运动控制基础教学大纲2017版

《运动控制基础》课程教学大纲课程代码：060131004课程英文名称：Moving-Control Foundation课程总学时：40 讲课：36 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高等工业学校自动化专业开设的一门专业基础课。

课程主要讲授运动控制系统的动力学基础;直流运动控制系统基础;交流运动控制系统基础。

本课程的教学目的是使学生掌握运动控制系统的组成、功能及分析运动控制系统的知识；掌握电动机起动、制动、调速的实现方法：掌握直流运动控制系统、交流运动控制系统静态特性、动态特性的分析方法。

为学习后续课程打下基础。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本门课程学习,要求学生掌握运动控制系统的基本知识,并具备一定的实际工作能力。

本课程理论严谨，系统性强，教学过程中培养学生的思维能力，以及严谨的科学学风。

在本课程的教学过程中，应注意运用启发式教学，注意阐述各种分析方法的横向联系，以培养分析，归纳与总结的能力。

（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本设计方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。

2．教学内容：在运动控制系统动力学基础部分，着重介绍：运动方程式，多轴运动控制系统等效为单轴运动控制系统的折算原则，并在此基础上讲解各量折算式。

在直流运动控制系统基础部分，着重介绍：直流电动机机械特性，直流电动机起动、制动的实现方法及静态特性，调速的基本原理、性能指标及调速方法。

在交流运动控制系统基础部分，着重介绍：三相异步电动机的机械特性，三相异步电动机起动、制动的实现方法及静态特性，三相异步电动机调速的基本原理及调速方法。

3．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用多媒体教学先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。

（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行，本课程的主要先修课程有电路及电机学等。

（五）对习题课、实践环节的要求1．对重点、难点章节应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。

因此,要求学生按时完成作业,并将作业内容带到实践环节去验证.2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。

学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。

3．每个学生要完成大纲中规定的必修实验，要求学生在做实验前，充分阅读实验指导书，以免实验时不知所措；要求每个学生亲自动手，通过实验，独立思考,加强对运动控制原理的理解；要求每个学生在实验过程中，认真仔细，注意安全。

实验成绩作为评定课程成绩的一部分。

（六）课程考核方式1．考核方式：考试2．考核目标：在考核学生对基本知识、基本原理和基本方法的了解程度，重点考核学生的分析能力、设计能力以及计算能力。

3．成绩构成：本课程的总成绩主要由三部分组成：平时成绩（包括作业情况、出勤情况等）占10%，实验成绩占10%，期末考试成绩占80%。

平时成绩由任课教师视具体情况按百分制给出；实验成绩由实验老师参照相关规定按百分制给出，实验无成绩或实验不及格，取消期末考试资格，总成绩直接以不及格计。

（七）参考书目《电机及拖动基础》，许建国编，高等教育出版社，2010《电机原理及拖动》，彭鸿才编，机械工业出版社，2010二、中文摘要本课程是自动化专业学生必修的一门专业基础课程。

课程主要内容包括：运动控制系统动力学基础部分，着重介绍运动方程式，多轴运动控制系统等效为单轴运动控制系统的折算原则，并在此基础上讲解各量折算式；直流运动控制系统基础部分，着重介绍直流电动机机械特性，直流电动机起动、制动的实现方法及静态特性，调速的基本原理及性能指标；交流运动控制系统基础部分，着重介绍交流电动机机械特性，交流电动机起动、制动的实现方法及静态特性，调速的基本原理及性能指标。

三、课程学时分配表四、教学内容及基本要求总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0第1部分运动控制系统的动力学基础第1.1部分典型生产机械的运动形式及转矩（讲课2学时）具体内容:1) 电力拖动系统的基本概念2) 典型生产机械的运动形式及转矩重点:典型生产机械的运动形式及转矩第1.2部分运动控制系统的运动方程式具体内容:1) 运动控制系统的运动方程式2) 运动控制系统的转动惯量及飞轮力矩重点:1) 运动控制系统的运动方程式2) 运动控制系统的转动惯量及飞轮力矩第1.3部分多轴运动控制系统转矩及飞轮力矩的折算（讲课2学时）具体内容:1) 多轴旋转系统负载转矩及飞轮力矩的折算2) 平移运动系统的折算3) 工作机构为升降运动时负载转矩及飞轮力矩的折算重点:1) 多轴旋转系统负载转矩及飞轮力矩的折算2) 平移运动系统的折算3) 工作机构为升降运动时负载转矩及飞轮力矩的折算难点:1) 多轴旋转系统负载转矩及飞轮力矩的折算2) 平移运动系统的折算3) 工作机构为升降运动时负载转矩及飞轮力矩的折算习题:1) 多轴旋转系统负载转矩及飞轮力矩的折算2) 平移运动系统的折算3) 工作机构为升降运动时负载转矩及飞轮力矩的折算第1.4部分负载的机械特性（讲课2学时）具体内容:1) 恒转矩负载的机械特性2) 恒功率负载的机械特性3) 风机、泵类负载的机械特性重点:1) 恒转矩负载的机械特性2) 恒功率负载的机械特性3) 风机、泵类负载的机械特性难点:1) 恒转矩负载的机械特性2) 恒功率负载的机械特性3) 风机、泵类负载的机械特性第2部分直流运动控制系统基础总学时(单位：学时):16 讲课:14 实验:2 上机:0 第2.1部分直流电动机的机械特性（讲课2学时）具体内容:1) 直流电动机的机械特性概念2）直流电动机的固有机械特性3）直流电动机的人为机械特性重点:直流电动机的固有及人为机械特性难点:直流电动机的固有及人为机械特性习题:直流电动机各种机械特性绘制第2.2部分直流电动机的起动和反转（讲课2学时）具体内容:1) 直流电动机的起动2）直流电动机的反转重点:直流电动机的起动难点:直流电动机的起动第2.3部分直流电动机的调速（讲课4学时）具体内容:1) 电动机调速的基本概念2）他励直流电动机的调速方法3）调速的性能指标重点:他励直流电动机的调速方法及调速的性能指标难点:他励直流电动机的调速方法及调速的性能指标习题:他励直流电动机的调速及调速的性能指标计算第2.4部分直流电动机的制动（讲课6学时）具体内容:1) 制动的一般概念2）能耗制动3）反接制动4）回馈制动重点:他励直流电动机的能耗、反接及回馈制动难点:他励直流电动机的能耗、反接及回馈制动习题:他励直流电动机的能耗、反接及回馈制动实验:直流电动机运行特性研究；（2学时）第3部分交流运动控制系统基础总学时(单位：学时):18 讲课:16 实验:2 上机:0 第3.1部分三相异步电动机的机械特性（讲课2学时）具体内容:1) 三相异步电动机机械特性的物理表达式2）三相异步电动机机械特性的参数表达式3）三相异步电动机机械特性的实用表达式重点:三相异步电动机机械特性的实用表达式难点:三相异步电动机机械特性的参数及实用表达式习题:三相异步电动机机械特性的实用表达式第3.2部分笼型异步电动机的起动（讲课2学时）具体内容:1) 对笼型异步电动机起动的要求2）笼型异步电动机直接起动3）笼型异步电动机减压起动重点:笼型异步电动机减压起动难点:笼型异步电动机减压起动第3.3部分绕线转子异步电动机的起动（讲课2学时）具体内容:1) 绕线转子异步电动机转子串三相对称电阻分级起动2）转子串频敏变阻器起动重点:绕线转子异步电动机转子串三相对称电阻分级起动难点:绕线转子异步电动机转子串三相对称电阻分级起动第3.4部分三相异步电动机的调速（讲课6学时）具体内容:1) 三相异步电动机调速方法概述2）三相异步电动机的变极调速3）三相异步电动机的变频调速4）降低定子电压调速5）绕线转子异步电动机转子串电阻调速重点:1) 三相异步电动机的变极调速2）三相异步电动机的变频调速3）降低定子电压调速4）绕线转子异步电动机转子串电阻调速难点:1) 三相异步电动机的变极调速2）三相异步电动机的变频调速3）降低定子电压调速4）绕线转子异步电动机转子串电阻调速习题:三相异步电动机的调速第3.5部分三相异步电动机的各种运行状态（讲课4学时）具体内容:1) 电动运行状态2）反接制动3）回馈制动4）能耗制动重点:电动运行状态及各种制动状态难点:电动运行状态及各种制动状态习题:三相异步电动机的各种运行状态计算实验:三相异步电动机运行特性研究；（2学时）。