《机电一体化系统设计》教学大纲

《机电一体化系统设计》教学大纲课程编号：13220219英文名称：MechatronicsSystemDesign学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时先修课程：单片机原理及应用、机电传动控制技术课程类别：专业方向课授课对象：机械电子工程专业机器人技术方向学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标《机电一体化系统设计》是一门研究应用电子，机械，控制等相关理论和方法进行机电一体化系统设计的专业方向课。通过本课程，让学生学习组成机电一体化系统的各功能模块基础知识，能根据构建的模型设计基本反馈控制系统。帮助学生建立全局的，机电协同的设计思路，能够对特定需求的机电产品、传动与控制等复杂机电工程问题进行方案设计。课程目标1：通过学习组成机电一体化系统的各功能模块基础知识，并将其统一到整个机电系统中去，能够对特定需求的机电产品、传动与控制等复杂机电工程问题进行方案设计。课程目标2：能按照设计要求的动态和静性能完成硬件选型和整体框架设计，能根据构建的对象模型设计基本的反馈控制算法，并能选择与使用恰当的技术手段和现代工程工具进行建模、预测与仿真，并在实践过程中相互验证。课程目标3：能在所学知识的基础上，根据工程对象的特殊性，通过自主学习，进行针对性的软硬件方案设计和改造。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重指标点3-1.能够对特定需求的机械产品、零部件、传动与控制、机械制造过程等复杂机电工程问题进行方案设计。课程目标10.2指标点5-2.能够针对复杂机电工程问题，选择与使用恰当的技术手段和现代工程工具进行建模、预测与仿真，并能够在实践过程中领会相关工具的局限性。课程目标20.6指标点12-2.针对工程问题的复杂性，掌握自主学习的方法，具有不断学习和适应发展的能力。课程目标30.2三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1机电一体化系统概论。了解机电一体化系统概述；了解机电一体化系统分类；了解机电一体化系统的发展趋势。德育要求：培养学生工程综合能力。2讲授式启发式课程目标12可靠性与抗干扰的基本概念。了解抗干扰设计的意义；了解干扰的分类；掌握可靠性的基本概念；熟悉机电一体化系统可靠性设计的方法。德育要求：培养学生工程综合能力。6讲授式练习式课程目标23软硬件抗干扰设计方法。熟悉元器件级抗干扰设计；掌握常用硬件抗干扰设计方法；掌握常用软件抗干扰方法。德育要求：培养学生工程综合能力。6讲授式讨论式课程目标24过程通道技术。了解香农采用定理；理解采样与保持的物理数学机理；熟悉基于采用理论的机电一体化测控系统设计。德育要求：培养学生工程综合能力。8讲授式讨论式课程目标25数字程序控制技术。了解机电一体化系统中的数字程序控制的基础知识；熟悉基于逐点插补法的直线和圆弧插补技术；能设计基于步进电机的插补机电系统。德育要求：培养学生工程综合能力。6讲授式启发式课程目标26数字PID技术。了解模拟PID和数字PID的优缺点；了解机电系统数字PID控制单元连续化设计方法；基于实例的数字PID控制的实现及改进。德育要求：培养学生工程综合能力。4讲授式启发式课程目标3合计32四、课程教学方法采用集中讲授、讨论、仿真、练习等教学方式。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由课程内训练、期末考核组成，均按百分制计分。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）课程目标4（分值）课程目标5（分值）合计1课程内训练20020402期末考试060060课程目标对应分值206020100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程内训练按时完成，90%以上的要求达成。按时完成，70%以上的要求达成。延时完成，60%以上的要求达成。不交和补交，50%以下的要求达成。2.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《机电一体化系统设计》，[美]DevdasShetty主编，机械工业出版社，2016年5月版；（二）参考资料1．《机电一体化系统设计》，