微特电机课程设计
微特电机课程设计
微特电机课程设计课程设计：微特电机控制系统设计与应用一、引言微特电机是一种用于驱动机械设备的重要元件，广泛应用于工业自动化领域。
本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，使学生掌握微特电机的基本原理、控制方法以及在实际应用中的设计与调试技巧。
通过本课程的学习，学生将能够独立设计并实现简单的微特电机控制系统。
二、课程设计目标1.理解微特电机的基本原理，包括结构、工作原理、特性等；2.掌握微特电机的几种常用控制方法，如开环控制、闭环控制等；3.能够运用所学知识，设计并实现简单的微特电机控制系统；4.培养学生的分析和解决问题的能力，提高实践操作技能。
三、课程设计内容1.微特电机的基本原理和结构a.微特电机的结构组成和工作原理；b.微特电机的特性及参数；c.微特电机的分类和应用领域。
2.微特电机的控制方法a.开环控制方法：根据系统要求，通过调节输入信号控制微特电机的运行；b.闭环控制方法：通过传感器获取电机转速或位置反馈信号，并与期望值进行比较，确定控制电机的输出信号。
3.微特电机控制系统的设计与实现a.电路设计：根据控制要求，设计合适的电路结构，包括功率放大器、控制信号发生器等。
b.控制算法设计：根据要求，设计合适的控制算法，实现对微特电机的控制。
c.硬件选型与搭建：根据设计需求，选择合适的微特电机和相关设备，并进行硬件搭建。
d.软件程序设计：根据控制要求，编写合适的软件程序，实现对微特电机的控制。
4.微特电机控制系统的调试与应用a.系统调试：根据实际情况，对微特电机控制系统进行调试和优化。
b.实例应用：设计并实现一个简单的微特电机控制系统，如电动小车运动控制系统。
四、课程设计活动安排1.第一阶段（1-5周）a.学习微特电机的基本原理和结构；b.实验测量和分析微特电机的特性和参数。
2.第二阶段（6-10周）a.学习微特电机的控制方法；b.进行开环控制和闭环控制的实验。
3.第三阶段（11-15周）a.进行微特电机控制系统的设计和搭建；b.进行控制算法编写和系统调试。
《微特电机及其控制》课程教学大纲(本科)
《微特电机及其控制》课程教学大纲课程编号：08494111课程名称：微特电机及其控制英文名称：Small and Special Electrical Machines and Control课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2.0 （讲课学时：28 实验学时：4 上机学时：0）适用专业：电气工程及其自动化一、课程性质与任务微特电机及其控制是电气工程及其自动化专业的选修课。
通过本课程的学习能使学生掌握微特电机的工作原理、结构特点及其基本控制方法，并为学习后续有关毕业设计和从事电机专业工作打下坚实的专业基础；在培养实践能力方面着重设计构思和基本设计方法的训练，使学生对微特电机及其控制专业知识有深入了解和掌握并具有一定的选用和设计能力。
二、课程与其他课程的联系先修般伸路原盼、《醵场》、《电I膺》、《电机设1十》、碘 1 电子技杓〉、《钠电于技术》、《现代检测技术》、《电气控制及PLC技术》、《自动控制原理》，是理解微特电机及其控制原理的必备知识。
后续课程：《毕业设计》o为完成毕业设计课题打基础。
三、课程教学目标1.通过本课程的学习，使学生了解微特电机的基本结构、工作原理和与之相关控制的理论要点；掌握微特电机的机电能量转换理论及设计思想；掌握微特电机及其控制的构成和开发方法；通过实验，理解微特电机及其控制的基本特性，掌握测试方法，并作出正确的分析和判断;（支撑毕业能力要求121.3,2.3）2.使学生初步具有综合运用微特电机及其控制的理论知识和技术手段对典型系统进行分析和设计的能力，设计过程中能够综合考虑减小微特电机及其控制体积、节省原材料、降低能耗和提高效率等因素，培养学生的工程素养；（支撑毕业能力要求2.223）3.在课堂教学过程中适时补充本专业的前沿发展现状、趋势和最新科研进展及成果，使学生对微特电机及其控制技术的前沿发展现状和趋势有一定的了解和把握；（支撑毕业能Z/要求 2.1,2.2,3.3,3.4）4.培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握微特电机及其控制典型系统的实验方法, 获得实验技能的基本训练；（支撑毕业能力要求3.1,3.342）5.注重培养学生的外语能力和文献资料查询能力，结合微特电机及其控制的发展情况，有针对性地推荐学生阅读一些专业文献，并鼓励学生围绕课堂教学内容，充分利用互联网和数字图书馆等现代化手段，自主搜寻和查阅相关参考资料，培养和提高学生获取新知识和新信息的能力；（支撑毕业能力要求2.122,3.1,6.1,7.1）6.培养学生独立思考、深入钻研和勇于创新的习惯和能力，鼓励学生对提出新问题、寻求新方法、获取新成果，培养学生用积极思考大胆创新的能力；（支撑毕业能力要求3.6,9.2）7.部分章节安排自学，培养学生的自学能力。
《微特电机及系统》教材的编写思路与特点
《微特电机及系统》教材的编写思路与特点
微特电机及系统（Miniature Motors and System）教材是一本研究micro motor and related systems的领域课程教材，旨在帮助学生了解小型电机及其在消费、工业和医疗
方面的应用。
该教材主要介绍了电机及其电源、控制、检测、保护和应用相关系统，也涵
盖了驱动器、接口以及信号处理等知识。
这本《微特电机及系统》教材的编写思路基于对市场的应用需求，从电机的基本知识
开始，循序渐进介绍micro motor系统的基础理论，涉及到micro motor、辅助技术以及
其系统应用，包括micro motor及其系统原理及特点、micro motor驱动及信号处理知识，以及系统应用、消费、工业和医疗设备中micro motor的使用和开发。
该教材还讨论了micro motor的多样应用，如汽车、家庭娱乐等，有助于学生更全面的掌握micro motor
系统的知识。
《微特电机及系统》教材的内容划分清晰、可视的文档逻辑，便于学生通读所有内容；针对不同topic提供多种类型的练习题，以帮助学生做足自我检查练习；大量的图表、照
片以及清晰的视频演示，让学习更有趣、更轻松。
总之，《微特电机及系统》教材由浅入深地介绍micro motor及其系统，涵盖了
micro motor原理及系统应用等理论领域，又通过习题等方式帮助学生充分理解micro motor及其系统，具有内容全面、内容实用等特点。
微特电机及系统教学设计
微特电机及系统教学设计前言微特电机及系统教学是电气工程专业的一个重要课程，它涉及到电机及相关系统的设计、调试和维护。
在教学过程中，如何让学生更好地理解电机及系统的运作原理，掌握设计、调试和维护技能，是本课程教学的重要任务。
本文将从教学目标、教学内容、教学方法、教学评价等方面探讨微特电机及系统教学设计的相关问题，以期提高教学质量。
教学目标微特电机及系统教学的主要目标是使学生掌握以下知识和技能：1.电机及系统的结构和工作原理2.电机及系统的设计与选型3.电机及系统的启动和调试4.电机及系统的维护和故障排除教学内容微特电机及系统教学涉及到的主要内容有：1.电机及系统的结构和工作原理–直流电机和交流电机的结构和工作原理–电机的特性曲线和性能参数–非传统电机（如步进电机、无刷直流电机等）的结构和工作原理2.电机及系统的设计与选型–电机的参数计算和选型–电机控制系统的设计与选型–电机系统中其他元件的选型和配合3.电机及系统的启动和调试–电机启动和停止的控制方法–电机速度和位置控制技术–电机系统的传感器及其测量方法4.电机及系统的维护和故障排除–电机维护的基本知识和技能–电机系统故障的诊断和排除方法教学方法在微特电机及系统教学中，采用多种教学方法可以起到更好的教学效果：1.理论授课在课堂上对电机及系统的基本理论进行讲解，让学生掌握理论知识，为后续实验和实践操作打下基础。
2.实验操作通过实际操作，让学生亲身体验电机及系统的运作原理，掌握实际操作技能。
3.计算分析带领学生进行电机及系统的参数计算和分析，促进学生对电机及系统的深层次理解。
4.课堂讨论鼓励学生在课堂上进行思想交流和课堂讨论，激发学生的思考和创新。
教学评价在微特电机及系统教学中，采用多种评价方式对学生进行全面评价：1.实验报告评分对学生进行实验操作课程的实验报告评分，主要评价学生的实验设计能力和实验操作技能。
2.期末考试采用笔试或机试方式对学生进行综合性考查，主要考察学生对电机及系统的理论知识和实践操作技能的掌握程度。
微特电机及系统课程设计
微特电机及系统课程设计1. Introduction本文介绍了微特电机及系统课程设计的设计背景、设计目的、设计内容以及设计结果。
该课程设计针对本科电机与电子专业的高年级学生，旨在通过实践操作了解微特电机的理论知识及其在系统中的应用。
2. Design background随着社会的不断发展，人们对高效、环保、节能的需求越来越强烈，微特电机正是应这一需求而诞生的。
微特电机是一种低功率、高效率的电机，主要应用于小型家电、办公设备、电子产品等领域。
然而，由于微特电机技术的复杂性，学生在学习此课程时需要更多的实践操作。
3. Design purpose本课程设计的目的是通过实践操作，加深学生对微特电机的理论知识的理解，同时运用所学，设计并建造一个简单的微特电机系统。
4. Design content4.1 学习与实验本课程设计包括两个部分：学习和实验。
学习部分主要包括微特电机的基本原理、结构、特性及其应用，以及电机控制系统的设计和实现方法。
实验部分通过实验掌握微特电机、控制器等器件的使用。
4.2 设计与建造在学习和实验的基础上，学生需要分组进行微特电机系统的设计与建造。
具体设计内容包括：•选择合适的微特电机型号•设计电机驱动电路•编写电机控制程序•设计电机控制面板在上述步骤完成后，学生需要通过实验验证微特电机系统的性能。
5. Design results经过设计与建造，学生成功构建了微特电机系统并实现了以下功能：•将微特电机与控制器相连接•编写电机控制程序，实现不同转速的控制•设计电机控制面板，实现电机转速调节功能经过实验验证，所建造的微特电机系统性能达到预期效果，符合课程设计要求。
6. Conclusion通过本课程设计，学生通过实践操作加深了对微特电机理论知识的理解，并成功构建了微特电机系统，实现了电机转速调节的功能。
这使得学生对微特电机及其在系统中的应用有更深刻的认识，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
微特电机课程设计
微特电机课程设计一、课程概述微特电机是一门介绍微型特种电机结构、工作原理、性能指标和应用的课程。
通过本课程的学习，学生将了解到微型特种电机在现代科技中的重要性和广泛应用，并通过实践操作和项目设计，培养学生的实际动手能力和创新能力。
二、教学目标1.了解微型特种电机的基本结构和工作原理；2.掌握微型特种电机的性能指标和性能参数的计算方法；3.能够根据实际需求选择合适的微型特种电机并进行设计；4.具备使用常见实验设备和工具进行微型特种电机的实验测量和处理数据的能力；5.培养学生的团队合作精神和创新能力。
三、教学内容和方法1.教学内容：（1）微型特种电机的概述和应用领域介绍；（2）微型特种电机的结构和工作原理；（3）微型特种电机的性能指标和性能参数计算；（4）微型特种电机的选择和设计；（5）微型特种电机的实验测量和数据处理。
2.教学方法：（1）讲授理论知识：通过课堂讲授，介绍微型特种电机的基本知识和工作原理，以及性能指标和设计方法。
（2）实践操作：通过实验操作和课堂演示实例，让学生实际操作微型特种电机，了解实际应用。
（3）项目设计：分成小组，每个小组选择一个具体的项目进行设计和实施，培养学生的团队合作和创新能力。
四、教学评估方法1.学生平时成绩：包括出勤率、课堂参与和作业完成情况。
2.实验报告：根据实验内容要求，完成实验报告并进行评分。
3.项目设计：根据项目设计要求，评估学生的设计方案和实施情况。
4.期末考试：考察学生对课程整体知识的掌握情况和应用能力。
五、教学资源和设备1.教学资源：教师课件、电子教辅资料、参考书籍、网络资源等。
2.教学设备：微型特种电机、实验设备（如数字万用表、示波器等）、计算机等。
六、课程进度安排1.第一周：课程介绍、微型特种电机概述与应用领域介绍。
2.第二周：微型特种电机的结构和工作原理。
3.第三周：微型特种电机的性能指标和性能参数计算。
4.第四周：微型特种电机的选择和设计。
5.第五周：微型特种电机的实验测量和数据处理。
微特电机及系统教学大纲
《微特电机及系统》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称：微特电机及系统
课程类别：专业方向任选
学分/学时：2/32
适用对象：电气工程及其自动化
开课单位/教研室：电气教研室
二、课程设置目的与教学目标
1、电机是电气控制的主要执行机构，因此电气工程及其自动化专业在开设了电机学之后开设本课程。
通过本课程学习电气控制中常用的微型、特种电机的结构、原理及应用，以及对应的驱动电源和控制系统。
2、教学目标：通过本门课程的教学，要求学生掌握常用的微型、特种电机的结构、原理及应用，并了解电机对应的驱动电源和控制系统的工作原理。
四、教学基本要求
本课程的先修课程为《电机学》；本课程的理论讲授以学生已经掌握了电机学的基本知识为前提，若学生相关知识不扎实可适当穿插电机学中的一些重要的理论知识。
考核方法：闭卷考试
成绩评定：百分制，平时成绩+作业（20%）考试成绩（80%）。
五、选用教材及主要参考资料
1、选用教材：
[1]程明．微特电机及系统．北京．中国电力出版社．2008.3
六、大纲说明
（需要特殊表述的大纲中的未尽事宜，没有则可省略）
执笔：翁志刚审核：制（修）订时间：。
微特电机课设报告书
电机控制课程设计报告书题 目 步进电机正反转及调速系统设计院 部 名 称 机电工程学院专 业 电气工程及其自动化班 级 10电气（1）班 组 长 姓 名 管志成学 号 1004103027同 组 学 生 刘金晶 朱勇设 计 地 点 工科楼C103设 计 学 时 1周指 导 教 师 周 洪金陵科技学院教务处制目录《微特电机及驱动》课程设计 (1)摘要 (1)一、绪论 (2)二、设计任务和要求 (3)三、设计思路 (4)总体设计方案 (4)3.1 系统工作框图： (4)3.2 方案的选择 (4)四、硬件系统的设计 (5)4.1 步进电机 (5)4.1.1 步进电机的概述 (5)4.1.2 步进电机的特性 (6)4.1.3 步进电机的种类 (6)4.1.4 永磁步进电机的控制原理 (7)4.2 步进电机控制系统组成 (8)4.3单片机最小系统 (8)4.3.1 简介 (8)4.3.2 AT89C51单片机特点 (9)4.3.3 AT89C51单片机引脚图及功能介绍 (9)4.3.4 单片机时钟电路与复位电路的设计 (12)4.4 电源模块设计 (12)4.5 按键模块设计 (13)4.6 驱动模块的设计 (14)4.6.1 ULN2803A芯片介绍 (14)4.6.2 驱动电路设计 (15)五、软件系统的设计 (16)5.1 软件设计的原则及编程思路 (16)5.2 程序设计思路 (16)5.3 程序流程图 (16)5.3.1 主程序流程图 (16)5.3.2 正反转子程序流程图 (17)5.3.3 硬件中断程序流程图 (18)六、调试与改进 (20)6.1 调试与改进 (20)6.2 调试结果 (20)总结 (21)参考文献 (21)致谢 (22)附录1：程序清单 (23)附录1：总电路图 (27)附录2：元件清单 (29)附录3：实物图片 (29)《微特电机及驱动》课程设计步进电机正反转及调速系统设计摘要随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，它广泛用于打印机、电动玩具等消费类产品以及数控机床、工业机器人、医疗器械等机电产品中，其在各个国民经济领域都有应用。
微特电机及系统实验指导书
微特电机及系统实验指导书一、实验目的1.了解微特电机的结构、原理及特性；2.学习使用电机控制系统进行电机的运行控制；3.通过实验学习电机的参数测试方法。
二、实验原理1.微特电机的结构和原理：微特电机是一种将电能转换为机械能的装置，由电机本体和电机控制器两部分组成。
电机本体是由定子、转子、电刷、电架等部分组成的转动部件，通过电极缺口和定子磁场的相互作用产生转矩。
电机控制器则实现对电机的启动、停止、转向、转速调节等功能。
2.微特电机的特性：微特电机具有转速、转矩、效率、启动特性等多种特性。
其中，转速特性是指电机在负载变化时的转速变化情况；转矩特性是指电机在不同负载下所产生的转矩；效率特性是指电机的输出功率与输入功率的比值。
3.电机控制系统：电机控制系统一般由电机控制器、传感器、执行器和监控器组成。
电机控制器通过接收输入信号，控制电机的启动、停止、转向和速度调节。
传感器用于监测电机运行的状态，如转速、温度等。
执行器用于实现电机的动作，如电阻、电容等。
监控器用于监测电机运行的各种参数。
三、实验内容与步骤实验1：微特电机结构和原理的观察设备与材料：微特电机、电源、万用表步骤：1.将微特电机连接至电源，调节电压使其能正常运转；2.使用万用表测量电压、电流、转速等参数，并记录；3.对电机进行拆解观察，了解电机的结构和原理。
实验2：电机转速特性的测试设备与材料：微特电机、电源、转速测量仪步骤：1.将微特电机连接至电源，调节电压使其能正常运转；2.将转速测量仪与电机相连，测量不同负载下的转速，并记录；3.根据测得的数据绘制转速特性曲线。
实验3：电机转矩特性的测试设备与材料：微特电机、电源、转矩测量仪步骤：1.将微特电机连接至电源，调节电压使其能正常运转；2.将转矩测量仪与电机相连，测量不同负载下的转矩，并记录；3.根据测得的数据绘制转矩特性曲线。
实验4：电机效率特性的测试设备与材料：微特电机、电源、功率测量仪步骤：1.将微特电机连接至电源，调节电压使其能正常运转；2.将功率测量仪与电机相连，测量不同负载下的输入功率和输出功率，并计算效率；3.根据计算得的数据绘制效率特性曲线。
微特电机课程标准
微特电机课程标准一、课程基本信息先修课程：电机学、电机设计、电机测试技术后续课程：毕业设计课程类型：专业选修课程二、课程性质（一）课程的性质与作用通过本课程的学习，能基本掌握永磁直流电动机、永磁无刷电动机、直流服电动机与两相交流伺服电动机、步进电动机的基本结构及其运行原理；并能分析并解决有关电机学的实际问题。
课程内容方面，本课程主要阐述磁性材料及特种电机结构、类型及应用等问题。
（二）课程的地位本课程为电机设计专业一门重要的专业选修课，也是一门具有较强使用性的课程。
三、课程的基本理念以微特电机原理为载体，设计课程结构；以职业岗位能力要求为基础，改革课程内容；以职业素质培养为主线，提升学生职业能力。
四、课程设计（一）课程设计理念课程设计采用基于工作过程的思想，使理论知识的传授与实际设计生产相结合，突出专业技术知识的实用性、综合性和先进性，具有较强的实用性。
（二）课程设计思路在备课时根据课程的教学目标，确定每一堂课的教学内容，分清主次，列举出应掌握的具体的知识点。
（三）课程设计的具体内容根据教学内容不同，采用不同的实例导入，分为永磁直流电动机、永磁无刷电动机、直流服电动机与两相交流伺服电动机、步进电动机等部分，提高教学效果。
例如对于“步进电动机”内容，首先对步进电动机结构进行分析讲解，再通过对反应式步进电动机工作原理、运行特性进行分析，并导出步进电动机实际应用应用情况，增加学生的学习兴趣。
五、课程的目标（一）总目标以实际产品中特种电动机的为载体，要求学生基本掌握永磁直流电动机、永磁无刷电动机、直流服电动机与两相交流伺服电动机、步进电动机的基本结构及其运行原理；，并解决有关电机学的实际问题，突出专业技术知识的实用性、综合性和先进性。
（二）具体目标1、知识：(1)基本掌握永磁材料类型及性质；(2)掌握永磁直流电动机的工作原理及结构；(3)基本掌握永磁无刷电动机及步进电动机的工作原理及结构；(4)了解直流服电动机与两相交流伺服电动机的工作原理及结构。
课程简介(微特电机)
微特电机及其控制课程内容简介
课程编号：55020364 课程名称：微特电机
学时：20学分：1开课学期： 2
开课单位：仪器科学与电气工程学院
任课教师：李振峰教师代码：401815教师职称：副教授
教师梯队:
课程简介：
1. 伺服电动机亦称执行电动机，它具有一种服从控制信号的要求而动作的职能，常用的伺服电动机有交流伺服电动机；直流伺服电动机。
2. 测速发电机把机械转速变为电压信号，输出的电压与转速成正比，在自动控制系统和计算装置中作检测元件、解算元件、角速度信号元件等。
测速发电机有直流和交流两大类。
3. 旋转变压器是一种控制电动机，其转子上输出的电压与转子转角之间为正弦、余弦或其它函数关系，在自动控制系统中可作为解算元件，进行三角函数运算、坐标变换；也可以在随动系统中作同步元件，传输与角度有关的电信号，代替控制式自整角机；旋转变压器也可作为移相器。
4. 自整角机用于同步连接系统中，·是自动装置中广泛应用的元件。
当发送机的转子转动任一角度，则接收机的转子也将跟着转过同一角度，故称为自整角机。
5. 步进电动机或称脉冲电动机，是一种将输入脉冲信号转换成输出轴的角位移(或直线位移)的执行元件。
输出轴转过的总角度是与输入脉冲数成正比的，而输出轴的转速则是与脉冲频率成正比的。
《微特电机》课程的教学与实践
等 微特 电机 在其 中所 起 的作 用 。 又如 ， 艘 军事 潜 一
艇 仅导 航用 的仪 表 就要 ９ ０多 台微 特 电机 ， 测速 发 电机在控 制 系统 中可 以作 积分 和微分 元件 ， 转变 旋 压器 可 以应用 在数 控机 床测 量装 置 中等 。 听到看 到 这些 生 动的应 用例 子 ， 学 生 在课 堂 上 兴 趣 高 涨 ， 使
一
在微 特 电机 的教学 中 ， 若适 当增 加最新 应 用 的
例 子 ， 能 激 发 学 生 的兴 趣 。 更
在 第一 章 绪 论 中 除讲 述微 特 电机 的基 本 用 途 和分类 ， 还补充 微 特 电机 在航 空 和军 事 上 的 应用 。
，
在转 子体 积 、 电枢 电流 、 电流 密度 和气 隙磁通 密
个 工具 ， 师不 能对 着 课 件 做 读 报 员 。 板 板 书 教 黑
具有 即时性强 、 逻辑 性 强 、 现力 重等优 点 ， 表 在推 导 公式 以及 阐述 一 些 难 点 时 ， 师 有 效 结 合 黑 板 板 教 书， 一步一 步 地推导 、 结 出结论 或公式 ， 生理解 总 学 了公 式 的来 龙 去脉 ， 才能 更深 入地 理解微 特 电机 的 机 械 特性 、 调节 特性 以及 动态 特性 等知识 。
与常规 电机 不 同的 结构 、 内部 旋转 磁 场 、 象 的概 抽
念 以及 学 习本课 程 前 要 求 掌握 电机 学 的一 般 基 础
知识 。
机、 电力 电子 、 制 、 电子 、 算 机 、 料 等 。 特 控 微 计 材 微
电机产 品广泛应 用 在工业 控 制 、 家用 电器 、 车 、 汽 机 械、 造、 制 半导体 、 纺织 、 装 以及 国 防等各 个领 域 。 包
微特电机及系统第二版教学设计
微特电机及系统第二版教学设计1. 简介微特电机及系统是一门介绍现代电机的基本工作原理和实现方法的课程。
本课程旨在向学生介绍电动机的各种类型和应用，以及如何设计和控制电机驱动系统。
此外，还将探讨许多先进的电动机技术，如无刷直流电机、感应电机、步进电机和伺服电机。
2. 教学目标本课程的主要目标是：•理解电动机的基本工作原理•掌握常见的电动机类型和应用•学习电动机控制技术•熟悉先进电动机技术3. 教学内容本课程的教学内容包括以下几个方面：3.1 基础知识•电动机基本工作原理•几种常见的电动机类型和应用3.2 电机控制•电机转速控制和运动控制•电机的方向控制和位置控制•电机控制器的计算和设计3.3 先进电机技术•无刷直流电机和控制器•感应电机和控制器•步进电机和控制器•伺服电机和控制器4. 教学方式本课程采用多种教学方式，包括课堂讲授、实验、案例研究和讨论。
具体方式如下：4.1 课堂讲授课堂讲授是教学的主要形式之一。
老师将通过演示、图像和文本材料向学生介绍电动机的基本知识和先进技术，并通过针对实际应用问题的案例讲解来深入理解概念。
4.2 实验实验是学生学习该课程的必要组成部分。
在实验室环境下，学生将在导师的指导下探索电动机的操作和控制方法，并获得实践经验。
4.3 案例研究案例研究是在课程中使用的另一种常见形式。
这些案例使学生了解实际应用问题，提高他们对电动机和控制系统的了解，教师将通过案例研究来强调并强化概念的应用。
4.4 讨论讨论是教学过程中的一项重要活动，促进了学生的参与和思考。
老师将组织学生讨论相关的问题，并引导他们进一步思考。
5. 评估本课程的评估将针对以下项：•作业•实验实践报告•期中考试和期末考试•小组项目学生需要完成一系列作业，包括电机设计和控制器算法设计。
此外，学生还需要提交实验实践报告，并在期中和期末考试上进行测试。
小组项目将为学生提供机会以团队形式开发电机控制系统。
6. 其他信息本课程开设的前提条件为微积分和物理学基础知识。
《微特电机》课程标准
《电气施工》课程标准一、教学对象适用于电气自动化技术专业学生。
二、建议学时及学分建议学时：32学分：2三、先修和后续课程先修课程：《工厂供电技术技术》后续课程：《顶岗实习》四、课程性质《电气施工》为电气自动化技术专业的一门专业核心课程。
本课程旨在培养学生电气设备二次回路安装能力、变配电装置安装能力、架空线路安装能力、电力电缆线路安装及实验能力、室内电力线路安装能力。
五、教学目标1、电气设备二次回路安装能力通过学习电气设备二次回路的安装技术，使学生掌握二次回路的基本知识；变电所常用二次回路；二次回路的安装；二次回路的检查与实验的能力。
2、变配电装置安装能力通过学习和实践，使学生掌握低压配电电气选择原装；10千伏配电设备的安装；高、低压成套配电装置的选择与安装能力。
3、架空线路安装能力通过学习和实践，使学生认识和掌握架空线路的安装与施工；导线截面的选择与校验；接户、进户和计量装置的安装能力。
4、电力电缆线路安装及实验能力通过学习电力电缆线路的安装与实验，使学生认知和掌握电缆敷设方式及技术要求的能力。
5、室内电力线路安装能力通过学习室内电力线路的安装，使学生掌握室内配线的一般要求及工序；车间配电线路的安装；高层配电线路的安装；漏电保护断路器的安装能力。
六、能力要求1、电气设备二次回路安装能力能在50分钟内完成简单二次回路的安装并调试。
2、变配电装置安装能力能在60分钟内完成简单高、低压成套配电装置选用及安装。
3、架空线路安装能力能在50分钟内完成接户、进户和计量装置的安装。
4、电力电缆线路安装及试验能力能在30分钟内完成电力电缆的实验操作。
5、室内电力线路安装能力能在60分钟内完成小型车间配电系统图。
七、教学内容八、教学要求1、以学生能力培养为主体，简化理论知识讲授。
2、采用理论教学方法和模拟实践环节以及生产性实训手段，完成相应教学任务。
3、教学和实训室融合式完成教学过程。
九、考核方式采用项目考核为主的考核方式，每个项目按百分制计算，其中专业能力水平考核占80%，职业素养评价占20%。
课题四.微特电机应用教案
课题四：微特电机的应用课题:任务一伺服电动机课型：理论教学学时：2课时教学目标：1、掌握伺服电动机的特点、用途和分类2、掌握伺服电动机的基本工作原理和主要运行性能3、学会合理选用伺服电动机4、了解典型伺服控制系统的组成教学重点：交流伺服电动机的工作原理教学难点：交流伺服电动机如何消除“自转”教学手段、方法及教具：理论教学、结合实际举例。
课后分析评价：时间分配：1、直流伺服电动机45分钟2、交流伺服电动机50分钟小结、布置作业5分钟教学过程：任务一伺服电动机又叫执行电动机，在自动控制系统中作为执行元件，其作用是将输入的控制电压信号转换为转轴的角位移或角速度输出。
改变输入信号的大小和极性可以改变伺服电动机的转速与转向，故输入的电压信号又称为控制信号或控制电压。
性能要求：1、快速响应2、无“自转”现象3、尽可能大的调速范围。
4、具有线性的机械特性和调节特性5、过载能力强根据使用电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。
直流伺服电动机输出功率较大，功率范围为1～600瓦，有的甚至可达上千瓦；而交流伺服电动机输出功率较小，功率范围一般为0.1～100瓦。
一、直流伺服电动机1、直流伺服电动机的分类、特点和用途（1）传统型直流伺服电动机A、结构：类似与普通直流电动机B、特点：1）采用细长的电枢结构以降低转动惯量。
2）具有优良的换向性能3）机械强度高4）电刷安放在几何中性面上，确保正、反转特性对称。
（2）无槽电枢直流伺服电动机A、结构：电枢铁心上没有槽，电枢绕组直接均匀排列在光滑的铁心表面，用环氧树脂固化并与铁心粘结成一个整体。
B、特点：1）冷却效果较好，但气隙较大2）电感量小，换向性能好、瞬时电流可达额定电流的10倍左右3）机电时间常数小，输出功率较大C、用途：主要用于需要快速动作、功率较大的伺服系统中，如雷达天线的驱动，自动火炮及数控机床等。
（3）盘式电枢直流伺服电动机A、结构：定子是由永久磁铁和前后磁轭所组成，转子为圆盘形，电动机的气隙就在圆盘两边。
微特电机及系统第二版课程设计
微特电机及系统第二版课程设计课程项目简介本课程设计是针对微特电机及系统第二版这一电机控制领域经典教材展开的。
本课程设计以AT89S52单片机为核心，设计了一个基于单片机的直流电机控制系统。
通过课程设计，学生将学会单片机的基本应用、直流电机控制的基本原理和方法，培养学生的实践能力和团队协作能力。
课程设计要求1.设计一个基于AT89S52单片机的直流电机控制系统。
2.能够实现电机的正反转控制、调速控制以及位置控制等功能。
3.至少使用一个传感器实现电机的闭环控制，并根据具体需求设计相应的控制算法。
4.在电路板上集成LCD显示屏，显示电机状态和参数。
5.在软件方面，可使用C或汇编语言编写程序，要求程序结构清晰、功能完备、代码规范。
设计方案硬件设计方案整个系统硬件主要由以下部分组成：1.单片机部分：AT89S52单片机2.驱动部分：L298N直流电机驱动模块3.传感器部分：光电编码器模块4.显示部分：LCD1602液晶显示器5.其他部分：按键、电源、连接线等硬件连接方式如下：电路图电路图其中，L298N模块负责控制电机的正反转和调速，光电编码器模块用于实现电机的闭环控制，LCD1602模块用于显示电机状态和参数。
按键用于操作电机控制。
软件设计方案程序框架图如下：1. 初始化程序2. 主控程序循环2.1 读取按键，根据按键控制电机2.2 读取光电编码器模块计数，计算当前电机位置2.3 更新LCD显示其中，初始化程序主要负责对硬件进行初始化，主控程序循环负责读取按键、读取编码器计数、修改电机状态和参数等操作。
实验步骤1.硬件搭建。
根据电路图将单片机、L298N模块、光电编码器模块、LCD1602模块以及按键等元器件连接起来。
2.程序编写。
编写单片机控制程序，并将其下载到AT89S52单片机中。
3.测试验证。
对电机的正反转、调速以及位置控制等功能进行测试，并通过LCD显示模块显示电机状态和参数。
结论与展望本课程设计成功实现了基于AT89S52单片机的直流电机控制系统。
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STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。这一模块以单片机为中心把程序代码烧进去然后外围接上复位电路、振荡电路、键盘控制、LED显示电路、报警电路等子模块。
1．不需要反馈，控制简单。
2．与微机的连接、速度控制（启停和反转）及驱动电路的设Hale Waihona Puke 比较简单。3．没有角累积误差。
4．停止时也可保持转距。
5．没有转向器等机械部分，不需要保养，故造价较低。
6．即使没有传感器，也能精确定位。
7．根椐给定的脉冲周期，能够以任意速度转动。
但是，这种电机也有自身的缺点：
1．难以获得较大的转矩
正常情况下，步进电机转过的总角度和输入的脉冲数成正比；连续输入一定频率的脉冲时，电动机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。由于步进电动机能直接接收数字量的输入，所以特别适合于微机控制。
3.1.2 步进电机的特性
步进电机转动使用的是脉冲信号，而脉冲是数字信号，这恰是计算机所擅长处理的数据类型。从20世纪80年代开始开发出了专用的IC驱动电路，今天，在打印机、磁盘器等的OA装置的位置控制中，步进电机都是不可缺少的组成部分之一。总体上说，步进电机有如下优点：
成绩
电机控制课程设计报告书
题 目基于89C52单片机的
步进电机的正反转调速控制
院部名称机电工程学院
专业电气工程及其自动化
班 级
组长姓名
学 号
同 组 学 生
设 计 地 点工科楼C
设 计 学 时
指 导 教 师
金陵科技学院教务处制
一、设计任务和要求
电机控制课程设计是考察学生利用所学过的电机控制专业知识，进行综合的电机控制系统设计并最终完成实际系统连接，能够使学生对电气与自动化的专业知识进行综合应用，培养学生的创新能力和团队协作能力，提高学生的动手实践能力。最终形成一篇符合规范的设计说明书，并参加综合实践答辩，为后期的毕业设计做好准备。
本次设计考核的能力主要有：
1)专业知识应用能力，包括电路分析、电子技术、单片机、检测技术、电气控制、电机与拖动、微特电机及其驱动、计算机高级语言、计算机辅助设计、计算机办公软件等课程，还包括本专业的拓展性课程如变频器、组态技术、现场总线技术、伺服电机等课程。
2)项目设计与运作能力，团队协作能力，技术文档撰写能力，PPT汇报与口头表达能力。
复位电路就是确定单片机的工作起始状态，完成单片机的启动过程。单片机接通电源时产生复位信号，完成单片机启动确定单片机起始工作状态。当单片机系统在运行中，受到外界环境干扰出现程序跑飞的时候，按下复位按钮内部的程序自动从头开始执行。一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。本设计采用的是外部手动按键复位电路，需要接上上拉电阻来
转子采用多磁极圆筒形的永磁铁，其外侧配置齿状定子吸引和排斥力产生转动
大
大
好
混合步进电动机（HB）
这是PM和VR的复合产品，其转子采用齿状的稀土永磁材料，定子则为齿状的突起结构
小
大
好
3.1.4 永磁步进电机的控制
在本设计以常用的永磁式步进电机为例，用单片机控制步进电机。图3-1是CZ-2801型永磁步进电机的外形图，图3-2是该电机的接线图。
不难设计出控制电路，因其工作电压为 12V，因此用一块开路输出达林顿驱动器（这里用ULN2003，关于ULN2003将在后面介绍）作为驱动，通过 P1.0、 P1.3来控制各线圈的接通与切断。开机时，P1.0、 P1.3均为高电平，依次将 P1.0、 P1.2 （或P1.1、 P1.3反向）切换为低电平即可驱动步进电机运行。如果要改变电机的转动速度只要改变两次接通之间的时间。改变转速，只要改变 P1.0、 P1.2 （或P1.1、 P1.3反向）轮流变低电平的时间即可达到要求，因为不会影响到其他功能的实现，这个时间可以用延时来实现，。这里以定时的方式来实现。下面首先计算一下定时时间。 按要求，最低转速为 20 转/分，而上述步进电机的步距角为 7.5，即每 48 个脉冲为 1 周，即在最低转速时，要求为960脉冲/分，相当于 62.5ms/脉冲。而在最高转速时，要求为 100转/分，即 48000 脉冲/分，相当于 12.5ms/脉冲。可以列出下表：
3)电气与自动化系统的设计与实际应用能力。
要求完成的工作量包括：
1)制作实际成品，并现场演示效果。
2)学生结合课题进行PPT演讲与答辩。
3)学生上交课题要求的各类设计技术文档。
二、设计思路
系统总体框图：
图2-1 系统结构框图
本步进电机控制系统，按照系统设计功能的要求，确定系统由4个模块组成：主控制器、电机驱动模块、LED指示灯电路、键盘电路。供电电源采用3接1.5V干电池给传感器，单片机供电。键盘电路用来控制单片机发出信号给电机驱动模块ULN2003驱动电机工作。LED指示灯电路显示电机的转速等级。
表3-2 步进电机转速与定时器定时常数关系
转速
单步时间(ms)
TH0
TL0
20
62.5
1F
0
21
59.52380952
29
B6
22
56.81818182
33
74
23
54.34782609
3C
59
24
52.08333333
44
80
25
50
4C
0
26
48.07692308
52
EC
27
46.2962963
ALE/PROG（30引脚）：地址锁存允许信号端。当AT89C52上电正常工作后，ALE引脚不断向外输出正脉冲信号。此频率为振荡器频率fosc的1/6，当CPU访问片外存储器时，ALE输出信号作为锁存低8位地址的控制信号。在CPU访问片外数据存储时，每取值一次（一个机器周期）会丢失一个脉冲。平时不访问片外存储时，ALE端也以1/6的振荡频率固定输出正脉冲，因而ALE信号可以用作对外输出时钟或定时信号。如果你想看一下AT89C52芯片的好坏，可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出，如有脉冲信号输出，则AT89C52基本上是好的。ALE的负载驱动能力为8个LS型TTL（低功耗高速TTL）。
5.电源模块3接5号电池4.5V分别供给驱动模块和单片机模块。
3.3 主控制模块
主控制最小系统电路如图3-4所示。
图3-4 单片主控电路
单片机最小系统包括单片机、复位电路、时钟电路构成。
STC89C52 单片机的工作电压范围：4V-5.5V,所以通常给单片机外界5V直流电源。连接方式为单片机中的40脚VCC接正极5V，而20脚VSS接电源地端。
图3-1 CZ-2801型永磁步进电机外形图图3-2 CZ-2801型永磁步进电机接线图
从图中可以看出，电机共有四组线圈，四组线圈的一个端点连在一起引出，这样一共有 5根引出线。要使用步进电机转动，只要轮流给各引出端通电即可。将 COM 端标识为C，只要 AC、BC或/AC、/BC，轮流加电就能驱动步进电机运转，加电的方式可以有多种，如果将 COM 端接正电源，那么只要用开关元件（如三极管） ，将 A、B或/A、/B轮流接地。
2.键盘控制模块包括方向控制键、加速键和减速键、启停键，分别与单片机的P3.4、p3.5、p3.6和P3.7相连。实现对步进电机的控制。
3.四个LED发光二极管显示步进电机的速度等级。分成四个等级，四个LED全亮速度最快，亮一个速度最慢。
4.步进电机驱动模块选用七个NPN达林顿连接晶体管ULN2003为步进电机提供脉冲信号，驱动步进电机转动。该模块与单片机的P1.0—P1.3相连。
59
55
28
44.64285714
5F
49
…
…
…
…
93
13.44086022
CF
9C
94
13.29787234
D0
20
95
13.15789474
D0
A1
96
13.02083333
D1
20
97
12.88659794
D1
9B
98
12.75510204
D2
14
99
12.62626263
D2
8B
100
12.5
提高输出高电平的值。
时钟电路好比单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。时钟电路就是振荡电路，是向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us。