机械工程及自动化专业机械电子工程方向选课指导书（模板）

1、机械工程及自动化专业机械电子工程方向选课指导书一、机械电子工程方向学科基础选修课和专业方向选修课程设置如下表：类别课程编号机械电子方向选修课（至少选修学分数 参见各年级教学计划）010601复变函数与积分变换（3）学 科 基 础 选 修 课080241机电伺服控制技术（2）080362机电一体化产品设计（2）081711现场总线技术及其应用（2）081721虚拟仪器技术及其应用（2）081681PLC原理及其应用（2）081732数字图像处理（2）081461solidwork高级造型技术类 别课程编号（至少选修学分数参见各年级教学计 划）080371机电控制系统（2）080381机械电气电子

2、控制技术（2）专081931单片机接口及其应用（2）业081941嵌入式系统原理及应用（2）方081821信号与系统向081831光电检测选081841DSP的原理及应用修081811数字信号处理课二、选修课程介绍及指导意见如下：（一）学科基础选修课介绍：复变函数与积分变换（3）本课程是高等工科院校学生工程数学必须掌握的一门课程，是学习其他工科 技术基础课和专业课的重要桥梁，它为学生今后学习“控制工程基础”、“测试技 术”、“数字信号处理”、“信号与系统”等课程打下必要的基础。机电一体化产品设计（2）本课程主要是介绍对现代机械、创新产品、现代设计的认识；按功能分析 的观点、方法对产品的四大功能

3、分别作了分析，介绍了数控机床，工业机器人、 三坐标测量机、微机械、快速成型机、汽车、喷气织机等产品的局部分析与设计 实例，覆盖了机械工程及其自动化这一大专业下的机械制造、机械设计、机械电 子工程、精密机械、汽车工程、纺织机械等专业方向。本课程为机电类学生的一门必修课。该课程以机电产品的主功能原理分析方 法为主线，进行了动力部件与执行部件、结构功能部件和检测与控制功能部件的 分析，初步形成了不同于以典型产品分类和以关键技术分类的新的专业课程体 系，有利于激励创新思维和开发创新能力。选取了内容较新、涉及面较广的资料 和实例，提出并介绍了一些新观点，有助于启发和活跃同学们的创新思维和意识。机电伺服控

4、制技术（2）本课程为机械工程及自动化专业在完成机电控制等课程基础上的一门必修 课，它在学生已具备一定的电工学、控制技术、电气控制等知识基础上，介绍各 种伺服电机及其控制原理为内容，在已有的专业基础知识的条件下扩展学生的知 识面，培养学生机电一体化方向专业理论。本课程为机械工程与自动化专业本科四年级学生的一门选修课，它在学生已 具备一定的电工学、电子学、控制技术、电气技术等知识基础上，以伺服元器件 及其控制理论方法为内容，进行机电等多个环节的理论和能力培养。现场总线技术及其应用（2）现场总线技术自70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、 维护和管理，降低系统的投资和运行本钱，增强系

5、统性能等方面的优越性，得到 了大范围的推广。为了让学生掌握现场总线这一自控领域的新技术，本课程主要 介绍现场总线开放系统与网络的基础知识，讲述几种有影响力的现场总线（如 PR0FIBUS总线、CAN总线等）及其各自的技术特点、规范、通信控制芯片、接口 电路设计以及现场总线控制系统和网络系统的设计和应用。通过本课程的学习，使学生能够掌握现场总线开发系统与网络的基础知识， 了解和掌握几种主要现场总线的通信协议、技术规范、通信控制芯片、应用电路 和应用系统设计等技术内容。培养学生成为具有多学科知识与技能的复合型人 才，并通过实验教学缓解培养学生科学实验能力和实际操作能力。虚拟仪器技术及其应用（2）本

6、课程主要介绍以LabVIEW软件为开发平台，采用先进的信号分析和处理技 术设计具有不同测量功能的虚拟仪器的工作原理和方法。本课程是机械学科光机电专业方向的一门技术基础选修课。通过本课程的学 习，应使学生了解虚拟仪器的基本概念，掌握LabVIEW软件的基本使用方法及其 应用；培养学生具有一定的虚拟仪器设计能力；掌握信号分析和处理技术的基本 知识。PLC原理及其应用（2）课程是面向机械工程及自动化专业的一门选修课程；课程内容系以FP7系 列PLC为例，全面讲述可编程控制器的基本原理和应用技术，着重要求掌握PLC 的指令系统和编程技巧以及PLC控制系统设计与开发的基本方法。通过【机械控制计算机（PL

7、C）这门课程的学习，学生可以较为全面地掌握 PLC原理、结构、性能和应用方面的基本理论，并具有设计、开发和应用PLC控 制系统的初步能力。数字图像处理（2）本课程主要讲授数字图像处理的理论与实现方法。要求掌握的主要内容有： 图像的数字化和离散图像的数学描述；二维采样定理；二维离散Fourier变换； 离散Karhunen-Loeve变换；图像点运算；图像空间邻域运算；图像变换域运算; 图像恢复的代数恢复方法；频域恢复方法；运动模糊的恢复；几何畸变的消除； 投影重建图像中断层摄影图像的获取；用Fourier变换进行图像重建；利用卷积 进行图像重建；数学形态学与二值图像的数学形态学运算；图像分割和

8、特征提取 中的分割技术；边缘提取的经典方法；Marr边缘检测算子；图像特征提取；图 像简单几何性质的描述与变换；目标大小的描述；形状描述；形状分析。通过本课程的学习，学生应基本掌握数字图像处理的基本理论，基本算法及 用Matlab进行图像处理的基本方法。各专业的学生可根据专业的特点、侧重点 学习有关章节的内容。（二）专业方向选修课介绍：.单片机接口及其应用（2）单片机是微型计算机应用技术的一个重要分支，近年来在工业智 能仪器仪表、光机电设备、自动检测、信息处理、家电等得到了广泛 的应用。本课程将着重讲解目前市场上常用的MCS51系列单片机的开 发与应用技术。内容包括系统扩展及接口技术、程序设计

9、、测控系统 应用举例、串行通信、分布系统、光纤通信等方面的知识及实例。通 过对单片机应用系统的设计、制作和调试，提高学生的动手能力和分 析问题的能力。本课程为机械电子方向学生的一门专业选修课，它将通过理论与 实验环节，使学生掌握单片机程序设计和微机接口应用的基本方法， 并能综合运用单片机的软、硬件技术分析实际问题，为工业生产、科 学研究和实验设备等领域的单片机应用和开发打下良好的基础。它要 求学生在学习本课程之后，能将微机原理的基础知识和单片微型计算机的知识有机地结合起来，并在此基础上，独立分析、设计和调试单 片机应用系统。本课程是机械电子工程专业十分重要专业方向课，建议机械电子 工程专业学生

10、选修本课程，机械设计、机械制造及自动化专业的学生 也应选修本课程，本课程对机械类学生是一门重要的专业方向课。.机电控制系统【机电控制工程】是一门结合这一学科领域的最新开展的专业技术课 程，这门课程主要讨论的对象是机械系统的机电控制，特别是自动化机械 设备的运动控制技术。在控制系统设计中将控制元件的内容结合系统，计 算机控制结合模拟控制一起表达；增加了科研中得到的实际典型系统介 绍；本课程对控制工程的理论体系更加完整，内容更加充实新颖，理论与 实际联系更加紧密。本课程为基本满足了机械自动化专业高年级本科生教学的需要。而且 对于从事机电一体化新产品开发的工程技术人员有一定的参考价值。这是 机械电子

11、工程类学生必须掌握的一门重要专业技术课程。本课程是培养学生掌握机电控制系统方面的有关概念、理论基础知识。建立 控制系统的动力学模型，了解机电耦合系统的概念以及应用，正确掌握 PID控制、转矩控制、位置控制、速度控制以及矢量控制的概念和他 们的应用范围，掌握步进电动机控制系统的性能指标与步进驱动控制 电路设计，了解伺服系统分析与应用。使学生具有机电控制的实际应用能 力。本课程是机械电子工程专业十分重要专业方向课，建议机械电子工程专业学 生选修本课程，机械设计、机械制造及自动化专业的学生也应选修本课程，本课 程对机械类学生是一门重要的专业方向课。.机械电气电子控制技术本课程系统地介绍了机床电气控制

12、技术的一般原理、设计方法、元器件选型 等，课程以三大部份构成。第一局部是：机械强电控制系统的原理和设计方法； 第二局部是：变频调速系统的原理及应用；第三局部是：PLC控制技术及应用。通过对本课程的学习，使学生较熟练掌握机械装备的低压电器控制系统的一 般设计规律，了解变频调速系统的设计方法，较熟练地选用变频器，对PLC控制 技术有初步的了解，可利用PLC进行简单控制系统的设计，通过对上述三部份知 识的理解，能综合运三局部知识解决一般简单机械装备的电控系统设计问题。本课程是机械电子工程专业十分重要专业方向课，建议机械电子工程专业学 生选修本课程，机械设计、机械制造及自动化专业的学生也应选修本课程，

13、本课 程对机械类学生是一门重要的专业方向课。本课程是机械类学生重要的专业方向课。通过学习本课程，使学生掌握一般简单机械装备的电控系统设计知识，为其 后的工作实践奠定必备的专业基础。.嵌入式系统原理及应用（2）设计筹划主要研究产品与行业、企业、品牌、关联产品、消费者 之间的互动关系。嵌入式系统与技术已广泛应用于工业、交通、通讯、 商业、农业、金融、公安、国防、航空航天、医疗卫生等国民经济的 各个领域。据统计，目前95%的微处理器以及65%的软件产品用于 嵌入式电子设备。嵌入式计算机的广泛应用已是后PC信息时代的重 要特征，普及和提高嵌入式产品开发技术水平迫在眉睫，本课程正是 基于此而开设的。课程

14、主要以32位新型微控制器的应用为主线，让 学生掌握嵌入式系统的基本概念和软/硬件体系结构。并通过熟悉嵌 入式应用系统的开发过程、工具环境和开发技术，使学生掌握嵌入式 系统的设计要领，理解平台支撑作用，掌握基本的开发技术。本课程将围绕目前流行的32位ARM微控制器，深入浅出地讲述 嵌入式系统的概念、软硬件组成以及嵌入式系统的开发设计方法。通 过课堂学习和实验，加深学生对嵌入式系统设计与开发过程的体会， 通过介绍一般的实验开发流程和软件硬件开发环境，使学生掌握基本 的嵌入式软件开发技能。本课程的知识将为学生今后从事嵌入式系统 研究与开发打下坚实的基础。.信号与系统本课程是通信专业的主要专业基础课，

15、主要讲述确知信号和线性时不变系统 理论的基本概念和基本分析方法，信号侧重变换，系统侧重分析。主要内容包括: 信号与系统的基本概念，连续系统的时域分析，离散系统的时域分析，连续系统 的频域分析，连续系统的复频域分析，离散系统的复频域分析，系统函数及系统 的状态变量分析。通过本课程的理论和实践教学，使学生掌握信号与系统的基本概念，线性时 不变系统的基本特性，信号通过线性系统的基本分析方法。培养学生的抽象思维 能力，提高分析问题、解决问题的能力，并初步学会计算机的信号与系统仿真。 再配以一定数量的实验，使学生建立起通信的整体理论概念。为进一步学习后续 课程和从事实际工作打下坚实的理论基础。.光电检测

16、本课程是测控技术、仪器仪表、自动化及机械电子工程等专业的一门重要选 修课。其主要内容是介绍现代测试和控制中重要的光电检测技术的原理方法和技 术。课程将主要讲述光电检测系统的基本原理、系统构成、系统元件的选择以及 光电检测信号的处理等。本课程的主要任务是介绍现代测试和控制中重要的光电检测技术的原理方 法和技术。使学生比拟全面地掌握光电检测的基本原理、基本知识和基本方法， 了解科技的新动向，以便于在今后的科研和生产实践中的应用。. DSP的原理及应用(2)本课程着重介绍数字信号处理器(Digital Signal Processor , DSP）这一当前开展迅速功能强大的电子器件的工作原理及其应用

17、。通过介绍DSP的工作原理、内部资源、指令系统、接口模块和DSP系 统设计，并结合相应的实验，提高学生的动手能力和独立工作能力。本课程将围绕TMS320LF240X芯片（高性能的定点DSP芯片），深 入浅出地讲解DSP的工作原理及其应用。主要介绍TMS320LF240X硬 件概况，TMS320LF240X内部资源，TMS320c24x寻址方式和指令系统， 程序编写和调试环境等，同时以TMS320LF240X模块的原理和应用为 主线，讲述各个功能模块（或外设）的基本原理，并列举出相应的应 用实例。通过结合相应的实验，提高学生的动手能力和独立设计DSP 应用系统的能力。.数字信号处理本课程主要讲述数字信号处理的基本概念、原理及方法，内容包括：信号频 谱和傅氏变换，离散信号和抽样定理，滤波与褶积、Z变换，线性时不变滤波器 和系统，冲击函数一一函数，希尔伯特变换与实信号的复数表示、包络、瞬时相 位和瞬时频率，有限离散傅氏变换，相关分析，物理可实现信号、最小相位和最 小能量延迟信号，有限长脉冲响应滤波器和窗函数，递归滤波器及其设计，最小 平方滤波，随机信号等。通过本课程的理论和实践教学，使学生掌握数字信号处理的基本