《机电传动控制》课程教学大纲（本科）

1、机电传动控制Electro-mechanical Driving Control课程编号：03410084学 分：2学 时：32（其中：讲课学时：26 实验学时：6 上机学时： 课外： ）先修课程：电工技术、电子技术适用专业：机械设计制造及自动化教 材：机电传动控制，冯清秀邓星钟，华中科技大学出版社，2011年6月一、课程的性质与任务机电传动控制是机械电子工程、机械设计制造与自动化专业的一门专业基础课程。通过学习，使学生掌握机械装备的电气传动与控制系统的设计、使用和维护，掌握机电一体化 技术所需的强电控制知识，包括电机、传动控制、可编程序控制器、接触器-继电器控制、电力电子 技术基础等方面的基

2、础知识，并为学习后续课程垫定基础。通过实验，使学生了解和掌握机械装备的电气传动和控制系统设计、使用，掌握实验的基本方 法和技能，学会使用有关设备和仪器，以及实验数据的处理方法，着重培养学生的实际动手能力及 综合运用所学知识分析和解决一般技术问题的能力。二、课程目标及对毕业要求及其指标点的支撑（一）课程目标课程目标1:能够在充分了解直流电动机、交流电动机和控制电动机工作特性的基础上，选择 合适类型的电动机并建立相应的机电控制系统，使之能工作在稳定平衡的工作状态之下，完成对应 的控制目标。课程目标2：能够基于科学原理并采用科学方法，制定电动机性能测试及控制方面的实验方案, 并能对实验数据进行科学的

3、分析和处理。课程目标3：能够正确认识在充分了解电动机及其控制系统在生产和实际生活中的应用及其对 于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。（二）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中毕业要求2、毕业要求4和毕业要求6：.毕业要求2-2：能够针对机械设计、制造及其自动化领域或系统的复杂工程问题，选择正确、 可用的数学模型。占该指标点达成度的20%；.毕业要求4-2：能够基于科学原理并采用科学方法对机械零件、结构、装置、系统制定实验方 案。占该指标点达成度的20%；说明的问题要充分解释，实验结论清楚准确。五、实验成绩的考核与评定方法.指导教师根据每个学生实验预习情况、必做

4、实验完成情况、实验的完成度，以及对实验报告的 批改，进行评分，并将成绩记录在册。.实验成绩的考核，主要以实验报告和实验过程为考核依据，成绩按百分制给出。.此实验不单独算学分，将实验成绩报给任课教师，按教学大纲规定的比例纳入课程的总成绩。 六 参考资料. OMRON PLC编程手册. MCL系列电机电力电子及电气传动教学实验台使用手册，求是科技3J.THHK-2型控制电机综合实验装置使用手册，天煌教仪2017年10 月6日课程简介课程编码：03410084课程名称：机电传动控制英文名称:Electro-mechanical Driving Control学 分：2学 时：32 （其中：讲课学时：

5、26实验学时：6上机学时：0）课程内容：机电传动控制是机械电子工程、机械设计制造与自动化专业的一门 专业基础课程，讨论机电一体化技术所需的强电控制知识，内容包括电机、传动控制、 可编程序控制器等，通过学习使学生掌握机械装备的电气传动与控制系统的设计、使 用和维护，并为学习后续课程垫定基础。选课对象：机械设计制造及自动化专业本科三年级学生先修课程：大学物理、电工技术、电子技术教 材：机电传动控制，冯清秀邓星钟，华中科技大学出版社，2011年6 月第5版3.毕业要求6-2：能正确认识机械制造过程和装备对于客观世界和社会的影响，并理解应承担的责任。占该指标点达成度的20%。程目标毕业要求指课程目标1

6、课程目标2课程目标3毕业要求2-2V毕业要求4-2V毕业要求6-2V三、课程的教学内容及基本要求第1章绪论1.教学内容(1)机电系统的组成；(2)机电传动控制的目的和任务；(3)机电传动控制的发展概况；(4)课程的性质和任务；(5)课程的内容安排。.知识、能力与素质等方面的基本要求了解本课程学习内容和基本要求；了解机电传动控制系统、元件的基本组成和发展概况。.重难点机电系统的组成；第2章 机电传动系统的动力学基础.教学内容(1)机电传动系统的运动方程式；(2)负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算；(3)机电传动系统的负载特性；(4)机电传动系统稳定运行的条件；* (5)机电传动系统的过渡过程。.

7、知识、能力与素质等方面的基本要求(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机械特性；(4)掌握机电传动系统的稳定运行条件；(5)掌握机电传动控制系统建立后分析其运动状态的基本理论基础，并能在今后的工程实践中应用。3.重难点(1)机电传动系统的运动方程式；(2)机电传动系统稳定运行的条件。(3)机电传动系统的运动方程式中转矩方向的判断。第3章 直流电机的工作原理及特性1.教学内容(1)直流电机的基本结构和工作原理；(2)直流发动机；(3)直流电动机的机械特性；(4)他励直流电动机的启动特性；(5)他励直流电动机的调速

8、特性；(6)他励直流电动机的制动特性；.知识、能力与素质等方面的基本要求(1) 了解直流电机的基本结构；(2)掌握直流电机的基本工作原理；(3)掌握直流电动机的机械特性；(4)掌握他励直流电动机的启动、调速和制动特性；(5)掌握直流电机的基本工作原理及其调速方法；.重难点(1)直流电动机的机械特性；(2)直流电机的基本工作原理及特性。(3)他励直流电动机的制动特性中机电变化过程。第4章 交流电动机的工作原理及特性1.教学内容(1)同步电动机。(二)教学要求(1)掌握同步电动机的工作原理、特点及应用。(2)掌握直流电动机的基础知识、分析的基本方法，并具有初步应用这些知识与技能解决具 体机械工程问

9、题的能力。3.重难点(1)同步电动机的结构及主要特性。(2)同步电动机的三种励磁状态的原理。第5章控制电动机.教学内容(1)直流伺服电动机；(2)交流伺服电动机；(3)力矩电动机；(4)直线电动机；.知识、能力与素质等方面的基本要求掌握各种控制电动机的基本工作原理、特性及应用。.重难点无刷直流电动机的基本特点。6章 继电器一接触器控制.教学内容(1)常用控制电器与执行器；(2)继电器一接触器控制电路的组成；(3)继电器一接触器控制的基本电路。.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)掌握基本继电器一接触器控制线路；(2)能设计一些机械设备的电气控制系统。(3)掌握继电器-接触器控制方面的基础知识

10、、分析的基本方法，并具有初步应用这些知识与 技能设计基本电路的能力。.重难点(1)继电器一接触器控制的基本电路。(2)机械设备电气控制系统的简单设计。第7章 可编程序控制器原理与应用.教学内容PLC的基本结构和工作原理；PLC的主要功能和特点；PLC的软件技术；PLC的编程元件；PLC的应用。.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)掌握可编程序控制器基本工作原理、指令系统、特性并能应用。(2)掌握可编程序控制器的基础知识、分析的基本方法，并具有初步应用这些知识与技能解决具体工程问题的能力。.重难点(1)PLC的指令系统及其应用。PLC的简单应用设计。*第8章 电力电子学基础.教学内容(1)电力

11、半导体器件；(2)可控整流电路；* (3)逆变电路；(4)斩波电路；(5)电力半导体器件的驱动电路；.知识、能力与素质等方面的基本要求了解电力半导体器件的基本工作原理；(2)掌握单相晶闸管可控整流电路；(3)掌握单极晶体管触发电路和串并联电路。(4)掌握电力电子方面的基础知识、分析的基本方法，并具有初步应用这些知识与技能解决具 体机械工程问题的能力；.重难点(1)晶闸管可控整流电路的基本组成及特点；(2)单相桥式整流电路特性测试。(3)逆变电路；(4)斩波电路。*第9章直流调速系统.教学内容(1)调速系统主要性能指标；(2)晶闸管一电动机直流调速系统；(3)直流脉宽调速系统；(4)微型计算机控

12、制的直流传动系统。.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解机电传动控制系统的组成结构；(2)基本掌握晶闸管一电动机直流传动控制系统和脉宽调速系统；3) 了解微型计算机控制的直流传动系统。3.重难点(1)晶闸管一电动机直流调速系统；(2)直流脉宽调速系统；(3)微型计算机控制的直流传动系统的主要性能指标。*第10章 交流自动调速控制系统.教学内容(1)变压变频调速系统的基本构成与分类；(2)交-直-交变频调速系统；(3)无刷直流电动机调速系统；(4)由交-交变频器供电的的同步电动机调速系统；(5)变频器的选择与使用；(6)异步电动机调压调速系统。.知识、能力与素质等方面的基本要求(1)理解各

13、种类型的交流调速系统的基本组成结构和基本工作原理。.重难点(1)变压变频调速系统的基本构成与分类；(2)无刷直流电动机调速系统；(3)变频器的选择与使用。四、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节教学内容支撑课程 目标支撑的毕 业要求指 标点讲课实验第1章 绪论机电系统的组成；机电传动控制的目的和 任务；机电传动控制的发展概况；课程的 性质和任务；课程的内容安排目标1、32-2、 6-21第2章 机电传动系 统的动力学基 础机电传动系统的运动方程式；负载转矩、 转动惯量和飞轮转矩的折算；机电传动系 统的负载特性;机电传动系统稳定运行的 条件目标1、32-2、 6-22第3章直流电机的工作原理及特

14、性直流电机的基本结构和工作原理；直流发 动机；直流电动机的机械特性；他励直流 电动机的启动、调速、制动特性目标1、2、 32-2、 4-2、6-282第4章 交流电动机的 工作原理及特 性同步电动机目标1、32-2 6-21第5章控制电动机直流伺服电动机；交流伺服电动机；力矩 电动机；直线电动机目标1、32-2 6-23第6章 继电器一接触常用控制电器与执行器；继电器一接触 器控制电路的组成；继电器一接触器控制目标1、32-2、 6-24器控制的基本电路第7章 可编程序控制 器原理与应用PLC的基本结构和工作原理；PLC的主要 功能和特点；PLC的软件技术；PLC的编 程元件；PLC的应用目标

15、1、2、 32-2 4-26-274合计266五、考核方式课程考核方式包括期末考试、平时及作业情况考核和实验情况考核，期末考试采用闭卷笔试。（2）课程成绩=平时成绩考试成绩X20%+实验成绩X 10%+期末考试成绩X70%o成绩的具体构成如下:考核形式考核要求考核权 重支撑的课 程目标备注课堂表现以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测 试1-3题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时 复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，进 行综合考核。10%目标1、3平时作业课后完成20-30个习题，主要考核学生对每章知识点 的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩。10%目标1、3期末

16、考试采用闭卷考试，试卷题型包括填空题、简答题、计算 及分析题等。其中考核电机相关知识型题目占45% 左右;考核对机电系统进行分析的能力的题型占25% 左右；考核电机控制方面的题型占30%左右。70%目标1、3实验完成3个实验，主要考核学生应用机电传动系统基础 知识实施电动机的控制实验、并对实验结果进行分析 与评价的能力。10%目标2六、课程目标达成度评价课程目标达成度计算表如下:课程目标对应考核形式实际评测结果（学生达到的平均水平）对应总分达成度课程目标1实验实验平均分x 10%10达成度=实 际测评结 果/对应总 分课程目标2课堂表现、平 时作业、期末 考试（课堂表现xl0%+平时作业 xl

17、O%） /2+期末考试对应试题 平均分x70%10+期末考试对应试题 总分x70%达成度二实 际测评结 果/对应总 分课程目标3课堂表现、平 时作业、期末 考试（课堂表现xl0%+平时作业 xlO%） /2+期末考试对应试题 平均分x70%10+期末考试对应试题 总分x70%达成度二实 际测评结 果/对应总 分七、大纲说明.该基本要求主要包括了机械类本科专业机电传动控制课程的最低要求，实际授课时可在 此基础上，根据具体情况对其内容加深、加宽。.该大纲中的基本要求分为三个档次，即掌握、理解和了解。掌握是指对教学内容理解透彻、 清楚，并具有应用所学知识解决实际问题的能力；了解是指对教学内容具有基本

18、知识，为今后进一 步学习打下基础。.课后可结合教学内容适当布置作业，以使学生进一步理解教学内容。.打*章节为选讲或自学内容。.采用多媒体教学手段，配合例题和习题的讲解及适当的课后思考题，保证讲课进度的同时， 注意学生的掌握程度和课堂的气氛；.本课程有8个学时的实验，具体实验内容见机电传动控制课程实验教学大纲。六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）.电机与拖动 刘振兴主编 华中科技大学出版社2008年2月第1版.三菱FX系列PLC设计与开发-原理、应用与实训 张还 等编著 机械工业出版社2009 年4月第1版2017年10月6日机电传动控制课程实验教学大纲Electro-mechanical Driving Control课程编号：03410084课程教学总学时：26 实验总学时：6 总学分：2先修课程：电工技术、电子技术适用专业：机械设计制造及其自动化一、目的和任务本课程是一门实践性很强的专业基础课程。为了配合课程的教学，设置了相应的实验环节，内 容主要包括直流电机的工作原理及特性、PLC控制方法与技能和可控整流电路工作原理及特性。通 过实验，使学生了解和掌握机械装备的电气传动和控制系统设计、使用，掌握实验的基本方法和技 能，学会使用有关设备和