伺服电机及控制教学大纲-

《伺服电机及控制》课程教学大纲
课程代码：060032012
课程英文名称：Servo Motor and Control
课程总学时：32 讲课：28 实验：4 上机：0
适用专业：自动化专业
大纲编写（修订）时间：2017.11
一、大纲使用说明
（一）课程的地位及教学目标
本课程是自动化专业任选课，教学目的是使学生了解有关伺服电机及控制的基础知识，并了解伺服控制技术的应用场合，应注重理论与实践相结合。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求
通过理论教学和实验教学，学生应掌握伺服电机的基本构造、工作原理以及相关控制技术。

（三）实施说明
由于本课程的基础理论可以通过电机学、运动控制基础、自动控制原理和电力拖动直流控制系统等基础理论推演得出，因此可以在教学的过程中采取互动的方式完成教学任务。

而具体的应用环境与实例更可以以学生为主，通过查阅资料，独立完成学习过程。

这样，可以引导学生逐步自主学习，使之终生受益。

在保证知识体系相对完整的前提下，重点放在伺服电机的基本工作原理及控制策略等方面。

将素质教育纳入到传统的专业教育的每一个环节和过程之中，要从培养人的高度，有重点、分主次、依对象来展开，做到收放自如，游刃有余。

总学时应严格把握，理论教学学时与实验教学学时可依环境的变化而做适当调整。

素质教育是全民教育的核心，也是为国家培养合格人才战略的保证，关系到国家未来的发展与腾飞。

高等教育的宗旨就是为国家培养更多具有高素质的专门人才。

这一原则应该在教学大纲实施的过程中得到充分的肯定和发扬。

（四）对先修课的要求
熟练掌握电机学的基本原理和必要的自动控制理论的知识。

（五）对习题课、实验环节的要求
习题应以思考题为主，主要使学生掌握伺服电机的基本工作原理及控制技术。

通过实验，可以培养学生较强的解决实际问题的能力，更进一步加深对所学基础理论的理解，达到综合运用和再提升的目的。

（六）课程考核方式
1.考核方式：考查。

2.考试方法：开卷。

3.课程总成绩：最终理论考试、平时考核（包括作业、小测验、提问等）、实验环节考核成绩的总和。

（七）主要参考书目:
钱平主编.伺服系统第2版.北京：机械工业出版社，2017。

寇宝泉主编. 交流伺服电机及其控制技术.北京：机械工业出版社，2012。

二、英文摘要
本课程是自动化专业学生选修的一门实践性很强的基础课程。

课程通过对伺服电机及控制内容的讲授，使学生掌握伺服电机及控制的基本知识、基本原理和基本方法，并具有编程和设计能力。

伺服系统的作用、组成、基本要求及特点，三相异步电机伺服控制系统，永磁同步电机伺服控制系统，无刷直流电机控制系统，进给伺服系统。

本课程将为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的基础。

三、课程学时总体分配表
四、教学内容及基本要求
第1部分概述
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0
具体内容:
1) 伺服系统的作用及组成
2) 伺服系统的基本要求及特点
重点:
伺服系统的组成
课外作业: 伺服系统的组成
第2部分三相异步电机伺服控制系统
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:2 上机:0
具体内容:
1) 三相异步电动机矢量控制的基本思想
2) 三相交流电机中的坐标变换
3) 磁场定向矢量控制系统
重点:
三相交流电动机中的坐标变换
磁场定向矢量控制系统
课外作业:
磁场定向矢量控制系统
实验：2学时
三相异步电机伺服控制系统特性研究（2学时）
第3部分永磁同步电机伺服控制系统
总学时(单位：学时):8 讲课:8 实验:2 上机:0
具体内容:
1)三相永磁同步伺服电动机及其数学模型
2)三相永磁同步伺服电动机的控制策略
3)速度反馈信号的检测和处理
4)伺服电动机初始位置的检测
重点:
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
课外作业:
三相永磁同步伺服电动机的控制策略
实验：2学时
永磁同步电机伺服控制系统特性研究（2学时）第4部分无刷直流电机控制系统
总学时(单位：学时):6 讲课:6 实验:0 上机:0
具体内容:
1)无刷直流电机的组成结构和工作原理
2)无刷直流电机的基本公式和数学模型
3)无刷直流电机的驱动控制
重点:
无刷直流电机的工作原理
无刷直流电机的基本公式和数学模型
课外作业:
无刷直流电机的驱动控制
第5部分进给伺服系统
总学时(单位：学时):2 讲课:2 实验:0 上机:0 具体内容:
1)进给伺服系统概述
2)脉冲比较的进给位置伺服系统
3)相位比较的进给位置伺服系统
4)幅值比较的进给位置伺服系统
5)数据采样式进给位置伺服系统
重点:
相位比较的进给位置伺服系统
幅值比较的进给位置伺服系统
习题:
相位比较的进给位置伺服系统
幅值比较的进给位置伺服系统。