机电一体化系统设计课程教学大纲

1、机械工程学院本科课程教学大纲机电一体化系统设计课程教学大纲英文名称：Mechatronics课程编码：01111050学时：48学分：3课程性质：专业限选课课程类别：理论课先修课程：机械原理,机械设计,电工学,电子技术,限制工程根底,微机原理,电气限制技术开课学期：第七学期适用专业：机械电子工程专业一、课程综述1.11.1 教学目标(参照课程水平要求制定)(1)通过学习机电一体化根本概念,使学生理解机电一体化系统中各机构要素在系统中的作用和相互关系,初步建立机电产品的系统化设计思想.(2)熟悉机电一体化系统中常用机械系统、传感检测、信号处理、动力驱动装置、限制等单元的种类和特点.(3)掌握机电

2、一体化系统中机械、传感检测、动力、限制等根本要素的关键技术,掌握典型机电装置的技术原理和设计方法.(4)熟悉机电一体化产品的设计方法和工程路线,能够针对具体的机电一体化产品确定产品开发技术路线.(5)掌握机电一体化系统建模的一般理论和方法,能够对简单机电系统进行数学建模,并根据模型进行分析和综合.(6)使学生初步掌握文献检索、资料查询、调研及运用现代信息技术获取相关信息的根本方法.(7)使学生了解机电一体化系统的组成、功能、原理和设计方法,培养学生解决实际问题的能力.(8)使学生具有应用数学与自然科学的综合水平,在学习中逐步提升学生的专业英语水平.(9)通过利用所学的机械技术、传感器技术、电子

3、技术、计算机技术和限制技术等,使学生够灵活地综合运用这些技术进行机电一体化设计.(10)培养学生的责任感和职业道德；并使学生具备一定的组织治理水平、较强的表达水平和人际交往水平以及在团队中发挥作用的水平,初步具备交流、竞争与合作水平.1.21.2 课程水平矩阵机电一体化系统设计课程教学大纲序号能力程度绪论第2早第3早第4早第5早第6早第7早讨论课课程研究工程作业应用型实验准备汇报讨论 实施报告答_1_、工解实施 报告1使学生掌握机一体化的涵义,了解机电一体化技术的现状、前沿及开展趋势.(对应专业水平要求3(4)了解认知+初步掌握综合运用+2使学生掌握传感检测系统的典型组成、模拟量的转换输入和数

4、字信号预处理等根本原理,并了解数字显示系统的应用.(对应专业水平要求3(1)了解认知初步掌握+综合运用+3使学生能够掌握传动机构的种类、特点、根本要求.了解常用执行机构的设计方法.(对应专业水平要求3(2)了解认知初步掌握+综合运用+4使学生了解驱动方式的种类,并具备一定的选择应用水平；掌握常见电机种类、结构和工作原理；对步进、伺服电机进行深入分析,初步掌握伺服系统的组成及应用.(对应专业水平要求3(2)了解认知初步掌握+综合运用+5使学生了解机电系统的数学模型分析方法,分析简单的限制模型,掌握机电系统数学模型的建立方法.(对应专业水平要求2(1)了解认知初步掌握+综合运用+机械工程学院本科课

5、程教学大纲序号能力程度绪论第2早第3早第4早第5早第6早第7早讨论课课程研究工程作业应用型实验准备汇报讨论实施报告答_1_、 工解实施报告6使学生了解机电系统中的限制方式,掌握PID限制的方法；(对应专业水平要求2(2)了解认知初步掌握+综合运用+7使学生了解机电一体化系统的总体设计方法,掌握典型机电一体化装置的设计步骤.(对应专业水平要求6(1)了解认知初步掌握+综合运用+8使学生掌握根本的创新方法,具有创新意识和对机电产品进行研究、开发和设计的初步水平；(对应专业水平要求7(1)(2)了解认知+初步掌握+综合运用+9培养学生的责任感和职业道德(对应专业水平要求1(2)了解认知+初步掌握+综

6、合运用+10掌握运用现代信息技术获取相关信息的根本方法.(对应专业水平要求5(1)(2)了解认知+初步掌握综合运用+3机电一体化系统设计课程教学大纲序号能力程度绪论第2早第3早第4早第5早第6早第7章讨论课课程研究工程作业应用型实验准备汇报讨论实施报告辩论实施报告11使学生深入掌握机一体化产品的设计方法,具有综合运用理论和技术手段设计系统和过程的水平.(对应专业水平要求7(2)了解认知初步掌握+综合运用12使学生能够灵活运用所学知识进行机电一体化产品设计,初步具备系统的工程实践经历.(对应专业水平要求3(3)(5)了解认知初步掌握+综合运用+13培养学生的行业法规的认知水平(对应专业水平要求8

7、(1)(2)(3)了解认知+初步掌握综合运用+14学生具备一定的组织治理水平、 较强的表达水平、人际交往水平及在团队中发挥作用的水平(对应专业水平要求9(1)(2)(3)(4)了解认知初步掌握综合运用+15培养学生适应开展的水平以及对终身学习的正确熟悉和学习水平(对应专业水平要求5(1)(2),10(1)了解认知初步掌握综合运用+4机械工程学院本科课程教学大纲序号能力程度绪论第2早第3早第4早第5早第6早第7早讨论课课程研究工程作业应用型实验准备 汇报讨论实施报告辩论实施报告16使学生具备在机械工程实践中制定实验方案、并进行实验的水平(对应专业水平要求4(1)了解认知初步掌握综合运用+17使学

8、生具备分析和解释实验数据的水平(对应专业水平要求4(2)了解认知初步掌握综合运用+18使学生具有进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的水平；具有初步的工程实践水平.(对应专业水平要求6(1)(2)(3)了解认知初步掌握+综合运用+19使学生具有一定的创新水平与全局观,进行一定的创新行制作,能够综合考虑经济、环境、法律、平安、健康、伦理等制约因素.(对应专业水平要求7(1)(3)了解认知初步掌握综合运用+20培养学生适应开展的水平和终生学习水平,具有国际视野和跨文化的交流、竞争与合作能力.(对应专业水平要求10(1)(2)了解认知+初步掌握综合运用+5机电一体化系统设计课程教学大纲1.31.3

9、 目标水平达成度的评价(1)目标水平1、2、3、4、5、6、7的达成度通过结课测试进行考评；(2)目标水平8的达成度通过结课测试和讨论课成绩综合考评；(3)目标水平10、11的达成度通过讨论课和三级工程成绩综合考评；(4)目标水平12、20的达成度通过平时作业、结课测试、讨论课和三级工程成绩综合考评；(5)目标水平13、14、15的达成度通过讨论课和三级工程成绩综合考评；(6)目标水平9、18的达成度通过平时作业、讨论课、三级工程和实验成绩综合考评；(7)目标水平16、17的达成度通过实验成绩进行考评；(8)目标水平19的达成度通过三级工程成绩进行考评.1.41.4 教学安排本课程由课堂教学、

10、讨论课、三级工程及实验四局部组成.课堂教学围绕本门课程的根本概念、 公式及相关设计计算方法,以讨论课和三级工程为牵引,采用综合运用探究式、启发式和互动式的教学方法,并辅助大量的实物及现场图片、影像资料等进行授课.讨论课共分两种形式分别是学生上台讲演、报告和课堂互动.所有同学必须参加,否那么讨论成绩为零.三级工程是?智能车设计与制作?.内容主要包括智能车本体各模块的设计,电路板焊接、测试;限制程序编写,位移、速度和轨迹规划软件的编写,以及多功能综合练习和扩展练习等.本课程包含二次实验,分别针对本课程的根本概念和理论进行实验验证.本课程的学时安排如下表：讲课内容学时讲课实验上机1绪论22系统总体设

11、计23传感检测系统44机械系统设计65伺服驱动系统36限制系统模型47工业限制计算机及其接口38讨论课49课程研究工程(三级工程)1610应用型实验4合计481.51.5 课程要求及成绩评定本门课程依据全程监控的理念进行考核.课程考核包括6个局部,分别为出勤成绩、作业成绩、讨论课、工程及综合实验、原理性实验和结课测试.具体要求及评分方法如下：(1)出勤平时出勤成绩为总成绩的5%(缺勤5次以上,该课成绩为零分).课程的所有环节机械工程学院本科课程教学大纲均要求学生参与并签到,不得缺勤,每缺勤一次扣1分,无故缺勤5次者,取消本门课程的测试资格.(2)作业本门课程有3-5次作业,要求学生必须独立完成

12、并在规定课程上课前提交,上课后不再接收作业.上课前不能提交作业者,按未按时提交作业处理.作业成绩占总成绩的5%.未按时提交作业或作业有抄袭(雷同)现象的,该次作业成绩按零分计.教师会将批改后的作业下发,要求学生认真学习,并妥善保管,结课时统一上交.作业遗失者作业成绩为零分.(3)讨论课本门课程要求学生根据讨论题目分组查阅资料,归纳总结,撰写报告,制作汇报用PPT.讨论成绩占总成绩的10%.资料的查阅、知识熟练运用及体会,占6分；PPT讲解及答复问题情况,占4分.(4)课程研究工程(三级工程)成绩由两局部组成：第一局部：智能车设计及实验占80%,共占24分；第二局部：研究报告撰写共占20%,共占

13、6分.具体情况如下：研究工程共包含10项任务,每项任务占总分的10%;此外,工程最终提交的研究报告共占6分.(5)应用型实验本门课程设有二次实验课,要求学生认真准备,全程参与,并独立完成并按时提交实验报告.未按时提交实验报告或实验报告有抄袭现象的,该次实验成绩按零分计.实验成绩占总成绩的10%;(6)结课测试结课测试占总成绩的40%.二、课程的根本内容第一章绪论教学目的与要求:1 .掌握机电一体化的根本涵义.2 .掌握机电一体化系统及其组成.3 .了解机电一体化限制系统.本章主要内容：3.1什么是机电一体化？3.2机电一体化实例一机器人介绍3.3机电一体化系统根本组成3.4机电一体化设计方法本

14、章重点:1 .机电一体化系统根本概念2 .机电一体化系统根本组成本章难点:3 .机电一体化系统根本组成第二章机电一体化系统总体设计教学目的与要求:1 .了解机电一体化系统的总体设计方法2 .掌握机电一体化产品的工程路线3 .掌握几种典型机电一体化装置的根本组成机电一体化系统设计课程教学大纲本章主要内容:2.1机电一体化产品设计过程2.2机电一体化系统设计方法2.3机电一体化产品设计实例本章重点:1 .机电一体化总体设计的内容及方法2 .典型机电装置的系统组成以及软、硬件结构本章难点:1 .机电一体化系统设计的方法2 .典型机电一体化装置数控机床或工业机器人的根本组成及设计方法第三章传感检测系统

15、教学目的与要求:1.了解传感检测系统的根本组成和传感器的根本评价指标.2.掌握机电一体化系统中常用传感器的根本原理与适用场合.3.了解传感检测系统中常用信号预处理技术的根本原理.本章主要内容：3.1检测的根本概念3.2传感器概述3.3常见传感器原理及应用3.4信号处理本章重点:1 .各类传感器的工作原理2.传感器的功用和特性3.信号调理电路滤波、相关、调制、解调本章难点:1 .各类传感器的工作原理2.传感器的功用和特性3.信号调理电路滤波、相关、调制、解调第四章机械系统设计教学目的与要求:1 .掌握机电一体化系统中传动机构的种类、特点、根本要求.2 .了解常用工业机器人的根本构型.3 .掌握机

16、电一体化系统常用精密传动机构的根本原理与设计方法.本章主要内容：4.1机电一体化系统典型机构4.2机器人机构4.3精密齿轮传动4.4同步带传动机械工程学院本科课程教学大纲4.5滚珠丝杠传动4.6导轨设计4.7机械系统设计综合应用实例本章重点:1 .滚珠丝杠副传动机构本章难点:2.传动机构的设计方法3 .滚珠丝杠副传动机构4 .谐波齿轮传动第五章伺服驱动系统教学目的与要求:1 .了解伺服系统的一般组成、分类和根本组成形式.2 .了解步进电机的种类及结构；掌握步进电机的工作原理；掌握步进电机的主要性能指标；掌握步进电机限制的根本原理；掌握步进电机的根本功率驱动电路原理和细分驱动原理.3 .掌握直流

17、伺服电机特性和调速原理；掌握直流伺服电机的驱动调速方法；掌握直流伺服系统组成的根本原理.4 .掌握交流伺服电机特点及其调速方法；掌握变频调速装置的根本原理；了解交流伺服系统组成的根本原理；了解交流伺服电机的矢量限制.本章主要内容：5.1伺服驱动系统概述5.2常用伺服执行元件5.3直流电机5.4步进电机5.5交流电机5.6步进电动机与交流伺服电机的性能比拟本章重点:1 .步进电机、交直流伺服电机的限制与驱动.2.伺服系统的设计本章难点:1.伺服电机的选择与校核第六章限制系统模型教学目的与要求:2 .掌握限制系统数学模型的作用和建立方法3 .掌握限制系统的搭建与PID限制算法4 .掌握工程中运动限

18、制系统的建模方法本章主要内容：6.1数学模型6.2限制系统与PID算法机电一体化系统设计课程教学大纲6.3运动限制系统6.4机电一体化伺服系统模型本章重点:1 .机电一体化系统数学模型的建立2 .PID限制算法及其参数的调节3 .机电一体化伺服系统数学模型建立与分析本章难点:1. PID限制算法及其参数的调节第七章工业限制计算机及其接口教学目的与要求:2.了解机电系统中几种限制计算机及其特点3.了解计算机硬件间的数据通信方式4.掌握计算机接口的工作原理与使用方法本章主要内容：4.1工业限制计算机4.2计算机限制接口技术4.3计算机限制接口设计4.4应用实例一温度测量系统本章重点:1.计算机硬件

19、间的数据通信方式2.计算机接口的工作原理与使用方法本章难点:3.计算机接口的工作原理与使用方法三、讨论课3.13.1 讨论课的目标(1)通过基于团队的学生上台讲演和课程讨论这种体验式教学方式,加深对机电系统的根底知识和实践水平的培养,并在沟通水平、团队合作水平等方面得到锻炼；(2)得到初步的查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究水平的锻炼；(3)了解汽车各局部机电一体化系统的结构和工作原理；(4)进一步深入了解工程实践.3.23.2 讨论课的内容讨论内容分为以下两个主题：主题一：机电系统构成及关键技术讨论1 .机电系统设计总体方案,包括典型机电系统的整体设计思路、电气系统的实施方案、软件流程设计

20、和智能车机电系统设计整体方案.2 .嵌入式计算机系统的分析与设计,包括分析比拟嵌入式计算机系统典型的功能和特点；重点10机械工程学院本科课程教学大纲分析单片机的选型及考前须知；比拟C51和S51的区别；单片机的资源分配.3 .机电系统运动限制方案,包括典型机电一体化系统的运动限制方案的根本结构；运动限制系统的组成；对常用的一种运动限制方案进行详细分析.4 .电机驱动系统,包括常用直流电机、交流电机的选择；常用驱动方案的分析比拟.5 .电机速度调制,包括常用交、直流电机主要调速原理；重点分析脉宽速度调制原理.6 .路程检测方案的设计分析,包括常见路程检测传感器元件的选择,路程检测的具体实施方案.

21、7 .障碍物探测方案的设计分析,包括常见障碍物探测传感器检测元件的选择,障碍物探测的具体实施方案.8 .机电系统的供电电源,包括常见机电设备的电源分析比拟,电源的根本功能,整流电源和开关电源的比拟.主题二：汽车系统构成与关键技术讨论1 .汽车电子限制点火系统,包括电子限制点火系统的特点,电子限制点火系统的根本组成和电子限制点火系统工作原理.2 .汽车电控自动变速系统,包括自动变速器与手动变速器相比的优缺点,实现汽车无级变速的方法和电控自动变速器是实现变挡的方法.3 .汽车传动系统,包括汽车传动系统的组成及布置形式,自动变速器的组成及其工作原理和差速器的组成及其工作原理.4 .汽油机电子限制供油

22、系统,包括汽油机电子限制系统构成及各局部的主要功能和节气门位置传感器类型及其结构主要区别.5 .柴油机电子限制供油系统,包括电控柴油喷射与传统的机械方式相比的优点、电控柴油喷射系统的根本组成和电控喷射系统高压泵的工作原理.6 .混合动力汽车,包括混合动力汽车布置形式及其特点,混联式混合动力汽车驱动系统的结构和燃料电池电动汽车驱动系统类型及其组成.7 .汽车电子稳定系统ESP,包括汽车电子稳定系统的组成和汽车电子稳定系统的工作原理.8 .废气涡轮增压技术,包括涡轮增压的主要目的、涡轮增压技术的工作原理和涡轮增压技术的优缺点.9 .汽车防抱死制动系统ABS,包括汽车ABS系统的系统组成、汽车ABS

23、系统的工作原理和汽车ABS系统的分类及优点.10 .汽车防撞系统,包括激光一单片机组合防撞系统的总体结构及工作原理和激光雷达汽车自动防撞微机限制系统的组成及工作原理.3.33.3 讨论课的实施分两种形式：1.学生上台讲演、报告的形式每个学生完成一个案例.学生在课外查找、阅读和分析相关的知识内容,总结、整理并撰写报告,做成PPT.由每个学生上台陈述自己的研究内容,陈述时间为15分钟,最后每人上交一份分析报告WORD文档及PPT,电子版.2.课堂互动形式11机电一体化系统设计课程教学大纲陈述完后,汇报的学生答复台下学生和评委老师提出的问题,并针对所汇报的问题进行讨论,讨论时间为5分钟,最后由老师点

24、评.(依据需要讨论的具体内容,总结存在的主要问题,在课堂上由老师引导下进行讨论.)3.43.4 讨论课的要求与成绩评定1 .根本要求：(1)至少要以一种具体车型为例来说明所研究的内容；(2)最后要总结所研究题目当今前沿技术和开展趋势.2 .从以下两个方面进行打分：(1)资料的查阅、知识熟练运用及体会,占6分；(2) PPT讲解及答复下列问题情况,占4分.四、课程研究工程(三级工程)2.12.1 课程研究工程的目标1、掌握智能自动车的结构、限制电子元器件组成及其工作原理；2、掌握传感检测系统的设计方法,掌握常用传感器的原理和使用方法；3、掌握根本电路的原理图和电路连线图；4、掌握编程软件的使用、

25、仿真调试以及单片机程序的烧写；5、掌握小型直流电机的选型、驱动及限制方法；6、掌握单片机的选型及系统搭接方法；7、掌握智能车的限制方法；8、掌握机电一体化系统的设计、制作和调试方法.2.22.2 课程研究工程的内容本学期的课程研究工程名称：?智能车的设计与制作?.主要内容包括：(1)智能车本体各模块设计；(2)电路板焊接、测试；(3)编程仿真软件学习和程序烧写软件学习；(4)练习数码管显示编程；(5)练习驱动模块驱动电机正反转；(6)练习脉宽速度调制；(7)练习红外避障模块；(8)练习红外循迹模块；(9)练习测速模块；(10)练习测距模块；(11)多功能综合练习和扩展练习.2.32.3 课程研

26、究工程的实施每4个同学一组,相互协作完成?智能车系统的设计与制作?所规定的研究内容,内容可以包括但并不限于这些内容.12机械工程学院本科课程教学大纲每个小组要在研究报告中标明每个人在总体工作中的奉献和工作比例或者每个人负责的内容.研究内容的多少会影响到每组的最终成绩,鼓励学生自己选取感兴趣的研究内容进行创新设计和深入研究2.42.4 课程研究工程的进程安排实训地点：机械馆4楼创新实验室.实训内容及时间规划见表1,共占26学时,由?机电一体化系统设计?和?单片机原理及应用?课程共同完成,其中?机电一体化系统设计?课程学时为16学时.表1实训内容及时间规划所属课程时间安排主要内容备注机一体化系统设

27、计第1-2学时小车本体组装第3-4学时电路板焊接与测试第5-6学时学习编程仿真软件及程序烧写软件第7-8学时编程练习数码管显示第9-10学时练习驱动模块驱动电机正反转第11-12学时练习脉宽速度调制第13-14学时练习红外避障模块第15-16学时练习红外循迹模块第17-18学时练习测速、测距模块第19-22学时多功能综合练习和扩展练习第23-26学时研究报告与工程验收2.52.5 工程及综合实验的要求和成绩评定指导教师根据学生出勤情况、智能车的设计制作及测试、研究报告等方面情况综合评定每个学生的工程及综合实验的成绩.13机电一体化系统设计课程教学大纲成绩评定标准评定条目评定标准备注智能车设计及

28、实验共30分工程及综合实验共包含10项任务,共24分,每项任务占总分的10%(1)小车本体组装和机械臂设计(2)焊电路板并测试(3)学习编程仿真软件和程序烧写软件(4)编程练习数码管显示(5)练习驱动模块驱动电机正反转(6)练习脉宽速度调制(7)练习红外避障模块(8)练习红外循迹模块(9)练习测速、测距模块(10)多功能综合练习和扩展练习通过测试、表演或竞赛等方式进行实际测评、综合评分,对于创新设计给予奖励分数.研究报告整理、撰写共占6分.注：不参加工程及综合实验的学生本门课程计零分.2.62.6 课程研究工程研究报告要求报告主要包括以下主要内容：封面：工程名称：姓名：课题组的分工或奉献：课程

29、名称：指导教师：日期：摘要：简明、确切地记述报告的重要内容,150字左右.前言：前言简要说明课程研究工程研究报告的目的和范围,介绍相关领域所做的工作和研究的概况,研究报告的意图、预期的结果.研究报告正文：包括介绍相关开展的研究内容的根本原理、所采用的研究方法及相关工具；详细说明工程的方案设计；给出研究结果并讨论等.主要提纲如下：(1)方案论证(包括各功能单元方案的详细论证)14机械工程学院本科课程教学大纲(2)硬件设计(包括硬件系统框图、各单元电路设计、硬件电路原理图、机械臂模型等)(3)软件设计(包括程序框图与源代码,位移、速度和轨迹规划软件)(4)具体测试情况(包括工程测试与要求、测试结果

30、)结论： 研究报告的总结简要总结你的主要工作、 主要结果、 心得感受主要发现以及下一步应当开展的主要工作等.主要参考文献注意：(1)报告总字数要求3000字以上,字迹工整,图文标准.(2)每个课程都要交单独的工程报告.(3)各组报告所选取内容要独立完成,假设严重雷同,将会严重影响成绩；同时各个小组成员也要有明确的分工和合作.(4)要在汇报的前一天前提交研究报告电子版和纸质文档.参考资料的来源：通过校园网在我校订阅的电子资料库中可以搜索到大量的有关机电一体化以及电机和电力拖动的参考资料.同学们也可到学校的图书馆查找纸质期刊资料.机械学院的计算机中央上班时间免费对本院学生开放.严禁剽窃抄袭行为：发

31、现有剽窃抄袭行为的,研究工程成绩为零.剽窃抄袭行为主要指：(1)从参考资料中引用有关思想或结果,但没有在报告中指明该思想或结果的出处并且没有与你的思想或研究结果进行清楚的区分.(2)直接拷贝别人的研究结果当作自己的研究成果.五、应用型实验(实践教学)内容与要求应用型实验课共计4学时,完全由学生根据实验室提供的设备材料自主设计完成.共设计9个实验工程,学生可以根据个人兴趣选择相应题目,完成4学时实验.实验一“电梯的自动限制实验：熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法；学生自主完成基于PLC的四层楼电梯限制系统硬件线路设计与连接,进一步熟悉PLC的I/O连接及与外围电路的实际接口连线；熟悉四层楼电梯

32、采用轿厢外按钮限制的编程方法,根据实验指导书中提出的电梯运行的限制要求,设计程序限制电梯完成上下运行.实验二“基于PLC的数字量方式多段速变频调速限制：了解变频调速的根本原理及特点；了解变频器操作面板及外部限制端子的功能,画出变频器外部接线图；掌握用操作面板改变变频器参数的步骤以及外部运行模式下变频器的操作方法,实现对交流异步电机的调速；进一步熟悉PLC的编程,画出设计的电梯限制梯形图.15机电一体化系统设计课程教学大纲实验三“融合组态软件的液位实时监控实验：学生自己动手组建一个水位监测与限制装置,包括人机界面、PLG进水泵、电磁阀、传感器等的硬件电路连接；以PLC作为限制核心,通过PLC内部

33、的PID程序对液位高度进行限制,使B容器中的液位可以维持在设定值不变,液位误差不超过0.5cm；上位机的监控界面可以实时显示液位状况,记录液位实际高度的变化；液位超过18cm或低于3cm时发出报警信号.实验四“机器人工件装配的自动限制实验：利用实验室现有的小型车铳床和尼龙棒等材料,由同学自己设计并加工一组零件,放在工作台不同位置,编程限制机器人手爪把两个零件装配在一起；根据指导书中的限制要求,规划机器人手爪行走轨迹,并设计PLC实验程序；接通气路,连接电路,下载FCT应用程序到各轴限制器,下载STEP7应用程序到PLG操作机器人完成装配动作.实验五“两维运动平台机械结构组成及运动限制实验：了解

34、X-Y运动平台的工作原理及机械结构组成,画出运动限制平台的结构简图；自行完成X-Y运动平台、限制箱、PC机及GT-400型运动限制卡之间的电路设计并连接；利用已学过的VisualBasic语言,针又GT-400运动限制进行面向单轴限制的程序设计,实现GT-400运动限制卡限制轴寻址、限制轴运动规划、伺服滤涉及参数更新等.通过P、I、D参数设定,速度、加速度及位置参数设定,来实现GT-400型运动限制卡两轴联动运动程序设计.实验六伺服电机限制系统仿真实验：自行设计一个直流伺服电机电枢限制系统模型；建立直流伺服电机电枢限制系统数学模型,写出限制系统相应的传递函数；初步掌握MATLAB勺使用,根据直

35、流伺服电机的传递函数,在Simulink中应用TransferFcn模块构建模型图；对限制系统进行仿真,并修改限制参数,对多组仿真结果进行比拟分析.实验七“公交车语音报站系统设计实验：设计一个公交车报站系统,选择芯片并完成各芯片与CPU及各芯片之间的连接电路；要求能够实现20秒录放音长度,可分1-160段录放音片段,具有掉电存储功能；要求可以实现手动和自动限制,其中手动限制方式通过按键REW音和按键PLAYEPLAYL放音,自动限制方式通过8个按键限制录、放音：14号键录音各5秒；然后通过58号键放音,放音内容顺序对应14号键的录音内容.实验八计算机限制系统时间响应分析：采用MATLABg言进

36、行编程,掌握初步的MATLABH程水平；对某一离散限制系统进行单位阶跃响应、单位脉冲响应的仿真,并利用MATLAB寸离散系统进行时域、频域分析；运行所编程序,实现仿真,并打印仿真结果曲线.实验九PID限制器设计及参数整定：学习和掌握PID限制算法,分析每种类型限制器P、PI和PID对系统动态响应的影响；针对某一具体开环传递函数,设计限制器并给出每种限制器控制的仿真结构；通过调节P、I、D三种系数的大小观察并解析动态响应曲线的变化.六、教学方法及手段含现代化教学手段16机械工程学院本科课程教学大纲本课程采用“工程教学引领,理论实践一体的教学方法,探索和建构学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教

37、学模式,以更好地促进机电一体化课程教学改革.(一)“工程教学引领,理论实践一体课程教学方法的核心思想课程教学以提倡学生的主动学习和主动实践为核心的“做中学教学理念为指导原那么,以“团队式实训型工程为线索,精心组织课程理论教学和实践教学安排,改变学生传统的学习观,变被动接受知识为主动寻求知识,注重培养学生的创新精神和团队意识,学生在完成“工程的过程中,会积极地去思考、探索.教师引导学生进行讨论和交流,并适当地给予点评和鼓励,使他们相互取长补短,既调动学生的积极性,又培养了他们的创新精神和合作意识.(二)“工程教学引领,理论实践一体课程教学方法的设计原那么“工程教学引领,理论实践一体课程教学模式由

38、以理论“灌输为中央转变为以工程“引领为中央,由以教师“被动讲授为中央转变为学生“主动参与为中央,以“讲中记为中心转变为以“做中学为中央.进而,在课程教学模式的实施过程中,要注意以下设计原那么.1 .采用先进教学手段,发扬课堂教学模式的优势“工程教学引领,理论实践一体课程教学模式的开展,并不是完全丢弃现有的课堂教学模式.学生还处在长知识、打根底的学习阶段,理论课堂教学中的某些知识、水平练习是学生们成长所必需的.“工程教学引领,理论实践一体课程教学方法以实训工程为引导,并结合精湛的理论课堂讲解,采用启发式教学、 归纳式教学等先进的教育教学方法和手段,使学生较快的建立系统的概念,进一步通过实训工程,增强学生理论联系实践的综合水平.2 .开放交流,采用团队式互动讨论和分工合作,增强学生的团队意识和沟通水平工程实施和理论教学过程中,学生组成假设干小组,每组完成一个工程,组内成员有不同分工,由小组长负责牵头,自发组织相关资源学习、 收集素材.遇到问题,由小组商讨解决,解决不了再请指导教师帮助.同时,互动式讨论课贯穿于整个教学过程中,针对工程实施和理论教学过程中存在的关键问题确定讨论主题,通过查阅资料、分组讨论,上台讲演、提问辩论等环节,主动参与教学,体验教学过程,分享学习的乐趣和成果,激发学生的学习兴趣,调动学习的积极性和主动