第一篇：數(shù)控技術(shù)課程大綱

數(shù)控技術(shù)大綱

1.數(shù)控機(jī)床的程序編制：給一個(gè)銑削加工零件，按你所熟悉的編程格式編寫(xiě)數(shù)控加工程序。數(shù)控編程包括哪兩大部分，什么叫基點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)。G指令的特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床中工件坐標(biāo)系、機(jī)床坐標(biāo)系的定義。G40、G41、G42、G43、G44的含義。程序編制誤差由哪三部分組成。

2.按逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)直線或圓弧，計(jì)算插補(bǔ)結(jié)果，畫(huà)出插補(bǔ)軌跡圖。

3.逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)的四個(gè)節(jié)拍是什么？

4.進(jìn)給伺服系統(tǒng)的定義，及開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)成及特點(diǎn)；步進(jìn)電機(jī)功放電路的特點(diǎn)及工作原理（步進(jìn)電機(jī)高低壓切換驅(qū)動(dòng)電路的工作原理）；步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理及傳動(dòng)計(jì)算，步進(jìn)電機(jī)的步距角的計(jì)算，如何確定脈沖當(dāng)量、步進(jìn)電機(jī)的最高工作頻率；直流伺服電機(jī)PWM（脈沖寬度調(diào)制）調(diào)速工作原理。

5.位置檢測(cè)元件的分類(lèi)、作用及重要作用。光柵的測(cè)量原理。

6.C刀補(bǔ)中，用圖表示直線與直線各種轉(zhuǎn)接形式；

7.數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，及間隙調(diào)整方法。

第二篇：數(shù)控技術(shù) 大綱

《數(shù)控技術(shù)》教學(xué)大綱

適用專(zhuān)業(yè)：車(chē)輛工程 層次：本科

學(xué)時(shí)數(shù)：48學(xué)時(shí) 周學(xué)時(shí)：3學(xué)時(shí) 學(xué)分?jǐn)?shù)：2 課程類(lèi)型：選修課 開(kāi)課（系）院：汽車(chē)學(xué)院

一、課程的性質(zhì)和教學(xué)目的

1、課程性質(zhì)

本課程是車(chē)輛工程的專(zhuān)業(yè)課程，主要研究數(shù)控機(jī)床的工作原理、各組成部分及其在機(jī)械生產(chǎn)中的應(yīng)用?；窘虒W(xué)內(nèi)容有：數(shù)控技術(shù)概述、數(shù)控加工程序的編制、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展、數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修等。

2、課程的教學(xué)目的

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的基本理論體系、方法和應(yīng)用工具；具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，正確使用數(shù)控設(shè)備的能力；了解與本課程有關(guān)的機(jī)電一體化新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)；提高分析問(wèn)題和動(dòng)手動(dòng)腦的綜合能力；為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程和將來(lái)從事數(shù)控技術(shù)方面的工程設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)打好必要的基礎(chǔ)。

二、課程的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求

第一章

數(shù)控技術(shù)概述

1、教學(xué)要求

了解機(jī)床數(shù)控技術(shù)基本概念及其發(fā)展概況；掌握數(shù)控機(jī)床的工作流程、基本組成、工作原理、分類(lèi)、特點(diǎn)和適用范圍。

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 機(jī)床數(shù)控技術(shù)的基本概念

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控技術(shù)概念，數(shù)控機(jī)床概念。第二節(jié) 數(shù)控機(jī)床的工作原理和組成

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的基本工作原理，數(shù)控機(jī)床的工作流程，數(shù)控機(jī)床的組成。第三節(jié) 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)

知識(shí)要點(diǎn)：點(diǎn)位、直線、輪廓控制數(shù)控機(jī)床概念，開(kāi)環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床概念，多軸聯(lián) 動(dòng)數(shù)控機(jī)床的含義和實(shí)例。

第四節(jié) 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)和適用范圍

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的適用范圍。第二章

數(shù)控加工編程基礎(chǔ)

1、教學(xué)要求

掌握數(shù)控編程基礎(chǔ)知識(shí)；掌握常用G、M指令的編程方法；掌握數(shù)控編程的工藝處理原則；了解程序編制中的數(shù)學(xué)處理方法。

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 數(shù)控編程概述

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控編程基本概念，數(shù)控編程的一般步驟，數(shù)控編程代碼的含義，手工編程和自動(dòng)編程兩種方法的異同。

第二節(jié)

數(shù)控編程的基礎(chǔ)知識(shí)

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)系和坐標(biāo)軸的確定，機(jī)床原點(diǎn)與機(jī)床坐標(biāo)系，工件原點(diǎn)和工件坐標(biāo)系，絕對(duì)坐標(biāo)與相對(duì)坐標(biāo)，尺寸設(shè)定單位，數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)。

第三節(jié)

數(shù)控功能指令

知識(shí)要點(diǎn)：常用的準(zhǔn)備功能G指令（包括坐標(biāo)系相關(guān)指令、運(yùn)動(dòng)方式相關(guān)指令、刀具補(bǔ)償指令、子程序調(diào)用指令），常用的輔助功能M指令，F(xiàn)、S、T指令。

第四節(jié)

數(shù)控編程的工藝處理

知識(shí)要點(diǎn)：加工路線的確定原則及實(shí)例，對(duì)刀點(diǎn)，換刀點(diǎn)的選擇，工件的裝夾方式的選擇，數(shù)控加工切削用量的選擇。

第五節(jié)

數(shù)控編程中的數(shù)值計(jì)算

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控編程中數(shù)值計(jì)算的任務(wù)，基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的概念，非圓曲線節(jié)點(diǎn)計(jì)算的幾種方法。第三章 數(shù)控加工程序的編制

1、教學(xué)要求

掌握數(shù)控車(chē)床、銑床、加工中心的程序編制方法；了解數(shù)控自動(dòng)編程原理。

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 數(shù)控車(chē)床的程序編制

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控車(chē)床的編程特點(diǎn)，直徑編程和半徑編程的區(qū)別，數(shù)控車(chē)削固定循環(huán)指令的應(yīng)用。第二節(jié) 數(shù)控銑床與加工中心的程序編制

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控銑床的編程特點(diǎn)，數(shù)控銑削固定循環(huán)指令的應(yīng)用，加工中心的編程特點(diǎn)。第三節(jié)

數(shù)控自動(dòng)編程

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控自動(dòng)編程概念，數(shù)控自動(dòng)編程的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀，圖形交互自動(dòng)編程系統(tǒng)的特點(diǎn)，典型CAD/CAM軟件簡(jiǎn)介，自動(dòng)編程的新發(fā)展。

第四章

計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置

1、教學(xué)要求

了解CNC數(shù)控裝置的各項(xiàng)主要功能；了解CNC數(shù)控裝置硬件結(jié)構(gòu)、CNC數(shù)控裝置軟件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)；掌握CNC數(shù)控裝置插補(bǔ)工作原理

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)

計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置概述

知識(shí)要點(diǎn)：CNC數(shù)控系統(tǒng)的組成，CNC數(shù)控裝置的組成，CNC數(shù)控裝置的主要功能。第二節(jié)

CNC裝置硬件結(jié)構(gòu)

知識(shí)要點(diǎn)：?jiǎn)挝⑻幚頇C(jī)結(jié)構(gòu)CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)，輸入/輸出接口的分類(lèi)及任務(wù)，多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)CNC裝置的硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介。

第三節(jié)

CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)

知識(shí)要點(diǎn)：CNC裝置軟件硬件的功能界面，CNC裝置軟件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，多任務(wù)并行處理，多重實(shí)時(shí)中斷，CNC裝置的中斷結(jié)構(gòu)模式。

第四節(jié) CNC數(shù)控裝置插補(bǔ)工作原理

知識(shí)要點(diǎn)：插補(bǔ)的概念，評(píng)價(jià)插補(bǔ)算法的指標(biāo)，插補(bǔ)方法的分類(lèi)，直線和圓弧逐點(diǎn)比較插補(bǔ)法計(jì)算原理，直線和圓弧數(shù)字增量插補(bǔ)法計(jì)算原理，插補(bǔ)周期的選擇

第五章

數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)

1、教學(xué)要求

了解常用的伺服驅(qū)動(dòng)裝置及其系統(tǒng)；掌握常用的位置檢測(cè)裝置工作原理。

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié)

伺服系統(tǒng)概述

知識(shí)要點(diǎn)：服系統(tǒng)的概念、作用，數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求，伺服系統(tǒng)的分類(lèi)及其特點(diǎn)。第二節(jié)

開(kāi)環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)

知識(shí)要點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的工作原理及主要特性，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制線路，開(kāi)環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)的工作原理。

第三節(jié)

數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)裝置

知識(shí)要點(diǎn)：進(jìn)給伺服系統(tǒng)對(duì)位置測(cè)量裝置的要求，位置檢測(cè)裝置的分類(lèi)，感應(yīng)同步器的工作原理及其工作方式，脈沖編碼器的工作原理。

第四節(jié)

閉環(huán)伺服系統(tǒng)

知識(shí)要點(diǎn)：閉環(huán)伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件及其調(diào)速，鑒相式伺服系統(tǒng)工作原理，鑒幅式伺服系統(tǒng)工作原理，數(shù)字脈沖比較式伺服系統(tǒng)工作原理。

第六章

數(shù)控機(jī)床的故障診斷

1、教學(xué)要求

了解數(shù)控機(jī)床的故障診斷與維修的基本技術(shù)和常用方法。

2、教學(xué)內(nèi)容 數(shù)控機(jī)床故障診斷概述

知識(shí)要點(diǎn)：系統(tǒng)可靠性和故障的概念，數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律，數(shù)控機(jī)床故障診斷的一般步驟。

第二節(jié)

數(shù)控機(jī)床常用的故障診斷方法

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控系統(tǒng)故障自診斷，各種常用的人工故障診斷方法介紹。第七章 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展與機(jī)械加工自動(dòng)化

1、教學(xué)要求

了解數(shù)控技術(shù)與機(jī)械加工自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展概況。

2、教學(xué)內(nèi)容

第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展

知識(shí)要點(diǎn)：數(shù)控加工中心，車(chē)削中心，柔性制造單元，數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展。第二節(jié)以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)的先進(jìn)制造技術(shù)

知識(shí)要點(diǎn)：計(jì)算機(jī)直接控制系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。

三、課堂教學(xué)的基本要求

1、教學(xué)方法與手段

本課程以課堂講授為主，考慮到有些章節(jié)比較難以理解，因此應(yīng)加強(qiáng)課件教學(xué)，以提高教學(xué)效果。

2、課堂訓(xùn)練方案

課堂訓(xùn)練內(nèi)容主要體現(xiàn)在重點(diǎn)內(nèi)容上；主要以要求學(xué)生掌握基本概念和基本規(guī)律為目的。

3、課外訓(xùn)練方案

每章針對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容和難點(diǎn)內(nèi)容均安排一定數(shù)量的習(xí)題。

4、自學(xué)指導(dǎo)

指導(dǎo)學(xué)生閱讀參考書(shū)。鼓勵(lì)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，查閱資料，撰寫(xiě)心得體會(huì)，提高創(chuàng)新能力。

四、本課程與其它課程的聯(lián)系與分工

先修課程：《電路分析》、《電子技術(shù)》、《微機(jī)原理》

五、考試考核辦法及成績(jī)?cè)u(píng)定

考核的形式：

閉卷或讀書(shū)報(bào)告、論文等形式 學(xué)業(yè)成績(jī)構(gòu)成：平時(shí)成績(jī)30%+期末考試成績(jī)70%

六、建議教材與教學(xué)參考書(shū)

教材：朱曉春.《數(shù)控技術(shù)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2001.5.參考書(shū)目：

[1]．廖效果.數(shù)控技術(shù).湖北：湖北科學(xué)技術(shù)出版社.2000.7.4 [2]．王永章，杜君文，程國(guó)君.數(shù)控技術(shù).北京：高等教育出版社.2001.12.[3]．葉伯生.計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)原理、編程與操作.武漢：華中理工大學(xué)出版社.2001.1.[4].董玉紅.數(shù)控技術(shù).北京：高等教育出版社，2004.2.

第三篇：數(shù)控技術(shù)課程

數(shù)控技術(shù)課程

1數(shù)控編程與加工技術(shù)。2數(shù)控加工工藝。

3、Mastercam4、機(jī)械制圖 5、Autocad6、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)

7、數(shù)控故障診斷維修與維護(hù)

8、數(shù)控機(jī)床電器控制

9、PLC技術(shù)

10單片機(jī)原理與技術(shù)

11、電工電子技術(shù)

12、數(shù)控專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)13數(shù)字電子技術(shù)14液壓與氣動(dòng)

15、數(shù)控加工工藝學(xué)16,、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、17、金屬材料學(xué)18 工程力學(xué)、19材料力學(xué) 20、Visual Basic6.0 編程與開(kāi)發(fā)21高等數(shù)學(xué)、22線性代數(shù)、23、大學(xué)英語(yǔ)

24數(shù)控操作與編程

就想到這些了，還有些可能落下一兩個(gè)哦

第四篇：《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》大綱

《數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)》大綱

設(shè)計(jì)周數(shù)：2學(xué)分：2

適用專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（機(jī)電方向）

一、設(shè)計(jì)的目的及要求：

1、數(shù)控技術(shù)是一門(mén)學(xué)科交叉與綜合的高新技術(shù)。本課程設(shè)計(jì)能使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的基本原理、控制 算法，了解現(xiàn)代企業(yè)普遍使用的數(shù)控系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，掌握數(shù)控機(jī)床手工編程的技巧及數(shù)控技術(shù)的在工程中的應(yīng)用。基本掌握加工常用機(jī)械零件的編程方法，提高數(shù)控加工和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。

2、理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時(shí)應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須熟練掌握其性能、特點(diǎn)、使用操作方法，同時(shí)還必須在編程之前正確地確定加工方案。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容：

1、繪制零件圖、毛坯圖，加工工序劃分;加工路線的確定;夾具的選擇、工件裝夾方法的確定;刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置;切削用量的確定;數(shù)控加工編程，上機(jī)仿真加工。

三、設(shè)計(jì)的方法和步驟：

1、加工工序劃分;加工路線的確定。

2、夾具的選擇、工件裝夾方法的確定。

3、刀具的選擇及對(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的設(shè)置。

4、切削用量的確定。

5、數(shù)控加工編程

6、實(shí)驗(yàn)

7、校驗(yàn)、審核、修改、整理說(shuō)明書(shū)。

四、成績(jī)考核辦法

1、出勤10%

2、編程35%

3、實(shí)驗(yàn)5%

4、答辯50%

教研室主任（簽名）：賈育秦

學(xué)院（系）領(lǐng)導(dǎo)（簽名）：孟文俊

第五篇：《數(shù)控技術(shù)》課程教學(xué)大綱

四

川

理

工

學(xué)

院

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

課 程 教 學(xué) 規(guī) 范

四川理工學(xué)院機(jī)電工程系 制造技術(shù)及自動(dòng)化教研室

二00六年十一月

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)規(guī)范

機(jī)電工程系機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化教研室

課程編號(hào)：401011 教學(xué)課時(shí)：48~56學(xué)時(shí)；

學(xué)

分：3~3.5學(xué)分。

適用專(zhuān)業(yè)：《機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化》本科專(zhuān)業(yè)（機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）；《測(cè)控技術(shù)與儀器》本科專(zhuān)業(yè)等。

執(zhí) 筆 人：何慶中；

修訂日期：2006-11-17

第一部分

教學(xué)基本要求

一、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的性質(zhì) 1.1 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的重要性

機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)等相融合的新興交叉學(xué)科。所謂“一體化”，并不是機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的簡(jiǎn)單組合，而是相互取長(zhǎng)補(bǔ)短、有機(jī)結(jié)合（融合），以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)（產(chǎn)品）構(gòu)成的最佳化。隨著機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的相互滲透越來(lái)越快?！皺C(jī)電有機(jī)結(jié)合”是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的短、小、輕、薄和智能化，從而達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)省材料、實(shí)現(xiàn)多功能、高性能和高可靠性目的的根本手段。因而在機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品、測(cè)試儀器、家電產(chǎn)品、工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程裝備自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)電一體化技術(shù)已得到了廣泛應(yīng)用，并取得了很大的成功。由此可知，機(jī)電一體化技術(shù)已得到廣大科技工作者的廣泛重視，并逐步成為科學(xué)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)手段之一。主要表現(xiàn)如下：

1.1.1 機(jī)電一體化技術(shù)的引用使傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值得到了很大的提高

在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法中能充分體現(xiàn)“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電有機(jī)結(jié)合”的設(shè)計(jì)原則，在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)基礎(chǔ)上，有效的引入微電子技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)、傳感技術(shù)，從而使傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值得到了很大的提高。

1.1.2 使小型化、高精度、多功能智能化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)

縱觀機(jī)械產(chǎn)品、機(jī)電產(chǎn)品、自動(dòng)化控制過(guò)程的發(fā)展歷史，其發(fā)展模式沿著“單功能省能→單功能自動(dòng)化→多功能自動(dòng)化→自動(dòng)化高精度”的方向發(fā)展。當(dāng)今機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理和方法已為柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化、高精度自動(dòng)化技術(shù)的研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)和機(jī)電產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合創(chuàng)造了條件。在結(jié)合自動(dòng)控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、過(guò)程控制技術(shù)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)，使小型化、高精度、多功能智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品得以實(shí)現(xiàn)。

1.1.3 使省能源、省資源、智能化的機(jī)電一體化技術(shù)研究的目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)

工業(yè)技術(shù)研究的三大基本要素是物質(zhì)、能源、信息；而在工業(yè)技術(shù)研究基礎(chǔ)上的機(jī)電一體化技術(shù)的追求目標(biāo)是使機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）能實(shí)現(xiàn)省能源、省資源、智能化，要達(dá)到這一目標(biāo)以滿足市場(chǎng)和用戶的系統(tǒng)或產(chǎn)品的小型化，高精度、智能化、低投入、高效益等的要求，唯有機(jī)電一體化技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)的基礎(chǔ)上，有效而合理的將機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、微電子技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)才能現(xiàn)實(shí)省能源、省資源、智能化的機(jī)電一體化技術(shù)研究的目標(biāo)。

由此可得出，在《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、《測(cè)試技術(shù)與 控制》本科專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置，以及《機(jī)械設(shè)計(jì)及理論》、《機(jī)械電子工程》、《機(jī)械設(shè)制造及自動(dòng)化》等專(zhuān)業(yè)碩士研究生培養(yǎng)計(jì)劃課程設(shè)置中，將《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程作為專(zhuān)業(yè)必修課程或選修課程教學(xué)是非常必要的。

1.2 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的性質(zhì)

作為綜合性較強(qiáng)的主干專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)，使學(xué)生通過(guò)該課程學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生初步了解和掌握應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品設(shè)計(jì)、維護(hù)維修的基本方法和技能，初步具備綜合應(yīng)用各學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為今后參與工程實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)。

二、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的主要任務(wù)和基本目的 2.1 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的主要任務(wù)

依據(jù)四川理工學(xué)院機(jī)電工程系《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》（機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃、《測(cè)控技術(shù)與儀器》本科專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃。以培養(yǎng)能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）以及測(cè)試技術(shù)與控制領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)承擔(dān)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、科技開(kāi)發(fā)、應(yīng)用性研究等方面的應(yīng)用型技術(shù)人才，掌握機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能和一定的動(dòng)手能力為本專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的主要任務(wù)。

2.2 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的基本目的

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程是《機(jī)械制造及其自動(dòng)化》本科（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、《測(cè)試技術(shù)與控制》本科以及《電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)》等專(zhuān)業(yè)教學(xué)的重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)主干課程之一。課程教學(xué)的基本目的在于讓所培養(yǎng)的各專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生能掌握和了解機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理、基本設(shè)計(jì)原理和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地的對(duì)常見(jiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與評(píng)價(jià)，通過(guò)一定的機(jī)電產(chǎn)品實(shí)例設(shè)計(jì)分析，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。

三、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程教學(xué)的基本要求

基本要求在于培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析的基本原理、基本設(shè)計(jì)手段和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，使學(xué)生掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地對(duì)常見(jiàn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與評(píng)價(jià)，通過(guò)一定的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例分析，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度出發(fā)，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。

最終目的是培養(yǎng)學(xué)生在今后參與工程實(shí)踐的過(guò)程中，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械設(shè)計(jì)、制造、機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)）以及測(cè)試技術(shù)與控制領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析技術(shù)承擔(dān)機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)制造、應(yīng)用性研究等方面的基本能力。

四、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程重點(diǎn)難點(diǎn)及處理方法

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)難點(diǎn)主要體現(xiàn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本工作原理、基本設(shè)計(jì)思想和方法，從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度出發(fā)，使學(xué)生如何更好地掌握組成機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品機(jī)械系統(tǒng)元件和部件、常用機(jī)電執(zhí)行元件和傳感元件、微電子控制系統(tǒng)和微機(jī)控制系統(tǒng)等的基本工作原理、特點(diǎn)、選用原則與方法，能有效地對(duì)常見(jiàn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析與評(píng)價(jià)，通過(guò)一定的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例，從機(jī)電有機(jī)結(jié)合的角度出發(fā)，初步掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和靜態(tài)設(shè)計(jì)方法。結(jié)合本門(mén)課程的特點(diǎn)，以大量生產(chǎn)實(shí)例為平臺(tái)，理論與實(shí)踐相結(jié)合等教學(xué)方法和手段，使學(xué)生能更好地掌握本門(mén)課程的基礎(chǔ)知識(shí)和要點(diǎn)，以及常見(jiàn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，并能在今后的工作中有所應(yīng)用。

五、《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程與其他課程的聯(lián)系與分工

機(jī)電一體化技術(shù)是以機(jī)械技術(shù)為基礎(chǔ)，引入電子/微電子技術(shù)、自動(dòng)控制理論、信號(hào)處理技術(shù)、傳 感技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互融合逐漸形成的綜合性學(xué)科，因而它與其他課程之間的聯(lián)系非常緊密。在學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程專(zhuān)業(yè)課程前，學(xué)生應(yīng)完成如下基礎(chǔ)課程和基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)：

5.1 基礎(chǔ)課程

高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)與概率論、積分變換與復(fù)變函數(shù)、大學(xué)物理、畫(huà)法幾何與機(jī)械制圖等基礎(chǔ)課程，是為基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.2 專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程

（1）技術(shù)基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)

理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程材料、電工電子技術(shù)（模點(diǎn)/數(shù)電）、互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)等一級(jí)學(xué)科基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課程，是機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科各專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)掌握的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握二級(jí)學(xué)科各專(zhuān)業(yè)方向的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)創(chuàng)造條件并打下一定的基礎(chǔ)。（2）專(zhuān)業(yè)方向基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)

機(jī)械控制工程基礎(chǔ)、機(jī)電傳動(dòng)控制基礎(chǔ)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)基礎(chǔ)、材料成型技術(shù)基礎(chǔ)、液壓傳動(dòng)與控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/三維設(shè)計(jì)）、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)等二級(jí)學(xué)科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，是以培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化（機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化方向）、測(cè)試技術(shù)與儀器、過(guò)程裝備與控制工程本科專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，制定的專(zhuān)業(yè)方向基礎(chǔ)課程，目的為完成后續(xù)的專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

5.3 專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)

機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試技術(shù)與傳感器、計(jì)算機(jī)原理與控制、自動(dòng)控制理論、數(shù)控技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)控制與驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、機(jī)電系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)仿真等專(zhuān)業(yè)課程，也是為培養(yǎng)各專(zhuān)業(yè)人才進(jìn)一步學(xué)習(xí)《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程必要的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

5.4 繼續(xù)教育的基礎(chǔ)

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程的學(xué)習(xí)，可為以下選修課程和繼續(xù)教育課程學(xué)習(xí)打下一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)或技能。ADAMS模態(tài)分析、機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真、自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真，機(jī)電系統(tǒng)虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)等。

六、建議教材與參考文獻(xiàn) 6.1 建議教材

張建民 主編，《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，高等教育出版社，2001年第2版（普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材）。

6.2 參考文獻(xiàn)

趙先仲 編著，《機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2002年第1版。何克忠、李偉主編，《計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)》，清華大學(xué)出版社，1998年第1版。薛定宇著，《反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析》，清華大學(xué)出版社，2000年第1版。劉政華、何將三等編著，《機(jī)械電子學(xué)》，國(guó)防科技大學(xué)出版社，1999年第1版。

第二部分

教 學(xué) 大 綱

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程理論教學(xué)基本內(nèi)容與要求（含重點(diǎn)難點(diǎn)，教學(xué)組織）

1、第一章

總

論（第1.1~1.5節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

了解和認(rèn)知機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋?zhuān)芯康闹饕康暮桶l(fā)展歷史和方向；機(jī)電 一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的主要方向和應(yīng)用特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要素，以及與工業(yè)設(shè)計(jì)基本要素之間的關(guān)系；主要構(gòu)成和功能特征；各基本要素相互聯(lián)系的核心技術(shù)問(wèn)題——接口技術(shù)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程、方法和評(píng)價(jià)體系。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋——原創(chuàng)性技術(shù)和變異性設(shè)計(jì)理念

·機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)研究的主要目的——在機(jī)械系統(tǒng)主功能、動(dòng)力功能、信息功能和控制功能基礎(chǔ)上，引入微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論，增強(qiáng)傳統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)（產(chǎn)品）的附加值和自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域。

·機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容（基本要素）——主要研究“省能源、省資源、智能化”三大基本要素，以及如何應(yīng)用交叉學(xué)科的基礎(chǔ)理論知識(shí)解決機(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)問(wèn)題——接口技術(shù)。

·機(jī)電一體化（技術(shù)）的發(fā)展歷史和主要研究方向與領(lǐng)域。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成要素——機(jī)械系統(tǒng)、電子信息處理系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、執(zhí)行控制系統(tǒng)（元件）組成的五大構(gòu)成要素或子系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)三大目的功能所具有的兩大重要特征：以能源轉(zhuǎn)換為主和以信息轉(zhuǎn)換為主的功能特征。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)具有的主要功能要素——主功能、信息功能、控制功能、動(dòng)力功能、構(gòu)造功能?！C(jī)電一體化（技術(shù)）設(shè)計(jì)中各子系統(tǒng)相互匹配的核心問(wèn)題：接口技術(shù)——接口技術(shù)的定義、分類(lèi)、輸入/輸出功能，主要研究?jī)?nèi)容和途徑。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程——確定產(chǎn)品規(guī)格、性能指標(biāo)—→系統(tǒng)功能部件、基本要素的劃分—→接口設(shè)計(jì)；綜合評(píng)價(jià)或系統(tǒng)評(píng)價(jià)—→可靠性復(fù)查—→試制與調(diào)試。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)體系——以系統(tǒng)主功能、信息功能、控制功能、動(dòng)力功能、構(gòu)造功能和規(guī)格、性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義，研究目的，“省能源、省資源、智能化”三大基本要素，接口技術(shù)問(wèn)題，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能，設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：接口技術(shù)問(wèn)題，機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能，設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系為學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握的知識(shí)重點(diǎn)。

教學(xué)處理方法：基于機(jī)電一體化系統(tǒng)構(gòu)成，以網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳遞方式系統(tǒng)分析講解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的構(gòu)成要素和主要功能；結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的研發(fā)特點(diǎn)講述機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本流程和評(píng)價(jià)體系。

2、第一章

總

論（第1.6~1.10節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：一般原則（在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類(lèi)型：開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)；了解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的開(kāi)發(fā)工程；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法——掌握在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法。

·掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類(lèi)型——開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)。

·了解機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）的設(shè)計(jì)程序、準(zhǔn)則和規(guī)律——設(shè)計(jì)程序：總體方案設(shè)計(jì)、部件（或 關(guān)鍵零件）選擇與設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)與工藝性設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造試驗(yàn)驗(yàn)收技術(shù)條件的制定，達(dá)到可靠性、適應(yīng)性、完善性為設(shè)計(jì)目標(biāo)。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法——機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的特點(diǎn)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法手段和特點(diǎn)；兩者相互融合的必要性和優(yōu)勢(shì)；現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的基本類(lèi)型：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM），并行工程（CE——全壽命周期設(shè)計(jì)方法），虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)，快速響應(yīng)設(shè)計(jì)，綠色環(huán)保產(chǎn)品設(shè)計(jì)，反求設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)同合作設(shè)計(jì)等。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)理念和方法；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的關(guān)系及各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的初步認(rèn)知。

教學(xué)處理方法：結(jié)合機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)，工業(yè)生產(chǎn)和日常生活產(chǎn)品中的實(shí)例，重點(diǎn)講述機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法；開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)理念和方法。

（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化涵義、目的、特征、基本組成要素及可實(shí)現(xiàn)哪些功能；工業(yè)三大要素和機(jī)電一體化三大效果（要素）的內(nèi)涵；電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方法；開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系與異同。

題量4~5題 —— 祥見(jiàn)本課程教案或教學(xué)日歷。

3、第二章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（第2.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)，目的，基本功能和基本要求；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式；滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求；齒輪傳動(dòng)部件及其要求；了解撓性傳動(dòng)部件和間歇傳動(dòng)部件。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)——掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分與一般機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械部分相比所具有的特殊要求（四點(diǎn)）；達(dá)到這些特殊要求可采取的主要措施（五點(diǎn)）?！C(jī)械傳動(dòng)部件的選擇與設(shè)計(jì)——機(jī)械傳動(dòng)部件的基本功能、目的、要求 基本功能：實(shí)現(xiàn)能量（動(dòng)力）和運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換——工作機(jī)和信息機(jī)。目的：實(shí)現(xiàn)執(zhí)行元件與負(fù)載之間的匹配——能量（動(dòng)力）和運(yùn)動(dòng)匹配。

基本要求：精密化，高速化，小型化，輕量化。

·絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式——絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要作用；分類(lèi)：滑動(dòng)和滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)（包括結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)）；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)傳動(dòng)形式：螺母固定絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)、絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)螺母移動(dòng)、螺母移動(dòng)絲杠移動(dòng)、絲杠固定螺母轉(zhuǎn)動(dòng)并移動(dòng)，以及差動(dòng)傳動(dòng)等。

·滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求——滾珠絲杠傳動(dòng)部件的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊（雙螺母螺紋預(yù)緊調(diào)整、雙螺母墊片式預(yù)緊調(diào)整、雙螺母齒差式預(yù)緊調(diào)整、彈簧式自動(dòng)預(yù)緊調(diào)整、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊調(diào)整）；滾珠絲杠副支承方式（四種）；軸承組合安裝支承結(jié)構(gòu)；滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式的確定與選擇方法（單圓弧螺紋滾道的單螺母絲杠副，單圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副，雙圓弧螺紋滾道的雙螺母絲杠副）等?！X輪傳動(dòng)部件——齒輪傳動(dòng)的典型結(jié)構(gòu)形式；齒輪傳動(dòng)最佳傳動(dòng)比配置的基本要求；各級(jí)傳動(dòng)比最佳分配原則；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法（偏心套筒或偏心軸齒側(cè)間隙調(diào)整法，軸向墊片齒側(cè)間隙調(diào)整法，雙片薄齒輪錯(cuò)齒齒側(cè)間隙調(diào)整法）?！闲詡鲃?dòng)部件簡(jiǎn)介 ·間歇傳動(dòng)部件簡(jiǎn)介（4）教學(xué)重點(diǎn) 滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊；滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)形式的確定與選擇方法；齒輪傳動(dòng)最佳傳動(dòng)比配置的基本要求；各級(jí)傳動(dòng)比最佳分配原則；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：滾珠絲杠傳動(dòng)副的典型結(jié)構(gòu)（滾道截面形狀、滾珠的循環(huán)方式）；滾珠絲杠傳動(dòng)副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊；齒輪傳動(dòng)間隙的調(diào)整方法。

教學(xué)處理方法：與圖文并茂和實(shí)際應(yīng)用的形式，詳細(xì)講解教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生易于理解和掌握。

4、第二章 機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)部件的選擇與設(shè)計(jì)（第2.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握導(dǎo)軌副的組成、主要類(lèi)型及其應(yīng)滿足的要求；常見(jiàn)導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定；提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類(lèi)型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副。了解回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副；滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·導(dǎo)軌副的組成、主要類(lèi)型及其應(yīng)滿足的要求——導(dǎo)軌支承部件的作用和組成；導(dǎo)軌副的主要類(lèi)型；導(dǎo)軌副應(yīng)滿足的基本要求（導(dǎo)向精度、導(dǎo)軌的剛度、精度保持性、運(yùn)動(dòng)靈活性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、溫度敏感性和結(jié)構(gòu)工藝性要求）；導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與步驟。

·滑動(dòng)導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)及其選擇——常見(jiàn)滑動(dòng)導(dǎo)軌副的截面形狀和特點(diǎn)（三角形導(dǎo)軌、矩形導(dǎo)軌、燕尾形導(dǎo)軌、圓形導(dǎo)軌）。

·常見(jiàn)導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)——雙三角形組合導(dǎo)軌，矩形與矩形導(dǎo)軌組合；三角形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合；三角形導(dǎo)軌與矩形和平面導(dǎo)軌組合；燕尾形導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌組合。

·導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定——導(dǎo)軌副材料的選擇的基本原則與要求；常用導(dǎo)軌副材料的基本性能和特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料機(jī)械性能確定的基本方法與手段。

·提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施——采用鑲裝導(dǎo)軌；提高導(dǎo)軌精度、改善導(dǎo)軌表面粗糙度、采取合理的潤(rùn)滑；減少導(dǎo)軌單位面上的壓力（比壓）、采用必要的卸荷裝置?！L動(dòng)導(dǎo)軌副的類(lèi)型與選擇——滾動(dòng)導(dǎo)軌副的組成、分類(lèi)（滾動(dòng)體和循環(huán)方式）與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的基本要求：高的導(dǎo)向精度、高的耐磨性、足夠的剛度、良好的工藝性。

·直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副——直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副滾動(dòng)體循環(huán)工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用?！せ剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副——回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副的工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用?！L動(dòng)軸承導(dǎo)軌副——滾動(dòng)軸承導(dǎo)軌副的工作方式的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

導(dǎo)軌副的組成、主要類(lèi)型及其應(yīng)滿足的要求；常見(jiàn)導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；導(dǎo)軌副材料的選擇及其機(jī)械性能確定；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類(lèi)型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副工作原理與結(jié)構(gòu)形式。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：常見(jiàn)導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類(lèi)型與選擇；直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)導(dǎo)軌副工作原理與結(jié)構(gòu)形式。

教學(xué)處理方法：與圖文并茂和實(shí)際應(yīng)用的形式，詳細(xì)講解教學(xué)難點(diǎn)，使學(xué)生易于理解和掌握。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用；對(duì)傳動(dòng)元件的基本要求；滾珠絲杠副的主要構(gòu)成元件、傳動(dòng)特點(diǎn)以及支承方式（特點(diǎn)）；齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的分配原則。

題量4~5題 —— 祥見(jiàn)本課程教案或教學(xué)日歷。

5、第三章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件選擇與設(shè)計(jì)（第3.1~3.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求 了解執(zhí)行元件的主要類(lèi)型和特點(diǎn)；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；了解常用控制電機(jī)類(lèi)型與主要特點(diǎn)；掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；掌握典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·執(zhí)行元件的主要類(lèi)型，能量轉(zhuǎn)化方法及其特點(diǎn)——電氣式、氣壓式、液壓式、其他形式?！C(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求——慣量小，動(dòng)力大；體積小，重量輕；安裝方便、便于維修維護(hù)；易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）常用控制電機(jī)——DC/AC電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)（脈沖）電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)、開(kāi)關(guān)電磁電動(dòng)機(jī)以及其他電動(dòng)機(jī)（直流或交流脈寬調(diào)速電動(dòng)機(jī)、電磁伸縮元件）等，及其主要特點(diǎn)簡(jiǎn)介。

·機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求——性能密度大。即功率密度 Pw=P/G 或比功率密度 Pbw=(T2/J)/G 大；快速性好。加速度大、響應(yīng)特性好；位置控制/速度控制精度高、調(diào)速范圍大、低速平穩(wěn)性好、分辨率高和振動(dòng)噪音??；能適應(yīng)頻繁啟動(dòng)，可靠性高、壽命長(zhǎng)?！に欧刂齐妱?dòng)機(jī)的種類(lèi)、特點(diǎn)以及選用

種類(lèi)：動(dòng)力用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)；主要特點(diǎn)：伺服控制電機(jī)電特性與應(yīng)用原則；伺服控制電機(jī)的選擇基本原則（要求）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

執(zhí)行元件的主要類(lèi)型和特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；常用控制電機(jī)類(lèi)型與主要特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：伺服控制電動(dòng)機(jī)的工作原理和機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，特點(diǎn)與選用原則。

教學(xué)處理方法：在詳細(xì)講解伺服控制電動(dòng)機(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，選用和應(yīng)用特點(diǎn)。

6、第三章 機(jī)電一體化系統(tǒng)執(zhí)行元件選擇與設(shè)計(jì)（第3.3~3.5節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：6學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；了解直流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)和交流電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·復(fù)習(xí)內(nèi)容：步進(jìn)電機(jī)的定義；基本工作原理；主要類(lèi)型與主要特點(diǎn)。

·步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)——分辨率；靜態(tài)特性（矩－角特性、靜態(tài)穩(wěn)定特性）；動(dòng)態(tài)特性（動(dòng)態(tài)穩(wěn)定區(qū)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、矩－頻特性、慣－頻特性）；其他技術(shù)參數(shù)。

·步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制——驅(qū)動(dòng)電路：主要由脈沖分配器和功率放大器兩部份組成，實(shí)現(xiàn)信號(hào)分配和能量放大；變頻控制信號(hào)：主要有脈沖頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向控制信號(hào)，確定位移、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向的實(shí)現(xiàn)。

·環(huán)形脈沖分配器——軟件分頻；通用集成電路分頻；專(zhuān)用集成電路分頻。

·功率放大器與作用——功率放大；限制電流；續(xù)流保護(hù)；典型放大電路：?jiǎn)坞妷汗β史糯箅娐?、高低壓功率放大器、晶閘管功率放大器、恒流源功率放大器。

·細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路——工作原理：在不改變步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的條件下，將步進(jìn)脈沖電流細(xì)分逐步增加到Imax，再逐步減少到Imin，形成階梯波電流，從而提高了步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)精度，減小了振動(dòng)、噪聲。細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)：在不改變步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的條件下，可降低電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的步進(jìn)角。·典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路——多路功率開(kāi)關(guān)細(xì)分電路；單功率放大細(xì)分電路。·直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) ·交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)

（4）教學(xué)重點(diǎn)

步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)；交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）；直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)；交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)。教學(xué)處理方法：在詳細(xì)講解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流/交流伺服電動(dòng)機(jī)、工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際機(jī)電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品中對(duì)控制電動(dòng)機(jī)的基本要求，選用和應(yīng)用特點(diǎn)。（6）第三章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)執(zhí)行元件的分類(lèi)與特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)與環(huán)形分配方式、功率放大器電路種類(lèi)以及工作原理、細(xì)分電路的特點(diǎn)、細(xì)分方式。

題量4~5題 —— 祥見(jiàn)本課程教案或教學(xué)日歷。

7、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

掌握微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；了解常用控制計(jì)算機(jī)的類(lèi)型、抉擇和權(quán)衡方法；掌握微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類(lèi)；了解微機(jī)軟件與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·微機(jī)控制系統(tǒng)：是將微型計(jì)算機(jī)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制器，結(jié)合微型計(jì)算機(jī)的工作原理、接口電路（數(shù)字和模擬）的設(shè)計(jì)、相應(yīng)的控制軟件，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的控制形式和動(dòng)作控制方式等控制功能的實(shí)現(xiàn)。

·常用控制計(jì)算機(jī)的類(lèi)型：?jiǎn)纹瑱C(jī)、單板機(jī)，微型計(jì)算機(jī)——構(gòu)成與特點(diǎn)。

·微機(jī)控制系統(tǒng)專(zhuān)用與通用、硬件與軟件的抉擇和權(quán)衡——專(zhuān)用與通用的抉擇；硬件與軟件的權(quán)衡；必要的抗干擾措施。

·微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路——確定系統(tǒng)總體控制方案；確定控制算法（逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法、PID調(diào)節(jié)控制法、最小拍控制法、最優(yōu)控制法、隨機(jī)控制法、自適用控制法、遺傳控制法、模糊控制法、魯棒控制法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制法、專(zhuān)家系統(tǒng)）；選擇微型計(jì)算機(jī)（較完善的中斷系統(tǒng)、足夠的存儲(chǔ)容量、完善的輸入/輸出通道、實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制能力、）；系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)（接口設(shè)計(jì)、通道設(shè)計(jì)、）；軟件設(shè)計(jì)：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。

·應(yīng)用程序的一般編寫(xiě)方法：模塊化程序設(shè)計(jì)法和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)法?！は到y(tǒng)調(diào)試：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試、系統(tǒng)調(diào)試三大步驟。

·微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類(lèi)——微處理機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等系統(tǒng)的總稱。

·微機(jī)軟件與程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言——機(jī)器語(yǔ)言（Machine language），匯編語(yǔ)言（Assembly language），高級(jí)語(yǔ)言（High level language），操作系統(tǒng)（Operating System）；應(yīng)用程序庫(kù)或軟件包（OFFICE、C、VC、JAVA、CAD、PRO/E、UG、3DMAX、MATLAB、MAPLE 等）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；常用控制計(jì)算機(jī)的類(lèi)型、抉擇和權(quán)衡方法；微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成與種類(lèi)。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。

教學(xué)處理方法：結(jié)合不同微型計(jì)算機(jī)的構(gòu)成和性能特點(diǎn)，以及在機(jī)電一體化中的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)思

++路的講解，并對(duì)一定的實(shí)例進(jìn)行分析。

8、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.6節(jié)）

第4.2節(jié) 第4.3節(jié) 第4.4節(jié) 第4.5節(jié) 內(nèi)容在計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)原理等課程中已學(xué)習(xí)過(guò)，在此不做講解。

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過(guò)程；了解PLC的應(yīng)用和編程步驟。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成

工作原理：使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序指令，由指令實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算和I/O接口通訊來(lái)控制機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）。

基本構(gòu)成：如圖4-2所示，主要由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM、EPROM）、I/O接口（數(shù)字、模擬）、編程接口、編程器（含顯示）等組成。·PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過(guò)程——順序串行編程與執(zhí)行。

·PLC的應(yīng)用舉例——下面借助于實(shí)際例子了解PLC的應(yīng)用和編程步驟（執(zhí)行加工工藝流程）。（4）教學(xué)重點(diǎn)

PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過(guò)程。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過(guò)程。

舉例講述PLC在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用和編程特點(diǎn)。

9、第四章 機(jī)電一體化系統(tǒng)微機(jī)控制系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)（第4.7節(jié)~第4.8節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

掌握輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求；提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法；了解檢測(cè)傳感器的分類(lèi)與基本要求，傳感器的選擇原則及注意事項(xiàng)，傳感器的測(cè)量電路和傳感器的微機(jī)接口。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

第4.7節(jié) 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的輸入/輸出控制的可靠性設(shè)計(jì)

·輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求：能可靠地傳遞控制輸入/輸出信息；能夠進(jìn)行信息的轉(zhuǎn)換，以滿足微機(jī)對(duì)輸入/輸出信息轉(zhuǎn)換要求；電平量轉(zhuǎn)換與匹配；電量與非電量轉(zhuǎn)換；強(qiáng)電與弱點(diǎn)轉(zhuǎn)換與匹配；具有阻斷干擾信號(hào)進(jìn)入微機(jī)控制系統(tǒng)的能力。

·提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法：光電隔離電路和信息轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)?！ば畔⑥D(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)：弱點(diǎn)/強(qiáng)電轉(zhuǎn)換電路；數(shù)字/脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換；數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換；電量轉(zhuǎn)非電量。

4.8 常用檢測(cè)傳感器的性能特點(diǎn)、選用與微機(jī)接口

·檢測(cè)傳感器的分類(lèi)與基本要求：檢測(cè)傳感器的定義、作用；檢測(cè)傳感器的分類(lèi)； ·傳感器的選擇原則及注意事項(xiàng)：選用原則；改善和提高傳感器的性能的技術(shù)措施?！鞲衅鞯臏y(cè)量電路：模擬型測(cè)量電路；數(shù)字型測(cè)量電路；開(kāi)關(guān)型測(cè)量電路?！鞲衅鞯奈C(jī)接口：模擬量接口方法、數(shù)字量接口方式、開(kāi)關(guān)量接口方式。

（4）教學(xué)重點(diǎn)

輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求和提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。教學(xué)處理方法：重點(diǎn)講述不同接口電路中的可靠性設(shè)計(jì)方法。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，微機(jī)選擇應(yīng)滿足的基本條件；提高微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法和手段；光電耦合器的光電隔離原理；常用傳感器的種類(lèi)及其基本特性。

題量4~5題 —— 祥見(jiàn)本課程教案或教學(xué)日歷。

10、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求，變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析。了解機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)械系統(tǒng)的主功能：將一種機(jī)械物理量變換成與目的要求相對(duì)應(yīng)的另一種機(jī)械物理量（運(yùn)動(dòng)參量、力/力矩參量）?！C(jī)械系統(tǒng)的基本特性要求：在具有承擔(dān)外載荷足夠的強(qiáng)度（бb, бs, бp）和剛度（結(jié)構(gòu)剛度、接觸剛度和局部剛度）的前提下，質(zhì)量和慣量要小，系統(tǒng)響應(yīng)要快，帶負(fù)載的能力要強(qiáng)。·一般線性機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：X(s)/Fx(s)= 1/[(Jm+JL/i2)s2] 典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：齒輪減速：Y = f(x)=(1/i)x；只有機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：X(s)/Fx(s)= 1/Jms2；只有負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：X(s)/Fx(s)= 1/(JL/i2)s2。

?,??)?x·非線性機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（傳遞函數(shù)）：Fx?Fm(x,xdf(x)dt?,??)。Fy(y,yy· 變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析：齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（線性）；柔性帶/鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（線性）；回轉(zhuǎn)/直線機(jī)構(gòu)（線性）；間歇機(jī)構(gòu)（非線性）；連桿機(jī)構(gòu)（非線性）；凸輪機(jī)構(gòu)（非線性）等。

·機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性與研究的主要問(wèn)題：輸出端負(fù)載向輸入端的轉(zhuǎn)換；機(jī)構(gòu)內(nèi)的摩擦力/矩對(duì)輸入端的影響；各外部和內(nèi)部載荷或重力載荷產(chǎn)生的加速度對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)件承載能力的影響。

·機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性與研究的主要問(wèn)題：研究機(jī)構(gòu)要素的慣性和機(jī)構(gòu)中各元素、部件以及整機(jī)的剛度特性和振動(dòng)特性；平面運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)力矩；空間運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要素的動(dòng)態(tài)力及動(dòng)態(tài)力矩；機(jī)構(gòu)輸出端的彈性與動(dòng)態(tài)特性。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求；變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析；機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究。

教學(xué)處理方法：以動(dòng)力機(jī)構(gòu)、變換機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)，分析機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性問(wèn)題的主要研究?jī)?nèi)容。

11、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.2節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能；傳感器的分類(lèi)；動(dòng)電式變換傳感器的特性和壓電式變換傳感器的特性。了解具有其他平滑特性的變換傳感器和傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的特性。掌握傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的整體特性的組成部分與要求。

（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能：由傳感元件將機(jī)械物理量變換成電平參量或另一機(jī)械物理量，再經(jīng)運(yùn)算放大器或機(jī)械變速器轉(zhuǎn)換成可接受利用的信號(hào)參量。

·傳感器的分類(lèi)（按變換物理過(guò)程分類(lèi)）：電/磁變換傳感器（動(dòng)電式、靜電式、磁阻式、霍爾效應(yīng)式等）；壓電變換傳感器；應(yīng)變/電阻變換傳感器；光/電變換傳感器。·典型傳感器的特性。

動(dòng)電式變換傳感器的特性： VS(s)Y(s)?Gme(s)?Ks1?Ls/RRs1?RCs?kRsd?Rs1?RCsd，當(dāng)LS/R<<1時(shí)，傳感器具有線性特征。，當(dāng)RCs>>1時(shí)，Gme≈d/C，放大系壓電式變換傳感器的特性： VS(s)F(s)?Gme(s)?數(shù)與壓電系數(shù)成正比，與電容量成反比。但在τ= RC（固有振動(dòng)周期）低時(shí)，系統(tǒng)測(cè)試不準(zhǔn)確。故壓電式變換傳感器只能用在被測(cè)信號(hào)頻率足夠高時(shí)，測(cè)試結(jié)果才準(zhǔn)確。

·具有其他平滑特性的變換傳感器（即線性特性或數(shù)字特性）：差動(dòng)變壓器傳感器、靜電/電橋式傳感器、應(yīng)變計(jì)傳感器、光電編碼器。

·傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的特性：機(jī)械變換、機(jī)電變換、電氣變換等部分組成。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能；傳感器的分類(lèi)；動(dòng)電式變換傳感器和壓電式變換傳感器的特性。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：各類(lèi)傳感器或傳感系統(tǒng)傳遞函數(shù)特性分析與應(yīng)用。

教學(xué)處理方法；以不同傳感器的工作和應(yīng)用特點(diǎn)為基礎(chǔ)，進(jìn)行特性分析與應(yīng)用原則的講解。

12、第五章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的元、部件特性分析（第5.3節(jié)，第5.4節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能和系統(tǒng)組成；電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。了解壓電式執(zhí)行元件及其特性分析；執(zhí)行元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合中的若干問(wèn)題。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的特性分析

電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能：將輸入電控信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械物理參量。

電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的組成：控制電路→驅(qū)動(dòng)電路→電/機(jī)變換→機(jī)械變換。

常用電氣式執(zhí)行元件：DC/AC伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，直線電機(jī)（含電磁鐵）、壓電元件、超聲波電機(jī)等。

·電磁變換執(zhí)行元件的特性分析：DC/AC伺服電機(jī)為例進(jìn)行特性分析。

·具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析：DC伺服電機(jī)典型反饋驅(qū)動(dòng)電路控制的動(dòng)態(tài)特性分析；測(cè)速發(fā)電機(jī)（旋轉(zhuǎn)變壓器）反饋驅(qū)動(dòng)電路控制的動(dòng)態(tài)特性分析?！げ竭M(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析：環(huán)行分配、功率放大、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)變換的特性分析 ·壓電式執(zhí)行元件及其特性分析：電壓—電荷—應(yīng)力變形特性分析。

·執(zhí)行元件與機(jī)械結(jié)構(gòu)結(jié)合中的若干問(wèn)題：機(jī)械慣性阻轉(zhuǎn)矩的匹配方法、凸輪理論曲線分析、殘余振動(dòng)分析、無(wú)殘余振動(dòng)的定位分析。（4）教學(xué)重點(diǎn)

電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

教學(xué)處理方法：結(jié)合不同的電磁變換元件的工作原理，以及在系統(tǒng)中的應(yīng)用特點(diǎn)，詳細(xì)分析執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析。（6）課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和常用的線性變換機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。題量2~3題 —— 祥見(jiàn)本課程教案或教學(xué)日歷。

13、第六章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)（第6.1節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)

（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測(cè)傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)。穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容：

系統(tǒng)的輸出運(yùn)動(dòng)參數(shù)的技術(shù)狀態(tài)；執(zhí)行元件的參數(shù)選擇；功率（力/力矩）的匹配以及過(guò)載能力的驗(yàn)算；各主要元件的選擇與控制電路的設(shè)計(jì)；信號(hào)的有效傳遞；各級(jí)增益的分配；各級(jí)之間阻抗匹配和所采取的抗干擾的措施。

·負(fù)載分析：典型負(fù)載，負(fù)載的等效換算。

·執(zhí)行元件的匹配選擇：伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的轉(zhuǎn)矩匹配，伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件的功率匹配。

·減速比的匹配選擇與各級(jí)減速比的分配：減速比匹配選擇一般原則要求，各級(jí)減速比的分配原則?！z測(cè)傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)；伺服系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法，伺服系統(tǒng)主要功能部件的選擇與設(shè)計(jì)。

·系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立：半閉環(huán)控制方式（數(shù)學(xué)模型），全閉環(huán)控制方式（數(shù)學(xué)模型）。·穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求

（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測(cè)傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)。

（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求的認(rèn)知了解。

教學(xué)處理方法：應(yīng)用實(shí)例分析進(jìn)一步學(xué)習(xí)和認(rèn)知穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

14、第六章 機(jī)電一體化系統(tǒng)的機(jī)電有機(jī)結(jié)合分析與設(shè)計(jì)（第6.2節(jié)，第6.3節(jié)）

（1）理論教學(xué)學(xué)時(shí)：4學(xué)時(shí)（2）教學(xué)目的和要求

重點(diǎn)掌握機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。了解機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響和減少影響可采用的措施，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。（3）主要教學(xué)內(nèi)容

·機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容：在穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)所建立的數(shù)學(xué)模型（傳遞函數(shù)）基礎(chǔ)上，選擇系統(tǒng)的控制方式和校正（或誤差補(bǔ)償）形式；設(shè)計(jì)校正（或誤差補(bǔ)償）裝置，并有效的與穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)所建立的數(shù)學(xué)模型（傳遞函數(shù)）系統(tǒng)相融合，構(gòu)成具有誤差補(bǔ)償作用的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，最終達(dá)到穩(wěn)定工作和滿足被控制對(duì)象的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求。

·伺服系統(tǒng)的控制方式：前置反饋和反向誤差調(diào)節(jié)反饋控制方式?！ばＵɑ蛘`差補(bǔ)償）形式：波德（Bode）圖法和根軌跡圖法。

·伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法：伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析與過(guò)渡過(guò)程，動(dòng)態(tài)特性與動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性參量或指標(biāo)，伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性校正，伺服系統(tǒng)調(diào)節(jié)校正分析，速度反饋校正（測(cè)速發(fā)電機(jī)局部負(fù)反饋）。機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響：有效地減少機(jī)械系統(tǒng)產(chǎn)生自激振蕩而影響系統(tǒng)正常工作的各種因素，最有效的方法是機(jī)械系統(tǒng)的控制頻帶避開(kāi)機(jī)械系統(tǒng)的固有諧振頻率。

·通常采用的方法：機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程的建立；簡(jiǎn)化系統(tǒng)，建立彈性變形時(shí)機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞結(jié)構(gòu)框圖；寫(xiě)出機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的控制等效框圖；建立機(jī)械系統(tǒng)的傳遞函數(shù)；應(yīng)用根軌跡法判定系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

·動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。

·機(jī)電系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)方法：可靠性的概念、保證產(chǎn)品（系統(tǒng)）可靠性的主要方法。（4）教學(xué)重點(diǎn)

機(jī)電有機(jī)結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。（5）教學(xué)難點(diǎn)與處理方法

教學(xué)難點(diǎn)：伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。

在條件允許的情況下，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)仿真分析設(shè)計(jì)軟件進(jìn)一步分析和學(xué)習(xí)伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法、調(diào)節(jié)程序步驟等機(jī)電有機(jī)結(jié)合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法的知識(shí)要點(diǎn)。

第三部分

教學(xué)實(shí)施細(xì)則

依據(jù)本課程教學(xué)的性質(zhì)和教學(xué)目的，學(xué)生按本課程教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)掌握和了解各章節(jié)或各教學(xué)環(huán)節(jié)的教學(xué)目的和要求，是本課程教學(xué)的基本任務(wù)，也是最終考查（考試）的基本范圍和知識(shí)要點(diǎn)，可作為知識(shí)掌握和復(fù)習(xí)的基本內(nèi)容和要求。由此制定出本課程的教學(xué)實(shí)施細(xì)則。

一、課堂教學(xué)方法

以各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)為依據(jù)，以每次課堂教學(xué)為基本教學(xué)單元，采取學(xué)生教師互動(dòng)的教學(xué)方式，相互尊重的人性化管理加強(qiáng)課堂紀(jì)律的整理等教學(xué)模式；在多媒體教學(xué)手段應(yīng)用的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)方法（板書(shū)教學(xué)與互動(dòng)）的特點(diǎn)，引用互動(dòng)提問(wèn)式教學(xué)，突出教學(xué)重點(diǎn)，圖文并茂，盡可能讓每一位學(xué)生更好地認(rèn)知教學(xué)過(guò)程中應(yīng)掌握和了解各章節(jié)的重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容和難點(diǎn)。主要教學(xué)方法和手段如下：

1.1教學(xué)前的準(zhǔn)備

認(rèn)真熟悉地理解和掌握本專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)計(jì)劃與課程體系，基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課、選修課以及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等之間的相互關(guān)系和聯(lián)系。

1.2理論教學(xué)前應(yīng)準(zhǔn)備的教輔資料

在認(rèn)真理解和掌握本課程教學(xué)理論研究和應(yīng)用研究的相關(guān)領(lǐng)域和發(fā)展方向的基礎(chǔ)上，消化熟悉所選用教材明確的知識(shí)體系和結(jié)構(gòu)、重點(diǎn)內(nèi)容和要點(diǎn)，參閱相關(guān)參考教材和著作，依據(jù)本課程教學(xué)規(guī)范中教學(xué)大綱的要求，在實(shí)施理論教學(xué)前，應(yīng)完成準(zhǔn)備的教輔資料主要有：課程教學(xué)教案，課程教學(xué)講義，多媒體CAI課件，以及必要的習(xí)題（課內(nèi)、外）等。

1.3課堂教學(xué)過(guò)程與方法

以各章節(jié)教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)為依據(jù)，以每次課堂教學(xué)為基本教學(xué)單元實(shí)施理論教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)注重以下幾方面教學(xué)手段的實(shí)施。

·在教學(xué)硬件設(shè)施許可的條件下，盡量應(yīng)用多媒體教學(xué)方法與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)方法相結(jié)合，再結(jié)合主講教師的教學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行理論教學(xué)。在本課程教學(xué)過(guò)程中，引用多媒體教學(xué)手段，具有信息量大，直觀性強(qiáng)的特點(diǎn)；應(yīng)用傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)方法具有邏輯性強(qiáng)，易于與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)教學(xué)，同時(shí)也可了解和掌握學(xué)生對(duì)知識(shí)要點(diǎn)、重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握程度。

·教師應(yīng)嚴(yán)于師表，語(yǔ)言行動(dòng)規(guī)范，尊重學(xué)生，平易近人。在上課前互動(dòng)致敬整頓課堂紀(jì)律是每次課教學(xué)的第一手法；在每一課堂教學(xué)中，主講教師應(yīng)直立、面向?qū)W生進(jìn)行教學(xué)，嚴(yán)而不俗，互動(dòng)教學(xué)，隨時(shí)注意學(xué)生的聽(tīng)課情況和反映，盡可能保持課堂教學(xué)進(jìn)程的完成和課堂紀(jì)律；下課休息時(shí)間，盡量接近學(xué)生，與之交談了解學(xué)生對(duì)本門(mén)課程知識(shí)的認(rèn)識(shí)和獲得的教學(xué)效果，盡量針對(duì)學(xué)生的實(shí)際情況，靈活完善教學(xué)方法，使之能盡可能多的掌握本門(mén)課程的基本知識(shí)要點(diǎn)。

1.4課外輔助教學(xué)方法

課外輔助教學(xué)主要包括課外作業(yè)、課外輔導(dǎo)，在條件具備的情況下，可帶學(xué)生參觀機(jī)電一體化系統(tǒng)或者產(chǎn)品，進(jìn)行一定的現(xiàn)場(chǎng)講解。教師必須認(rèn)真修改課外作業(yè)，并做必要的批示和有完整的記錄，教師最好全部修改課外作業(yè)；教師必須按規(guī)定時(shí)間按時(shí)進(jìn)行課外輔導(dǎo)，并可根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，適當(dāng)拓寬大疑問(wèn)題的范疇。

二、實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的措施和辦法

為了落實(shí)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，有效管理和監(jiān)控教學(xué)進(jìn)程與教學(xué)質(zhì)量，提高教學(xué)效果和總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)教學(xué)方法，在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，主要采取如下措施和方法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

2.1 課堂教學(xué)與監(jiān)控

每次課程教學(xué)前整頓課堂紀(jì)律，隨機(jī)考勤與課堂提問(wèn)相結(jié)合，監(jiān)控教學(xué)進(jìn)程與教學(xué)效果，考勤與提問(wèn)考核結(jié)果作為學(xué)生平時(shí)成績(jī)的組成部分。

2.2 課外作業(yè)

2.2.1 主要目的

布置課外習(xí)題作業(yè)應(yīng)達(dá)到的主要目的是使學(xué)生在認(rèn)真復(fù)習(xí)所學(xué)各章節(jié)的基礎(chǔ)上，通過(guò)完成課外習(xí)題作業(yè)的方式，進(jìn)一步掌握和鞏固各章節(jié)的基本知識(shí)要點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，并初步具備靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)（基本原理、方法、概念和觀念），解決相應(yīng)的技術(shù)問(wèn)題的手段或方法。2.2.2 各章節(jié)課外習(xí)題布置的要點(diǎn)和題量（1）第一章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化涵義、目的、特征、基本組成要素及可實(shí)現(xiàn)哪些功能；工業(yè)三大要素和機(jī)電一體化三大效果（要素）的內(nèi)涵；電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思想、方法；開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)之間的關(guān)系與異同。

題量4~5題為宜。（2）第二章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固機(jī)電一體化系統(tǒng)中傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用；對(duì)傳動(dòng)元件的基本要求；滾珠絲杠副的主要構(gòu)成元件、傳動(dòng)特點(diǎn)以及支承方式（特點(diǎn)）；齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的分配原則。

題量4~5題為宜。（3）第三章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)執(zhí)行元件的分類(lèi)與特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；步進(jìn)電機(jī)具有哪些特點(diǎn)與環(huán)形分配方式、功率放大器電路種類(lèi)以及工作原理、細(xì)分電路的特點(diǎn)、細(xì)分方式。

題量4~5題為宜。

（4）第四章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化微機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，微機(jī)選擇應(yīng)滿足的基本條件；提高微機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法和手段；光電耦合器的光電隔離原理；常用傳感器的種類(lèi)及其基本特性。題量4~5題為宜。（5）第五章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握典型機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和常用的線性變換機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)與應(yīng)用。題量2~3題為宜。

（6）第六章課外習(xí)題要點(diǎn)

復(fù)習(xí)鞏固掌握機(jī)電一體化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)方法和動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，以及在設(shè)計(jì)中應(yīng)該掌握的基本要點(diǎn)和提高穩(wěn)態(tài)/動(dòng)態(tài)精度的手段。

題量2~3題為宜。

2.3 輔導(dǎo)答疑

合理安排輔導(dǎo)答疑時(shí)間，并對(duì)學(xué)生提問(wèn)與答疑交談的結(jié)果，做一定的紀(jì)律，并將提問(wèn)和認(rèn)知情況作為平時(shí)成績(jī)參考的依據(jù)。

2.4近距離與學(xué)生交談

充分利用課余時(shí)間和平時(shí)時(shí)間，近可能地與學(xué)生交談和談心，掌握學(xué)生對(duì)本門(mén)課程的認(rèn)識(shí)和知識(shí)掌握的情況，使學(xué)生能認(rèn)識(shí)到學(xué)好本門(mén)課程是教師和學(xué)生共同努力的結(jié)果。2.5 考核環(huán)節(jié)

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程屬大學(xué)四年學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)綜合性課程，綜合性和實(shí)用性較強(qiáng)，考核的重點(diǎn)在機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)思想、觀念、思路與方法等范圍。

2.5.1 考核形式與成績(jī)構(gòu)成

《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程以閉卷考試（卷面成績(jī)）為主（85%），平時(shí)成績(jī)（含作業(yè)成績(jī)、上課考核情況等）為輔（15%）。

3.3.2 閉卷考試的主要內(nèi)容或范圍

第一章：機(jī)電一體化（技術(shù)）的內(nèi)涵、定義或解釋?zhuān)芯康闹饕康暮桶l(fā)展歷史和方向；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的主要方向和應(yīng)用特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要素，以及與工業(yè)設(shè)計(jì)基本要素之間的關(guān)系；主要構(gòu)成和功能特征；各基本要素相互聯(lián)系的核心技術(shù)問(wèn)題——接口技術(shù)；機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法：一般原則（在充分發(fā)揮機(jī)電一體化的三大效能省能源、省資源、智能化，提高系統(tǒng)的附加價(jià)值的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)（產(chǎn)品）的自動(dòng)化操作，即機(jī)電互補(bǔ)法、機(jī)電結(jié)合（融合）法、機(jī)電組合法）；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的類(lèi)型：開(kāi)發(fā)性設(shè)計(jì)、適應(yīng)性設(shè)計(jì)、變異性設(shè)計(jì)；

第二章：機(jī)電一體化系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)或選擇的特點(diǎn)，目的，基本功能和基本要求；絲杠螺母機(jī)構(gòu)的基本形式；滾珠絲杠傳動(dòng)部件及其要求；齒輪傳動(dòng)部件及其要求；導(dǎo)軌副的組成、主要類(lèi)型及其應(yīng)滿足的要求；常見(jiàn)導(dǎo)軌副組合與間隙調(diào)整、特點(diǎn)；提高導(dǎo)軌副耐磨性的措施；滾動(dòng)導(dǎo)軌副的類(lèi)型與選擇（直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副）。

第三章：執(zhí)行元件的主要類(lèi)型和特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）對(duì)執(zhí)行元件的基本要求；常用控制電機(jī)類(lèi)型與主要特點(diǎn)；機(jī)電一體化系統(tǒng)對(duì)伺服控制電動(dòng)機(jī)的基本要求；典型伺服控制電動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)和選用原則；步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與主要性能指標(biāo)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)與控制（驅(qū)動(dòng)電路、變頻控制信號(hào)、環(huán)形脈沖分配器、功率放大器、細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路、典型細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路）。第四章：微機(jī)控制系統(tǒng)的定義；了解常用控制計(jì)算機(jī)的類(lèi)型、抉擇和權(quán)衡方法；PLC的基本工作原理與基本構(gòu)成；PLC的編程特點(diǎn)與執(zhí)行過(guò)程；輸入/輸出接口控制信號(hào)的可靠性設(shè)計(jì)基本要求；提高輸入/輸出電路與接口可靠性的主要方法。

第五章：機(jī)械系統(tǒng)的主功能和基本特性要求，變換機(jī)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)變換分析；機(jī)械系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)靜力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題和機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性研究的主要問(wèn)題；機(jī)械系統(tǒng)中傳感器的主功能、傳感器的分類(lèi)、動(dòng)電式變換傳感器的特性和壓電式變換傳感器的特性；傳感器檢測(cè)系統(tǒng)的整體特性與要求；電氣式執(zhí)行元件系統(tǒng)的主功能和系統(tǒng)組成；電磁變換執(zhí)行元件的特性分析；具有反饋環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路電磁變換執(zhí)行元件的動(dòng)態(tài)特性分析；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特性分析。

第六章：機(jī)電有機(jī)結(jié)合的穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容和檢測(cè)傳感裝置、信號(hào)轉(zhuǎn)換接口電路、放大電路、電源的匹配選擇與設(shè)計(jì)；機(jī)電有機(jī)結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法研究的主要內(nèi)容，伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方法。了解機(jī)械結(jié)構(gòu)彈性變形對(duì)系統(tǒng)的影響和減少影響可采用的措施，動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)考慮方法的主要設(shè)計(jì)程序及要求。

3.3.3 考試試卷題型及題量的組成原則（1）客觀題

以填空和單項(xiàng)選擇題為主。建議一空和一項(xiàng)選擇為1分，總計(jì)最多不超過(guò)30分。（2）簡(jiǎn)答題和簡(jiǎn)述題

以基本概念、基本定義、基本原理、基本方法和特點(diǎn)為主。建議6~8題為宜，每題6~8分?？傆?jì)在40分~50分之間。

（3）思考題或敘述題

以基本原理和方法的應(yīng)用、特點(diǎn)分析為主。建議2~3題為宜，每題8~12分。總計(jì)在20分~30分之間。

二00六年十一月