机电传动控制ch3-5
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机电传动控制第五版教学设计一、教学目标•了解机电传动控制的概念、发展历程及其应用;•掌握控制系统的基本组成和功能;•了解电机的原理和特性,掌握其调速方法;•熟悉传感器的工作原理及其应用;•掌握控制元件的使用方法和电路设计;•熟悉PLC控制系统的硬件组成和软件编程;•掌握HMI界面设计和调试方法;•熟悉工业现场布线和安装;•掌握机电传动控制系统的维护和调试方法。
二、教材选用选用李志刚主编的《机电传动控制》第五版作为主要教材,该书内容涵盖了机电控制的基本内容和实践应用,并且内容丰富、细致,深入易懂,符合教学要求,是本专业研究生课程教材。
三、教学方法1.讲授与演示相结合的授课方式;2.理论与实践相结合的授课方式;3.学生主动学习,在教师引领下独立探究学习;4.以案例分析的方式引入实际问题。
授课内容学时要求授课进度机电传动控制概述2学时第1-2周控制系统基础6学时第3-5周电机及调速技术12学时第6-11周传感器及应用4学时第12-13周控制元件及电路设计8学时第14-15周PLC控制系统16学时第16-21周HMI界面设计4学时第22-23周现场布线及安装2学时第24-25周调试与维护6学时第26-28周五、教学评估1.课堂回答问题、小组讨论和答辩;2.实验操作与实验报告;3.期末考试。
六、教学资源1.课本《机电传动控制》第五版;2.计算机与相关软件;3.实验设备,如PLC等;4.仿真软件等。
1.每周提供完整教学大纲与课程计划;2.每次上课后安排学生做好笔记,便于师生交流及整理;3.每周进行学生阶段性考试,帮助学生及时检查自身的学习情况,及时调整课程安排;4.指定测验考试试卷,对学生进行形成性评价;5.安排课程结束后期末考试,对学生进行总体评价和排名。
《机电传动控制》(第五版)教案第1章绪论1.1 机电系统的组成=机械运动部件+机电传动+电气控制系统。
1.机械运动部件——完成生产任务的基础,机械执行部分;2.机电传动———=电力传动或电力拖动,是驱动生产机械运动部件的原动机的总称;3.电气控制系统——控制电动机的系统。
1.2 机电传动的目的和任务1.机电传动的目的——将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、以及速度调节,满足各种生产工艺的要求,保证生产过程的正常进行2.机电传动的任务①广义上讲——使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化。
②狭义上讲——专指控制电动机驱动生产机械,实现产品数量的增加、质量的提高、生产成本的降低、工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。
1.3 机电传动控制的发展概况一、驱动系统的发展阶段:1.成组拖动——一台电动机拖动一根天轴—→通过带轮和传动带—→分别拖动各(一组)生产机械。
生产效率低、劳动条件差,一旦电动机或传动环节发生故障则造成成组生产机械停车。
2.单电动机——一台电动机拖动一台生产机械,较成组拖动进了一步。
但当生产机械的运动部件较多时,其机械传动机构则十分复杂。
3.多电动机拖动——一台生产机械的每一个运动部件都有专门的电动机拖动。
不仅大大简化了生产机械的传动机构,而且控制灵活,为自动化提供了有利条件,是现代化机电传动的典型方式。
二、控制系统的发展阶段:1.接触器+继电器控制——出现在20世纪初,应用广泛、成本低;但控制速度慢、精度差。
2.电动机放大机控制(30年代)、磁放大机控制(40~50年代)——从断续控制发展到连续控制,并具有了输出反馈环节,简化了控制系统、减少了电路触点、提高了可靠性。
3.大功率可控电力半导体器件控制——具有效率高、反应快、寿命长、可靠性高、维修容易、体积小、重量轻等优点。
由此,开辟了机电传动控制的新纪元。
4.采样控制——数控技术+微机应用的高水平断续控制,由于采样周期<<控制对象的变化周期,∴≌连续控制。
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科,对于相关专业的学生和从业者来说,掌握这门课程的知识至关重要。
而课后习题的答案则是检验学习成果、加深理解的重要工具。
以下为您提供机电传动控制第五版的课后答案,希望能对您的学习有所帮助。
第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么?答:机电传动控制的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求,以满足生产的需要,提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成?答:机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源,将电能转化为机械能;传动机构用于传递动力和改变运动形式;生产机械是工作对象;控制系统用于控制电动机的运行状态;电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么?其含义是什么?答:运动方程式为 T M T L =J(dω/dt) 。
其中,T M 是电动机产生的电磁转矩,T L 是负载转矩,J 是转动惯量,ω 是角速度,dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系,当 T M > T L 时,系统加速;当 T M < T L 时,系统减速;当 T M = T L 时,系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响?答:转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中,由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩,转动惯量越大,系统的加速和减速过程就越困难,响应速度越慢。
因此,在设计和分析机电传动系统时,需要考虑转动惯量的影响,以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么?答:多轴传动系统等效为单轴系统的原则是:系统传递的功率不变,等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩?答:动态转矩 T d = T M T L ,其中 T M 是电动机的电磁转矩,TL 是负载转矩。
机电传动控制教案学院、系:机械电子工程学院机电系任课教师:任有志授课专业:机械设计制造及其自动化课程学分:课程总学时: 60学时课程周学时:2006年2月20日机电传动控制教学进程第 1 次课 2 学时第一章概述§1.1机电传动的目的和任务1.传动——运动的传递(能量)传动的分类(按机械动能传递方法)(1)机械传动 a.齿轮b.杠杆如:自行车驱动力、链传动c.皮带d.机构等刹车、连杆机构传递力或力矩(机械能)(2〕流体传动 a.液压与气动(压力能)b.液力传动(流体动能)(3)机电传动(电力拖动)(4)另外还有其它的传动方式。
注:有时,在一个生产机械中由几种传动形式联合工作。
2.机电传动-(本课程研究的内容)以电动机为原动机驱动生产机械的传动系统服务对象:各种生产机械它是一种由电能转变成机械能的传动系统,所以有时也称为电力传动或电力拖动3. 机电传动控制目前:由于生产技术的不断发展,生产机械的自动化程度和生产精度不断提高,所以要求机电传动系统不仅完成能量转换的工作还要对传动过程进行控制。
本课程所研究的就是这二部分内容。
传动及控制所以课程名称叫《机电传动控制》4. 机电传动控制的任务举例:天车的吊起、制动机床切削过程电梯平稳升降及定位轧机的换向等§1.2机电传动发展概况简单的可以分为: a.成组拖动(传动)b.单电机拖动c.多电机拖动三个阶段从控制系统的功率器件上分类:a.接触器和继电器时代b.电机放大机及磁放大机时代c.可控硅(晶闸管)另外,由于计算机技术的发展,又出现了 a.模拟控制b.数字控制(数控机床)§1.3 内容安排1.《机械电子》专业是一个以机为主机电结合的专业,课程设置(具了解)基本上是这样的 《电路基础》 电学基础《模拟电子》 电子技术(弱电) 《数字电子》 计算机技术《机电传动控制》 包括了所有应掌握的强电内容 用以上四门课程取代了机械专业的《电工学》课程。
机电传动控制实验指导书主编:靳继勇李雪丽中原工学院机电学院机械实验中心2013年 4 月 25 日前言现代生产机械一般由原动机、传动机构、工作机构和控制系统等几部分组成,当原动机为电动机时,即由电动机通过传动机构带动工作机构进行工作时,这种传动方式称为“机电传动”。
一般来说,机电传动系统包括电动机、电气控制电路以及电动机和运动部件相互联系的传动机构,可以把电动机和传动机构合并一起称为“机电传动”部分;把满足加工工艺要求使电动机启动、停止、反向、调速、快速定位等的电气控制和电气操作部分视为“机电传动控制”部分。
随着现代化进程的加快,人们对机电传动控制也提出了越来越高的要求,以满足社会生产发展的需要。
《机电传动控制》课程融合了电力拖动、自动控制原理、计算机技术、继电器-接触器控制、PLC控制技术等相关技术,其目的就是实现生产机械的启动、停止以及调速等方面的控制,完成各种生产工艺过程的的控制要求。
所以《机电传动控制》课程是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一。
学习《机电传动控制》课程的目的在于应用到生产实际中去。
本书是针对我院机械设计制造及其自动化专业,配合《机电传动控制》这门必修专业基础课所编写的一本机电传动控制实验指导书。
《机电传动控制》课程实验是与《机电传动控制》这门课相配套的电机系统综合实验。
编制机电传动控制实验指导书的目的就是通过实验环节,使学生进一步认识和掌握机电传动控制的相关内容,使学生在理论教学的基础上能够将理论知识运用到工程实际中去,掌握电气控制线路的基本环节。
该系列实验能开拓学生思维,提高学生的动手实践能力,提高感性认识和解决问题的能力,使学生能更好地掌握理论知识,为培养机电传动控制方面的高素质综合性人才打下良好基础,同时对机械设计制造及其自动化专业和机械电子工程专业的学生学习其它相关专业课也具有重要的指导意义。
由于编写时间仓促和编者水平有限,编写过程中难免出现错误,敬请读者批评指正。
机电传动控制第五版教学设计一、课程简介机电传动控制是机械,电气和计算机控制的复合学科。
本课程旨在介绍机电传动控制的基本原理、控制方法及其应用。
本课程重点围绕现代机电控制技术,系统阐述机电传动在自动化领域的应用,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
二、课程目标1.了解机电传动控制领域的基本概念、设计原理和解决方案;2.理解机电传动控制系统的框架结构、基础理论知识和实用技术;3.掌握机电系统的建模、仿真和优化设计方法;4.学会应用先进控制策略实现机电器件的控制和运动;5.锻炼独立思考和解决实际问题的能力。
三、教学内容1.机电传动系统的基础知识–机械、电气和计算机控制的基本概念–机械系统的运动学和动力学方程–电气系统的基本原理和电气元件的使用方法–计算机系统的基本结构和控制方法2.机电传动系统的建模和仿真–机电系统的动态特性建模方法–常见机电传动系统仿真软件的使用方法–建模和仿真的应用实例,如风力发电机、电动机控制系统等3.先进机电控制技术–PID控制理论和实现方法–模糊控制理论和实现方法–神经网络控制理论和实现方法4.机电传动系统的应用实例–自动化生产线中的机电系统控制–智能交通系统中的机电系统控制–工业机器人和自动化设备中的机电系统控制四、教学方法本课程采用多种教学方法,包括课堂讲授、案例分析、实验操作和课程设计。
其中,课堂讲授为主要教学方式,涵盖基本原理、方法和应用实例。
案例分析主要从实际问题出发,以讲述经典工程案例为主,通过讲解案例中的设计和实施方法,促使学生理解知识的内涵和应用。
实验操作主要针对关键知识进行演示和操作,帮助学生理解课程中的知识点。
课程设计则是通过实践活动,让学生综合应用所学知识,提高解决问题的能力。
五、教学评估本课程采用综合评价的方式,包括平时成绩、课程设计成果、实验操作和期末考试等。
平时成绩占30%,包括课堂表现和课程作业评价;课程设计占30%,分为学生个人设计和小组设计两部分;实验操作占20%,分为实验操作和实验报告两部分;期末考试占20%,应涵盖本课程所有教学内容,考试形式包括开卷、闭卷或者机房考试。