機(jī)電一體化設(shè)計(jì)教學(xué)大綱.doc

機(jī)電一體化設(shè)計(jì)教學(xué)大綱修訂單位：機(jī)械工程學(xué)院機(jī)電工程系 執(zhí) 筆 人：晏永飛一、課程基本信息1課程中文名稱：機(jī)電一體化設(shè)計(jì)2課程英文名稱：Mechatronics Project3. 適用專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化等專業(yè)4. 總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)5. 總學(xué)分：2學(xué)分二、本課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位、作用和任務(wù)本課程是機(jī)電專業(yè)的專業(yè)技術(shù)課。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生初步了解機(jī)電一體化系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握典型的控制算法、驅(qū)動(dòng)執(zhí)行單元的結(jié)構(gòu)和工作原理。使學(xué)生進(jìn)一步提高分析與解讀具體機(jī)電一體化系統(tǒng)的能力，使得學(xué)生將以前或同時(shí)學(xué)習(xí)的其他機(jī)械類或電工、電子、計(jì)算機(jī)類的相關(guān)課程最大限度地統(tǒng)一起來(lái)，達(dá)到融會(huì)貫通。三、理論教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)基本要求第1章 總論 （2 學(xué)時(shí)）了解機(jī)電一體技術(shù)發(fā)展過(guò)程和所涉及學(xué)科門(mén)類；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素、功能構(gòu)成及構(gòu)成要素的相互聯(lián)接方法；了解機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)考慮和評(píng)價(jià)的方法、設(shè)計(jì)類型、設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和規(guī)律。第2章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（8學(xué)時(shí)）了解滾珠絲杠副的組成、特點(diǎn)、典型結(jié)構(gòu)及支承方法；掌握齒輪傳動(dòng)副齒側(cè)及滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整與預(yù)緊方法；掌握滾珠絲杠副的選擇方法；掌握齒輪傳動(dòng)比的匹配選擇及各級(jí)傳動(dòng)比分配原則；了解常用的撓性傳動(dòng)部件和間歇傳動(dòng)部件；了解導(dǎo)軌副的組成、種類及其應(yīng)滿足的要求；掌握滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇方法；掌握?qǐng)A柱支承設(shè)計(jì)方法；了解軸系部件的選擇與設(shè)計(jì)；第3章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件的選擇與設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）了解執(zhí)行部件的種類、特點(diǎn)及基本要求；掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的硬環(huán)控制與驅(qū)動(dòng)方法；掌握直流伺服電動(dòng)機(jī)的調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理；第4章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（7學(xué)時(shí)）了解微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路；了解微機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成及種類；掌握MCS-51系列單片機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、擴(kuò)展存儲(chǔ)器方法、I/O口的擴(kuò)展方法及鍵盤(pán)和顯示器接口電路；掌握光電隔離電路設(shè)計(jì)和信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)（包括弱電轉(zhuǎn)強(qiáng)電電路、數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換電路、D/A（A/D）轉(zhuǎn)換電路及電量轉(zhuǎn)非電量電路）；了解檢測(cè)傳感器的分類和基本要求；掌握傳感器的微機(jī)接口方式；第5章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件的特性分析（4學(xué)時(shí)）掌握機(jī)械系統(tǒng)特性線性與非線性變換的一般表示方法；了解變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)分析；掌握負(fù)載力（或轉(zhuǎn)矩）向輸入端的換算方法及機(jī)構(gòu)內(nèi)部摩擦力的影響；了解典型傳感器和執(zhí)行元件的特性分析；掌握凸輪曲線理論；第6章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)（5學(xué)時(shí)）掌握負(fù)載的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩?fù)Q算方法；掌握?qǐng)?zhí)行元件和減速比的匹配選擇及各級(jí)減速比的分配原則；掌握半閉環(huán)、全閉環(huán)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立及主諧振頻率計(jì)算方法；了解PID調(diào)節(jié)及其傳遞函數(shù)；第7章 常用機(jī)械加工設(shè)備的機(jī)電一體化改造分析與設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)）了解傳統(tǒng)機(jī)床機(jī)電一體化改造分析及設(shè)計(jì)方法。四、考核方式平時(shí)考核包括作業(yè)完成情況、出勤情況、實(shí)驗(yàn)完成情況、課堂聽(tīng)課紀(jì)律及積極性。期末考試?yán)碚撛嚲頌?00分，考試內(nèi)容為本課程所講授的重點(diǎn)和難點(diǎn)。五、成績(jī)?cè)u(píng)定 總成績(jī)=平時(shí)考核成績(jī)15%+期末考試成績(jī)85%成績(jī)分布：10090優(yōu)秀；8980良好；7970中等；6960及格；59以下為不及格。六、本課程對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在需求分析、解決實(shí)際問(wèn)題等方面的綜合能力。包括根據(jù)工程需求構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)的能力及動(dòng)手能力。七、教材與參考書(shū)教材：機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 張建民主編（第二版）高等教育出版 2001年出版八、其它必要的說(shuō)明本課程是在機(jī)械制造裝備及設(shè)計(jì)、電工學(xué)、機(jī)床電器自動(dòng)控制、控制工程基礎(chǔ)、機(jī)械制造中的測(cè)試技術(shù)和微機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，對(duì)于囊括機(jī)械、電子技術(shù)的機(jī)電綜合系統(tǒng)進(jìn)行深入系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，其中機(jī)械制造裝備及設(shè)計(jì)、機(jī)床電器自動(dòng)控制和微