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。
机电一体化设计教学大纲
《机电一体化设计》教学大纲修订单位：机械工程学院机电工程系执笔人：晏永飞一、课程基本信息1．课程中文名称：机电一体化设计2．课程英文名称：Mechatronics Project3. 适用专业：机械设计制造及自动化等专业4. 总学时：32学时5. 总学分：2学分二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务本课程是机电专业的专业技术课。
通过本课程的学习，让学生初步了解机电一体化系统组成、结构和工作原理，掌握典型的控制算法、驱动执行单元的结构和工作原理。
使学生进一步提高分析与解读具体机电一体化系统的能力，使得学生将以前或同时学习的其他机械类或电工、电子、计算机类的相关课程最大限度地统一起来，达到融会贯通。
三、理论教学内容与教学基本要求第1章总论（2 学时）了解机电一体技术发展过程和所涉及学科门类；掌握机电一体化系统的构成要素、功能构成及构成要素的相互联接方法；了解机电一体化系统的设计流程、设计考虑和评价的方法、设计类型、设计程序、设计准则和规律。
第2章机电一体化系统的机械系统部件的选择与设计（8学时）了解滚珠丝杠副的组成、特点、典型结构及支承方法；掌握齿轮传动副齿侧及滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧方法；掌握滚珠丝杠副的选择方法；掌握齿轮传动比的匹配选择及各级传动比分配原则；了解常用的挠性传动部件和间歇传动部件；了解导轨副的组成、种类及其应满足的要求；掌握滑动导轨副的结构及其选择方法；掌握圆柱支承设计方法；了解轴系部件的选择与设计；第3章机电一体化系统执行元件的选择与设计（4学时）了解执行部件的种类、特点及基本要求；掌握步进电动机的硬环控制与驱动方法；掌握直流伺服电动机的调速驱动系统原理；第4章机电一体化系统的微机控制系统的选择与设计（7学时）了解微机控制系统的设计思路；了解微机的系统构成及种类；掌握MCS-51系列单片机的结构特点、扩展存储器方法、I/O口的扩展方法及键盘和显示器接口电路；掌握光电隔离电路设计和信息转换电路设计（包括弱电转强电电路、数字脉冲转换电路、D/A（A/D）转换电路及电量转非电量电路）；了解检测传感器的分类和基本要求；掌握传感器的微机接口方式；第5章机电一体化系统的元、部件的特性分析（4学时）掌握机械系统特性线性与非线性变换的一般表示方法；了解变换机构及其运动分析；掌握负载力（或转矩）向输入端的换算方法及机构内部摩擦力的影响；了解典型传感器和执行元件的特性分析；掌握凸轮曲线理论；第6章机电一体化系统的机电有机结合分析与设计（5学时）掌握负载的等效转动惯量和等效负载转矩换算方法；掌握执行元件和减速比的匹配选择及各级减速比的分配原则；掌握半闭环、全闭环控制系统数学模型的建立及主谐振频率计算方法；了解PID调节及其传递函数；第7章常用机械加工设备的机电一体化改造分析与设计（2学时）了解传统机床机电一体化改造分析及设计方法。
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、《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。
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。
基于OBE教学大纲-2016版(优选.)
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：32 学分： 2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、课程教学目标通过本课程的理论教学、项目和实验训练，使学生具备下列能力：1、通过文献检索、资料查询、调研等获取信息手段的学习训练，对机电一体化技术的前沿发展、现状和趋势清晰掌握。
2、能够应用数学方法、机械设计理论、控制工程理论、机电一体化系统组成原理，针对复杂的机电产品确定出开发技术路线，对设计方案的可行性进行论证。
3、能够结合复杂机电产品的运动原理、控制策略、接口技术、系统集成方法，综合考虑经济、健康、安全、法规以及环境等因素，进行机电系统中传感器的选型，设计传感检测系统。
4、掌握机电系统典型的机构方案、传动部件、导向部件设计原理和特点，能够融合机械原理、机器人学、机械设计理论，对复杂机电产品中机械系统进行表达，利用现代技术对机械系统进行建模、求解与分析，模拟和预测设计的局限性和准确性。
5、掌握机电系统典型驱动电机的原理和控制方法，能够结合单片机技术、可编程控制技术，对复杂机电产品的工作过程提出控制方案，并实现编程和调试。
6、能够运用数学、物理、力学、控制理论及机电系统建模方法，对典型机电产品的数学模型进行抽象、表述、建模和求解。
7、能够就机电一体化系统设计问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，且具备一定的团队协作能力。
二、课程目标与毕业要求的对应关系机电一体化系统设计课程教学大纲三、课程基本内容3.1 理论教学（支撑教学目标1、2、3、4、5、6）1、绪论（支撑教学目标1）[教学目的与要求]：（1）掌握机电一体化的基本涵义。
（2）掌握机电一体化系统及其组成。
（3）了解机电一体化控制系统。
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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（6）结课考试 结课考试占总成绩的 40%。
二、课程的基本内容
第一章 绪论 [教学目的与要求]：
1．掌握机电一体化的基本涵义。 2．掌握机电一体化系统及其组成。。 3．了解机电一体化控制系统。 [本章主要内容]： 1.1 什么是机电一体化? 1.2 机电一体化实例—机器人介绍 1.3 机电一体化系统基本组成 1.4 机电一体化设计方法 [本章重点]： 1．机电一体化系统基本概念 2．机电一体化系统基本组成 [本章难点]： 1．机电一体化系统基本组成
系统的组成及应用。（对应专业能力要求 3（2）） 综合运用
了解认知 使学生了解机电系统的数学模型分析方法，分析
5 简单的控制模型，掌握机电系统数学模型的建立 初步掌握
方法。（对应专业能力要求 2（1））
综合运用
+ +
+ +
讨论课
准备
汇报 讨论
+
应用型 课程研究项目
作 实验
实 报 答业实报
施 告辩
施告
本课程的学时安排如下表：
讲
课
内
容
学时 讲课 实验 上机
1
绪论
2
2
系统总体设计
2
3
传感检测系统
4
4
机械系统设计
6
5
伺服驱动系统
3
6
控制系统模型
4
7
工业控制计算机及其接口
3
8
讨论课
49Leabharlann 课程研究项目（三级项目）16
10
应用型实验
4
合计
48
1.5 课程要求及成绩评定
本门课程依据全程监控的理念进行考核。课程考核包括 6 个部分，分别为出勤成绩、作业成绩、 讨论课、项目及综合实验、原理性实验和结课考试。具体要求及评分方法如下：
课程研究项目
2 3 4 5 6 7 准 汇报 实施 报告 答辩 论 章 章 章 章 章 章 备 讨论
+ +
+++
+++
+
++
+
+
应用型实验 作 业 实施 报
告
+
+
+
+
+ +
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；
应用型实验 作 业 实 报告
施
+
了解认知 使学生了解机电一体化系统的总体设计
7 方法，掌握典型机电一体化装置的设计步 初步掌握
+
骤。（对应专业能力要求 6（1））
综合运用
+
了解认知 使学生掌握基本的创新方法，具有创新意
+
8 识和对机电产品进行研究、开发和设计的 初步掌握
+
初步能力；（对应专业能力要求 7（1）(2)） 综合运用
综合运用
使学生具备分析和解释实验数据的能力
17
（对应专业能力要求 4（2））
了解认知 初步掌握 综合运用
了解认知 使学生具有进行系统表达、建立模型、分析求
18 解和论证的能力；具有初步的工程实践能力。 初步掌握
（对应专业能力要求 6（1）（2）（3））
综合运用
使学生具有一定的创新能力与全局观，进行一 了解认知
第二章 机电一体化系统总体设计 [教学目的与要求]：
1．了解机电一体化系统的总体设计方法 2．掌握机电一体化产品的工程路线 3．掌握几种典型机电一体化装置的基本组成
7
机电一体化系统设计课程教学大纲
[本章主要内容]： 2.1 机电一体化产品设计过程 2.2 机电一体化系统设计方法 2.3 机电一体化产品设计实例
[本章主要内容]： 3.1 检测的基本概念 3.2 传感器概述 3.3 常见传感器原理及应用 3.4 信号处理
[本章重点]： 1．各类传感器的工作原理 2．传感器的功用和特性 3．信号调理电路（滤波、相关、调制、解调）
[本章难点]： 1．各类传感器的工作原理 2．传感器的功用和特性 3．信号调理电路（滤波、相关、调制、解调） 第四章 机械系统设计
行授课。
讨论课共分两种形式分别是学生上台讲演、报告和课堂互动。所有同学必须参加，否则讨论成
绩为零。
课程研究项目是《智能车设计与制作》。内容主要包括智能车本体各模块的设计，电路板焊接、
测试；控制程序编写，位移、速度和轨迹规划软件的编写，以及多功能综合练习和扩展练习等。
本课程包含二次实验，分别针对本课程的基本概念和理论进行实验验证。
数字显示系统的应用。（对应专业能力要求 3（1））
综合运用
了解认知
使学生能够掌握传动机构的种类、特点、基本要
3 求。了解常用执行机构的设计方法。（对应专业 初步掌握
能力要求 3（2））
综合运用
使学生了解驱动方式的种类，并具备一定的选择 了解认知
应用能力；掌握常见电机种类、结构和工作原理；
4
初步掌握
对步进、伺服电机进行深入分析，初步掌握伺服
（1）出勤 平时出勤成绩为总成绩的 5%（缺勤 5 次以上，该课成绩为零分）。课程的所有环节
6
机械工程学院本科课程教学大纲
均要求学生参与并签到，不得缺勤，每缺勤一次扣 1 分，无故缺勤 5 次者，取消本门课程的考试资 格。
（2）作业 本门课程有 3-5 次作业，要求学生必须独立完成并在规定课程上课前提交，上课后 不再接收作业。上课前不能提交作业者，按未按时提交作业处理。作业成绩占总成绩的 5%。未按 时提交作业或作业有抄袭（雷同）现象的，该次作业成绩按零分计。教师会将批改后的作业下发， 要求学生认真学习，并妥善保管，结课时统一上交。作业遗失者作业成绩为零分。
+
+
了解认知 +
培养学生的责任感和职业道德（对应专业
9
能力要求 1（2））
初步掌握
综合运用
+
+
+
了解认知 +
掌握运用现代信息技术获取相关信息的
10
初步掌握 基本方法。（对应专业能力要求 5（1）（2））
综合运用
+
++
+
3
机电一体化系统设计课程教学大纲
序 能力
号
程度
绪第第第第第
讨论课 课程研究项目验
（3）讨论课 本门课程要求学生按照讨论题目分组查阅资料，归纳总结，撰写报告，制作汇报 用 PPT。讨论成绩占总成绩的 10%。资料的查阅、知识熟练运用及体会，占 6 分；PPT 讲解及回答 问题情况，占 4 分。
（4）课程研究项目（三级项目）成绩由两部分组成：第一部分：智能车设计及实验占 80%， 共占 24 分；第二部分：研究报告撰写共占 20%，共占 6 分。具体情况如下：研究项目共包含 10 项 任务，每项任务占总分的 10%；此外，项目最终提交的研究报告共占 6 分。
（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。
（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。
1.4 教学安排
本课程由课堂教学、讨论课、三级项目及实验四部分组成。
课堂教学围绕本门课程的基本概念、公式及相关设计计算方法，以讨论课和三级项目为牵引，
采用综合运用探究式、启发式和互动式的教学方法，并辅助大量的实物及现场图片、影像资料等进
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
+++
+ ++ +
培养学生适应发展的能力以及对终身学习的 15 正确认识和学习能力（对应专业能力要求 5
（1）（2），10（1））
了解认知 初步掌握 综合运用
++++
++
4
机械工程学院本科课程教学大纲
序 能力
号
程度
了解认知
使学生具备在机械工程实践中制定实验方案、
16
初步掌握 并进行实验的能力（对应专业能力要求 4（1））
一、课程综述