《机电一体化技术》教学大纲(机械)
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1 《机电一体化技术》课程简介
课程编号 1240452026 课程名称 机电一体化技术
课程性质 选修 学 时 32 学 分 2
学时分配 授课：26 实验：6 上机： 实践： 实践（周）：
考核方式 闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。
开课学院 机械工程学院 更新时间 2012年9月
适用专业 机械设计制造及其自动化专业
先修课程 机械原理、机械设计、机电传动与控制、电工学等
课程内容：
《机电一体化技术》是机械设计制造及自动化专业四年制本科的选修课，是一门综合性很强的课程，具有重要的工程应用意义。它综合了自动化技术、机械制造技术、传感器技术、计算机技术和电子线路等众多知识。其内容涉及到机械本体的设计与分析、传感器选用、计算机控制系统等基本知识。通过学习使学生初步了解机电一体化系统（产品）涉及的相关技术，对典型机电一体化系统有一个比较全面的认识，使学生在今后的工作中具有综合应用多学科知识的能力。
2 Brief Introduction
Code 1240452026
Title Electromechanical integration technology
Course nature Elective Semester Hours 32 Credits 2
Semester Hour
Structure Lecture：26 Experiment：6 Computer Lab： Practice：
Practice (Week)：
Assessment Closed book examination, usually results accounted for 30%, the final grade
accounted for 70%.
Offered by School of Information Engineering Date
for Mechanical Design, Manufacturing and Automation
Prerequisite mechanical principle, Mechanical Design, Electrical drive and control,Electrical
Engineering
Course Description:
“Electromechanical integration technology”, which is a very strong comprehensive curriculum
and has the important significance to engineering application, is a elective course of mechanical
design, manufacturing and automation professional four-year undergraduate. It integrated
automation technology, mechanical manufacturing technology, sensor technology, computer
technology and electronic circuit, and many other knowledge. The content involves the
mechanical body design and analysis, sensor selection, basic knowledge of computer control
system, etc. By learning this curriculum, the students would master more the related technologies
of electrical integration system (products) and have comprehensive understanding of the typical
mechatronics system, so that they will work with integrated application of multidisciplinary
knowledge ability in the future.
3 《机电一体化技术》课程教学大纲
课程编号 1240452026 课程名称 机电一体化技术
课程性质 选修 学 时 32 学 分 2
学时分配 授课：26 实验： 6 上机： 实践： 实践（周）：
考核方式 闭卷考试，平时成绩占30% ，期末成绩占70% 。
开课学院 机械工程学院 更新时间
适用专业 机械设计制造及其自动化专业
先修课程 机械原理、机械设计、机电传动与控制、电工学等
一、教学内容
第一章 绪论
1.1概述
1.2机电一体化系统的功能构成及组成要素
1.3机电一体化的特点及发展
1.4机电一体化系统的设计
教学难点：机电一体化系统的设计思路及基本方法。
教学重点：机电一体化系统的功能构成及组成要素。
第二章 机械系统的选择与设计
2.1机械传动部件及其功能要求
2.2滚珠丝杠传动部件
2.3齿轮传动部件
2.4其它传动部件
2.5导向支承部件的选择与设计
2.6旋转支承的选择与设计
2.7轴系部件的选择与设计
2.8机电一体化系统的机座或机架
教学难点：齿轮传动系统传动比的分配。
教学重点：传动与导向支承部件的选择与设计。
4 第三章 执行元件的选择与设计
3.1执行元件
3.2机电一体化系统常用的控制用电动机
3.3步进电动机及其驱动
3.4直流伺服电动机及其驱动
3.5交流伺服电动机及其驱动
教学难点：伺服驱动系统模型分析。
教学重点：伺服驱动系统分析设计。
第四章 检测与传感系统设计技术
4.1检测传感器的分类与基本要求
4.2常用传感器的原理及应用
4.3传感器的选用、使用及标定
4.4传感器的测量电路及与微机接口
教学重点：掌握传感器的正确选择和应用。
教学难点：检测数据的处理方法。
第五章 机电一体化控制系统设计技术
5.1控制系统概述
5.2系统数学模型
5.3系统响应
5.4系统的控制策略
5.5微机控制装置的设计
5.6数字控制器的设计
教学重点：机电一体化控制系统主要理论及应用。
教学难点：微机控制装置及数字控制器的设计。
第六章 机电有机结合分析与设计
6.1机电有机结合设计概述
6.2机电一体化系统稳态设计考虑方法
6.3机电一体化系统动态设计考虑方法
6.4可靠性、安全性设计
教学重点：机电一体化系统设计方法。 5 教学难点：机电一体化系统动态设计方法。
二、教学要求
第一章 绪论
教学要求：机电一体化的涵义；机电一体化技术的主要特点和范畴；机电一体化的五大功能和组成要素；机电一体化的广义接口；了解机电一体化的一般设计方法，建立机电产品的一体化设计思想，机电一体化发展状况和发展趋势。
第二章 机械系统的选择与设计
教学要求：机电一体化系统对机械传动系统部件的要求；传动机构的种类，特点，基本要求；常用执行机构的设计方法；滚珠丝杠的传动与间隙调整；齿轮（谐波齿轮）传动与间隙调整；导轨副的选择与间隙调整；旋转支承部件的选择；轴系设计的基本要求及提高轴系性能的措施；机座（机架）设计应注意的问题等。
第三章 执行元件的选择与设计
教学要求：执行元件的作用、分类、特点及机电一体化系统对其要求；步进电机的特点与种类、工作原理；步进电机的性能指标及运行特性、驱动与控制；直流伺服电动机的原理及其驱动；交流伺服电动机的原理及其驱动；伺服系统的动力设计方法。
第四章 检测与传感系统设计技术
教学要求：掌握检测传感器的分类及机电一体化对其基本要求；常用传感器的原理、组成、分类及发展动向，技术的定义及应用；传感器静态特性与动态特性的性质；传感器的测量电路及与微机接口；检测系统的典型组成；模拟量的转换输入和数字信号的预处理等基本原理和基本电路。
第五章 机电一体化控制系统设计技术
教学要求：了解机电一体化控制系统主要理论及应用；控制系统的基本模块；控制理论中数学模型的作用和建立方法；PID校正的原理，参数整定及应用；比例控制,微分控制,积分控制的特点；掌握建立数学模型的基本方法和技巧，对简单的系统建立数学模型并进行分析。
第六章 机电有机结合分析与设计
教学要求：负载的等效换算；执行元件的匹配选择；微机与检测传感装置、信号接口电路、放大电路及电源等的匹配选择；可靠性、安全性设计；机电一体化系统的总体设计及分 6 析评价方法；机电一体化产品的工程路线；掌握几种典型机电一体化装置的基本组成；典型的工业机电设备案例分析。
三、章节学时分配
章次 总课时 课堂讲授 实验 上机 实践 备 注
1 2 2
2 8 8
3 6 4 2
4 6 4 2
5 6 4 2
6 4 2
总计 32 26 6
四、教材与主要参考资料
教材
[1] 张建民．机电一体化系统设计．北京：北京理工大学出版社,1996
参考资料
[1] 李秀．计算机文化基础．5版．北京：清华大学出版社，2005．
[2] 冯博琴．大学计算机基础．2版．北京：清华大学出版社，2004．
[3] 魏天路.机电一体化系统设计,机械工业出版社,2006.3
[4] 梁景凯.机电一体化系统设计,机械工业出版社,2006.11
[5] 魏俊民.机电一体化系统设计,中国纺织出版社,1998
[6] 张 瑜.机电一体化技术,机械工业出版社,1987
[7] 刘政华.机械电子学.国防科技大学出版社,1999.10
执笔：
审核：
批准：
