《机电一体化系统设计》课程教学大纲
机电一体化系统课程教学大纲
《机电一体化系统》课程教学大纲本课程考核对象为国家开放大学“助力计划”机电一体化技术（专科）专业的学生。
通过本课程的学习，使学生在机电一体化技术方面具有较广泛的知识，了解机电一体化系统所涉及的相关技术，对典型机电一体化系统有一个比较全面的认识，能运用所学知识对机电一体化产品中的机电一体化系统进行分析或设计，使学生初步具备解决生产过程中机电设备的运行、管理、维护等实际问题的能力。
教学内容：一：概述1.1机电一体化概念“机电一体化”一词的英文名词是“Mechatronics”，它是取Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子学）的后半部分拼合而成。
它是一个新兴的交叉学科，国内外处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的前沿方向。
同时，随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。
现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。
机电一体化学科是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的。
机电一体化技术也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。
所以说，“机电一体化”是机械技术、微电子技术相互交叉、融合的产物。
而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。
机械微电子技术计算机和信息处理技术自动控制技术相互交叉、融合机电一体化电力电子技术伺服驱动技术系统总体技术机电一体化产品的功能，除了具有高精度、高可靠性、快速响应外，还将逐步实现自适应、自控制、自组织、自管理等功能。
1.2机电一体化系统的组成机电一体化系统一般来讲由机械本体（机构）、信息处理与控制部分（控制器）、能源部分（动力源）、驱动部分、检测部分（传感器）、执行元件部分若干个子系统组成。
机电一体化系统设计基础课程教学大纲
机电一体化系统设计基础课程教学大纲第一部分大纲说明一、课程的性质、作用和任务机电一体化系统设计基础是机械设计制造及其自动化专业学生必修的一门专业课，其内容由机电一体化的基本概念，机电产品设计的工程路线，机电一体化系统中的基本要素，机电产品综合设计等四个部分组成。
本课程的作用和任务是：通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把所学的电工学、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械设计理论有机地结合起来，了解各项技术的相互接口关系，并能运用所学的知识对机电一体化产品进行分析或设计简单的机电一体化产品。
使学生具有解决实际生产过程中机电设备的维修、运行管理、改造等实际问题的初步能力。
二、本课程与相关课程的关系本课程安排在所有必修课程修完后进行，学生应具有机械设计、液压气动、传感器、机电控制与控制工程基础方面的知识。
三、课程的教学基本要求1．通过机电一体化基本概念的学习，理解机电一体化系统中各个结构要素在系统中的作用和它们之间的相互关系，初步建立机电产品的系统化设计思想。
2．熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定开发工程路线。
3．了解机电一体化系统中的常用传动机构，常用动力驱动装置，常用计算机控制系统和常用传感器的种类和特点。
4．掌握对机电一体化系统中机械、动力、控制、传感检测等四个基本结构要素的技术特点，掌握这些结构要素中典型结构装置的特点和使用方法，如齿轮传动比的选择原则，直流力矩电机和步进电机伺服控制的特点，典型位置传感器（电位计、光电编码器）的特点及选择原则，STD工业控制总线的特点和主要应用形式等。
5．了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。
四、教学方法和教学形式建议本课程属于综合应用型课程，涉及面宽。
教学形式建议包括电视录像授课，自学及面授辅导等形式，其中，电视授课以讲授重点、难点和应用实例分析为主。
五、课程的教学要求层次教学要求中，内容按“了解、熟悉、掌握”三个基本层次要求。
机电一体化系统设计教学大纲 张建民版 第四版
《机电一体化系统设计》教学大纲一、课程名称1、中文名称：机电一体化系统设计2、英文名称：Mechatronics System Design二、学时总学时：90学时，其中，理论学时：72学时，实践学时：18学时学分：4学分三、开课学期第7学期四、课程考核要求考查，平时成绩占总成绩的30％，实验成绩占总成绩的20％，考试成绩占总成绩的50％。
五、课程概述本课程是机械电子工程专业的专业必修课。
本课程从系统的观点出发，利用机械技术和电子技术，通过机电有机结合构造最佳的机电系统。
课程性质：机械电子工程专业必修课。
六、适用专业机械电子工程、机械制造及其自动化等。
先行、后续课程情况：先行课：机械原理，机械设计，电工学，数字电子技术，模拟电子技术，控制工程基础，微机原理，电气控制技术，数控技术；后续课：无。
七、课程的目的与任务1、课程目的本课程是机械电子工程专业的专业必修课，通过本课程的学习，使学生建立机电产品的一体化设计思想，把电子技术、传感器技术，自动控制技术、计算机技术和机械技术有机地结合起来，了解各项技术之间的接口关系，能运用所学知识对机电一体化产品进行分析或设计，使学生具备解决生产过程中机电设备的运行、管理、维护和改造等实际问题的初步能力。
培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力。
2、课程的基本要求1）学习机电一体化基本概念，理解机电一体化系统中各结构要素在系统中的作用和相互关系，初步建立机电产品的系统化设计思想。
2）了解机电一体化系统中常用传感器、传动机构、动力驱动装置和计算机控制系统种类和特点。
3）熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线。
4）掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、控制等基本结构要素的技术特点，掌握典型装置的技术原理和使用方法。
5）了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。
3、课程教学内容第1章概述（6学时）1．基本要求：了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。
机电一体化教学大纲
机电一体化教学大纲引言：机电一体化是一门综合性学科，是机械工程与电气工程的交叉学科。
它涵盖了机械、电气、电子、计算机控制等多个领域，将传统机械与电气相结合，为现代工业与制造业的发展提供了重要的支撑。
为了有序进行机电一体化的教学，制定一份全面且有效的教学大纲是至关重要的。
本文将按照合同的格式，详细介绍机电一体化教学大纲。
第一章课程概述1.1 课程名称：机电一体化1.2 课程代码：MEEMG1011.3 课程学时：72学时1.4 先修课程：机械基础、电工基础、电子技术基础等1.5 课程目标：通过本课程的学习，学生应能够理解机电一体化的基本概念，熟悉相关技术原理，并能够进行机电一体化系统的设计与应用。
第二章教学内容和教学要求2.1 教学内容2.1.1 机电一体化的基本概念和发展历程2.1.1.1 机械、电气、电子三个领域的关系与交叉2.1.1.2 机电一体化的应用领域和发展前景2.1.2 机电一体化系统的组成和结构2.1.2.1 传感器与执行器的选择与应用2.1.2.2 信号采集与处理技术2.1.2.3 控制算法与控制策略2.1.3 机电一体化系统的设计方法2.1.3.1 系统建模与仿真技术2.1.3.2 优化设计与性能评估2.1.3.3 可靠性分析与故障诊断2.1.4 机电一体化系统的应用实例2.1.4.1 工业自动化与智能制造2.1.4.2 机器人技术与自动控制应用2.1.4.3 智能交通与汽车电子2.2 教学要求2.2.1 理论知识要求学生应理解并掌握机电一体化的基本概念及相关原理，了解机电一体化系统的组成和结构，并具备基本的设计方法和技能。
2.2.2 实践能力要求学生应具备一定的实验技能，能够运用相关工具软件进行机电一体化的系统建模、仿真与设计，并具备简单的实验操作能力。
第三章教学方法和评价方式3.1 教学方法3.1.1 理论教学采用大课堂讲授、互动讨论等方式，注重理论知识的讲解，引导学生进行思考和探索。
机电一体化系统设计课程教学大纲
《机电一体化系统设计》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息二、二课程简介本课程是机械设计制造及其自动化专业方向课，课程的任务是使学生了解机电一体化系统的基本知识，掌握机电一体化系统设计原理和方法，具备一定的机电一体化系统总体设计和结构设计能力。
三、课程目标本课程目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法，培养以机电结合的人才。
三、与前后课程的联系本课程是机械工程专业的必修课。
其内容是学生已经修完的PLC技术、电子电工技术、机电传动与控制技术等专业课程的为基础，培养学生机电自动化系统设计的综合应用能力,对学生毕业设计、工作提供基础。
四、教材选用与参考书课程教材：张建民主编，机电一体化系统设计（修订版），北京理工大学出版社，2014年参考书目：[1]杨可桢程光蕴主编，机械设计基础，高等教育出版社，2006年。
[2]郑学坚周斌主编，微机计算机原理及应用，清华大学出版社，2003年。
[3]张建民主编，传感器与检测技术，机械工业出版社，2000年。
六、课程进度表注：实验类型：演示/验证性、综合性、设计性。
设计性实验：指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
综合性实验：指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。
实验要求：必做。
七、教学方法教学方式分课堂教学、课程实验和课外项目三部分。
其中，课堂教学主要采用启发式教学方法进行；课程实验和课外项目分组进行，学生既有分工又有合作，以培养学生的实践能力、团队精神。
八、对学生学习的总体要求1、学习本课程的方法、策略及教育资源的利用。
本课程的内容跨度较大，要多练多想，善于进行归纳总结，使所学知识条理化和系统化，做好笔记，老师所讲的内容和例题与教材往往不一致，是老师自己的经验总结，注意将老师所讲内容与教材、参考书的比较，以深刻理解和掌握教学内容。
机电一体化系统设计_教学大纲
《机电一体化系统设计》课程教学大纲课程名称：机电一体化系统设计适用专业：机电一体化撰写人：冷波一、本课程性质、地位和任务本课程是“机电一体化”专业的一门专业主干课程。
目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力，掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法，培养以机电结合的人才。
本课程的基本任务，是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。
二、课程教学的基本要求：⒈总论：理解机电一体化的有关基本概念。
掌握机电一体化系统的功能特点。
了解机电一体化系统的设计方法，初步建立机电产品的系统化设计思想。
⒉机械系统的部件选择与设计：理解机电一体化系统对机械系统的要求，掌握机械传动部件、导向部件、支承部件、轴系部件的设计方法。
3、执行元件的选择与设计掌握执行元件的种类、特点及基本要求，熟悉伺服电机与步进电机的工作原理以及驱动方法。
4、微机控制系统的选择及接口设计掌握微机控制系统的硬件结构以及输入/输出接口设计，熟悉PLC的应用以及常用传感器的性能特点和微机接口。
5、机电一体化系统元、部件特性分析了解自动控制理论与机电一体化系统，掌握机电一体化系统元部件、传感器与执行元件的动态特性。
6、机电一体化系统机电有机结合的分析与设计掌握机电一体化系统的稳态与动态设计，熟悉机电一体化系统稳态、动态设计的考虑方法和其可靠性、安全性设计。
7、了解典型机电一体化产品的构成、特点和设计方法，学会设计简单的机电一体化产品。
三、本课程与其他课程的关系本课程安排在所有必修课程修完后进行，学生应具有机械设计、液压气动、传感器、机电控制与控制工程、微机原理与接口设计基础方面的知识。
四、教学实数分配表五、大纲内容第1章概论一、教学目的：通过本章学习了解机电一体化系统的基本概念，它的共性关键技术及功能构成。
了解系统设计的考虑方法、设计类型、设计流程、准则和规律以及它的一些现代设计方法。
本章中介绍的一些技术上的名词术语、定义等以后章节会经常用到需要熟记。
《机电一体化系统设计》课程设计教学大纲
《机电一体化系统设计》课程设计教学大纲课程编号：05144340课程名称：机电一体化系统设计/ Mechatronics System Design课程总学时/学分：32/2 （其中理论28学时，实验4学时）课程设计时间/学分：1周/1学分适用专业：机械工程及自动化一、设计任务及目的本次设计是《机电一体化系统设计》课程结束之后进行的，属于机械设计制造及其自动化本科专业中机电方向的一个重要的综合性、实践性教学环节，课程设计的基本任务和目的是：1、掌握机电一体化系统的设计过程和方法，包括参数的选择、传动设计、零件计算、结构设计、计算机控制等培养系统分析及设计的能力。
2、综合应用过去所学的理论知识，提高联系实际和综合分析的能力，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识。
3、训练和提高设计的基本技能，如计算，绘图，运用设计资料、标准和规范，编写技术文件（说明书）等。
二、课程设计的基本要求1、了解和掌握PLC在机电一体化系统设计中的应用；2、采用微型计算机（包括单片机）进行数据采集、处理和控制，主要考虑计算机的选择或单片机构成电路的选用。
3、选用驱动控制电路，对执行机构进行控制。
主要考虑电机的选择及驱动力矩的计算，控制电机电路的设计。
4、精密执行机构设计。
主要考虑数控机床工作台传动装置的设计问题；弄清楚机构或机械执行的主要功能（如传递运动、动力、位置控制、微调、精密定位或高速运转等），进行力（力矩）、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算。
提出装配图和零件加工图。
提出对电机驱动和计算机控制要求。
5、采用传感器进行反馈控制或作为测量敏感器件。
6、学会使用手册及图表资料。
根据课程设计指导书，设计题目不尽相同，并不一定要对上面的内容面面俱到，但要对学生进行全面训练，则尽可能多涉及一些。
三、设计需运用的基本理论机械制图、机械原理、机械设计、电工电子技术、机电控制技术、机电控制理论基础、可编程序控制器、机械工程设计、机电一体化系统设计等。
机电一体化系统设计课程 教学大纲
机械工程学院本科课程教学大纲机电一体化系统设计课程教学大纲英文名称：Mechatronics 课程编码：01111050学时：48 学分： 3课程性质：专业限选课课程类别：理论课先修课程：机械原理，机械设计，电工学，电子技术，控制工程基础，微机原理，电气控制技术开课学期：第七学期适用专业：机械电子工程专业一、课程综述1.1 教学目标（参照课程能力要求制定）（1）通过学习机电一体化基本概念，使学生理解机电一体化系统中各机构要素在系统中的作用和相互关系，初步建立机电产品的系统化设计思想。
（2）熟悉机电一体化系统中常用机械系统、传感检测、信号处理、动力驱动装置、控制等单元的种类和特点。
（3）掌握机电一体化系统中机械、传感检测、动力、控制等基本要素的关键技术，掌握典型机电装置的技术原理和设计方法。
（4）熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线，能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线。
（5）掌握机电一体化系统建模的一般理论和方法，能够对简单机电系统进行数学建模，并根据模型进行分析和综合。
（6）使学生初步掌握文献检索、资料查询、调研及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法。
（7）使学生了解机电一体化系统的组成、功能、原理和设计方法，培养学生解决实际问题的能力。
（8）使学生具有应用数学与自然科学的综合能力，在学习中逐步提高学生的专业英语水平。
（9）通过利用所学的机械技术、传感器技术、电子技术、计算机技术和控制技术等，使学生够灵活地综合运用这些技术进行机电一体化设计。
（10）培养学生的责任感和职业道德；并使学生具备一定的组织管理能力、较强的表达能力和人际交往能力以及在团队中发挥作用的能力，初步具备交流、竞争与合作能力。
1.2 课程能力矩阵2机械工程学院本科课程教学大纲3机电一体化系统设计课程教学大纲4机械工程学院本科课程教学大纲5机电一体化系统设计课程教学大纲1.3目标能力达成度的评价（1）目标能力1、2、3、4、5、6、7的达成度通过结课考试进行考评；（2）目标能力8的达成度通过结课考试和讨论课成绩综合考评；（3）目标能力10、11的达成度通过讨论课和三级项目成绩综合考评；（4）目标能力12、20的达成度通过平时作业、结课考试、讨论课和三级项目成绩综合考评；（5）目标能力13、14、15的达成度通过讨论课和三级项目成绩综合考评；（6）目标能力9、18的达成度通过平时作业、讨论课、三级项目和实验成绩综合考评；（7）目标能力16、17的达成度通过实验成绩进行考评；（8）目标能力19的达成度通过三级项目成绩进行考评。
机电一体化系统设计教学大纲
《机电一体化系统设计》实验教学大纲课程名称：机电一体化系统设计英文名称：Mechatronics System Design课程编号：23110118课程性质：课程类型：综合选修是否为独立设课的实验课：否适用专业：机械设计制造及其自动化学时与学分：总学时：72 总学分：3 实验学时：44 实验学分：1.5执 笔 人：王华权制定（修订）时间：2006年12月修订一、实验课的任务、性质与目的：训练学生运用所学的专业知识进行系统集成设计。
让学生尝试将分散的不同学科的知识有机地融合，完成能实现特定任务的机器系统设计。
本课程将以机电行业流行的技术作为学生的学习、实验素材，让学生能提前感受当前国内工业的技术环境。
培养学生综合运用各种设计工具，测量、拆装工具及仪器分析、测绘现有系统，学会工程文件编撰的基本方法。
让学生体会成组协同设计的工作方式。
二、主要仪器设备及环境：拆装工具：扳手、螺丝批、钢丝钳、零件盒、千分尺、游标尺、电烙铁、放大镜；实验仪器：示波器、万用表、光电编码器及记数器、电机及驱动器、脉冲发生器、气动—PLC 实验台、工作台；材料：煤油、清洁布（纸）、润滑油脂。
三、实验项目的设置与实验内容序号 实验项目名称 实验内容 实验要求实验时数每组人数实验类型1 滚珠丝杆、直线轴承的结构实验拆装滚珠丝杆、直线轴承用放大镜观察其结构。
必做 2 5验证性2谐波齿轮减速器、行星齿轮减速器结构实验拆装谐波齿轮减速器、行星齿轮减速器，观察其结构用照相机记录其安装关系及结构特点，解释其工作原理及制造关键技术难点。
必做 2 5验证性3 步进电机驱动实验搭建步进电机驱动驱动装置，实现加、减速及正、反转。
必做 2 5验证性4 数控机床伺服电机控制轴运动模拟实验用运动控制器、PC或工控机控制交流伺服电机驱动装置。
选做 4 3综合性5 光栅尺、圆光栅编码器实验用增量式光栅编码器、绝对式光栅编码器测量角位移，用光栅尺测量长度，用相应的数字记数器记录、显示测量值。
机电一体化教学大纲
机电一体化教学大纲一、教学目标机电一体化课程的教学目标是培养学生的综合技能，包括机械设计、电气控制和自动化技术等方面的知识和实践能力。
具体目标如下：1. 理解机电一体化的基本理论和原理，掌握相关技术术语和概念。
2. 掌握机电一体化系统的设计与调试方法，能够进行基本的机械设计和电气控制。
3. 熟悉机电一体化系统的工作原理和运行方式，能够分析和解决常见问题。
4. 了解机电一体化技术在工业自动化中的应用，能够应用相关知识解决实际问题。
二、教学内容机电一体化课程的教学内容根据学生的学习程度和课程设置有所调整，主要包括以下几个方面：1. 相关理论知识：机电一体化的概念和发展历程，机电元件的结构和特性，传感器和执行器的原理与应用。
2. 机械设计基础：机械零件的设计和选择，设计软件的应用，机械系统的动力学分析。
3. 电气控制基础：电路原理与分析，电气元件的选择与连接，控制系统的组成和调试。
4. 自动化技术应用：PLC编程与应用，人机界面设计与实现，现场总线技术的应用。
5. 实践操作与实验：机械装配和调试，电气控制系统的搭建与调试，自动化系统的设计与实现。
三、教学方法与手段为了达到上述教学目标，教学中将采用多种适合机电一体化课程的教学方法与手段，包括：1. 讲授与演示：通过教师的讲授和实际演示，向学生介绍机电一体化的理论与应用。
2. 实践操作：安排学生进行机械装配、电气控制系统调试等实践操作，提高实际操作能力。
3. 项目实践：引导学生参与机电一体化相关项目的设计与实现，通过实际项目锻炼学生的综合素质。
4. 群体讨论与合作学习：鼓励学生在小组内进行问题讨论与合作学习，提高学生的分析和解决问题能力。
5. 实验教学：通过设计相关实验，帮助学生巩固和应用所学知识，加深对机电一体化的理解。
四、教学评价与考核为了评价学生的学习效果和掌握程度，根据机电一体化课程的特点，采用以下几种评价与考核方式：1. 课堂表现评价：评价学生在课堂上的主动性、积极性和合作精神，包括出勤情况、提问和回答问题等方面。
《机电一体化系统设计》课程标准
《机电一体化系统设计》课程标准一、课程基本信息二、课程性质和任务《机电一体化系统设计》是机电一体化技术三年制高职专业设置的核心课程之一，是一门高度“机电”结合的课程，将学生所学“机”与“电”的知识与技能，在微电子的控制手段下高度的“融合”，全面提升学生机电一体化知识与技能。
《机电一体化系统设计》的主要任务是加强学生机电一体化系统知识，使学生将所学“机”与“电”的知识与技能，在微电子的控制手段下高度地“融合”，并由现阶段的机电一体化系统设备、产品，如：数控机床、机械手、智能机器人、柔性制造系统（FMS）、无人生产车间等的原理、调试、维护到小型机电一体化系统的设计，设备的改装，全面提升学生机电一体化知识与技能。
三、课程教学目标通过以工作任务导向及典型机电一体化系统的分析与装调的实际工作项目活动，使高等职业学院的机电一体化专业的学生了解本专业的学习领域和工作领域等专业知识与技能，建立机电一体化技术的思维基础，学会分析和处理工程问题的基本理论和基本方法，提高实际动手能力和针对岗位的职业技能和职业素养，从而为将来胜任机电一体化技术岗位群职业需要、具备优良的职业素养和突出的岗位创新能力奠定良好的基础。
1、知识目标1）了解机电一体化系统所代表的产品范围，分类及发展趋势。
2）掌握模块化机电一体化产品装配、调试、维护、维修的基本理论和基本方法。
3）掌握电气设备安装调试的应知、应能的知识和技能。
4）使学生能够系统地学习与掌握机电一体化产品中相关技术的联系和接口关系，了解产品开发的方法。
2、能力目标1）具有机电一体化设备拆装、调试和操作的基本技能。
2）了解机电一体化技术的系统思维体系，学会用系统的观点分析问题的能力。
3）了解机电一体化前沿技术，学会探索性学习和终身学习的方法。
3、素质目标1）掌握机电一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。
2）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
四、课程内容与要求五、教学基本条件1、为保证理论与实际操作密切结合，本课程要求一个专用机电一体化综合实训室和供学生实习的校外实训基地。
《机电一体化系统设计》课程教学大纲
《机电一体化系统设计》课程教学大纲适用专业机械设计制造及其自动化课程类型专业课程学时数44学分数2.5一,编写说明(一)本课程的性质,地位和作用本课程是面向机械制造及自动化专业开设的一门专业课.机电一体化系统技术是微电子技术和计算机技术像机械工业渗透的过程中逐渐形成并发展起来的一门新型综合性学科,机电一体化技术的应用不尽提高和拓展了机电产品的性能和功能,而且使机械工业的技术结构,生产方式及管理体系发生了巨大的变化,极大提高生产系统的工作质量.通过本课程的学习,对于学生掌握机电一体化系统开发的基础知识,拓宽学生的知识面是很有意义的.本课程是学生在学完技术基础课,专业基础课之后的专业技术课程内容的综合应用,对于培养学生综合应用基础和专业知识,掌握以系统论,信息论和控制论为核心的机电一体化系统的设计基本原理和方法,掌握机电一体化技术的关键技术有着重要意义.(二)本大纲制定的依据本大纲根据机械设计制造及其自动化专业的人才培养目标的基本理论和基本技能要求,本课程性质,跟踪现代机电一体化系统技术的发展编写.(三)大纲内容编写原则根据人才培养目标的要求,使学生了解,掌握机电一体化的系统设计的基本知识,特点和方法;结合机电一体化共性的关键技术,对其各子系统的设计原理及设计方法进行系统的分析和介绍;强调对学生综合能力和工程能力的训练和培养;通过本课程的学习,使学生了解,掌握机电一体化系统的内涵及机电一体化系统设计的理论和方法.(四)实践环节1.课程设计(1)名称:机械手控制系统编程与操作(2)主要内容与要求:利用PLC实现机械手控制功能的要求编写程序,安装调试实验台.按照本课程实验说明书要求完成,并通过实验验证程序的正确性.(3)学时分配:4(五)教学时数分配表章节序号教学学时环节教学内容讲授讨论见习实验其它小计一绪论44二机械系统设计66三传感器检测及其接口电路88四控制电机及其选择计算88五工业控制计算机及其接口技术1010六机电一体化系统设计及应用举例448总计4044(六)考核方法与要求1.平时成绩与期终成绩:平时成绩占30%,包括出勤,课堂提问,讨论等;期终成绩占60%.2.试卷成绩与实践成绩:试卷成绩占60%,实践成绩占10%(实验报告5%,实验过程考核5%).3.综合考核成绩的计算:平时成绩20% 实践成绩占10% 试卷成绩占70%=100%.(七)教材与主要参考书1.教材:姜培刚等.《机电一体化系统设计》.机械工业出版社,2006年1月.2.主要参考书:李建勇.《机电一体化技术》.科学出版社,2004年4月.王孙安.《机械电子工程》.科学出版社,2003年8月.郑堤.《机电一体化设计基础》.机械工业出版社.2001年10月.二,教学内容纲要第一章绪论一,教学目标:1,了解机电一体化系统发展历史,内涵,应用和发展前景. 2,掌握机电一体化系统的基本功能和要素.二,教学内容:第一节机电一体化系统的定义一,△机电一体化的内涵;第二节机电一体化系统的基本功能要素一,△○机电一体化系统功能分析方法△机电一体化系统的构成要素第三节机电一体化的相关技术一,机电一体化技术的相关关键技术第四节机电一体化系统设计的目标与方法一,机电一体化系统设计方法第二章机械系统设计一,教学目标:1,掌握机械系统数学建模方法.2,掌握机械传动系统的特征及设计方法. 3,了解常用的传动系统二,教学内容:第一节机械系统设计一,△○机械系统建模方法第二节机械传动系统的特征一,△机械传动装置的特征参数及相应的调整方法第三节机械传动装置一, △○传动比的设计方法第三章传感器检测及及接口电路一,教学目标:1. 了解常用参量检测的传感器原理;2. 掌握检测传感器的接口电路原理以及相应的信号处理方法. 二,教学内容:第一节传感器一,△○传感器性能指标的内涵二,△传感器选择的原则第二节位移测量传感器一,△大位移测量传感器的原理.第三节速度,加速度传感器一,△速度,加速度传感器测量原理第四节位置传感器一,△位置测量原理.第五节传感器前期信号处理一,△○信号调理线路常用模块的原理第六节传感器接口技术一,△○采样保持器原理及应用.第七节传感器非线性补偿原理一,△○软件补偿方法第八节数字滤波一,△○随机误差的处理方法第四章控制电机及其选择计算一,教学目标:1. 了解常用伺服电机的工作原理;2. 掌握常用伺服电机的控制调节方法;3.掌握伺服电机的主要性能参数内涵及电机的选择方法. 二,教学内容:第一节步进电动机及其控制一,步进电机的工作原理二,△步进电机的性能参数三,△○步进电机的控制方法第二节直流伺服电动机及其控制一,直流电机的工作原理二,△○直流电机的控制方法第三节交流伺服电动机一,交流电机的工作原理二,△○交流电机的控制方法第四节直线电动机一,直线电机的工作原理第五节控制电机的选择和计算一,△控制电机的选择.第五章工业控制计算机及其接口技术一,教学目标:1. 了解常用的工业控制计算机种类2. 掌握各种工业计算机的区别;3.掌握各种信号接口原理.二,教学内容:第一节工业控制计算机一,常用控制计算机的种类二,△○各种控制计算机的区别第二节计算机的接口技术一,△○开关量及数字两的输入/输出接口电路; 二,△○功率放大电路的原理第三节可编程控制器一,PLC的原理及选择方法,外围电路设计的原则第四节数字控制器设计一,△○数字控制器的设计方法.第五章机电一体化系统设计及应用举例一,教学目标:1. 掌握机电一体化系统设计的要点2. 了解数控机床的设计过程及主要构成的设计方法.二,教学内容:第一节机电一体化产品的设计要点一,△机电一体化产品的设计过程第二节机电一体化系统设计应用举例一,数控机床的设计过程及主要构成的设计方法注:用\"△\"明确重点内容,用\"○\"明确难点;编写人:凌杰审核人:封士彩。
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《机电一体化系统设计》课程教学大纲
一、《机电一体化系统设计》课程说明
（一）课程代码：0215026
（二）课程英文名称：Mechanical and Electrical System Design
（三）开课对象：机械工程学院本科各专业
（四）课程性质：
本课程是机电类专业的一门专业选修课，它在深度和广度上对学生大学期间所学的各门专业课程和专业基础课程作了一定的拓展，并将各课程内容系统的结合起来，应用于工程实践。
其特点是理论性和实践性都很强。
本课程的前导课有：《微机原理》、《机电传动控制》、《自动控制原理》、《液压传动与气动》、《电子技术》、《机械制造技术》、《机械设计》、《工程力学》等。
（五）教学目的：
通过学习本课程，学生应掌握机电系统的组成，机械系统的元部件、电子系统和微机系统的元器件的工作原理、特性、设计和选用原则；并能从机电有机结合的角度，掌握机电系统的稳态设计与动态设计方法，能分析、设计和改造一般的机电系统（产品）。
（六）教学内容：
本课程主要包括机电一体化概述、工业控制机、可编程序控制器PLC、机电一体化产品中的传感器、常用驱动器及其控制、常用的传动部件与执行机构、机电一体化系统的控制策略、机电一体化设计实例等。
（七）教学时数：
教学时数：32学时
学分数：2学分
（八）教学方式：
以课堂教学和实验教学为主的教学方式。
（九）考核方式和成绩记载说明：
考核方式为考试，以学籍管理规定严格考核学生。
综合成绩根据平时成绩、实验成绩和期末成绩评定，平时成绩占20%，实验成绩占20%，期末成绩占60% 。
二、讲授大纲与各讲的基本要求
第一讲机电一体化概述
教学要点：
掌握机电一体化的概念和产品机电一体化的意义；了解机电一体化技术的发展过程与趋势；了解机电一体化技术的分类和机械制造过程及机电产品的机电一体化；了解机电一体化的相关技术主要的机械技术、传感技术、信息处理技术、接口技术、伺服驱动技术及系统总体技术；掌握机电一体化设计方法主要的模块化设计方法、柔性化设计方法、取代设计方法、融合设计方法及优化设计方法；掌握机电一体化产品的设计开发步骤。
教学时数：2学时
教学内容及考核要求：
1、机电一体化基本概念（领会）；
2、机电一体化技术的分类与应用（识记）；
3、机电一体化的相关技术（领会）；
4、机电一体化产品设计方法（领会）；
5、机电一体化的技术发展方向（领会）；
第二讲工业控制机
教学要点：
了解工业控制机的组成原理；了解工业控制机的分类；掌握工业控制机的选择；了解工业控制机的总线；掌握工业PC机的组成和特点、工业PC机在机电一体化产品中的应用。
教学时数：2学时
教学内容及考核要求：
1、工业控制机的种类与选择（领会）；
2、工业控制机的总线（识记）；
3、工业PC 机的组成和特点、工业PC机常用I/O模板及选择、工业PC机在机电一体化产品中的应用（领会）；
第三讲可编程序控制器PLC
教学要点：
了解可编程序控制器的发展过程和发展趋势；掌握可编程序控制器的特点和应用；掌握可编程序控制器的基本组成和工作原理及编程语言；掌握FX2N系列可编程序控制器的功能指令及应用；掌握可编程序控制器系统设计的内容和步骤。
教学时数：6学时（含2学时实验课）
教学内容及考核要求：
1、可编程序控制器PLC概述（领会）；
2、可编程序控制器的基本组成与工作原理（领会）；
3、FX2N系列可编程序控制器的功能指令实例（应用）；
4、可编程序控制器系统设计的内容和步骤（应用）；
5、PLC的应用实例—半自动液压车床（应用）；。
第四讲机电一体化产品中的传感器
教学要点：
了解传感器的概念；掌握传感器的特性和技术指标；掌握机电一体化中常用传感器；了解传感器与计算机的接口设计。
教学时数：8学时（含4学时实验课）
教学内容及考核要求：
1、传感器概述（识记）；
2、机电一体化中常用传感器（领会）；
3、传感器与计算机的接口设计（应用）。
第五讲常用驱动器及其控制
教学要点：
掌握步进电机的工作原理、主要特性和结构类型；掌握步进电机的环形分配器及功率放大器的工作过程；了解直流电动机的机械特性和调速指；掌握相控变流的直流电动机调速系统及晶体管脉宽调速控制系统；了解交流异步电动机机械特性及调速方式。
教学时数：6学时（含2学时实验课）
教学内容及考核要求：
1、步进电机开环位置控制系统（领会）；
2、直流电动机的调速（应用）；
3、交流异步电动机调速（应用）。
第六讲常用的传动部件与执行机构
教学要点：
掌握齿轮传动的分类及选用；掌握齿轮传动的形式及传动比的最佳匹配选择及齿轮传动间隙的调整方法；了解谐波齿轮传动；掌握滚珠丝杠螺母副的传动原理；了解滚珠丝杠螺母副的精度等级及标注方法；了解挠性传动的主要形式；掌握常用执行机构主要是连杆机构、凸轮机构、间歇机构等。
教学时数：2学时
教学内容及考核要求：
1、常用齿轮减速装置的传动形式及传动比的合理匹配（领会、应用）；
2、齿轮传动的消隙方法及消隙原理（应用）；
3、滚珠丝杠螺母副的结构类型及其轴向间隙的调整方式（识记、应用）；
4、挠性传动（领会）；
5、常用执行机构（应用）。
第七讲机电一体化设计实例
教学要点：
了解柔索驱动并联机器人设计过程；掌握机电一体化产品的设计步骤。
教学时数：6学时（含4学时实验课）
教学内容及考核要求：
1、机电一体化产品设计步骤（领会）；
2、柔索驱动并联机器人设计过程（领会、应用）。
三、推荐教材和参考书目
1、《机电一体化技术基础与产品设计》，刘杰等，冶金工业出版社，2002
2、《机电一体化系统设计》，张建民，高等教育出版社，2004
3、《机电一体化技术》，邱士安，西安电子科技大学出版社，2003
4、《机电一体化概论》，赵再军，浙江大学出版社，2004
5、《可编程控制器应用技术与实例》，袁任光，华南理工大学出版社，1997
6、《计算机控制系统》，何克忠，清华大学出版社，1998。