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机电液分析与测控实验技术
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spContent=《机电液系统分析与测控实验技术》是机械设计制造及其自动化和机械电子工程专业必修的实验独立设课课程。它的主要任务是旨在加强实验教学,以培养学生的创造意识和理论与实际相结合的能力,具备将控制技术、测试技术、传感技术和液压传动技术等应用于本专业的能力,为学生将来从事机械工程领域的设计制造、控制开发、测试系统研发、机电技术、液压技术应用研究和运行管理等方面工作奠定基础,培养适应我国经济社会发展需要的高质量复合型工程技术人才。
—— 课程团队
课程概述

控制理论与技术模块:

1学习MATLAB软件的基本使用方法,掌握MATLAB软件的基本编程方法;掌握MATLAB软件环境下控制系统的基本建模方法及模型之间的变换方法。

2掌握控制系统在典型输入信号作用下动态响应特性的基本分析方法;理解控制系统参数对动态响应特性的影响,掌握控制系统瞬态响应的基本分析方法。

3学会使用MATLAB生成控制系统的nyquist图和bode图,掌握控制系统频域特性的基本分析方法;通过典型控制系统频域特性分析实验,掌握控制系统频域性能指标的基本分析方法。

4学会使用nyquist判据与bode判据判断控制系统稳定性的基本方法;掌握控制系统相对稳定性指标的基本求取方法;掌握改善控制系统稳定性的基本方法。

传感与测试技术模块:

通过本实验模块的学习,使学生掌握传感和测试技术的基本原理,能合理地选用测试装置并理解静、动态测量等基本特性,具备工程技术领域测试技术应用的基本能力,并能综合利用测试技术基础知识和技能来分析和解决工程实际问题的能力。课程教学目标如下:

5通过常用金属箔式应变片实验,掌握应变片单臂、半桥、全桥测量位移的方法,根据实验数据及理论分析应变片电桥3种不同接法实验结果,分析其灵敏度特点;掌握应变片黏贴位置选择方法、外围电路及电桥平衡方法,掌握传感器标定方法。

6通过差动螺管式电感传感器、电涡流传感器、光纤位移传感器、差动式电容传感器、霍尔位移传感器,通过光电传感器实验测转速实验等,掌握传感器测位移原理,掌握外围电路选择方法,掌握数据测量处理方法。

7通过信号分析实验,掌握信号的时域和频域的描述方法,了解信号幅值、频率、相位在工程实践中应用;建立明确的信号的频谱概念;掌握频谱分析和相关分析的基本原理和方法,了解功率谱分析原理及其应用。

8通过振动测量实验,掌握测定简支梁无阻尼固有频率和阻尼臂的方法,自行设计搭建检系统,掌握选用传感器方法,掌握传感器信号特性、规格、量程、分辨率、供电要求。

液压传动实验模块:

液压传动是工科机械类专业的一门综合性、实践性很强的技术基础核心课,只通过主教材的学习,而不进行液压传动实验,较难增长学生的感性知识,通过本课程的学习,使学生对典型液压元件的结构特点、工作原理、工作特性及应用,对典型液压基本回路有深刻认识;通过实验教学,使学生掌握设计、实施液压实验并进行实验研究的能力;为学习后续专业课程和解决工程实际问题、开展科学研究打下坚实基础。课程教学目标如下:

课程教学目标如下:

9掌握液压流体力学的基本理论和知识;掌握液压元件的工作原理、工作特性与应用;

10掌握典型液压基本回路的组成、工作原理、工作特性和适用场合;

11掌握典型的液压系统工作原理和性能分析的方法,具备一定的液压系统设计和分析能力。

测控综合技术实验:

12学习LabVIEW软件编程方法,掌握运用LabVIEW软件进行信号采集与信号处理的基本方法;理解反馈环节在控制系统中的作用与实施方法,掌握闭环控制的基本方法;掌握测控系统的基本设计方法。

13学习并熟悉加速度计与陀螺仪等传感器的工作原理,掌握加速度计与陀螺仪等的配置方法及基本应用方法;掌握传感器测量单元与控制单元联合构建综合测控系统的基本方法;学习面向工程应用测控系统的组态方法,学会综合测控系统的硬件设计方案与软件编制方法。

成绩要求

成绩评定采取多元化的考核方法,结合平时成绩和考试成绩、实验过程和实验结果、操作技能和创新素质,全面、客观、综合地评价学生的成绩。

课程成绩=平时成绩*20%+实验操作成绩*80%。

课程考核计分方法及比例:

成绩组成

考核/评分环节

比重

考核/评价细则

平时成绩20%

线上实验预习、

10%

主要考核学生对每次实验预习、理解和掌握程度。

测验

10%

线上实验学习后答题。

实验操作60%

实验操作

40%

主要考核学生线下实验操作规范、实验数据记录处理,设备归元

实验报告

20%

数据分析、图表、程序编辑,撰写报告


课程大纲
参考资料

(一)选用教材

1.蒙艳玫,陆冠成,唐志宏,董振编著《机械工程测控技术实验教程》,华中科技大学出版社,2018年,第一版(国家级实验教学示范中心系列规划教材,普通高等院校机械类“十三五”规划实验教材)

(二)推荐参考书

1.卢文样,村润生.机械工程测试、信息、信号分析[M].武汉:华中科技大学出版社,1999.8.

2.陈长征.设备振动分析与故障诊断技术[M].北京:科学出版社,2007.

3.戴鹏飞.测试工程与LabVIEW应用[M].北京:电子工业出版社,2006.

4.李行善.自动测试系统集成技术[M].北京:电子工业出版社,2004.

5.陈花玲.机械工程测试技术(第三版)[M].机械工业出版社,2018. 普通高等教育“十三五”规划教材)

6.胡向东.传感器与检测技术(第三版)[M].机械工业出版社,2018.

7.蒙艳玫,陆冠成.测控实验技术指导教程(自编)[M],2012.

8.杨叔子,杨克冲.机械工程控制基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.

9.董景新,赵长德.控制工程基础[M].北京:清华大学出版社,2001.

10.冯喆.液压传动实验指导书(自编),2017.

11.王积伟编著.液压传动 [M].北京:机械工业出版社,2018,第3版,(普通高等教育“十三五”规划教材)

12.王洁,苏东海,官忠范编著. 液压传动系统 [M]. 北京:机械工业出版社,2015,第4版,(普通高等教育“十三五”规划教材)

13.贾铭新编著.液压传动与控制 [M].北京:电子工业出版社,2017,第4版,(普通高等教育机电类"十三五"规划教材 )

14.左健民编著.液压与气动传动[M].北京:机械工业出版社,2016,第5版,(普通高等教育“十二五”规划教材)

15.刘银水,许福玲编著.液压与气动传动 [M].北京:机械工业出版社,2018,第4版,(“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材)