机电一体化教案4

淮南联合大学

教案

课程名称：机电一体化系统

授课教师：陈其祥

授课班级：05机电1、2班

选用教材：赵先中.《机电一体化系统》.高教版

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教学过程及时间分配：

第四章控制系统

4.1 控制系统的组成及其作用

控制系统的组成（5部分）

（1）数字控制装置

作用：程序译码执行；状态信号输入采集处理，产生输出控制信号和状态显示信息

（2）输入装置

作用：接受现场状态信息和操作命令，（专为可识别的信息格式）

（3）输出装置（输出设备）

作用：接受来自数字控制装置的控制命令，转化并执行相应命令信息，

产生调解、改变系统工作状态的操作和动作

（4）输入输出接口

作用：连接数字控制装置和输入输出设备的信息桥梁，完成I/O信号的电平转换，隔离，信号方式转换，滤波，锁存和缓冲等功能（5）功率放大电路

作用：将输出接口的输出控制信号进行功率放大，以足够的功率驱动输出执行设备（输出装置），完成系统的运行

控制系统的组成实例1：

控制系统的组成实例2：

板书设计：

开关量控制系统的组成

机电业一体化系统控制电路组成

其他：①相关标题，主要内容要点等按常规进行书写

②要求板书清晰整洁美观，图面大小适度规范，无错字别字和不规范文

字符号

作业：

1．简述机电一体化控制系统的构成

2．简述机电一体化控制系统各功能部件的作用

课后教学小结：

1．讲清机电一体化控制系统的组成原理，有助于后续教学内容的讲授

2．讲清机电一体化控制系统各部件的功能，有助于后续教学内容的讲授3．通过课件图片和录相资料片的播放，加深对电一体化控制系统的感性理解

作业中存在的主要问题：

部分学生的习题简述机电一体化控制系统各功能部件的作用存在错误

其余无明显作业问题

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教学过程及时间分配：

第四章控制系统

4.2 控制系统的设计要求

控制系统的设计要求包括10个部分：

（1）功能实用性：指功能，性能，精度，应用范围及特点等技术指标概况

（2）系统可靠性：指系统在给定条件，预定时间内能够正常工作的概率（评价：无故障工作时间和故障的排出时间（含永久性和偶发性故障））

（3）运行稳定性：系统的输入量变化或受到外界干扰时，输出量被迫离开原来的稳定值过渡到另一个新的稳定状态的过程中，输出量发生超出规定限度

或发生非收敛性变化的概率（包括超调，振荡，滞后，静态误差等）（4）操作宜人性：人机工程概念内容，有助于提高效率，速度，质量和可靠性（5）人机安全性：监测，自动保护，报警，显示，急停，极限保护等

（6）环境保护水平：不产生环境污染

（7）技术经济性：包括机电一体化设备制造的性价比和运行的性价比

（8）结构工艺性：设计应满足加工，装配，检测，包装，安装，维护的最佳工艺性

（9）造型艺术性：系统外形，比率，形体结构，色彩符合工业设计要求和时代美感

（10）成果规范性：设计遵从相关法规，符合相关技术标准和技术规范

附：

※对工业控制计算机系统的基本要求

具有完善的过程输入/输出功能

具有实时控制功能

具有可靠性

具有较强的环境适应性和抗干扰能力

具有丰富的软件

※工业控制计算机分类及特点

1.可编程控制器

特点：

程序可变，柔性好。

可靠性强，适于工业环境。

编程简单，使用方便。

功能完善。

体积小，重量轻，易于装入机器内部。

2.总线型工业控制计算机

特点：

提高设计效率，缩短设计和制造周期。

提高系统可靠性。

便于调试和维修。

能适应技术发展的需要。

3.单片机

单板机

特点：

受集成度的限制，片内存储器容量较小。

可靠性高。

易扩展。

控制功能强。

一般单片机内无监控程序或系统通用管理程序。

板书设计：

组成：

(1) 传感器它将贮槽液位高低的信息转换为一种特定的信号(如电压、电流等)，并传送到控制器，相当于人工控制时的眼睛。

(2) 控制器它接受变送器送来的信号，与生产工艺要求所预先设定的液位高度信号相比较得出偏差，并按某种运算规则算出结果，然后将此结果用特定信号发送到执行器，相当于人工控制时的大脑。

(3) 执行器在这里就是控制阀，它可以根据控制器送来的信号以及信号值的大小自动调节阀门的开启度，相当于人工控制时手和阀的组合。

其他：①相关标题，主要内容要点等按常规进行书写

②要求板书清晰整洁美观，图面大小适度规范，无错字别字和不规范文

字符号

作业：

1．简述机电一体化控制系统设计的10个评价标准

2．简述机电一体化控制系统设计的稳定性评价指标的内容

课后教学小结：

1．讲清机电一体化控制系统设计的10个评价标准内容，有助于后续教学内容的讲授

2．通过对比方法讲述机电一体化控制系统工的几种主要类型的特点，有助于对机电一体化控制系统设计的认识

3．通过课件图片和加工过程录相资料片的播放，加深机电一体化控制系统设计的理解

作业中存在的主要问题：

无明显作业问题

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