒。
本次课程设计要求考⽣在指导教师的指导下，独⽴地完成伺服控制系统的设计和仿真，解决与之相关的问题，熟悉伺服控制系统中控制器设计与整定、电机建模和仿真和其他检测装置的选型以及⼯程实践中常⽤的设计⽅法，具有实践性、综合性强的显著特点。
因⽽对培养考⽣的综合素质、增强⼯程意识和创新能⼒具有⾮常重要的作⽤。
伺服控制系统课程设计是考⽣在课程学习结束后的实践性教学环节；是学习、深化、拓宽、综合所学知识的重要过程；是考⽣学习、研究与实践成果的全⾯总结；是考⽣综合素质与⼯程实践能⼒培养效果的全⾯检验；也是⾯向⼯程教育认证⼯作的重要评价内容。
（⼆）课程设计的⽬标课程设计基本教学⽬标是培养考⽣综合运⽤所学知识和技能，分析与解决⼯程实际问题，在实践中实现知识与能⼒的深化与升华，同时培养考⽣严肃认真的科学态度和严谨求实的⼯作作风。
使考⽣通过综合课程设计在具备⼯程师素质⽅⾯更快地得到提⾼。
对本次课程设计有以下⼏⽅⾯的要求:1.主要任务本次任务在教师指导下，独⽴完成给定的设计任务，考⽣在完成任务后应编写提交课程设计报告。
2.专业知识考⽣应在课程设计⼯作中，综合运⽤各种学科的理论知识与技能，分析和解决⼯程实际问题。
通过学习、研究和实践，使理论深化、知识拓宽、专业技能提⾼。
3.⼯作能⼒考⽣应学会依据课程设计课题任务进⾏资料搜集、调查研究、⽅案论证、掌握有关⼯程设计程序、⽅法和技术规范。
《伺服控制技术》课程教学大纲
《伺服控制技术》课程教学大纲课程编码：S3072114英文名称：Servo Control Technology一、课程说明1. 课程类别专业课模块2. 适用专业及课程性质选修：电气工程及其自动化专业3. 课程目的（1）使学生了解伺服系统在数控系统中的地位和作用。
（2）为学生今后从事伺服系统的开发、调试、维护工作打下一定的基础。
4. 学分与学时学分为1.5，学时为305. 建议先修课程电路分析，模拟电子电路，数字电子技术，工程电磁场，电机学，自动控制原理。
6. 推荐教材或参考书目推荐教材：（1）《运动控制系统》. 李宁编著. 机械工业出版社.2004年参考书目：（1）《伺服系统》. 钱平主编.机械工业出版社.2005年7. 教学方法与手段以传统讲授手段为主，采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。
8. 考核及成绩评定考核方式：考查成绩评定：（1）平时成绩占30 % ，形式有：出勤，课堂表现，平时测验（2）考试成绩占70 %，形式有：开卷考试，节课论文9. 课外自学要求（1）要求学生通过网络及图书馆查询相关信息。
（2）课外习题不应少于20题。
二、课程教学基本内容及要求（选学内容用※标注）第一章概述基本内容：（1）伺服系统的作用及组成（2）伺服系统的基本要求和特点基本要求：（1）了解伺服系统组成。
（2）了解伺服系统的基本要求。
教学重点及难点：（1）伺服系统的组成。
第二章电力电子器件基本内容：（1）电力电子器件的特征（2）电力电子器件的分类（3）电力电子器件的选择基本要求：（1）了解电力电子器件的特征、分类和选择。
教学重点及难点：（1）电力电子器件的选择。
第三章步进电动机控制基本内容：（1）步进电动机的工作原理（2）步进电动机的开闭环控制（3）步进电动机的点－位控制（4）步进电动机控制的程序设计基本要求：（1）理解步进电动机的工作原理。
（2）掌握步进电动机的开闭环控制。
（3）掌握步进电动机的点－位控制。
伺服控制及其应用ppt课件
LOS系统
系统组成
有效载荷
可见光、红外、激光
框架平台
2框架、4框架、5框架
伺服系统
电机伺服
图像系统
目标识别、目标跟踪
LOS系统
视轴控制目的
视轴稳定
相对于惯性系 隔离运动 抵抗扰动 多框架
视轴跟踪
目标跟踪 捕获与跟踪 火控铰链
LOS系统
视轴控制原理
视轴稳定
速度稳定回路 单位反馈控制 精度40urad
交流电机
异步电机 同步电机 步进电机 无刷电机
特殊电机
直线电机、旋转变压器
系统组成
直流电机
力矩电机
力矩控制 低速平稳 应用－雷达天线
伺服电机
齿轮减速 输出力矩大 应用－舵机
系统组成
PWM电机控制
双极性控制
50％占空比 低速平稳 分辨率低
单极性控制
换向信号 分辨率高
空间矢量PWM
反馈控制
反馈通道
前馈控制
前馈补偿、改善动态性
内模控制
模型抵消、提高鲁棒性
系统组成
控制系统组成
被控对象
执行机构、负载
传感器
反馈信号
控制器
模拟控制器、数字控制器
系统组成
被控对象
电机
电能机械能
电磁阀
液压系统
其他
电磁线圈、加热、压电陶瓷
军工
？
系统组成
电机分类
直流电机
力矩电机－直接驱动 伺服电机－齿轮减速
LOS系统
旋转变压器
极对数
单级、多级
工作原理
V=A*SIN(Wt) 励磁电源：1KHz、28V
角位置解调
滤波法、鉴相法 旋变解调模块
《伺服驱动与控制技术》课程教学改革
《伺服驱动与控制技术》课程教学改革
伺服驱动与控制技术是机械工程和控制工程学科交叉学科，在近年来，伺服技术越来越广泛地应用在机械行业，机器人等领域，随着技术的发展，许多新型控制系统的出现，伺服技术也在不断发展。
伴随着数字化，信息化和智能化的发展，伺服技术的应用也更加广泛，伺服驱动与控制技术课程在机械工程与控制工程学科的重要性也越
来越明显。
以下是本课程教学改革的目标和措施。
一、目标：
1.强调课程实践性，提高学生执行技术性能；
2.注重实际应用，增强学生对技术实践的理解能力；
3.提高学生的创新能力，培养学生的创新思维；
4.及时反映技术新进展，更新课程内容，增加学生的认知水平。
二、措施：
1.传授基础知识：利用影像讲解、案例分析、视频讲解等多种方式，系统介绍伺服驱动与控制技术的基本概念、基本原理、及其应用；
2.实践操作：引入最新技术，进行实际操作，提高学生的实践能力；
3.模拟实验室：利用计算机仿真建立实验室，锻炼学生的实际综合能力；
4.智能化实验：开放新型的智能控制仪器，以及OMRON控制器等，提高实验精度；
5.创新挑战：建立创新竞赛平台，挑战学生的解决问题能力，促
进学生的创新思维；
6.技术讨论：邀请行业专家来进行技术讨论，加深学生对技术的理解，及时反映技术新进展。
本着实践中获取知识的理念，通过系统的教学改革，可以大大提升学生听课的积极性，改善学生的学习兴趣，培养学生的现代化的技术思维，提高学生的专业实践能力和创新能力。
同时，为今后的课程教学提供了一种可行的参考模式，在课程教学改革中充分发挥了自身的作用。
《电机驱动与伺服控制》课程标准
《电机驱动与伺服控制》课程标准课程编码：05－03 课程类别：技术平台课程适用专业：机电一体化技术开设时间：第4学期参考学时：64 学分：4一、课程定位和课程设计1.课程定位本课程是机电一体化技术专业的一门技术平台课程。
通过本课程的理实一体化教学，使学生学会通用变频器的操作、变频器主要参数的设定方法、变频调速系统中简单故障的排除；学会通用变频器的典型应用（含通用变频器的主回路、控制回路的接线、参数设定、变频器与PLC的互连方法、不同负载特性的传动系统的简单组成）；通过PCB 板下载检测线变频器控制案例的讲解进一步加深对变频调速系统的认识；通过对步进电动机、伺服电动机以及步进、伺服控制系统的项目实践学会位置控制系统的组成与互连方法。
为学生第一岗位使用变频器控制系统及步进、伺服控制系统打下良好的应用基础。
先修课程：电控与PLC控制技术、电工电子技术、电工实训后续课程：自动机装调与维修、自动生产线运行与维护2.课程设计思路围绕构建理实一体化的课程建设理念，根据“国家职业教育机电一体化技术专业教学资源库建设”项目系统设计的课程体系赋予本课程的教学目标，彰显机电一体化技术专业特色，精选机电一体化技术专业毕业生就业岗位上具有普适性的工作项目，兼顾行业与区域特色的具体工作项目，融合企业成功应用案例，如自动输送线（变频调速控制）、自动立体仓库堆垛机（变频调速控制）、桁架机器人（伺服控制）、各类生产线等，实现教学内容选择理实一体化、教学环境理实一体化、教学过程理实一体化和课程考核理实一体化，形成“基础+应用”的课程教学内容。
通过理实一体化授课、任务完成过程监控、报告撰写、功能演示、典型组别演讲、技能测试、开卷理论测试到有针对性的教学竞赛组织等环节，充分调动学生的学习积极性与主动学习参与度。
本课程所有的教学单元的应用案例均来自具体工程实践的提炼。
根据工作过程导向的课程开发思路，针对工作岗位选择的学习单元名称及相应的课时分配如下表所示。
伺服驱动的PLC控制课件
PLC控制技术的未来发展趋势
云端化
01
随着物联网技术的发展，PLC将实现远程云端控制，提高监控和
维护的便利性。
边缘计算
02
PLC将集成边缘计算能力，实现实时数据处理和分析，提高控制
精度。
安全性增强
03
随着工业安全意识的提高，PLC将加强安全防护功能，保障工业
系统的稳定运行。
伺服驱动的PLC控制在工业自动化领域的应用前景
控制算法设计
根据控制要求，设计合适的控制算法，如PID控制、速度控制等。
I/O映射与配置
根据实际硬件配置，进行I/O映射与配置，确保PLC控制器能够正确读取传感器数据和输出控制信 号。
运动控制指令编写
根据控制算法和I/O配置，编写运动控制指令，实现伺服驱动器的精确控制。
伺服驱动的PLC控制调试与优化
详细描述
伺服系统主要由伺服电机、伺服驱动器和控制器等组成。控制器是整个系统的核心，负责发出控制指 令，控制伺服电机的运动。伺服驱动器是连接控制器和伺服电机的桥梁，根据控制器的指令驱动伺服 电机运动。伺服电机是执行机构，根据控制指令实现精确的运动控制。
伺服系统的分类与选型
• 总结词：根据应用需求和性能指标，伺服系统可分为不同的类型，如直流伺服系统、交流伺服系统、步进伺服 系统等。选择合适的伺服系统需要考虑负载特性、精度要求、动态性能等因素。
应用场景
直流电机是一种将直流电能转 换为机械能的执行元件，具有 调速范围广、控制精度高等优 点。基于PLC的直流电机伺服 控制，能够实现精确的速度和 位置控制。
系统主要由PLC、直流电机、 驱动器等组成。PLC负责发出 控制信号，驱动器负责驱动直 流电机，直流电机根据控制信 号进行相应的动作。
伺服系统线上教学设计
伺服系统线上教学设计摘要：随着科技的不断进步和互联网的普及，线上教育已经成为了教学领域的一个重要发展趋势。
本文将以伺服系统为例，设计一种针对线上教学的教学方案。
通过对伺服系统基本知识的介绍、线上实践和学生互动等环节的设置，以期提供一种有效的伺服系统教学方式，以满足学生的学习需求。
一、引言伺服系统作为现代自动控制系统的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
然而，传统教学方式对于伺服系统的教学效果有所欠缺。
因此，借助线上教学的优势，我们将设计一种针对伺服系统的线上教学方案，以提高教学质量和学生的学习效果。
二、伺服系统基本知识的介绍首先，我们将通过在线视频课程的形式，介绍伺服系统的基本知识。
通过语言清晰明了的讲解和图文并茂的例子，让学生对伺服系统的工作原理、结构和应用有一个初步的了解。
同时，我们将为学生提供相关的学习材料和习题，以帮助他们加深对伺服系统的理解和掌握。
三、线上实践在基本知识介绍之后，我们将引导学生进行线上实践。
我们将为学生提供仿真软件或实验平台，让他们通过操作实际的系统进行实验和模拟，从而加深对伺服系统的理解和掌握。
在实践环节中，我们可以设置一些实际的案例和问题，引导学生分析和解决问题，培养学生的创新思维和实践能力。
四、学生互动为了促进学生之间的交流和互动，我们将设置线上讨论区或论坛。
学生可以在论坛上发表自己的观点和想法，与其他同学进行交流和讨论。
同时，教师也可以在论坛上解答学生的问题，指导学生的学习。
通过学生之间的互动和教师的指导，可以创造一个良好的学习氛围，提高学生的学习效果。
五、考核与评价为了对学生的学习情况进行评估，我们可以设置在线作业和考试。
通过在线作业和考试，可以及时了解学生的学习进展，对学生的学习成果进行评价和反馈。
针对学生的不同水平，我们可以设置不同难度的题目，以帮助学生提高学习兴趣和自信心。
六、教学效果评估我们将通过问卷调查和学生反馈等方式，对教学效果进行评估。
通过问卷调查，可以了解学生对线上教学方式的认可度和满意度。
伺服电机教案
伺服电机教案教案标题：伺服电机教案教案目标：1. 了解伺服电机的基本原理和工作方式。
2. 掌握伺服电机的控制方法和应用领域。
3. 能够设计和实施简单的伺服电机控制实验。
教案步骤：引入：1. 引导学生回顾电机的基本概念和分类。
2. 提出问题：你知道伺服电机是什么吗？它有什么特点和应用领域？知识讲解：1. 介绍伺服电机的定义和基本原理。
2. 解释伺服电机的工作方式和结构组成。
3. 讲解伺服电机的控制方法，包括位置控制、速度控制和力控制。
4. 探讨伺服电机在工业自动化、机器人等领域的应用案例。
实验设计：1. 设计一个简单的伺服电机控制实验，例如让学生通过控制伺服电机的位置来实现一个小车的运动。
2. 给出实验所需的材料和设备清单。
3. 解释实验步骤和操作要点，包括如何连接电路和编写控制程序。
4. 强调实验安全注意事项，例如使用绝缘工具和避免电路短路等。
实验实施：1. 学生按照实验设计进行实施，帮助他们解决实验中可能遇到的问题。
2. 监督学生的实验过程，确保他们正确理解和操作实验步骤。
实验总结：1. 学生对实验结果进行总结和分析，讨论实验中遇到的困难和解决方法。
2. 引导学生思考伺服电机的优势和不足之处，以及未来的发展方向。
教案评估：1. 设计一份简单的问答或实际操作题目，用于检验学生对伺服电机的理解和应用能力。
2. 对学生的实验报告进行评估，包括实验步骤的正确性和实验结果的分析能力。
拓展活动：1. 鼓励学生进一步探索伺服电机的应用领域，例如医疗设备、航空航天等。
2. 组织学生参观相关企业或实验室，了解伺服电机在实际生产中的应用情况。
教学资源：1. 电子教材或教学视频，用于讲解伺服电机的基本原理和应用。
2. 实验设备和材料，例如伺服电机、控制器、电路板等。
3. 相关案例和实验报告，用于引导学生进行讨论和分析。
教学反思：1. 教学过程中要注重与学生的互动和讨论，激发他们的学习兴趣和思考能力。
2. 针对学生的不同水平和兴趣，可以提供不同难度和内容的拓展活动，以促进个性化学习。
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基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学
作者：杜柳青余永维
来源：《教育教学论坛》2016年第36期
摘要：结合我校研究生择业背景特点，基于案例导学，梳理了《伺服驱动与控制技术》的课程教学框架，并以“伺服系统稳态设计”章节进行了阐述。
课程还针对案例导学方针，结合了现场教学、信息技术、专题BBS等手段，化抽象生涩理论为生动的感性认识，收到了非常好的教学效果，也加速了伺服技术人才培养过程。
一、课程背景与面向制造业与汽摩产业的项目导学定位
我校针对本科机电类本科专业开设了《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《数控技术》等机电类课程，于2010年，通过学院组织的广泛调研，参考国内多所重点大学课程设置，对机械工程涉电类专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程，体现研究生在机电方向的专业特点，在与本科课程进行衔接印证同时，进行伺服驱动技术的深入研究。
由于我校机械工程学科培养的研究生，择业行业背景主要是广义的制造业，特别是汽车摩托车产业这一特点，因此《伺服驱动与控制技术》课程重点将向这一方向偏重，通过与企业工程案例紧密结合，以面向制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例，理论联系实际，学以致用，使课堂教学为企业服务，是本课程建设改革的重点方向。
二、基于案例导学的课程教学框架
《伺服驱动与控制技术》是我校机械设计及理论、机械制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、地面武器机动系统工程等专业研究生的专业选修课程，旨在培养学生运用现代计算机技术，解决现代伺服系统的稳态设计、动态设计、总体软硬件设计、伺服系统数字仿真等重要问题的能力。
课程理论性和实践性均强，系统地介绍伺服系统传递函数的建立，机械谐振和摩擦对系统的影响与补偿、系统的稳动态设计原则与实现，结合工程实际，培养学生综合运用控制理论、自动控制元件、电机及电力拖动、电子技术等基础知识，熟练掌握伺服系统的原理及应用，掌握时下典型流行伺服系统设计技术和设计方法，能熟练进行基于PLC的运动控制系统、基于PC运动控制卡的运动控制系统的设计，成为一个合格的现代工程设计研究人员。
课程的理论性以及涉及传递函数、稳态设计、机械谐振、动态设计等知识的抽象性，使学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，必须借助于工程科研项目的实践性来进行合理疏导，以实现抽象知识的有效串联，激发学生对《伺服驱动与控制技术》课程的学习兴趣，提高在今后工作中不断学习的后劲儿。
在与本科相关知识的衔接上，进一步注重糅合工程设计实例，进行抽象理论的理性化解。
如在进行第二章“伺服系统的稳态设计”教学过程中，将伺服系统的稳态设计化为负载的分析计算，再化为力学的分析，进一步化为公式与定理应用的数学现象，一步步抽丝剥茧，简化复杂的伺服系统设计理论和过程，使教师易教，学生易学。
解决了现有教学体系中普遍存在的重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题。
图1所示为以“伺服系统的稳态设计”章节为例，基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学框架。
如图1所示，在进行伺服系统稳态设计章节教学时，简略引入“数控机床开环伺服进给系统的PLC控制”、“PLC在数字伺服电机控制中的应用”等实例进行与本科《机电传动控制》、《机电一体化系统设计》、《数控技术》等课程的知识渗透与验证;引入“BBF-SPG系列主轴伺服驱动系统刚性攻丝任意点定位”、“直流伺服电动机控制数控机床工作台”进行负载分析、执行元件选择、检测装置选择、信号转换电路设计等知识点的抽象理论与工程实践的引导与有效梳理;深入引入“摩托车喷漆伺服系统案例”、“高精度交流伺服定剪系统”等实际企业工程项目进行一个伺服系统稳态设计的实际工作流程、快速上手经验、注意禁忌等方面的教学，增强学生的工程实践意识、工程设计能力和工程创新能力，使学生进入企业后能大大缩短企业的二次培养时间，加速人才的成长。
三、教学实施与效果
基于《伺服驱动与控制技术》课程的理论性，以及传递函数、动态设计、线性与非线性补偿等知识点的抽象性，我校《伺服驱动与控制技术》课程在教学中综合运用了辅助基于案例导学的各手段，收到了良好的效果。
1.现场教学。
由于课程教学学时有限，现场教学转为开放现场的教学方式。
通过基于运动控制系统的现场教学，使学生从系统→组件→元件→软件，建立关于伺服系统的理论与实践紧密结合的综合课程体系。
2.强调创新能力，讨论启发式教学。
创新能力的培养是《伺服驱动与控制技术》课程的重中之重，具体方法为结合教师的企业工程背景，安排学生对一个具体伺服系统设计案例，课外广泛搜集网络资料，对此进行消化理解，提出多种方案，进行创新设计，在课堂上提出自己的看法，相互讨论、启发，教师点评其优劣，将学生在课题上的发言及表现能力作为评定其成绩的重要依据。
3.综合运用网络手段。
我校《伺服驱动与控制技术》通过网络教学，建立了工程案例库、试题库、作业库，以及专题BBS等功能，充分发挥了信息技术的作用，实现了课程教学资源的全程上网，并做到每三个月对上网资源进行有针对性的更新，学生可以通过重庆理工大学的校园网随时查询有关课程学习的最新参考资料。
各专题BBS充分调动了学生学习的主动性和积极性，目前建立的如负载分析BBS、补偿BBS、机械谐振对系统影响及补偿BBS、随动系
统传递函数BBS等专题模块都收到了非常好的效果，学生实践应用能力与理论分析能力得到了逐步培养。
四、结语
我校基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程注重使用先进的教学手段，改革考核方法，把教师课堂授课、课堂讨论、课外实践等有机结合起来，充分发挥信息技术的作用，在教学中收到了非常好的教学成效。
从进入企业的毕业生反馈看，该课程理论不抽象、实践不生拗，进入企业所接触即为课堂所学所用，大大缩短了企业的二次人才培养。
我们在实施过程中，还每学年派1～2名教师外出参加学术交流活动，及时了解兄弟院校在“伺服驱动与控制技术”课程教学与改革方面所取得的成绩和经验，冷静分析，不断总结，期望能为培养符合现代企业要求的伺服技术人才做出贡献。
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关键词：案例导学;伺服系统;信息技术;人才培养
中图分类号：G642.0 ; ; 文献标志码：A ; ; 文章编号：1674-9324（2016）36-0169-02。