SPOC学校专有课程
机电一体化系统设计
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spContent=机电一体化系统设计是机械类专业开设的一门专业课。课程教学内容包括两部分,一是课堂讲授内容,包括概论、机械系统设计、伺服驱动系统与执行元件、检测技术与信号处理、控制系统设计与控制技术、机电一体化系统设计方法。二是自主学习内容;包括:机电一体化系统建模;机电一体化系统设计工具及应用。课堂讲授内容为使学生获得从事设计应具有的必备知识,获得解决基本问题的能力。采用课件、多媒体、视频等资源进行教学,同时借助于网络教学平台进行自学,完成相关测试。自主学习内容使学生进一步提升分析问题的能力,获得从事设计所需的必要技能。由于占用时间多,安排学生自学为主,主要由学生利用课外时间进行学习,任课教师布置相应作业并安排时间进行辅导答疑、考核。
—— 课程团队
课程概述

随着机电一体化技术的发展,机电一体化产品在当今社会中所占比重的越来越高,而且社会对机电一体化产品的性能要求越来越高,只有设计出功能强、质量好的机电一体化产品才会受到社会欢迎。随着机电一体化技术的发展,特别是计算机技术、信息技术、人工智能、伺服驱动等技术的发展,为机电一体化系统的设计创新、性能提升等提供了的强有力的技术支持。因此,有关机电一体化系统的设计、制造技术也在不断发展,以适应社会对机电一体化产品的多功能、高性能、个性化、开发周期短等需求。

本课程以机电一体化关键技术和应用为主线,系统讲授机电一体化系统的基础知识、工作原理、设计方法以及设计工具等。在能力培养上着重加强学生知识应用能力的培养;在机电一体化系统建模上不但要掌握数学模型的建模方法还要熟悉先进的计算工具;在机械结构与控制系统设计上不但要掌握设计方法而且能够进行系统性能分析。

本课程以机电一体化技术发展的最新成果作为知识背景,在内容选择上避免了利用较多篇幅介绍已学习过的专业基础知识,而是较多引入了当前机电一体化系统设计发展中的先进原理、设计方法、设计手段等,注重教学内容与生产实际联系,使学生在学习了本教材后能够掌握从事机电一体化系统设计工作所需的专业知识、方法与手段,并且能获得较好的应用能力。

授课目标

知识目标:了解机电一体化技术概念、发展历史和趋势,机电一体化系统的组成及应用技术。掌握机电一体化系统的机械、驱动、控制、检测单元的工作原理、设计要求以及设计方法;熟悉机电一体化系统的开发工具、开发流程及工作内容。

能力目标:能够根据社会需求进行分析,确定开发对象、产品功能和性能指标,制订开发计划;能够使用设计方法和设计工具完成机电一体化系统中机械单元、控制单元、驱动单元和检测单元设计。能够就机电系统中的工程问题进行分析,找出解决问题的方法。

素质目标:具有从事机电一体化系统设计提出问题、分析问题并解决问题的科学素质;具有责任担当,服务社会的职业道德;具有良好的政治品质和乐于奉献的精神。

成绩要求

课程考试包括过程考核、期终考核、项目考核、创新考核。其中,过程考核、期终考核、项目考核必须及格以上。

过程考核(30%):包括课堂提问(10%),小组讨论发言(10%),课后作业(10%)。考核的主体为教师评价、学生自评和学生互评。

期终考核(40%):考查学生对基本知识点的了解、熟悉和掌握程度。

项目考核(20%):考查学生机电系统综合设计能力、团队合作精度以及掌握技能的情况。

创新考核(10%):考查学生设计的创新能力,解决工程问题的思路和方案。

课程大纲
预备知识

课程的预备知识包括:

(1)《机械设计》;

(2)《机械原理》;

(3)《传感器与检测技术》或《测试技术与信号处理》;

(4)《单片机原理与应用》;

(5)《电气与PLC控制》或《机电传动控制》。

参考资料

[1]刘宏新. 机电一体化技术[M]. 机械工业出版社,2015

[2]张建民. 机电一体化系统设计(第4版)[M]. 高等教育出版社,2014.

[3]俞竹青. 机电一体化系统设计(第3版)[M].北京:电子工业出版社,2016

[4]张秋菊. 机电一体化系统设计[M].北京.科学出版社,2016

常见问题

Q :  《机电一体化系统设计》适用于哪些专业?

A :  机电专业、机制专业、工业工程;机器人工程;智能制造等。

Q :  《机电一体化系统设计》课程学习难度大吗?

A :  有一定难度,因为课程学习需要机械、电气控制、单片机控制等基础单元知识。

Q :   学习《机电一体化系统设计》课程后可以从事哪些方面工作?

A :  机电一体化系统中的机械系统、控制系统、检测系统、伺服单元等设计工作。

Q :  本课程如何考核?

A : 包括 过程考核、期终考核、项目考核、创新考核。

Q :  项目设计如进行?

A :  教师在课堂上布置课题,由学生在课外完成,一般要在一周内完成,按要求提交。

Q :  创新考核如何考核?

A :  创新考核采作竞赛的方式进行,学生根据竞赛题目提交设计作品。

Q :  课外学习时遇到困难如何解决?

A :  教师安排课外答疑。