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《机电传动控制》教学大纲

《机 电 传 动 控 制》教学大纲
一、课程基本信息
课程中文名称:机电传动控制 课程英文名称:Mechanical & Electrical Transmission and Control 课程编码: 课程类型:学科专业课 总 学 时:40 实验学时:4 上机学时:0 课外学时:0 学 分: 2.5 适用专业:机械设计制造及其自动化专业本科、机械电子工程专业、四年级 先修课程:高等数学及工程数学,理论力学,电工电子学 开课院系:机械工程学院
二、课程的性质与任务
机电传动控制及 PLC 是机械设计制造及其自动化专业的一门主干技术基础课。研究对象是机电传 动控制系统中常用的各种电机及其控制技术。通过本课程的学习,使学生掌握机电传动系统的基本组成、 工作原理及其控制,为机电一体化产品(或系统)的设计打下基础。
三、课程教学基本要求
本课程教学基本要求包括以下几个方面: (1)掌握交直流电动机的工作原理, 特性,应用场合和选用方法; (2)掌握常用低压电器等电力电子元件的工作原理,特性,应用场合和选用方法; (3)掌握机电传动断续控制,连续控制,伺服控制,步进电机传动控制系统的组成,控制原理,应用场 合和使用情况; (4)掌握各种常用控制电路以及控制电路的设计; (5)了解 PLC 在机电传动控制中的应用。
四、理论教学内容和基本要求
第一章 概 述(1 学时) 理论教学内容: 1.1 机电传动的目的和任务 1.2 机电传动及其控制系统的发展概况 1.3 课程的性质和任务 基本要求: (1)了解机电传动的目的和任务。
第二章 机电传动系统的动力学基础 (5 学时) 理论教学内容: 2.1 机电传动系统的运动方程式 2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算

2.3 生产机械的机械特性

2.4 机电传动系统稳定运行的条件

2.5 机电传动系统的过渡过程

基本要求:

(1) 掌握机电传动系统的运动方程式及其含义。

(2) 掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。

(3) 了解几种典型生产机械的负载特性。

(4) 掌握分析系统稳定平衡点的方法。

(5) 了解过渡过程产生的原因和研究过渡过程的实际意义。

(6) 了解机电传动系统在启动、制动过程中转速、转矩和电流的变化规律。

(7) 掌握机电时间常数的物理意义以及缩短过渡过程的途径。

第三章 直流电机的工作原理及其特性 (6 学时)

理论教学内容:

3.1 直流电机的基本结构和工作原理

3.2 直流发电机

3.3 直流电动机的机械特性

3.4 直流他励电动机的启动特性

3.5 直流他励电动机的调速特性

3.6 直流他励电动机的制动特性

基本要求:

(1) 掌握直流电机的基本工作原理

(2) 掌握直流电动机的机械特性。

(3) 掌握直流电动机的启动、调速和制动的各种方法。

第四章 交流电动机的工作原理及特性

(6 学时)

理论教学内容:

4.1 三相异步电动机的结构和工作原理

4.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路

4.3 三相异步电动机的转矩与机械特性

4.4 三相异步电动机的启动特性

4.5 三相异步电动机的调速特性

4.6 三相异步电动机的制动特性

4.7 单相异步电动机

4.8 同步电动机的工作原理、特点及应用

基本要求:

(1) 掌握异步电动机的工作原理、机械特性、以及启动、调速和制动的方法。

(2) 掌握单相异步电动机的工作原理和启动方法。 (3) 了解同步电动机的结构特点、工作原理、运行特性及启动方法。 第五章 继电器-接触器控制系统 (10 学时) 理论教学内容: 5.1 常用控制电器与执行电器 5.2 继电器-接触器控制系统的常用基本线路 5.4 继电器-接触器控制线路设计简介 基本要求: (1)掌握各种控制电器的工作原理、作用、特点、表示符号和应用场所。 (2)掌握继电器—接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理。 (3)学会分析较复杂的控制线路;学会设计一些较较简单的控制线路。 第六章可编程序控制器 (10 学时) 理论教学内容: 6.1 可编程序控制器的基本结构、工作原理和主要特点 6.2 可编程序控制器的内部等效继电器电路 6.3 可编程序控制器的编程和指令系统 6.4 可编程序控制器的应用 基本要求: (1)了解可编程序控制器的基本结构和基本工作原理。 (2)掌握 PLC 的指令系统、编程方法和开发步骤。
五、实验教学内容和基本要求
《机电传动控制》实验教学是配合该课程的理论学习不可缺少的实践环节。主要是帮助学生在理论 学习的基础上,进一步通过各个相应的实验课程来加深对 PLC 控制系统的认识,掌握各种指令的实 验方法,从感性上获得 PLC 原理、特性的有关知识,增强实际动手和操作能力,主要实验包括以下 五个,要求课内学时为 4 学时:
实验项目及要求 1. PLC 认识性实验(1 学时)
该实验要求学生掌握 PLC 的基本构成和软件的使用方法。 2. 定时器实验(1 学时) 目的是学习定时器的使用方法。 3. 计数器实验(2 学时) 学习并掌握计数器的使用方法。
六、有关教学环节的要求
本课程属专业主干课。在高等数学及工程数学,理论力学,电工电子学等先修课程的基础上,使 学生掌握机电传动控制系统的基本原理及必要的实用知识。整个课程由课堂讲授、应用实例和 PLC

模拟系统等组成。本课程教学方式采用 CAI 教学课件等方式进行各课堂教学。实验教学包括系统模

拟实验;各章均含有一定量的作业,要求按时上交并全部批阅。本课程所采用的考核方法为闭卷笔试。

成绩评定采用平时成绩占 30%(包括作业完成情况与实验报告情况等),闭卷笔试占 70%。
七、学时分配建议

课程主要内容、学时分配和作业题量。

章节

主要内容

各教学环节学时分配

作业 备注
题量

讲实上 习 讨 课 小计
授验机 题 论 外

第一章

概述

1

1

机电传动系统的动

第二章

力学基础

5

5

直流电机的工作原

第三章

理及其特性

6

6

交流电动机的工作

第四章

原理及特性

6

8

继电器-接触器控

第五章

制系统

8

8

第六章 可编程序控制器 8

8

复习

24

2

合计

36 4

40

八、建议教材及主要教学参考书
教材:邓星钟. 机电传动控制.第五版.武汉:华中科技大学出版社.2014 年.

参考书:王兆义. 可编程控制器教程. 北京:机械工业出版社.2011 年.

邓星钟. 《机电传动控制》学习辅导与题解. 武汉:华中科技大学出版社.2009 年.
九、其它
1)课程特点:本课程是一门专业主干课。它较抽象、概括性强,而且涉及范围广,学习本课程 要有良好的数学、力学、电学基础,还要有一定的机械工程方面的专业知识。
2)通过学习教材,正确地理解基本概念,对基本方法要完全掌握。 3)对定义、性质、定理等的推导过程不必追求数学上的严密性.但结论要准确.物理概念要明晰, 不要死背条文,要注重应用。 4)重视习题,认真仔细地完成教材中各章习题.通过作习题和实验帮助掌握基本概念和基本方法。

执笔人:肖莉 教研室主任:罗圆智

教学院长(主任):陈绪兵




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