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《机械工程测试与控制技术》课程教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
机械工程测试与控制技术
TestingControllingTechnologyofMechanicalEngineering
课程编码课程属性
R必修;£选修
课程类别
£学科基础课;R专业基础课;£专业课;£专业实践课;£创新创业课
总学时
48
理论学时
40
实验学时
8
实训学时
0
其他(讨论)
0
总学分
3
开课学期
第五学期
先修课程
高等数学、大学物理、电工技术、电子技术、机械原理
适用专业
机械设计制造及其自动化、应急装备技术与工程
课程简介
《机械工程测试与控制技术》机械专业承前启后的技术基础课。通过本课程学习,使学生初步掌握自动控制的基本概念和基本分析方法,工程测试技术的基本理论和测试原理,以及信号分析处理的基本理论和手段。使学生开阔视野,扩大知识面,对机械工业自动化——机电一体化有所了解和熟悉。
通过本课程的学习能使学生借助高等数学、拉普拉斯变换建立数学模型;用经典的传递函数法对机械系统的快速性以、稳定性以及准确性分析与设计;掌握基本传感技术、信号变换、信号处理的原理,正确选用和组成测试系统;掌握对所测信号的基本处理和分析的理论及方法。为后续课程设计、毕业设计环节和以后从事机械类设计工作打下坚实的基础。
建议教材
自编
参考资料
[1]杨叔子,杨克冲,吴波,等.机械工程控制基础(第7版).武汉:华中科技大学出版社,2018
[2]陈华玲.机械工程测试技术(第3版).北京:机械工程出版社,2018
[3]董景新,赵长德,郭美凤,等.控制工程基础(第4版).北京:清华大学出版社,2015
线上教学资源网址
教学条件
多媒体教室、实验室
主撰人
张昊
审核人
张亮
批准人
李金华
制定时间
2021.6.20
审核时间
2021.6.23
批准时间
2021.6.26
二、课程目标及其对毕业要求指标点支撑
课程目标内容
支撑的毕业要求指标点
支撑强度
课程目标1:能够借助高等数学、拉普拉斯变换建立机械系统的数学模型。
1.3能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识应用于机械工程中的设计原理、制造技术、系统传动、测试与控制等问题的推演与分析。
H
课程目标2:能够根据工程需求,对机械、电气系统进行动态特性分析、稳定性分析与设计,并对控制系统的稳态误差进行计算。
2.2能够基于相关科学原理和方法对机械领域的复杂工程问题进行建模与求解。
H
课程目标3:能够根据测试任务需求,选用合理的传感器及相关设备,设计并开展工程试验所需的基础静、动态测量。
3.1掌握机械系统/工艺的一般设计/开发方法和技术,了解影响设计目标和技术方案的各种因素。
M
课程目标4:掌握工程中常用的时域、频域分析方法,并对工程试验测试信号进行处理和分析。
4.4?能够正确采集、处理实验数据,对实验结果进行分析和解释,通过信息综合得到有效结论。
H
课程目标5:能够综合利用课程知识,并结合查阅文献对工程问题进行分析,正确的组建测试与控制系统,并利用计算机对工程问题进行仿真分析。
5.3能够针对机械设计、加工、检测和控制等复杂工程问题,开发或选用满足特定功能的现代工具进行模拟和预测,并能够分析其局限性。
H
三、教学内容与要求
3.1教学内容
1、绪论(支撑课程目标1)
教学目标:
1)能够对机械工业自动化与机电一体化有基本了解;
2)能够熟悉一般机械测试系统及控制系统的组成;
3)能够对机械测试与控制系统的发展概况有基本了解。
本章主要内容:
测试系统与控制系统的组成,本课程内容在机械工业中的作用和地位,测试工作的任务和组成,控制系统的基本概念,测试工作的基本内容和基本步骤,控制系统的基本要求,学习本课程的目的与方法。
2、信号的表示与分析(支撑课程目标4)
教学目标:
1)能够对信号进行分类并提取随机信号的时域特性参数;
2)能够对一般信号进行相关分析;
3)能够进行周期信号、非周期信号频域分析;
4)能够根据信号的A/D转换原理确定测试参数。
本章主要内容:
信号的表示与分类,信号的时域分析及相关分析,信号的频域分析、周期信号及离散频谱、非周期信号及连续频谱,信号的A/D转换原理。
3、机械系统的数学模型(支撑课程目标1)
教学目标:
1)能够借助高等数学建立系统的微分方程;
2)能够采用拉氏变换与反变换建立控制系统的传递函数;
3)能够绘制控制系统函数方框图并简化。
本章主要内容:
系统的微分方程建立,拉氏变换与反变换,系统传递函数的求法,系统函数方框图及简化。
4、系统的时域瞬态响应分析(支撑课程目标2)
教学目标:
1)能够掌握系统瞬态响应分析内容
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