机电一体化设计基础 教学课件 作者 郑堤 唐可洪 主编 机电一体化设计基础教学大纲.docVIP

《机电一体化设计基础》课程（含实验内容）教学大纲 课程名称：机电一体化设计 英文名称：Mechatronics 学时/学分：42/2 （其中实验学时：6 ） 课程类型：专业选修课 开课专业：机械类 选用教材：机电一体化设计基础，郑堤，唐可洪 机械工业出版社，2011年 课程性质、目的与任务 本课程是机械类本科生，尤其是机电一体化方向学生的主要专业可之一。其目的是培养学生综合运用所学的机械和电子技术的能力，使学生对前3年的知识能够记忆不得理解，并学会灵活应用。培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。本课程的教学目的就是使学习者了解机电一体化的基本知识和共性关键技术，通过专业课教学及相应实践教学环节，使学生真正了解和掌握机电一体化的重要实质及机电一体化设计的理论和方法，从而能够灵活地综合运用这些技术进行机电一体化产品的分析、设计与开发，达到知识能力结构的机电一体化。 教学基本要求 机电一体化技术是机械技术与微电子技术有机结合的产物，也是微电子技术向传统技术渗透的过程中逐渐发展起来的一门新兴的综合性技术学科。它包括机械技术、自动化技术、传感器技术、计算机技术等。目前的机电一体化技术得到了普遍的重视和广泛的应用，应用机电一体化技术而生产出来的机电一体化产品，已遍及人们日常生活和国民经济的各个领域。为了在当今国际范围内技术、经济竞争中占据优势，世界各国纷纷将机电一体化的研究和发展作为一项重要内容而列入本国的发展战略。因此掌握机电一体化的共性理论与技术，为开发设计机电一体化产品十分必要。要求学生能够掌握机电一体化的共性关键技术，学会应用所学的机械学知识和电子学知识进行产品设计，同时要求学生能够掌握系统建模的一般理论和方法。能够对简单系统通过建模进行分析和综合。 各章节内容及学时分配 第一章 绪论（2学时）： 第一节 机电一体化基本概念 第二节 机电一体化发展概况 第三节 机电一体化产品的构成 第四节 机电一体化产品的分类 第五节 机电一体化共性关键技术 第六节 机电一体化设计及其工程路线 重点：机电一体化的基本概念和机电一体化共性关键技术 第二章 机械系统设计（6学时）： 第一节 概述 第二节 传动机构设计(3学时) 第三节 导向机构设计(1.5学时) 第四节 执行机构设计(1.5学时) 重点：传动机构设计中的齿轮和滚动丝杠间隙消除的基本理论和常用方法；滚动及塑料导轨的基本结构和使用方法；执行机构中的微动机构和特种执行机构。 第三章 接口设计（4学时）： 第一节 概述 第二节 人机接口设计 (2学时) 第三节 机电接口设计 (2学时) 重点：掌握输入接口设计、输出接口设计；掌握信号采集通道中的A/D转换接口设计、控制量输出接口中的A/D转换接口设计。 第四章 检测系统设计（6学时） 第一节 概述 第二节 模拟式传感器信号的检测（2学时） 第三节 数字式传感器信号的检测（2学时） 第四节 检测信号的采集和预处理（2学时） 重点：检测系统接口技术，要求掌握接口设计的一般方法，能设计简单的接口电路。模拟式传感器信号的检测和数字式传感器信号的检测是为接口设计作理论准备。 第五章 伺服系统设计（8学时） 第一节 概述 第二节 伺服系统中的执行元件（2学时） 第三节 执行元件的控制与驱动（2学时） 第四节 开环控制的伺服系统设计（2学时） 第五节 闭环控制的伺服系统设计（2学时） 重点：步进电机伺服系统、直流伺服系统、直流伺服系统、交流伺服系统及液压和气压伺服系统。直线电动机作为了解。掌握开环控制伺服系统设计和闭环控制伺服系统设计。 第六章 控制系统设计（8学时） 第一节 概述 第二节 被控对象数学模型的建立（2学时） 第三节 微型机控制技术基础（2学时） 第四节 数字控制器设计（2学时） 第五节 微型机控制装置设计（2学时） 重点：计算机控制技术和控制算法；控制输出接口设计。数字控制器设计作简单介绍。 第七章 机电一体化总体设计（2学时） 第一节 概述 第二节 性能指标分析 第三节 功能及性能指标的分配 第四节 定量电子秤总体设计举例 实验： 实验目的与任务 本课程是机械工程专业本科阶段的主要专业选修课之一，本课程主要讲授机电一体化系统的组成、机械结构设计特点、检测系统设计、控制系统设计、驱动系统设计、接口设计、抗干扰技术、机电一体化总体设计等。使学生对机电一体化系统有一个清晰的了解，并从中掌握实际机电一体化产品的设计方法和设计手段。实验课是本课程重要教学环节，其目的是了解机电一体化系统的组成、功能、原理和设计方法，培养学生解决实际问题的能力。 实验教学基本要求 1）了解和掌握机电一体化系统的组成及原理，熟悉机械部分的设计特点和调整方法，掌握测控电路和驱动电路的组成原理、结构特点和设计调试方法。 2）掌握典型的机械传动系统的设计和