机电一体化系统设计”课程教学大纲

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1、“机电一体化系统设计”课程教学大纲英文名称：MechatronicsSystemDesign课程编号：MACH3450学时：48（理论学时：16实验学时：32课外学时：14）学分：2适用对象：机械类大三、四年级本科生先修课程：大学计算机基础、机械设计、机械控制工程使用教材及参考书：[1]机电一体化系统设计自编讲义[2]机电一体化系统设计张建民等编著，高等教育出版2009年出版，ISBN：9787040214680[3]机电一体化系统设计，张立勋，黄筱调，王亮主编高等教育出版社，2007-11-01，ISBN:9787040225730一、课程性质和目的性质：专业课

2、目的：通过本课程的学习，使学生了解机电一体化系统的基本知识和共性关键技术，通过课程及相应实践教学环节的学习，使学生了解和掌握机电一体化的设计思想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。二、课程内容简介机电一体化系统设计是在机械设计过程中引进电子技术实现机械装置的主功能、驱动功能、信息处理功能和控制功能等性能全面提升，机电一体化系统设计着眼于利用信息检测技术和计算机控制技术等来更新机械设计概念，实现机械系统的结构、材料、工作方式等的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、改善性能的要求。机电一体化系统设计的共

3、性关键技术主要包括精密机械技术、传感检测技术、伺服驱动技术、接口技术、信息处理技术、自动控制技术等。一、教学基本要求1.掌握机电一体化产品的设计方法和技术路线，了解典型机电一体化产品的构成、特点。2.掌握机电一体化系统中各个结构要素在系统中的作用和它们之间的相互关系，建立机电产品的系统化设计思想。3.掌握机电一体化的共性理论与技术，应用所学知识进行机电产品设计。4.掌握机电一体化系统中的常用传动机构，常用动力驱动装置，常用计算机控制系统和常用传感器的种类和特点。二、教学内容及安排第一章：绪论（2学时）1．机电一体化系统的含义，本课程的特点，以及学习本课程的目的与任

4、务。2．机电一体化系统的关键技术。3.机电一体化系统的设计类型、设计流程、设计程序、设计准则和评价的方法。4.机械CAD与电子CAD系统的集成。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他1.1-1.42√第二章：机电一体化系统设计的机械部件的选择与设计（2学时）1.机械设计（静力学设计，运动学设计，动力学设计）特点与机电一体化设计对比分析2.常用机械传动结构的设计及与电、液传动对比分析3.机械执行机构的设计4.导向、支承结构的设计5.机电一体化系统机械设计实例教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打

5、“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他2.1-2.42√√第三章：机电一体化系统的驱动系统设计（2学时）1.机械传动机构负载的力矩特性分析。2.电驱动系统的驱动特性分析，伺服驱动的驱动电路设计3.机电一体化系统的控制设计。4.机电一体化系统的电磁兼容性设计。教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他3.1-3.42√√第四章：机电一体化系统执行元件的选择与设计（2学时）1.执行部件的种类、特点及基本要求。2.步进、直流伺服、交流伺服电机的控制与驱动方法；3.液压和气压伺服系统；教学安排及教学方

6、式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他4.1-4.32√√第五章：机电一体化系统的计算机控制系统的选择与设计（4学时）1.计算机控制系统的设计；2.计算机的系统构成及种类；MCS-51系列单片机的结构特点、I/O口的扩展方法及键盘和显示器接口电路；光电隔离电路设计和信息转换电路设计（包括弱电转强电电路、数字脉冲转换电路、D/A（A/D）转换电路及电量转非电量电路）；3.传感器信息输入接口设计，计算机控制输出接口设计。4.分布式信号采集和控制处理器设计5.机械接口与电路接口的有机结合教学安排及教学方式教学环节学时分配课后

7、环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他5.1-5.54√√第六章：机电一体化系统的元、部件的特性分析（2学时）1．机械系统的运动学和动力学特性分析2．传感器的特性分析3．执行元件的特性分析4．执行元件与机械结构结合的系统分析教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√”）章节数授课实验上机讨论作业自学综合大作业其他6.1-6.42√√第七章：机电一体化系统的机电有机结合分析与设计（2学时）1．机电一体化系统的稳态设计分析方法2．机电一体化系统的动态设计分析方法3．可靠性、安全性设计教学安排及教学方式教学环节学时分配课后环节（请打“√

8、”）章节数