機(jī)電傳動(dòng)控制課程教學(xué)大綱

1、機(jī)電傳動(dòng)控制課程教學(xué)大綱 一課程基本信息 開課單位：機(jī)械工程學(xué)院 課程編號(hào)：02010029a 英文名稱：Mechanical and electrical transmission control 學(xué)時(shí)：總計(jì)40學(xué)時(shí)，其中理論授課34學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí) 學(xué)分：2.5學(xué)分 面向?qū)ο螅簷C(jī)械電子工程本科專業(yè) 先修課程：電工電子技術(shù)和自動(dòng)控制基礎(chǔ) 后續(xù)課程：數(shù)控系統(tǒng) 教材： 機(jī)電傳動(dòng)控制，鄧星鐘主編，華中科技大學(xué)出版社，2007年7月第4版 主要教學(xué)參考書目或資料： 1.機(jī)電傳動(dòng)控制學(xué)習(xí)輔導(dǎo)與題解，鄧星鐘主編，華中科技大學(xué)出版社，2001年5月第4版 2.電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)，陳伯時(shí)主編，機(jī)械工業(yè)出版

2、社，2003年8月第3版 3.電機(jī)學(xué)，李發(fā)海, 朱東起編著，科學(xué)出版社，2007年6月第4版二教學(xué)目的和任務(wù)機(jī)電傳動(dòng)控制課程是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課，它是該專業(yè)人才所需電知識(shí)結(jié)構(gòu)的軀體，是學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械設(shè)備電氣傳動(dòng)與控制知識(shí)的主要途徑。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生了解機(jī)電傳動(dòng)控制的一般原理和基礎(chǔ)知識(shí)，掌握分析、設(shè)計(jì)和使用機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)和裝置、器件的基本技能，獲得工程師必備的知識(shí)儲(chǔ)備和技能訓(xùn)練。三教學(xué)目標(biāo)與要求本課程是原理和應(yīng)用并重，元件和系統(tǒng)緊密結(jié)合，實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其目的就是學(xué)習(xí)和掌握各類生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備中的控制技術(shù)。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解機(jī)電傳動(dòng)的一般性知識(shí)，掌

3、握電機(jī)、晶閘管等電力電子元件的工作原理、特性、應(yīng)用和選用的方法；掌握常用的機(jī)電傳動(dòng)斷續(xù)控制，伺服控制、步進(jìn)電機(jī)控制的工作原理、特點(diǎn)、性能、應(yīng)用場(chǎng)所及設(shè)計(jì)，了解最新控制技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用。要求掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式和穩(wěn)定運(yùn)行的條件；掌握直流電動(dòng)機(jī)和三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和機(jī)械特性；熟悉晶閘管可控整流電路的工作原理和波形圖，了解逆變電路的工作情況；掌握調(diào)速系統(tǒng)的性能指標(biāo)，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理；了解交流調(diào)速的方法。四教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時(shí)分配及其基本要求第一章 概述 （1學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、了解機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)。 2、機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況。 3、課程的性質(zhì)

4、和任務(wù)。（二）基本要求 1、了解機(jī)電傳動(dòng)的目的和任務(wù)。 2、了解機(jī)電傳動(dòng)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展概況。第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)（2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式 2、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和飛輪轉(zhuǎn)矩的折算 3、生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性 4、機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件（二）基本要求 1、了解幾種典型生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性。 2、掌握機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并學(xué)會(huì)用它來分析與判別機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。 3、掌握在多軸拖動(dòng)系統(tǒng)中為了列出系統(tǒng)的運(yùn)行方程式，必須將轉(zhuǎn)矩等進(jìn)行折算，掌握其折算的基本原則和方法。 4、理解機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的條件，并學(xué)會(huì)用它來分析與判別系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)。第三章 直流

5、電機(jī)的工作原理和特性 （6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 2、并勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的原理。 3、直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。 4、直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)特性。（二）基本要求 1、了解直流電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，著重掌握直流電機(jī)的基本工作原理，特別應(yīng)掌握轉(zhuǎn)矩方程式、電勢(shì)方程式和電壓平衡方程式； 2、掌握直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，特別是人為機(jī)械特性； 3、掌握直流電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法以及各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所； 4、掌握用機(jī)械特性的四個(gè)象限來分析直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)； 5、掌握根據(jù)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的銘牌技術(shù)數(shù)據(jù)，確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等運(yùn)行特性。第四章 交流電動(dòng)機(jī)的工作

6、原理及特性（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2、三相異步電動(dòng)機(jī)的定子電路和轉(zhuǎn)子電路 3、三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和機(jī)械特性 4、三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)特性 5、單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn) 6、同步電機(jī)的工作原理及應(yīng)用（二）基本要求 1、了解異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的產(chǎn)生；2、了解同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理、運(yùn)行特性及啟動(dòng)方法。 3、掌握異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，機(jī)械特性，以及啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)的各種方法、特點(diǎn)與應(yīng)用； 4、掌握用機(jī)械特性的四個(gè)象限來分析異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)； 5、掌握單相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理和啟動(dòng)方法；第五章 控制電機(jī)（6學(xué)時(shí)。含講授4

7、學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、交流伺服電動(dòng)機(jī) 2、直流伺服電動(dòng)機(jī) 3、力矩電動(dòng)機(jī) 4、測(cè)速發(fā)電機(jī) 5、自整角機(jī)（二）基本要求 1、了解各種控制電機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)所，以便正確選用和使用它們。 2、掌握伺服電動(dòng)機(jī)、力矩電機(jī)的基本工作原理。3、掌握各種控制電機(jī)的特點(diǎn)；第六章 晶閘管及其基本電路（6學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、晶閘管的工作原理 2、單相可控整流電路 3、三相可控整流電路 4、無源逆變器（二）基本要求 1、了解晶閘管的特性和主要參數(shù)的含義。2、掌握晶閘管的基本工作原理。 3、掌握幾種單相和三相基本可控整流電路和工作原理及其特點(diǎn)（特別是在不同性質(zhì)的負(fù)載下的工作特點(diǎn)）。 4、熟悉無源逆變器的

8、基本工作原理、用途。第七章 直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類。 2、晶閘管電動(dòng)機(jī)直流傳動(dòng)控制系統(tǒng)（二）基本要求 1、了解機(jī)電傳動(dòng)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的組成； 2、了解生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)提出的調(diào)速技術(shù)指標(biāo)要求； 3、理解調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性質(zhì)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性合理匹配的重要性； 4、掌握自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)中各個(gè)基本環(huán)節(jié)、各種反饋環(huán)節(jié)的作用與特點(diǎn)；5、掌握各種常用的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速原理、特點(diǎn)及適用場(chǎng)所；第八章 交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)（6學(xué)時(shí)。含講授4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)。 2、交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 3、線繞式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 4、晶閘管變

9、頻調(diào)速系統(tǒng)（二）基本要求 1、了解電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)的原理和調(diào)速性能；2、了解變頻調(diào)速系統(tǒng)的分類、脈寬調(diào)制型變頻調(diào)速和交交變頻調(diào)速的基本原理，調(diào)速特性及應(yīng)用范圍； 3、掌握交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的基本原理及主要方法； 4、掌握交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)和線繞式異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的特性，原理及應(yīng)用領(lǐng)域；第九章 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng) （3學(xué)時(shí)。含講授1學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)）（一）教學(xué)內(nèi)容 1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)形分配器。 3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性。（二）基本要求 1、了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的環(huán)形分配原理。2、掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基本工作原理 3、掌握步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性和特點(diǎn)。五教學(xué)方法及手段1、理論教學(xué)：以多媒體課件教學(xué)為主，配以作業(yè)、專題討論等方式，使學(xué)生完整、系統(tǒng)、生動(dòng)、有效地學(xué)好該課程的理論知識(shí)。 2、實(shí)驗(yàn)教學(xué)：通過軟件仿真及電機(jī)實(shí)際控制實(shí)驗(yàn)來加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。 六考核方式及考核方法考核方式為考試，本課程采用標(biāo)準(zhǔn)化試題方式進(jìn)行閉卷筆試，主要考查學(xué)生運(yùn)用本課程分析問題和解決問