《机电一体化原理》教学大纲

《机电一体化系统设计》教学大纲

一、本课程的地位、任务和作用

本课程阐述了机电一体化系统中的机械技术、电气传动技术等。对于机械与测控专业非机电方向的学生掌握与应用机电一体化技术有重要作用。

二、本课程的相关课程

前续课程：《电工技术》、《电子技术》、《微机原理及应用》、《机械制造装备设计》等。

其它相关课程：《数控机床》、《机床电气控制》等。

三、本课程的基本内容及要求

（一）绪论

1.了解机电一体化技术的培养目标、基本内容；

2.了解机电一体化系统的构成、功能、设计程序、设计准则；

（二）机电一体化典型机械零部件的设计

1.了解机电一体化系统中机械部件的特点；

2.掌握滚珠丝杠、齿轮传动等机械传动部件的设计与选择；

3.掌握滚动导轨、静压导轨等导向支承部件的设计与选择；

4.了解旋转支承、轴系部件的设计与选择；

重点掌握滚珠丝杠、齿轮传动等机械传动部件的设计，一般掌握滚动导轨、静压导轨等导向支承部件的设计，了解旋转支承、轴系部件的设计。

（三）步进电动机控制系统

1.熟悉步进电机的结构与工作原理；

2.掌握步进电机驱动系统框图、环形分配器；

3.了解步进电机驱动的驱动电路；

重点掌握环形分配器，了解步进电机驱动的特点及单电压驱动、高低压驱动、斩波恒流驱动、细分驱动等的工作原理。

（四）直流电动机伺服系统

1.了解直流电机的结构与工作原理

2.掌握直流电动机的机械特性公式、固有机械特性曲线

3.掌握直流他励电动机的启动特性

4.熟悉直流他励电动机的调速特性

5.掌握直流他励电动机的制动特性

重点掌握直流他励电动机的调速特性与调速方式，一般掌握电动机的启动特性与制动特性。

（五）交流电动机伺服系统

1.了解交流异步电动机的结构与工作原理

2.掌握交流异步电动机的定子电路与转子电路分析

3.掌握交流异步电动机的机械特性公式、固有机械特性曲线

4.掌握交流异步电动机的启动特性

5.熟悉交流异步电动机的调速特性

6.掌握交流异步电动机的制动特性

重点掌握交流异步电动机的调速特性与调速方式，一般掌握交流异步电动机的定子电路与转子电路分析、启动特性与制动特性。

（六）计算机控制系统

1.计算机控制系统的组成及特点；

2.接口技术；

四、实验及要求

1.直流/交流电动机结构认识与直流电动机运行特性实验：2学时

要求认识直流/交流电机定子与转子结构，掌握直流电机串电阻、降压等情况下的运行特性。

2.可编程序控制器控制气动系统实验：2学时

此实验属设计性实验，要求学生根据不同的要求设计出气动控制系统并在实验台上组装好，编写可编程序控制器控制程序进行调试控制。

五、教学方式与考核方式

教学方式与考核方式

教学方式：面授辅导、平时作业

考核方式：考勤、作业和考试

六、几点说明

推荐教材和主要参考书

推荐教材：

郑堤. 机电一体化设计基础. 北京：机械工业出版社，2006

邓星钟.机电传动控制.武汉：华中科技大学出版社，2011

主要参考书：

1.张建民.机电一体化系统设计.北京：北京理工大学出版社，1996

2.王信义.机电一体化技术手册.北京：机械工业出版社，1998

3.高钟毓.机电控制工程.北京：清华大学出版社，2002

《机电一体化系统设计》考试重点（一）绪论

1.了解机电一体化技术的培养目标、基本内容；

2.了解机电一体化系统的构成、功能、设计程序、设计准则；

了解机电一体化系统的构成、功能、设计程序、设计准则。（二）机电一体化典型机械零部件设计

1.机电一体化系统中机械部件的特点；

2.谐波齿轮传动

3.滚珠丝杠

（三）步进电动机控制系统

1.步进电机的结构与工作原理；

2.步进电机驱动系统框图、环形分配器；

3.步进电机驱动

（四）直流电动机伺服系统

1. 流电动机的机械特性公式、固有机械特性曲线

2. 直流他励电动机的调速特性

（五）交流电动机伺服系统

1. 交流异步电动机的结构与工作原理

2. 交流异步电动机的固有机械特性曲线

3. 交流异步电动机的调速特性

（六）计算机控制系统

1.计算机控制系统的组成及特点；

2.接口技术；