机电系统设计教学大纲

关键词:机电系统设计 教学大纲
机电系统设计 教学大纲
内容:

一、课程目标
  机电系统设计为机械设计制造及其自动化专业机械电子工程方向的必修课之一,是一门实践环节很强的课程。本课程系统以设计为主线,主要讲述机电一体化系统的设计思路和方法。通过本课程的学习,使学生了解、掌握机电系统的测量、控制和传动系统的功能分析和实现。
二、基本要求
  本课程以机械设计理论和计算机应用先导课程,学生应具有机械设计理论和知识,同时具有计算机的基本知识。
  第一章 绪论                           2学时
  1.机电系统概念
  2.机电系统组成
  处理控制系统,传感检测系统,动力系统,执行元件系统,机械机构系统。
  3.机电系统实施关键技术
  检测传感技术,信息处理技术,自动控制技术,伺服驱动技术,接口技术,精密机械技术,系统总体技术。
  第二章 机电系统的机械系统设计                 6学时
  1.机电系统对机械传动的要求
  2.机电系统中的机械传动
  同步带传动、齿轮传动、谐波齿轮传动、滚珠丝杠传动,挠性传动
  3.轴系部件及支承
  滑动导轨、静压导轨、滚动导轨,旋转支承类型及特点,轴系部件设计。
  4.机电产品的机座和机架
  第三章 执行元件与驱动                     10学时
  1.执行元件功用、分类
  电动机(伺服电机,步进电机,同步电机,直流电机)
  液动机(液压缸,液马达)
  气动机(气缸,气马达,气胎离合器)
  2.直流电机动力特性及驱动
  直流电机特点,驱动特性,驱动电路。
  3.交流电机动力特性及驱动
  交流电机特点,驱动特性,驱动电路。
  4.步进电机力特性及驱动
  电机特点、分类,步进电机的特性,环分控制?驱动电路。
  5.其他执行元件简介
  第四章 测量传感器与数据采集                  8学时
  1.检测传感器分类
  2.位移检测传感器
  位移检测方法,光栅组成及测量原理,光栅检测电路,磁栅测量系统。差动变压器测量原理及方法。
  3.转动测量
  旋转编码器原理及编码,测量方法及系统组成;旋转变压器原理及测量方法。
  4.其他传感器
  速度、加速度检测传感器,力检测传感器,传感器的发展。
  5.数据采集系统设计
  数据采集系统设计要求,计算机数据采集系统组成,AD转换器的选择及程序设计。
  第五章 机电传动控制系统与接口                 8学时
  1.机电控制及实现方法
  单片机,PLC及计算机的控制特点和实现方法
  2.接口概念
  模拟量接口,开关量接口,数字量接口,信号传输方法
  3.数据总线
  4.通讯接口
  RS232接口,RS485接口,并行接口,USB接口,IEEE488接口
  5.现场总线简介
  6.控制系统的可靠性设计
  第六章 机电传动分析与设计                   6学时
  1.机电系统模型建立
  2.机电系统各子系统组成及选择
  3.机电产品元、部件特性分析
  4.机电系统设计原则及步骤
  5.机电控制系统的稳态与动态设计
  6.机电设备的改造与设计
  第七章 机电系统设备                      2学时
  1.工业机器人
  2.数控机床
  3.柔性生产系统
三、实验课内容                           6学时
  (一)电机控制与驱动实验
  (二)测量元件与AD接口实验
  (三)PLC控制系统实验
  (四)机电控制系统综合实验
四、教材及主要参考资料
1.机电一体化系统设计,张建民编,中国理工大学出版社,1998年10月。
2.机电一体化机械系统设计,赵松年,张奇鹏主编,机械工业出版社,1996年6月。
3.机电一体化系统设计,姜培刚,盖玉先主编,机械工业出版社,2003年9月。
4.机电一体化系统设计,魏俊民,周砚江主编,中国纺织出版社,1998年10月。

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