机电一体化系统设计基础课程教学大纲

机械设计制造及其自动化专业（本科）

《机电一体化系统设计基础》课程教学大纲

(审定稿)

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专业课，内容主要包括机电一体化的基本概念、关键技术与原理等基础知识，以及机电一体化单元技术、机电一体化系统分析与综合设计等。通过本课程的学习，学生能够掌握机电一体化的基础理论与关键技术，熟悉机电一体化单元技术的接口和运用，了解典型机电一体化系统的结构、性能和特点，通过学习机电一体化系统设计原理和综合集成技术，能够把各项技术有机地结合起来进行简单的机电一体化系统的分析和设计。

二、本课程与相关课程的关系

本课程安排在相关专业基础课与专业课程修完后进行，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．学习机电一体化基本理论和关键技术，掌握机电一体化系统的组成结构，初步树立机电一体化系统分析与设计的思想。

2．学习机电一体化单元技术，了解机电一体化系统中常用机械机构的基本原理与选择方法，了解机电一体化系统中的常用传感器及其选用原则和计算机接口等知识，熟悉常用伺服驱动电机的基本原理及其控制方法，掌握机电一体化自动控制系统的设计方法等内容。

3．通过分析典型机电一体化系统实例，了解机电一体化各项技术之间的接口原理，学习机电一体化技术的综合运用。

4．学习机电一体化系统综合设计方法，掌握机电一体化系统设计的流程和规律，熟悉机电一体化系统的接口设计，了解机电一体化系统的概念设计、评价和调试等方法，学习设计简单的机电一体化产品。

5．通过学习机电一体化的相关知识，了解当前机电一体化的新技术，了解机电一体化系统的现代设计方法，把握机电一体化的发展趋势。

四、教学方法和教学形式建议

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。

第二部分媒体使用与教学过程建议

一、课程教学总时数和学分

本课程5学分，共90学时，开设一学期。

二、教学媒体及其相互关系

1．文字教材

文字教材采用合一型，包括教学内容部分和自学辅导部分。机电一体化技术是近年出现的一门新型边缘学科技术，覆盖面宽，知识更新速度快，本教材在精选内容满足教学基本要求的基础上，力求体现本专业的新知识、新技术。为了便于学习，该教材除了保证大纲规定的主要教学内容外，在每章（节）后附有重点，难点讨论，本章（节）小结，自测题、练习题和参考答案等，以便学生自我检查学习效果。

2．录像教材

由于机电一体化系统设计是一门概论性的课程，概念性强、知识面宽、信息量大、实践性强，集中反映了现代生产过程自动化、办公自动化、家庭自动化产品共性技术特点，其内容涵盖十分广阔，因此充分利用电视课形象、生动、直观地表现教学内容是帮助学生学习的重要手段。有利于学生对基本教学内容的掌握和理解。

录像课共11学时，以实例分析内容为主，通过实例分析加深学生对机电一体化概念和机电一体系统的基本结构要素及相互关系的理解。

3．CAI课件

根据内容各自的特点，利用计算机辅助教学手段形象、直观、生动地表述教学内容，包括重点知识内容多角度分析与细化的讲解、实验演示以及自我检测等。其目的是配合文字教材的阅读，为学生开展个体化，交互式学习提供帮助。

三、教学环节

1．辅导与自学

辅导是电视大学的重要教学方法之一，由于广播电视大学采用开放和远程教学手段，因此，辅导是学生接触老师，获得疑难解答的重要途径。辅导课要依据教学大纲，密切配合录像和教材，采用重点讲解，专题讨论，答疑等方式，通过解题思路分析和基本方法训练，培养学生分析问题和解决问题的能力。

2．作业

习题是本课程的重要环节，通过做习题以深化和扩展对课程内容的理解，并培养学生分析和解决问题的能力。习题一般包括思考题和综合分析题主要侧重于对基本概念的理解，对典型环节的认识，和对具有同一功能但又具有不同特性的装置或元件的选择、比较分析。

3．考试

考试是对教与学的全面验收，本课程考试分形成性考核和终结性考试两部分。其中作业成绩作为形成性考核占课程总考试成绩的20%。学生必须在完成规定作业后，方能参加学期末的终结性考试，终结性考试成绩占课程总考试成绩的80%。考试题目要符合大纲要求，本课程考试采用全国统一命题考试方式,100分为满分，课程总考试成绩达到60分以上者即可获得本课程学分。

四、学时分配

第三部分教学内容与教学要求

一、机电一体化技术导论（8小时）

1．教学内容

（1）机电一体化技术概述；

（2）机电一体化系统的组成结构；

（3）机电一体化关键技术和发展趋势。

2．教学要求

（１）熟悉机电一体化技术的基本概念、特点和分类方法；

（２）掌握机电一体化系统的组成结构；

（3）熟悉机电一体化关键技术；

二、机电一体化机械技术（16小时）

1．教学内容

（1）机电一体化中的机械系统；

（2）机电一体化系统中常用的传动机构；

（3）机电一体化系统中常用执行机构；

（4）机电一体化中的虚拟样机技术。

2．教学要求

（1）掌握机电一体化中机械系统的基本特点；

（2）了解机电一体化系统中常用传动机构的基本原理与选择方法；（3）了解机电一体化系统中常用执行机构的基本原理与选择方法；（4）了解机电一体化中的虚拟样机技术。

三、传感检测技术（8小时）

1．教学内容

（1）传感检测概述；

（2）机电一体化系统中常用传感器；

（3）传感器的标定校准及选用原则；

（4）传感器测量电路及其计算机接口。

2．教学要求

（1）掌握传感检测的基本原理和方法；

（2）了解机电一体化系统中的常用传感器；

（3）了解传感器的标定校准方法和选用原则；

（4）熟悉传感器基本测量电路及其计算机接口。

四、伺服驱动技术（16小时）

1．教学内容

（1）伺服驱动技术概述；

（2）伺服驱动系统的种类及其特性；

（3）机电一体化系统常用的伺服驱动电机。

2．教学要求

（1）掌握伺服驱动的基本原理；

（2）了解机电一体化伺服驱动系统的种类及其特性；

（3）熟悉常用伺服驱动电机的基本原理及其控制方法。

五、自动控制技术（16小时）

1．教学内容

（1）机电一体化自动控制技术概述；