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机电一体化应用课程教学大纲
(MechatronicsApply)
一、课程概况
课程代码:0201809学 分:2
学 时:32(其中:讲授学时32)
先修课程:自动控制原理、电机原理与拖动、检测技术、单片机原理及应用。适用专业:电气工程及其自动化
教材:《机电一体化系统设计》(MechatronicsSystemDesign),戴夫德斯?谢蒂(DevdasShetty),理查德A.科尔克(RichardA.Kolk)著,薛建彬,朱如鹏译,机械工业出版社,2016.3
课程性质与任务:本课程是电类专业的一门专业选修课程,在整个专业人才培养体系中起着承前启后的重要作用。本课程通过讲授机电一体化系统建模、仿真、传感器、驱动器、计算机实时接口和控制等机电一体化内容的讲授,使学生了解一体化系统的基本知识和共性关键技术,了解和掌握机电一体化的设计思想及方法,并提高分析问题、解决问题的能力。将机电一体化设计与工程实践相结合,培养学生具有辩证思维能力,树立理论联系实际的科学观,为学生毕业后从事相关工作打下良好的基础。
二、课程目标及对毕业要求观测点的支撑
序号
课程目标
支撑毕业要求观测点
毕业要求
1
目标1:通过学习机电一体化相关基础知识及系统建模技术,将复杂的机电一体化系统用清楚和简洁的方式组合起来,进而选择与设计传感器、执行器、控制器、接口硬件以及信息处理系统等。
观测点3.2:能够针对微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题,进行特定的需求分析,设计实施过程中的工艺流程、相关控制系统和单元,体现创新
意识。
毕业要求3能够针对微特电机与电力装备相关领域的复杂工程问题设计解决方案,开发满足特定需求的电气系统或装置,并能够在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。
2
目标2:通过项目教学、课堂研
讨和设计型作业,结合工程实践,通过机电一体化系统模型建
观测点9.1:具备从事
电气工程领域工作的职业技能和电气工程
毕业要求9个人和团队:能够在
多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角
立、控制系统设计等,引导学生
专业交叉学科的基础
色。
进行初步创新思维,训练学生全
知识,能与其他学科的
面理解、掌握和综合运用所学的
成员有效沟通,合作共
知识的能力。
事。
三、教学内容及要求
序号
教学内容
思政元素
预期学习成果
教学
学时
教学方
式
支撑课
程目标
基本知识:机电一体化设
理解技术与人类文明的有机联系,培养学生学习掌握技术的兴趣
和意愿。
讲授/讨论/实例教学等
目标1
目标2
计过程的关键内容。
重点和难点:近年来在智
了解机电一体化设
1
能制造领域机电一体化技
计过程的关键内容
2
术的发展,讨论利用机电一
及其其发展方向。
体化方法对传统设计的改
进。
系统建模和仿真:(1)利
用改进的类比方法从图形
掌握计算机动态模型的建立方法。
掌握常见物理系统,如机械元件、电子元件、热元件等的模型建立过程。
或其它信息中创建精确的
2
计算机动态模型。
(2)机电一体化中常见的物理系统。
6
讲授/讨论/等
目标1
目标2
重点和难点:框图建模方
法。
传感器与换能器:包括测
讲授//实验/讨论/等
量仪器的原理、模拟和数字
传感器、位置传感器、力传
3
感器、振动传感器,以及温
度、流体和距离传感器的基
掌握各类传感器的
基本原理及选型。
6
目标1
目标2
本原理。
重点和难点:各类传感器
的基本原理。
驱动设备:包括直流电机、
讲授/讨论/等
目标1
目标2
步进电机、流体动力设备和
掌握直流电机和步
4
压电驱动器的基本原理。
进电机的原理及运
6
重点和难点:直流电机和
行特性。
步进电机的原理和应用。
5
系统控制和逻辑方法:(1)数字技术和数字理论的基本原理。
(2)PLC的应用。
重点和难点:布尔逻辑运算、PLC的使用。
掌握数字技术和数字理论的基本原理。
掌握PLC的基本应用。
2
讲授/实验/讨论/等
目标1
目标2
6
机电一体化系统中的控制及其设计:(1)根轨迹法和伯德图设计方法。
(2)PI、PD、PID、滞后、超前和纯增益在控制系统
中的应用。
熟悉根轨迹法和伯德图设计方法。
掌握通用控制
结构的特性。
8
讲授/实验/讨论/等
目标1
目标2
重点和难点:控制器的设
计和应用。
爱国主义
及人生
观、价值
观教育。
7
案例教学:通过某个工程案例分析和设计机电一体化系统。
重点和难点:机电一体化系统的设计方法和流程。
借助中国智造2025概述及其重要意义,阐述
大学生树
熟悉机电一体化系统的设计方法和流程。
2
讲授/讨论/等
目标1
目标
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