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北航机械课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握机械设计的基本原理，理解机械结构的功能和特点。
2. 使学生了解并掌握机械制图的基本知识，能够正确阅读和绘制机械图纸。
3. 让学生熟悉机械加工工艺，了解不同加工方法的特点及适用范围。
技能目标：1. 培养学生运用机械设计原理解决实际问题的能力，能够进行简单的机械结构设计。
2. 培养学生运用CAD软件进行机械图纸绘制的能力，提高制图效率。
3. 培养学生运用机械加工知识，合理选择加工工艺，提高加工质量。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械设计的兴趣，激发创新意识，增强实践能力。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会与他人沟通交流，提高解决问题的能力。
3. 培养学生严谨细致的工作态度，树立质量意识，为我国航空事业的发展贡献力量。
本课程针对北航机械专业学生，结合学科特点和学生实际情况，注重理论知识与实践操作的相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握机械设计的基本原理和制图技能，培养具备创新意识和实践能力的机械专业人才。
同时，课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。
二、教学内容1. 机械设计基本原理：包括机械结构设计、机械传动设计、机械零件设计等内容，对应教材第1章至第3章。
- 机械结构设计：讲解结构设计的基本原则，分析典型机械结构的应用实例。
- 机械传动设计：介绍传动原理，分析常用传动方式的特点及应用。
- 机械零件设计：讲解零件设计的基本要求，分析各类零件的设计方法和步骤。
2. 机械制图：包括制图基本知识、机械零件表达方法、装配图等内容，对应教材第4章至第6章。
- 制图基本知识：教授制图标准、投影原理等基础知识。
- 机械零件表达方法：介绍视图、剖面图、局部放大图等表达方法。
- 装配图：讲解装配图的绘制方法，培养学生阅读和绘制装配图的能力。
3. 机械加工工艺：包括金属切削加工、特种加工、工艺参数选择等内容，对应教材第7章至第9章。
- 金属切削加工：介绍车、铣、磨等常见切削加工方法。
目录图录 (5)表录 (6)1. 系统设计任务及技术指标 (7)1.1 技术指标 (7)1.2 设计任务 (7)2. 系统的组成和工作原理 (8)2.1系统的组成 (8)2.2 工作原理 (9)3. 元部件性能测试及数据处理 (10)3.1 直流力矩电机性能测试 (10)3.1.1电枢电阻值的测量 (10)3.1.2电感的测量 (10)3.1.3死区电压 (11)3.1.4 反势系数和力矩系数 (11)3.1.5电机调速特性 (13)3.1.6 机电常数Tm 和电磁常数Te (14)3.1.7转动惯量计算 (14)3.2 测速机性能测试 (16)3.3 电位计性能测试 (17)3.3.1 单圈电位计梯度 (17)3.3.2 多圈电位计梯度 (18)3.4 A/D D/A 板性能测试 (19)3.4.1 A/D通道测试 (19)图 1 系统结构图吊车系统的整套机械部件安装在一块底板上。
底板上固定着导轨、皮带轮、电机、测速机、车位置反馈电位计，底板开槽，使吊摆垂下去。
吊车轨道的有效长度约为0.7 米，吊车组件包围在轨道外，四个车轮在导轨上方运动，吊车板下面连着小车板支架和角位置电位计支架，两支架之间安装吊摆，在角位置电位计支架上装有测量吊摆角度的单圈电位计。
计算机作为数字控制器实现对系统的实时控制，同时也为操作者提供人－机界面，完成对系统的监督管理功能，如实时画图、采集数据等。
A/D图 2 控制系统框图吊车（下装吊摆）在电机拖动下沿固定的直线导轨进行运动，相应地，产生了吊车直线位移和吊摆的转角。
线位移由与皮带轮同轴安装的多圈电位计测得，角位移由安装在吊摆上的单圈电位计测得，吊车的运动速度由与电机同轴相连的测速机测得，这三个物理量经过A/D 转换送入计算机，3. 元部件性能测试及数据处理3.1 直流力矩电机性能测试3.1.1电枢电阻值的测量利用欧姆表直接测试电机电枢的电阻，并且在测试时电刷与电枢处于不同接触位置时多测几次，取平均值。
北航卫星课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解卫星的基本概念、原理和应用，掌握卫星通信、导航和遥感技术的基本原理，了解我国卫星事业的发展历程和现状，培养学生的科学素养和创新精神。
1.了解卫星的基本概念、分类和特点；2.掌握卫星通信、导航和遥感技术的基本原理；3.了解我国卫星事业的发展历程和现状。
4.能够运用所学知识分析和解决卫星相关问题；5.具备一定的科学实验操作能力，进行简单的卫星模型制作和实验；6.能够运用信息技术搜索和处理卫星相关资料。
情感态度价值观目标：1.培养学生对卫星事业的热爱和兴趣，激发学生从事科学研究的热情；2.培养学生团队协作、积极探究的科学精神；3.增强学生的国家自豪感，提高学生的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括卫星的基本概念、分类和特点，卫星通信、导航和遥感技术的基本原理，我国卫星事业的发展历程和现状。
1.卫星的基本概念、分类和特点：卫星的定义、分类（如地球卫星、通信卫星、导航卫星、遥感卫星等）、特点（如轨道、寿命、功能等）。
2.卫星通信、导航和遥感技术的基本原理：卫星通信原理（如多址技术、频率分配等）、卫星导航原理（如信号传输、定位算法等）、遥感技术原理（如光谱、图像处理等）。
3.我国卫星事业的发展历程和现状：我国卫星事业的发展历程（如东方红系列、北斗系列、嫦娥系列等）、现状（如卫星应用领域、国际合作等）。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握卫星的基本概念、原理和应用；2.讨论法：引导学生针对卫星相关问题进行讨论，培养学生的思维能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析我国卫星事业的典型案例，使学生了解卫星技术在实际应用中的重要作用；4.实验法：学生进行卫星模型制作和实验，提高学生的实践操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
北航机械设计课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握机械设计的基本原理和方法，能够运用所学知识分析和解决实际工程问题。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解并掌握机械设计的基本概念、原理和流程，包括力学分析、材料选择、传动系统设计等。
2.技能目标：学生能够运用所学知识进行机械系统的设计和分析，能够使用相关软件工具进行辅助设计。
3.情感态度价值观目标：培养学生对机械设计的兴趣和热情，提高学生解决实际问题的能力和创新意识。
二、教学内容教学内容将根据课程目标进行选择和，确保内容的科学性和系统性。
教学大纲如下：1.机械设计基本概念：介绍机械设计的定义、目的和意义，机械系统的组成和分类。
2.力学分析：讲解力学基础知识，包括力学原理、受力分析、力矩平衡等，并应用于机械设计中。
3.材料选择：介绍常用工程材料的特点和应用，指导学生进行材料选择。
4.传动系统设计：讲解传动系统的基本原理和类型，包括齿轮传动、链传动、皮带传动等，并能够进行传动系统设计。
5.机械结构设计：介绍机械结构的基本要素，包括支撑、连接、固定等，并能够进行机械结构设计。
6.机械设计实例分析：分析典型的机械设计实例，让学生了解机械设计的过程和方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法进行教学，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机械设计的基本概念和原理。
2.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生之间的交流和思考，培养学生的创新意识。
3.案例分析法：分析典型的机械设计实例，让学生了解机械设计的过程和方法。
4.实验法：安排实验课程，使学生能够亲自操作和观察，加深对机械设计的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备适当的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材：选择权威、实用的教材，如《机械设计基础》等。
2.参考书：提供相关的参考书籍，供学生深入学习和拓展知识。
北航宇航课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解宇航的基本概念，掌握宇航器的设计原理和结构组成。
2. 学生能够掌握航天器发射、轨道运行和返回的基本过程。
3. 学生能够了解我国航天事业的发展历程，认识航天领域的重大成就。
技能目标：1. 学生能够运用所学的宇航知识，分析宇航器设计中的问题，并提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过小组合作，设计并制作简单的宇航器模型，提高动手实践能力。
3. 学生能够运用信息技术，收集、整理和分析航天领域的数据，提高信息处理能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对宇航科学产生浓厚的兴趣，培养探索未知、勇于创新的精神。
2. 学生在学习过程中，树立团队合作意识，学会尊重他人、沟通交流。
3. 学生通过了解我国航天事业的发展，增强国家自豪感，培养爱国主义情怀。
4. 学生能够关注航天领域的最新动态，提高对科技进步的关注度。
课程性质：本课程为北航宇航课程设计，旨在让学生深入了解宇航科学，提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生处于青少年时期，对宇航科学充满好奇，具备一定的动手能力和探究精神。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，培养学生的创新思维和实际操作能力。
通过分解课程目标，使学生在学习过程中达到预期的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容本章节教学内容紧密结合课程目标，确保科学性和系统性。
主要包括以下几部分：1. 宇航基本概念：介绍宇航的定义、宇航器分类、宇航任务等，帮助学生建立宇航科学的基本框架。
2. 宇航器设计原理：讲解宇航器的设计原则、结构组成、工作原理等，使学生了解宇航器的设计过程。
3. 航天器发射与运行：阐述航天器的发射过程、轨道运行原理、返回技术等，让学生掌握航天器的基本运行规律。
4. 宇航器模型制作：指导学生运用所学知识，设计并制作简单的宇航器模型，提高学生的实践操作能力。
5. 我国航天事业发展：介绍我国航天事业的发展历程、重大成就和未来展望，激发学生的国家自豪感。
北航材料课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握材料科学的基本概念、原理和特性，培养学生对材料的选用、设计和应用能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解材料的分类、性能和应用。
–掌握材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
–熟悉材料的制备方法、工艺流程和性能检测。
2.技能目标：–能够运用所学知识对常见材料进行选用和设计。
–具备分析材料性能和解决材料问题的能力。
–学会使用相关软件和实验设备进行材料性能测试和分析。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对材料科学的兴趣和热情。
–增强学生对材料科学在工程应用中重要性的认识。
–培养学生具备创新精神和团队合作意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1.材料的基本概念、分类和性能。
2.材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
3.材料的制备方法、工艺流程和性能检测。
4.材料的选用、设计和应用。
5.材料科学的最新发展动态和前景。
具体安排如下：第一周：材料的基本概念、分类和性能。
第二周：材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
第三周：材料的制备方法、工艺流程和性能检测。
第四周：材料的选用、设计和应用。
第五周：材料科学的最新发展动态和前景。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和知识点。
2.讨论法：引导学生针对实际案例进行分析和讨论，提高解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生更好地理解材料的应用和选用。
4.实验法：进行材料性能测试和分析，培养学生的实践操作能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，如《材料科学基础》等。
2.参考书：提供相关领域的经典著作和最新研究成果，如《材料科学与工程导论》等。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等，以直观展示材料科学的相关概念和实例。
4.实验设备：配备齐全的实验设备，如材料性能测试仪、扫描电镜等，用于进行材料性能测试和分析。
北航mis课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握管理信息系统（MIS）的基本概念、功能及其在企业运营中的应用。
2. 学习并了解数据库的基本结构，掌握数据查询、处理和分析的基本方法。
3. 掌握决策支持系统在MIS中的作用，学会运用相关工具进行决策分析。
技能目标：1. 培养学生运用信息技术解决实际管理问题的能力，提高数据处理和信息系统应用技能。
2. 培养学生运用数据库查询、分析数据的能力，掌握数据可视化表达方法。
3. 培养学生运用决策支持系统进行决策分析的能力，提高决策效率。
情感态度价值观目标：1. 培养学生主动关注信息技术发展，积极学习新知识、新技能，形成持续学习的习惯。
2. 增强学生的团队协作意识，培养沟通与协作能力，提升团队执行力。
3. 培养学生具备良好的信息伦理素养，尊重知识产权，遵循法律法规，形成正确的价值观。
课程性质：本课程为专业必修课，结合理论教学和实践操作，旨在培养学生的管理信息系统应用能力。
学生特点：学生具备一定的计算机基础和企业管理知识，具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求：结合实际案例，注重理论与实践相结合，强调学生的主动参与和动手实践，提高学生的实际应用能力。
通过对课程目标的分解，使学生在完成学习后能够达到预期的学习成果，为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容本课程教学内容分为五个部分，确保学生系统掌握管理信息系统相关知识。
第一部分：管理信息系统概述1. 管理信息系统的定义、发展历程及其在现代企业管理中的作用。
2. 管理信息系统的功能、结构和类型。
第二部分：数据库技术与应用1. 数据库的基本概念、原理和结构。
2. 数据库设计方法及SQL语言的应用。
3. 数据查询、处理和分析方法。
第三部分：决策支持系统1. 决策支持系统的概念、功能及其在MIS中的应用。
2. 决策支持系统的主要类型和结构。
3. 决策支持系统在实际案例中的应用。
第四部分：管理信息系统开发与管理1. 管理信息系统开发方法、流程和工具。
北航计组课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握计算机组成原理的基本概念、基本原理和基本方法，培养学生运用计算机组成原理分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解计算机系统的基本组成和工作原理；（2）掌握中央处理器（CPU）的结构和工作原理；（3）了解存储器的分类、特点和性能；（4）熟悉输入输出系统及其接口技术。
2.技能目标：（1）能够运用计算机组成原理分析和解决实际问题；（2）具备阅读和理解计算机组成相关文献的能力；（3）掌握简单的计算机组成电路设计和分析方法。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学精神，提高学生分析问题和解决问题的能力；（2）培养学生的团队协作意识，提高学生的沟通能力和合作能力；（3）激发学生对计算机技术的兴趣，培养学生的创新意识和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.计算机系统概述：计算机系统的概念、发展历程、计算机硬件和软件的组成；2.中央处理器（CPU）：CPU的结构、工作原理、指令集体系结构、流水线技术；3.存储器：存储器的分类、特点、性能、存储器层次结构、Cache技术；4.输入输出系统：输入输出设备、接口技术、中断处理、直接存储器访问（DMA）。
三、教学方法为了达到本课程的教学目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解计算机组成原理的基本概念、基本原理和基本方法，使学生掌握相关知识；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解计算机组成原理在实际问题中的应用；3.实验法：通过实验，使学生掌握计算机组成原理的基本实验技能，提高学生的动手能力；4.讨论法：通过分组讨论，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用《计算机组成原理》作为主要教材，为学生提供系统、全面的理论知识；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，为学生提供更多的学习资源；3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，帮助学生形象地理解计算机组成原理；4.实验设备：准备计算机组成原理实验设备，为学生提供实践操作的机会。
北航erp课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解ERP（企业资源计划）的基本概念、功能模块及其在企业运营中的应用。
2. 掌握ERP系统中财务管理、物流管理、生产管理等核心模块的操作流程。
3. 了解ERP与北航特色相结合的实施案例，认识ERP在现代企业管理中的重要性。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成ERP系统中基础操作，如创建订单、生成报表等。
2. 培养学生分析企业运营问题，运用ERP系统提出解决方案的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通能力，通过小组讨论、实践操作等形式，加深对ERP知识的理解和应用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对ERP系统及企业管理产生兴趣，激发学习热情，形成积极向上的学习态度。
2. 培养学生具备诚信、负责任的职业素养，认识到ERP在企业管理中的合规性和道德约束。
3. 增强学生的国家意识、民族自豪感，了解我国ERP产业的发展现状及在国际竞争中的地位。
本课程针对北航学生的特点和教学要求，将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标分解为具体的学习成果。
通过课程学习，使学生能够掌握ERP系统的基础知识，具备实际操作能力，同时培养良好的职业素养和价值观。
为实现这一目标，后续的教学设计和评估将紧密围绕课程目标进行，确保教学效果。
二、教学内容1. ERP基本概念与系统架构：介绍ERP的定义、发展历程，分析ERP系统的核心模块及其功能，阐述系统架构及各模块之间的关系。
教材章节：《企业资源计划》第一章内容列举：ERP定义、发展历程、核心模块、系统架构2. 北航ERP系统操作流程：结合北航特色，详细介绍ERP系统在财务管理、物流管理、生产管理等模块的操作流程。
教材章节：《企业资源计划》第二章内容列举：财务管理、物流管理、生产管理操作流程3. ERP系统应用案例分析：分析北航及国内企业实施ERP的典型案例，总结成功经验和存在的问题，探讨ERP系统在企业管理中的实际应用。
教材章节：《企业资源计划》第三章内容列举：北航ERP实施案例、国内企业ERP实施案例4. ERP系统实践操作：组织学生进行ERP系统实践操作，包括基础操作、业务流程处理等，提高学生的实际操作能力。
北航3系课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握本章节的基础理论知识，如航空航天基本概念、飞行原理等；2. 学生能够了解我国航空航天事业的发展历程，掌握关键历史事件和科技成果；3. 学生能够掌握航空航天领域的相关学科知识，如物理学、数学、工程学等。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决实际问题，如飞行器设计、飞行器控制等；2. 学生能够通过小组合作、实验操作等形式，培养实践操作能力和团队协作能力；3. 学生能够运用信息技术手段，收集、整理和展示航空航天相关资料。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对航空航天事业的热爱和自豪感，增强国家意识；2. 学生能够树立科学精神，勇于探索未知，培养创新意识；3. 学生能够养成积极向上的学习态度，自觉遵循学术道德，尊重他人成果。
课程性质：本课程为航空航天科普课程，旨在通过系统的教学活动，使学生掌握航空航天领域的基础知识和实践技能。
学生特点：北航3系学生具备一定的物理、数学基础，对航空航天领域有较高的兴趣和热情。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论联系实际，采用多元化的教学手段，提高学生的参与度和兴趣。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，使其在学习过程中形成正确的价值观和学术道德观。
通过分解课程目标为具体学习成果，为教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. 航空航天基本概念：介绍航空航天定义、分类及其应用，使学生了解航空航天领域的基本知识。
教材章节：第一章 航空航天概述2. 飞行原理：讲解飞行器飞行的基本原理，如升力、推力、阻力等，使学生掌握飞行器飞行的基本规律。
教材章节：第二章 飞行器飞行原理3. 航空航天发展历程：介绍我国航空航天事业的发展历程，关键历史事件和科技成果，培养学生的国家意识和自豪感。
教材章节：第三章 航空航天发展历程4. 航空航天学科知识：讲解航空航天领域涉及的物理、数学、工程学等学科知识，为学生深入探索航空航天领域奠定基础。
图 1 系统结构图吊车系统的整套机械部件安装在一块底板上。
底板上固定着导轨、皮带轮、电机、测速机、车位置反馈电位计，底板开槽，使吊摆垂下去。
吊车轨道的有效长度约为0.7 米，吊车组件包围在轨道外，四个车轮在导轨上方运动，吊车板下面连着小车板支架和角位置电位计支架，两支架之间安装吊摆，在角位置电位计支架上装有测量吊摆角度的单圈电位计。
计算机作为数字控制器实现对系统的实时控制，同时也为操作者提供人－机界面，完成对系统的监督管理功能，如实时画图、采集数据等。
A/D图 2 控制系统框图吊车（下装吊摆）在电机拖动下沿固定的直线导轨进行运动，相应地，产生了吊车直线位移和吊摆的转角。
线位移由与皮带轮同轴安装的多圈电位计测得，角位移由安装在吊摆上的单圈电位计测得，吊车的运动速度由与电机同轴相连的测速机测得，这三个物理量经过A/D 转换送入计算机，3. 元部件性能测试及数据处理3.1 直流力矩电机性能测试3.1.1电枢电阻值的测量利用欧姆表直接测试电机电枢的电阻，并且在测试时电刷与电枢处于不同接触位置时多测几次，取平均值。
测量结果见表1。
0 20 40 60 80 100 120 140 16012.3 14.6 14.6 14.3 13.7 14 14 14.6 13.60 -20 -40 -60 -80 -100 -120 -140 -16012.3 13.6 13.7 14.6 14.6 14.2 15.4 12.8 14.3 平均值表1电枢电阻值3.1.2电感的测量用电感表直接测试电机电枢的电感，并且在测试时电刷与电枢处于不同接触位置时多测几次，取平均值。
测量结果见表2。
平均值表2电枢电感值3.1.3死区电压将电压加至电机两端，将稳压电源置于最小档，电压接近0；合上开关K 后，慢慢增大电压到电机刚好开始转动，读下这时的u，即为死区电压。
测量时将电机的起始位置放在几个不同位置，重复实验。
然后再将电压反极性重复上述实验，带载下的死区电压测量结果见表3。
计算时取带载死区电压平均值为1.3V。
空载死区电压为1.342(正转)，1.22(反转)。
1.35 1.47 1.43 1.18 1.28平均值U =1.342 V 最大值U = 1.47 V-0.95 -1.31 -1.08 -1.39 -1.37平均值U = 1.22 V 最大值U = -1.39 V表3带载下死区电压值3.1.4 反势系数和力矩系数根据电机的电压平衡方程可得（3.1）通过测量电枢电压、电枢电流、及转速Ω、即可求得。
为使测量准确，可测量不同Ua 时的Ia 及Ω 值，求出的平均值。
电机的转速Ω 用光电转速表测量。
求出后，利用反电势系数与力矩系数的关系，即可求得力矩系数（3.2）测量与计算结果见表4。
正转死区3.78 5.27 8.3 9.83 12（1.09））72.6 122 117 123 126 129 n(rpm) 0 48.2 81.8 157.5 194.8 246.3 n(rad/s) 0 5.0475 8.5661 16.4934 20.3994 25.7925 ) \ 0.4105 0.4240 0.3988 0.3954 0.3952) \ 0.0424 0.0438 0.0412 0.0408 0.0371反转死区4.1 6.13 7.96 9.89 12.3（1.18））79 115 118 121 129 136 n(rpm) 0 55.6 99.9 144.2 191.4 251.8 n(rad/s) 0 5.8224 10.4615 15.1006 20.0437 26.3684 ) \ 0.4277 0.4280 0.4150 0.4033 0.3943) \ 0.0441 0.0442 0.0428 0.0416 0.0407 平均值)表4反势系数与力矩系数3.1.5电机调速特性正转梯度2.4132死区3.78 5.27 8.3 9.83 12（1.09）n(rpm) 0 48.2 81.8 157.5 194.8 246.3 n(rad/s) 0 5.0475 8.5661 16.4934 20.3994 25.7925 反转梯度2.3876死区（-1.18）-4.1 -6.13 -7.96 -9.89 -12.3 n(rpm) 0 -55.6-99.9-144.2-191.4-251.8n(rad/s)-5.822 -10.461 -15.100 -20.043 -26.368表 5电机调速特性最小二乘调速拟合曲线如图 3-15-10-5051015-30-20-10102030电机调速特性Ua （V ）n (r a d /s )图 3调速拟合曲线计算时电机调速斜率平均取为K m =2.40 (rad .s ‐1) / V 3.1.6 机电常数Tm 和电磁常数Te用过渡过程测试法进行电机机电时间常数的测量。
实际测得的时间常数T 包含机电常数和电磁常数，但是电磁时间常数相对机电常数要小得多，可近似认为得到的是机电常数T m ，电机的阶跃电压响应曲线见图3.6机电常数T m 近似为0.035s 电磁常数 T e = L a / R a =1.55图3.6 机电常数测量3.1.7转动惯量计算第一步测出电机的阻力矩。
在电枢两端加上一定的控制电压，点击带动负载做等速运动，平衡后有，电机的电磁力矩与阻力矩平衡，即，测量此时的电枢电流，即可得到同时需要测出电机等速运行的角速度。
第二步测量制动时间。
突然打开电枢回路的开关K，于是，故式中的和转动惯量J 均为常数，利用计算机测出速度变化曲线，求出角速度由降到0 的变化时间，则实验中测得制动曲线中(见图4)计算得到。
图 4 制动曲线3.2 测速机性能测试测速机的梯度测试数据和最小二乘拟合曲线分别见表6和图5正转n(rpm) 0 48.2 81.8 157.5 194.8 246.3 n(rad/s) 0 5.0475 8.5661 16.4934 20.3994 25.7925 U（V）0 5.69 9.3 17.97 22.1 27.7反转n(rpm) 0 55.6 99.9 144.2 191.4 251.8n(rad/s) 0 -5.8224 -10.4615 -15.1006 -20.0437 -26.3684 U （V ）-6.0-11.1-16.15-21.1-28.1表 6 测速机梯度-30-20-100102030-30-20-10102030测速机梯度Ua （V ）n (r a d /s )图 5测速机梯度拟合得到测速机的梯度为3.3 电位计性能测试3.3.1 单圈电位计梯度先调好电位计零点，然后进行测量。
测量数据和拟合结果分别见表 7 和图 6。
角度（rad ） - 0 电压（V ）-5.450.055.54表 7 单圈电位计梯度可用动力学的方法建立吊车的数学模型，吊车(含吊摆)的受力分析如图10所示。
建模时不考虑吊车与导轨间的摩擦力、摆的阻力和摆杆的形变。
根据受力分析和所建立的坐标系可得（4.1）对上式整理可得（4.2）从图可知图10 吊车的数学模型（4.3）将（4.3）二阶微分由此可得（4.4）对（4.1）和（4.3）整理得到（4.5）对（4.4）化简得到（4.6）对（4.6）进行小角度线性化处理，令：则（4.6）式可变为（4.7）定义如下状态空间变量则（4.7）式对应的吊车状态方程为（4.8）吊车只有三个输出量，即（4.9）写出输出方程为（4.10）4.2电机吊车联合数学模型将吊车的状态方程与电机模型结合起来，如图11所示，图11 吊车电机结合模型由图可写出下式（4.11）将拉式反变换得到（4.12）将（4.8）带入（4.12）式得到（4.13）其中为状态向量将（4.13）是代入吊车的状态方程，可得到吊车与电机的联合数学模型4.3总体模型系统的DA与电机的连接框图如图12所示，电机引入了速度反馈。
图12 DA与电机的连接框图得到与之间的关系为（4.14）由（4.14）得到总体模型的状态空间方程其中至此，系统模型建立完毕。
5. 系统设计与仿真吊车控制系统的原理方框图己在图12中给出。
系统中引入了测速机的输出做速度反馈，构成双回路控制系统，内回路为模拟式的，外回路为数字式的。
对该系统的设计包括静态设计和动态设计两部分。
5.1 系统静态设计在吊车控制系统中，要求D/A输出为100mV时电机启动，D/A输出5V 时对应电机最大速度，在静态设计时应予以考虑。
为了使D/A输出100mV时电机启动，由吊车系统原理框图知，放大倍数应满足：因为从D/A到电机中间既有运放又有功放，故可将K分成三级，两级为运放，一级为功放，如图，其中。
已知，所以：考虑到系统中引入了速度反馈，故为了满足D/A输出5V对应电机最大速度的要求，应有下式成立:已知得到：取放大倍数为5.2 系统动态设计将各参数代入总的模型状态空间方程，得到拟采用最优控制进行算法设计。
所考虑的问题属于无限时间的LQ 调节问题，给定相对于状态和控制的二次型性能指标函数:系统中的为不可观测量，在不引入降维观测器的情况下，只反馈三个量(即只引入输出反馈)。
取，，采样时间为。
利用matlab的lqrd求解方程，得取5.3 控制系统仿真与调试利用Simulink建立模型仿真：图13 Simulink建立仿真模型图14 仿真输出波形5.设计结论从仿真图像可以看出，摆角稳定时间小于5 秒，摆动次数小于3 次；吊车启动时最大摆角小于±10°，吊车最大速度小于0.5 米/秒，达到设计目的。
参考文献：1．数字式桥式吊车控制系统试验说明书王卫红2．计算机控制系统系列实验指导书袁少强3．计算机控制系统设计与实现郭锁凤。
