机电传动与控制教学大纲2023一、课程基本信息课程名称：机电传动与控制课程代码：＿____课程类别：专业核心课学分：＿____总学时：＿____理论学时：＿____实践学时：＿____二、课程性质与目标（一）课程性质本课程是机械设计制造及其自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业核心课程。
它是一门综合性较强的课程，涉及机械、电气、控制等多个学科领域的知识，旨在培养学生综合运用机电知识解决实际工程问题的能力。
（二）课程目标1、知识目标了解机电传动系统的基本组成和工作原理。
掌握常用电机的工作原理、特性及选择方法。
熟悉电气控制电路的基本原理和设计方法。
理解可编程控制器（PLC）的工作原理及编程方法。
掌握机电传动系统的调速方法和制动原理。
2、能力目标能够正确选择和使用电机，并能对其进行简单的维护和故障诊断。
能够设计和分析简单的电气控制电路。
能够运用 PLC 进行控制系统的设计和编程。
能够对机电传动系统进行调速和制动控制的设计与调试。
3、素质目标培养学生的工程意识和创新思维能力。
提高学生的团队协作和沟通能力。
增强学生的责任心和敬业精神。
三、课程内容与要求（一）机电传动系统概述1、机电传动系统的组成和发展了解机电传动系统的组成部分，包括动力装置、传动机构、执行机构和控制系统。
熟悉机电传动系统的发展历程和趋势。
2、机电传动系统的运动方程式掌握机电传动系统的运动方程式，理解其物理意义。
能够运用运动方程式分析系统的运行状态。
3、机电传动系统的稳定运行理解机电传动系统稳定运行的条件。
学会分析系统在不同负载特性下的稳定运行情况。
（二）直流电机1、直流电机的工作原理和结构了解直流电机的工作原理和基本结构。
熟悉直流电机的励磁方式。
2、直流电机的电枢绕组和磁场掌握直流电机电枢绕组的构成和连接方式。
理解直流电机磁场的分布和特点。
3、直流电机的基本方程和运行特性推导直流电机的基本方程，包括电动势方程、电磁转矩方程和功率方程。
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。
机电传动控制课程标准《机电传动控制》课程标准第⼀部分前⾔本课程是从机电⼀体化技术的需要出发，使学⽣了解机电传动控制的⼀般知识，掌握电机、控制电器、电⼒拖动、⾃动控制系统的⼯作原理、特性、应⽤和选⽤⽅法，并能从事机电产品的控制系统设计，且为数控机床、微机控制系统等后续课程打下基础。
本课程着重学⽣素质教育，提⾼学⽣分析问题、解决问题的实际能⼒、以及创新意识、⼯程实践的综合素质，为机械电⼦领域培养既具有较⾼的理论知识，⼜具备⼀定的分析和解决实际问题能⼒的机电复合型拔尖创新型⼈才。
⼀、课程性质及设置⽬的1.课程性质和定位《机电传动控制》课程是机械设计制造及其⾃动化专业的⼀门必修专业课。
它是该专业⼈才所需电知识结构的躯体，是学⽣学习和掌握机械设备电⽓传动与控制知识的主要途径。
通过本课程的教学，使学⽣了解机电传动控制的⼀般原理和基础知识，掌握分析、设计和使⽤机电传动控制系统和装置、器件的基本技能，获得⼯程师必备的知识储备和技能训练。
2.前后续课程的安排本课程的先⾏课为《电⼯电⼦技术》、《微机原理及接⼝技术》、《机电控制理论基础》、《机械原理》、《机械设计》等课程，其中《电⼯电⼦技术》、《微机原理及接⼝技术》和《机电控制理论基础》为本课程提供电学及控制知识⽀撑，《机械原理》和《机械设计》为本课程提供机械传动及运动相关基本知识；本同步课程为《机电液控制实验》、《机械制造技术基础》、《液压与⽓压传动》，其中《机电液控制实验》包含了本课程知识的实验教学内容，《机械制造技术基础》和《液压与⽓压传动》为本课程具体的控制对象；后续课程为《数控技术》以及相关专业⽅向课程。
⼆、课程设计思路1.总体思路机电传动控制系统（⽆论是继电器-接触器控制系统、PLC控制系统还是电机调速系统）和机械设备是⼀个不可分割的整体，所以本课程是从整体的需要出发，既注重机电传动控制理论，⼜注重实践应⽤，因此通过基本理论的教学和实践案例的应⽤，根据控制对象（机械设备）⼯艺要求选择和设计机电传动控制系统。
习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
从运动方程式怎样看出系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。
TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。
试列出以下几种情况下（见题图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）TM-TL>0系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M n L=60r/min。
试求折算到电动机轴上的等效专惯量。
折算到电动机轴上的等效转动惯量J=JM+J1/j2+ JL/j12=+2/9+16/225=.如图（b）所示，电动机转速n M=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J1= J2=4，卷筒直径D=,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD2M= m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为。
试球体胜速度v和折算到电动机轴上的静态转矩T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2z.。
ωM=*2n/60= rad/s.提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=4*4*2=sv=ωD/2=2*=sT L=ηC n M=*100**950=GD2Z=δGD M2+ GD L2/j L2=*+100*322=在题图中，曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性，试判断哪些是系统的稳定平衡点哪些不是交点是系统的稳定平衡点. 交点是系统的平衡点交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点交点是系统的平衡点第三章一台他励直流电动机的技术数据如下：P N=,U N=220V, I N=, n N=1500r/min, R a =Ω,试计算出此电动机的如下特性：①固有机械特性；②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；③电枢电压为U N/2时的人为机械特性；④磁通φ=φN时的人为机械特性；并绘出上述特性的图形。
