機電伺服控制技術(shù) 教學(xué)大綱

PAGEPAGE7《機電伺服控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱機電伺服控制技術(shù)課程編號課程性質(zhì)選修課課程類別學(xué)科專業(yè)選修課開課單位智能制造教研室授課學(xué)期第6學(xué)期學(xué)分/學(xué)時2/32課內(nèi)學(xué)時32理論授課18上機學(xué)時10課內(nèi)實踐0實驗學(xué)時4課外學(xué)時0適用專業(yè)智能制造專業(yè)是否雙語否先修課程電工電子技術(shù)、電氣控制與PLC后續(xù)課程智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計、智能運維與健康管理二、課程簡介《機電伺服控制技術(shù)》是智能制造工程專業(yè)的選修課，為綜合性性較強的一門課程。本課程以電機為核心，控制為主線，將機電系統(tǒng)有機地結(jié)合起來，對機電系統(tǒng)傳動力學(xué)、直流電機、交流電機、控制電機、電氣控制技術(shù)、可編程控制技術(shù)、直流調(diào)速系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、位置控制系統(tǒng)進行理論講授和實驗驗證，使學(xué)生了解機電控制系統(tǒng)的基本概念，理解電機、電器、電路及系統(tǒng)的原理，掌握機電控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計算、控制電路及程序設(shè)計、機電系統(tǒng)研究分析的基本方法。三、課程目標及對畢業(yè)要求指標點的支撐（一）課程目標通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達到以下目標：課程目標1.要求掌握機電傳動基礎(chǔ)知識、機電系統(tǒng)邏輯控制技術(shù)及運動控制技術(shù)，理解機電控制基本原理、建立機電傳動控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基本方法及機電控制系統(tǒng)的控制方式。課程目標2.要求學(xué)生能夠應(yīng)用所學(xué)知識，對機電系統(tǒng)進行分析研究，依據(jù)工況需求尋求解決方案，具備開發(fā)設(shè)計基本機電控制系統(tǒng)的能力。課程目標3.需要通過課程學(xué)習(xí)和項目分析，幫助學(xué)生樹立正確的職業(yè)價值觀，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力，使之能夠獨立思考、解決問題，具備解決實際問題的能力。（二）課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點畢業(yè)要求課程目標1課程目標21.4綜合應(yīng)用所學(xué)知識進行復(fù)雜工程問題解決方案的設(shè)計與改進。1-工程知識課程目標1課程目標2課程目標32.2能夠?qū)⑾嚓P(guān)基礎(chǔ)理論和基本原理綜合應(yīng)用于復(fù)雜工程問題的表述，對復(fù)雜工程問題的解決途徑進行分析、對比并試圖改進。2-問題分析課程目標1課程目標2課程目標36.2能夠分析評價本專業(yè)工程實踐和復(fù)雜工程問題解決方案對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。6-工程與社會四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元緒論（學(xué)時數(shù)：2學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)機電系統(tǒng)工程概述。(2)機電控制技術(shù)及其系統(tǒng)。(3)典型機電控制系統(tǒng)。2.重點和難點(1)重點：機電控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，機電控制技術(shù)的主要內(nèi)容。(2)難點：機電控制技術(shù)的主要內(nèi)容。3.教學(xué)方法教學(xué)課件課堂講授。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解機電系統(tǒng)工程的內(nèi)涵、基本內(nèi)容及其發(fā)展。(2)掌握機電控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理。(3)了解機電控制技術(shù)的主要內(nèi)容。(4)了解典型的機電控制系統(tǒng)。(5)了解本課程的任務(wù)及目標。5.支撐課程目標課程目標1、2、3。第二單元機電傳動基礎(chǔ)（學(xué)時數(shù)：8學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)機電系統(tǒng)傳動力學(xué)。(2)直流電機。(3)交流電機。(4)控制電機。2.重點和難點(1)重點：機電系統(tǒng)的運動狀態(tài)、負載、機械特性的分析方法及系統(tǒng)穩(wěn)定工作的條件；直流電機、交流電機、控制電機的結(jié)構(gòu)、原理和工作特性。(2)難點：機電系統(tǒng)的分析方法，直流電機、交流電機、控制電機的工作特性。3.教學(xué)方法課堂講授基礎(chǔ)知識，通過案例分析增強學(xué)生對機電系統(tǒng)傳動力學(xué)的理解。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)掌握機電系統(tǒng)傳動力學(xué)分析方法。(2)了解直流電機、交流電機和控制電機的結(jié)構(gòu)和工作原理。(3)理解直流電機、交流電機和控制電機的工作特性。5.支撐課程目標課程目標1、2。第三單元邏輯控制技術(shù)（學(xué)時數(shù)：8學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)電氣控制技術(shù)。(2)可編程控制技術(shù)。2.重點和難點(1)重點：電氣控制電路設(shè)計規(guī)范及基本電氣控制電路；PLC編程語言和基本指令及PLC基本應(yīng)用。(2)難點：基本電氣控制電路及PLC的基本應(yīng)用。3.教學(xué)方法課堂講授、案例分析、小組討論，上機項目操作。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)了解電氣控制中常擁的電器設(shè)備。(2)掌握電氣控制電路的設(shè)計規(guī)范及基本電氣控制電路。(3)掌握PLC的變成語言和基本指令。(4)熟悉PLC的基本應(yīng)用。5.支撐課程目標課程目標1、2、3。第四單元運動控制技術(shù)（學(xué)時數(shù)：16學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)直流調(diào)速系統(tǒng)。(2)交流調(diào)速系統(tǒng)。(3)位置控制系統(tǒng)。2.重點和難點(1)重點：直流電機的調(diào)速方法，交流調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用，基本位置控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計。(2)難點：交流調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用，基本位置控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計。3.教學(xué)方法課堂分析具體案例，組織小組討論、上機建模，分析和匯報。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)掌握直流電機的調(diào)速方法。(2)了解變頻器的工作原理，掌握交流調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用。(3)了解位置控制系統(tǒng)分類、組成及工作原理。(4)了解常見的位置監(jiān)測元件。(5)掌握基本的位置控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計方法。5.支撐課程目標課程目標1、2、3。工程實驗交流電機變頻調(diào)速基本實驗（學(xué)時數(shù)：4學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容(1)分析交流電機的特點，搭建交流電機變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)；(2)對交流電機變頻調(diào)速系統(tǒng)進行試驗，得出試驗結(jié)論；(3)分析試驗數(shù)據(jù)，評價調(diào)速系統(tǒng)性能。2.重點和難點(1)重點：交流電機變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)的搭建、實驗及數(shù)據(jù)處理。(2)難點：交流電機變頻調(diào)速實驗系統(tǒng)的搭建、實驗及數(shù)據(jù)處理。3.實施方式理論+實驗。4.學(xué)習(xí)要求(1)鞏固所學(xué)理論知識，并通過自學(xué)補充相應(yīng)知識。(2)按試驗要求掌握進行試驗系統(tǒng)搭建、信號采集和數(shù)據(jù)分析等相關(guān)操作。(3)要求學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，對交流電機變頻調(diào)速方案進行評價。5.實驗要求(1)實驗屬性：綜合性實驗。(2)開出要求：必做。(3)分組要求：4～5人/組。(4)實驗準備：交流電機變頻調(diào)速條件。(5)其他要求：實驗過程中，小組內(nèi)部協(xié)調(diào)分工，獲得實驗數(shù)據(jù)；能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行分析和解釋，獲得有效的工程結(jié)論。6.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果(1)鞏固交流調(diào)速系統(tǒng)的相關(guān)理論知識。(2)培養(yǎng)學(xué)生分析實際工程問題的能力與工程試驗?zāi)芰Α?3)培養(yǎng)學(xué)生實驗數(shù)據(jù)評價機電系統(tǒng)調(diào)速方案的能力。(4)培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作能力。7.支撐課程目標課程目標1、2、3。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元緒論講授法課程目標1、2、321：1.25第二單機電系統(tǒng)動力學(xué)講授法課程目標1、281：1.25第三單元邏輯控制技術(shù)講授法、上機課程目標1、2、381：1.25第四單元運動控制技術(shù)講授法、上機、項目教學(xué)課程目標1、2、3101：1.25合計281：1.25課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標學(xué)時安排交流電機變頻調(diào)速基本實驗理論+實驗課程目標1、2、34合計4五、課程考核及對課程目標的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標分值考核/評價細則平時成績50%作業(yè)（十分制）90本門課程5次作業(yè)，主要考核學(xué)生對本課程基礎(chǔ)知識點的掌握請款，評分細則如下：9~10：表述內(nèi)容充分、嚴謹、準確，計算步驟完整，結(jié)果準確，所用概念、理論和公式準確；準時上交、卷面整潔，書寫工整；7~8：表述內(nèi)容較充分、正確，計算步驟較完整，結(jié)果準確，所用概念、理論和公式準確；準時上交、卷面有涂改，書寫較工整；6：表述內(nèi)容較充分、個別有誤，計算步驟不完善，結(jié)果準確，所用概念、理論和公式有誤；準時上交、卷面有涂改，書寫潦草；<6：表述內(nèi)容不充分、錯誤較多，計算步驟不完整，結(jié)果有誤，所用概念、理論和公式有誤；未準時上交、書寫潦草。目標分值=9*作業(yè)平均成績課堂表現(xiàn)（十分制）101.課上提問及隨堂測驗回答問題正確6分2.上課態(tài)度端正（無遲到早退、上課認真聽講）4分目標成績=課堂表現(xiàn)成績之和實踐成績50%實驗（百分制）25考核內(nèi)容及評價細則1.實驗操作符合標準，實驗報告完整規(guī)范。目標分值=0.25*實驗平均成績專題設(shè)計（十分制）75考核內(nèi)容及評價細則1.方案設(shè)計合理62.匯報表達清楚、邏輯正確23.回答問題正確24.個人成績按貢獻度排序賦分。目標分值=7.5*匯報考核內(nèi)容成績之和（二）課程考核對課程目標的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標第一單元緒論機電控制系統(tǒng)的基本組成及工作原理作業(yè)課程目標1、2、3第二單機電系統(tǒng)動力學(xué)機電系統(tǒng)傳動力學(xué)分析方法、電機特性作業(yè)課程目標1、2第三單元CPS建?；A(chǔ)電氣控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計及PLC的應(yīng)用作業(yè)課程目標1、2、3第四單運動控制技術(shù)直流電機調(diào)速方法，交流調(diào)速系統(tǒng)中變頻器的應(yīng)用，位置控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計作業(yè)，項目匯報課程目標1、2、3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材郁建平主編：《機電控制技術(shù)》第二版，科學(xué)出版社，2021年版。（二）相關(guān)推薦書目1.任同主編：《機電控制技術(shù)基礎(chǔ)》（第2版），西南交通大學(xué)出