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1、机电传动控制课程实施大纲目录1 .教学理念11.1 关注学生的发展11.2 关注教学的有效性113关注教学的策略11.4 关注教学价值观2.课程介绍22.1 课程的性质22.2 课程在学科专业结构中的地位、作用22.3 课程的历史与文化传统22.4 课程的前沿及发展趋势32.5 课程与经济社会发展的关系42.6 课程内容可能涉及到的伦理与道德问题52.7 学习本课程的必要性6.教师简介错误!未定义书签。2.8 教师的职称、学历错误!未定义书签。2.9 教育背景错误!未定义书签。2.10 研究兴趣（方向）错误!未定义书签。3 .先修课程6.课程目标63.1 知识与技能方面63.2 过程与方法方面
2、73.3 情感、态度与价值观方面9.课程内容93.4 课程的内容概要93.5 教学重点、难点103.6 学时安排10.课程实施11 课程的教学效果。在进行多媒体教学时，辩证地看待和分析传统教学法，正确处理好多 媒体和粉笔、普通教具、语言表达等传统手段之间的关系，恰当适时地运用媒体激发学 生兴趣和提高效率。对一些诸如转速负反馈调速系统静特性方程式推导等内容，结合传 统教学方式进行讲述。将现代媒体技术灵活应用并穿插于整个课堂教学中，使传统面授 与多媒体教学相辅相成，浑然一体，构筑独具特色的课堂教学结构模式，优化教学效果。 在教学中，一方面，重视课堂教学环节，结合课程内容，穿插列举大量的工程实例。1
3、.4关注教学价值观教育的本质则在协助学生探索自我，并从发现自我、开启自我到实现自我，进而能 不断地超越自我。其目的都是更好地为学生发展服务，务求可让学生得到可持续发展的 能力，从而提高学生的全面素质。2.课程介绍2.1 课程的性质机电传动控制是机械设计制造及其自动化专业的一门专业限选课，是学生学习 和掌握机械设备电气传动与控制知识的主要途径。通过本课程的教学，使学生了解机电 传动控制的一般原理和基础知识，掌握分析、设计和使用机电传动控制系统和装置、器 件的基本技能，获得工程师必备的知识储备和技能训练。2.2 课程在学科专业结构中的地位、作用本课程通过常用控制电器、基本控制线路、典型控制系统线路
4、分析、现代PLC可编 程控制器控制技术、电气控制系统设计基础等内容的讲述，为后续课程及今后从事电气工 程技术工作打下必要的理论基础。使学生获得基本的电气控制系统线路分析能力，并具有 初步的电气控制系统设计和实际调试、系统维护、故障判断等实际动手能力。为后续的 机电一体化系统设计、数控技术等课程打下基础。2.3 课程的历史与文化传统随着科学技术的不断发展，传动控制装置和机械设备已成为一个不可分割的整体。 在机电传动控制这门课程中，我们将接触到电机传动控制的一般知识，我们需要掌 握电动机、电器、晶闸管等电气元件的工作原理、特性，以及应用和选用的方法，掌握 常用的开环、闭环控制系统的工作原理、特点、
5、性能及应用范围，了解最新控制技术在 机械设备中的应用。当今世界，为了适应日新月异的科技发展变化，制造自动化面临着许多问题：全 球化带来了对沟通及标准化的更高要求；数字化和信息化推翻了传统的企业管理沟通方 式；科技的高速发展大大缩短了产品的生命周期，提高了对效率和创新的要求；学科交 叉也越来越被重视，产品的关联技术越来越复杂；同时，资源的有限性也大大提高了竞 争难度。如今机电软一体化的理念越来越普及，为了适应现代机电控制系统，面对快速多 变的世界，工程师需要精通多门学科并将其融会贯通、善于学习和创新、具有良好的团 队合作精神与沟通能力。除此之外，综合考虑整个企业的发展，工程师需要具备以环保 和节
6、能为核心的价值竞争意识，从设计源头处考虑资金成本、材料成本、人力成本等的 充分利用。同时，标准化与规范化意识必须被建立。为产品生产各环节的高效沟通、同 行之间的竞争交流等打下坚实的基础。因为企业必须依靠创新才能打破单纯价格战的格 局，工程师需要具备优秀的学习能力和创新意识，以便保证企业始终充满活力，也为后 来人的进一步推进发展留下宝贵的经验。参考上述工程师的能力要求，同学们还有很长的一段路要走。虽然同学们已经积 累了一定的机械设计经验，但是大多仅限于纯机械，电路及控制方面不是我擅长的领域。 如何将机电真正融会贯通，并在设计中表现出来，是同学们今后需要更加努力学习探索 的方向。对于机电传动控制这
7、门课程，我希望在此课程中，同学们学会如何将先前所学 机械原理、机械设计等机械基础课程知识和电路原理、模拟电路、数字电路等电路基础 课程知识真正有机结合起来，最终为完整的产品设计过程服务。2.4 课程的前沿及发展趋势机电传动控制主要包括两大部分：电力拖动部分和控制系统。电力拖动经历了成组拖动、单电机拖动和多电机拖动三个阶段。成组拖动是一台电 动机拖动一个天轴，再由天轴通过带传动分别拖动多台生产机械；单电机拖动是一台电 动机拖动一台生产机械；多电机拖动是一台生产机械的每个运动部件分别由一台专门的 电动机拖动。现代化的生产机械基本上均采用这种拖动型式。控制系统伴随控制器件的发展而发展。随着功率器件、
8、放大器件的不断发展，它主 要经历了四个阶段:最早机械电气控制系统出现在20世纪20年代，最初采用按钮和开关进行手动控 制，后来出现了接触器和继电器及其控制系统，实现了对控制对象的启动、停止以及有 级调速以及自动工作循环控制。20世纪30年代出现了电动机放大机控制，它使控制系统从断续控制发展到连续 控制。20世纪50年代末出现了大功率固体可控整流元件,诸如门极可关晶闸管（GTO）、 电力功率晶体管（GTR）、绝缘栅双极晶体管（IGBT）等。20世纪60年代电子计算机的出现及其在工业控制中的大量应用，大大提高了控 制装置的通用性和灵和性，使控制系统发展到一个新阶段采样控制。典型代表是具 有运算功能
9、和功率输出能力的可编程逻辑控制器（PLC）,它是由大规模集成电路、电 子开关、功率输出器件等组成的专用微型电子计算机，具有逻辑控制、定时、计数、算 术运算、编程和存储功能，而且程序编制和修改容易、输入输出接线简单、通用灵活、 抗干扰能力强、适用于工业环境、工作可靠性高、体积小等一系列优点。20世纪70年代中期开始，随着微电子技术的发展，微处理机出现。美、日、德等 国都迅速推出了以微处理器为核心的数控系统，数控系统的功能也从硬件数控进入了软 件数控的新阶段，这种数控系统成为计算机数控系统（CNC）。80年代以来，随着工业 机器人的诞生，出现了数控机床、工业机器人、自动搬运车等组成统一由中心计算机
10、控 制的机械加工自动线柔性制造系统（FMS）。为了实现制造过程的高效率、高柔性、 高质量，计算机集成生产系统（CIMS）是数控技术发展方向之一。伺服驱动系统是数字控制系统的重要组成部分，它是以机床移动部件的位置和速度 为控制量的自动控制系统，又称位置随动系统、驱动系统、伺服机构或伺服单元。伺服 系统的性能在很大程度上决定了设备的性能，例如数控设备的最高移动速度、跟踪精度、 定位精度等重要指标均取决于伺服驱动系统的动态和静态特性。2.5 课程与经济社会发展的关系机电传动控制技术涉及到社会生活的各个方面，例如：工业、交通、信息、日常生 活、军事等。机电传动控制技术是现代制造业的基础，各种制造业装备
11、都是以机电传动 控制为基础的。机电传动控制技术的发展有力地推进社会的进步，可以提高产品的质量 和制造能力。我们处于信息社会时代，信息社会离不开机电传动与控制技术。所以机电 传动控制这门课程与经济社会发展息息相关，机电传动控制技术发展的好坏决定于经济 社会发展的好坏。2.6 课程内容可能涉及到的伦理与道德问题科学技术的应用引发了一系列的伦理道德问题，造成了一些较为深远的负面影响， 但是我们绝不能因此说科学技术的高速发展与伦理道德背道而驰，关键是如何正确理解 科学技术与伦理道德的关系。科学技术的发展只有借助于伦理道德的正确引导，才能朝 着有利于人类的方向健康发展。要全面深刻地把握科学技术与伦理道德
12、的复杂关系，使 科学技术与伦理道德共同促进、协调发展。在人类文明史上，科学技术的进步都直接或间接地推动着人类伦理道德的进步。科 学技术是推动包括道德进步在内的文明发展的伟大动力，必须以科学的“真”，促进道 德的“善”，以实现真、善、美的统一。科学技术的发展扩大了伦理道德领域。在任何 时代，科技的发展和科技成果的应用必然导致人类实践领域的拓展。科技进步对伦理道 德领域的扩展，其具体方式和途径是多种多样的，从中世纪欧洲的宗教统治科学到文艺 复兴，正是科学技术的不断进步，才使得中世纪的宗教道德受到严重冲击，从而促进了 人类道德的不断发展，促进了新的伦理观念的形成。另外，科学技术活动对个人优秀道 德品
13、质的形成，也有重要的推动作用。正如科学家萨顿所说“：科学是人类精神的最佳 清洁剂，它摒弃一切宗教，唯取最高的信仰。”我们应该辩证地看待人与科技手段的关系，两者的关系中，人是目的，科学技术是 手段，科学技术是为人服务的。科学技术的发展就是人的发展，人有能力支配科技手段 从自然中不断获得自由，与此同时，他也需要尊重工具系统的规律和性能，服从工具操 作要求。任何时候都没有绝对的自由，人从自然中获得自由是基于对必然性的认识和遵 循。那么人对科技工具的服从，也是对自然规律的遵循，工具系统是以人工装置的方式 体现了自然规律。工具技术对人具有一定程度的控制和压抑，这是不可避免的，因此， 单方面地发展科学技术
14、，并不能使人一定得到幸福和满足。要缓解和减轻科技手段对人 的控制和压抑程度，必须需要伦理道德的关怀。伦理道德表征的是人的主体精神世界。 作为人的一种自我意识，人文精神力求发现那些使人成为人或规定人之为人的东西，要 穷根究底地追溯人何以作为人存在、人何以会具有那些属人的东西。作为一种主体尺度, 伦理道德是人的本质力量的历史积淀和集中表现，它是人作为主体的一切活动的内在根 据。它内蕴的是一种以人为本位、尊重人的尊严和价值、维护人的地位和权利、实现人 的目的和理想的人本意识，体征了人类对人生价值和意义的追求，是人的精神的核心和 灵魂。科学技术是中性的，所以科学技术是否运用得当，是否合理，这是科学技术
15、本身 所无法解决的，因为这不是一个技术上的问题，在很大程度上它是一个伦理道德和价值 观问题。所以，为保证科学技术的合理、正当运用，应该用伦理道德来协调其发展，使 其发挥对科技的导向与规范作用，让科技发展真正服务于人类。针对机电传动控制技术主要涉及到科学技术合理应用的问题，在使用的过程当中充 分考虑环境因素、社会伦理因素，要正确应用到提高社会发展和人们生活水平上，不要 开发对环境和社会发展不利的装置和设备。2.7 学习本课程的必要性我校对本科生的培养已经从最初的以研究型为主转向以教学研究型为主，这是务实 的表现。机电传动控制是一门应用性和专业性极强的课程，作为机械设计及其自动化专 .业的一门主要
16、课程及其重要。本课程阐述机床电气控制原理，实际机床控制线路，机床 控制线路的设计方法及常用电器元件的选择，可编程序控制器(PLC)以及交直流调速系 统等。通过本课程的学习，学生应该具备接触器、继电器控制线路的设计能力，简单的 PLC控制系统设计能力，掌握简单的交直流电机调速方法，并能够用于实践。同时还应 该了解机电传动控制技术的方展现状及发展方向。4 .先修课程学生学习本课程之前，应修完电子电工基础、大学物理、机械工程控制基础、 机械原理、模拟电子技术、数字电子技术等课程。5 .课程目标知识与技能方面本课程是原理和应用并重，元件和系统紧密结合，实践性较强的专业基础课，其目 的就是学习和掌握各类
17、生产机械设备中的控制技术。通过学习，使学生了解机电传动的 一般性知识，掌握电机、电器、晶闸管等电力电子元件的工作原理、特性、应用和选 用的方法；掌握常用的机电传动断续控制，伺服控制、步进电机控制的工作原理、特点、 性能、应用场所及设计，了解最新控制技术在机械设备中的应用。熟悉常用的控制电器 的结构、原理、用途及型号并能正确选用；掌握电气控制线路的基本环节，具有对一般 控制线路的独立分析能力，熟悉一般生产机械电气装备的用途、工作原理并具有从事电 气设备的安装、调试、运行和维护技术工作的基本能力；具有设计和改进一般生产机械 电气控制线路的基本能力；初步掌握PC工作原理及应用技术，简单的PLC控制系
18、统设 计能力，具有一定的实际使用能力。掌握简单的交直流电机调速方法，并能够用于实践。 通过本课程的学习为后续的机电一体化系统设计、数控技术等课程打下基础。5.1 过程与方法方面机电传动控制是本科院校面向机电一体化专业的一门专业课。它从机电一体化 技术需要出发，针对本科教育的特点，重新整合了教学内容。它是集电动机、电机拖动、 自动控制器件、工厂供电于一体，由多门课程重新整合的、理论和实践应用紧密结合 的新课程。但是，按传统的教学形式进行讲解，学生听起来很是枯燥。为了解决这个问 题，使学生积极主动的学习这门课程，针对教学中存在的问题主要从下面几个方面解决。 一、结合职业特色，培养学生的学习兴趣，调
19、动学生学习积极性。结合职业特色，培养学生的学习动机是课堂有效教学的主要策略之一。讲授机 电传动控制知识时，能联系有关的社会生活和专业技术知识，使学生了解机电传动控制 理论在专业和生活中的应用，通过观察分析身边的电机、低压电器等日常生活中的知识, 教会学生用专业的眼光分析自然界和社会现象，使他们体会机电传动控制不断深入生活 的各个方面。心理学研究表明：学生带着积极情感学习，思维认识活动就更加积极活跃, 学习起来就更加主动，轻松愉快。机电传动控制课堂中，如果师生心灵相通、关系密 切，就能较好地促进有效教学。教师在课堂教学中建立融洽的师生关系，营造积极和谐 的课堂气氛，不但要充分与学生之间展开交流，
20、耐心地聆听他们的想法，而且还要对学 生任何正确的反映给予积极的强化，多说一些肯定和鼓励的话，激发学生学习机电传动 控制的兴趣。二、多种教学手段相配合。现在大多数授课方式都是满堂灌的形式，学生是被动地接受知识。课堂效率可 想而知，课后抄作业现象也比较严重。为了改变这种现象，提高课堂效率，上课的方 式不一定是固定的，老师要根据每节课的知识特点来选择不同的教学方法。比如低压电 器这一节的知识可以拿些实物来讲，或者利用多媒体播放低压 电器的实物图，并将结 构分解，避免泛泛讲理论；接触器一继电器控制系统这一章基本的单元电路，可以利用 多媒体教学工具，把电路做成动画，给学生形象地分析整个原理图的动作过程；
21、对于同 一个控制功能，让学生考虑其他的实现电路，让学生参与进来，拨动学生的每一根神经, 让他们感觉到课程紧张的气氛；针对应用比较多的章节，尽可能地多讲些知识在实际中 的典型应用，让学生感觉到实际应用而不是学了没用。最好举出一个实例，让学生真正 地感觉到两者之间的区别，给学生学习的动力，激发学生学习的欲望。三、强化实践性教学对于实验教学方法，首先，强化实验前的预习。实验内容改革之后，实验用的程 序需要学生在实验前自行设计好。因此，在实验课之前，每位学生需要将分组之后的子 实验所需的程序以作业的形式提交，以检查学生的实验预习和准备情况。其次，提升实 验中学生的主动性。对于设计性实验，在实验开始之前
22、，实验老师不再讲授实验的具体 操作过程，而是介绍实验的注意事项、实验仪器设备的使用和实验的大致流 程。其余问 题全部交由学生自己思考和研究，出现错误之后，实验老师也不再帮助学生一步步地查 找错误，而是引导学生分析问题可能出现的原因，让学生自行去发现并解决问题。最后, 注重实验后的检验。在每个实验完成之后，需要经过实验老师的检查确认实验正确方算 完成。对于在规定时间内不能顺利完成实验 的同学，可以同实验老师进行协商，申请额 外的时间继续完成实验，直到实验正确为止。四、注重培养大学生创新能力人的创新意识和能力是决定其在竞争日益激烈的社会中得以生存的关键因素， 因此我们现在的高等教育培养出的人才不仅
23、要基础知识扎实、知识面广，还要具有一 定的创新意识和创新能力。在本课程的授课过程中，也特别注意培养学生的创新能力, 比如给学生布置设计题目作业，此类没有唯一答案，允许学生 发挥自己的创造力，设 计即合理又实用的控制原理图。另外，根据学生知识掌握程度，教师提出研究型课 题, 学生可根据所学知识开动脑筋找出解决方案。在整个过程中老师的角色不再是讲授而是 助手，必要的时候可以给予指导。强调学生的自主性和个性化，当问题解决后，学生会 有一种满足感，培养学生创新能力的同时也大大提高了学生的学习积极性。针对机电传动控制课程教学中存在 的问题，提出了相应的教学改革措施，并在实际教学中加以应用。激发学生学习兴
24、趣与主 观能动性,促进了该课程的教学改革，提高了教学质量，促进该课程的建设与发展，以及 提高学生的工程实践能力和创新能力等科技素养。5.2 情感、态度与价值观方面作为老师，在强调学习基本知识的过程中，要潜移默化地培养学生积极的人生态度, 正确的价值观、人生观和科学的世界观，使学生在学习知识的过程中学会正确的价值选 择，逐步具有社会责任感，努力为人民服务，树立远大理想。教师应该在思想观念上实 现重大转变，充分利用教材和各种有用信息对学生进行培养。处处注意创设民主、宽松 的课堂教学氛围，以幽默的话语、尊重和赞赏，正确引导与启发学生，使学生在会心的 笑容中轻松掌握知识与方法，并敢于表达自己的情感体验
25、及对自己、同伴、或老师作出 合理的评价，使每个学生在这方面都能得到更好的发展。6 .课程内容7 .1课程的内容概要机电传动控制的知识结构分为8章内容进行阐述。第1章是绪论，主要阐述机械 电气自动控制的研究目的和研究任务，机械电气自动控制系统的组成与分类，机械电气 自动控制技术的发展；第2章是机电传动系统的动力学基础，主要阐述机电传动系统的 运动方程式，生产机械的机械特性及机电传动系统稳定运行的条件；第3章是电动机的 工作原理及机械特性，主要阐述阐述交流电动机和直流电动机的基本结构、工作原理及 机械特性；第4章是常用低压电器及其选择，主要阐述低压电器的电磁机构及执行机构, 控制电器、执行电器、检
26、测电器和保护电器的基本结构、工作原理及选择方法；第5章 是接触器-继电器控制系统，主要阐述电气设备图的绘制及阅读方法，接触器-继电器控 制系统的基本控制电路，典型机械设备控制电路分析、接触器-继电器控制系统设计； 第6章是可编程控制器（PLC）控制系统，主要阐述PLC的概述，FX2N系列可编程控 制器及其指令系统，PLC的程序设计方法，PLC控制系统设计；第7章是交、直流调速 系统，主要阐述调速方法及其性能指标，常用电力电子器件的开关特性，直流电动机无 极调速系统，交流电动机调速系统；第8章是步进电动机控制系统，主要阐述步进电动 机的结构、工作原理及分类，步进电动机驱动电源，步进电动机的运行特
27、性及主要技术 指标，步进电动机的开、闭环控制，步进电动机控制系统应用实例。综上所述本课程要 达到的教学要求如下：1）、掌握机电传动系统运动方程式和稳定运行的条件。2）、掌握直流电动机和三相异步电动机的基本结构、工作原理和机械特性。3）、掌握电动机接触器-继电器控制系统的基本控制环节，熟悉电动机和低压电 器的选择方法。4）、掌握PLC的工作原理及用户程序的编制步骤和方法，熟悉PLC的开发与 应用。5）、掌握调速系统的性能指标，了解交、直流调速的方法，熟悉晶闸管可控整 流电路的工作原理和波形图，了解逆变电路的工作情况。6）、步进电动机工作原理及其控制系统。8 .2教学重点、难点教学重点：读懂一般机
28、床电气控制电路图及接触器一继电器控制线路的设计，PLC 控制系统的编程，交直流电机调速方法，特别是交流变频调速技术（变频器）和SPWM 正弦脉冲宽度调制。教学难点：接触器、继电器控制线路的设计，PLC控制系统的编程，转速负反馈调 速系统，电压负反馈系统，交流变频调速技术（变频器）和SPWM正弦脉冲宽度调制。处理方法： .采用理论与实践的互动，教学过程中教师与学生的互动，各种形式的答疑（答 疑室、电话、邮件、课前课后等）等教学模式。 .利用学校现有的教学资源，加强直观性教学。课堂教学中，充分利用多媒体课 件，通过直观教学的强大表现力，将丰富的教学资源以生动、具体、直观的形式以于充 分利用和展现。
29、 .介绍相关领域的前沿知识扩大学生的知识面，提高学生学习的积极性。.加强实践性教学环节。开设实验，让学生熟悉X62W电气仿真实验和交直流调 速系统。9 .3学时安排第1章是绪论（2学时）第2章是机电传动系统的动力学基础（2学时）第3章是电动机的工作原理及机械特性（6学时）第4章是常用低压电器及其选择（4学时）第5章是接触器-继电器控制系统（12学时）第6章是可编程控制器（PLC）控制系统（14学时）第7章是交、直流调速系统（2学时）第8章是步进电动机控制系统（2学时）总复习（1学时）7.课程实施机电传动控制总共分为8章内容，根据课程教学内容、教学重点和难点，共分 为18个教学单元来实施，每个教
30、学单元为2学时或4学时。具体实施过程如下：7.1 教学单元一（2学时）教学日期2017年3月7日教学目标了解机械设备电气传动及控制的作用，特点，历史，现状和未来发展方向，对机电 传动控制技术有一个全面，系统的认识。7.1.1 教学内容（含重点、难点）教学内容：1.1 机械电气自动控制的研究目的和研究任务1.2 机械电气自动控制系统的组成和分类1.2.1 断续控制、连续控制和数字控制系统1.2.2 开环和闭环控制系统1.3 机械电气自动控制的技术的发展1.3.1 电力拖动技术的发展1.3.2 逻辑控制技术的发展1.1.1 学日期111.1.2 教学目标111.1.3 教学内容（含重点、难点）11
31、1.1.4 教学过程121.1.5 教学方法131.1.6 作业安排及课后反思131.1.7 课前准备情况及其他相关特殊要求131.1.8 参考资料13教学单元二（2学时）14721教学日期14722教学目标14723教学内容（含重点、难点）147.2.1 教学过程15725教学方法（课堂讲授、案例分析、讨论与探究法、自主学习法、实验与演示法等）16726作业安排及课后反思167.2.7 课前准备情况及其他相关特殊要求16728参考资料17教学单元三（4学时）177.3.1 教学日期177.3.2 教学目标177.3.3 教学内容（含重点、难点）177.3.4 教学过程197.3.5 教学方法
32、207.3.6 作业安排及课后反思207.3.7 课前准备情况及其他相关特殊要求207.3.8 参考资料20教学单元四（2学时）21741教学日期21数字控制技术的发展1.1.2 程的性质和任务1.1.3 程的学习方法及课程考核具体办法教学重点：1.1.4 气自动控制的研究目的和研究任务1.1.5 的性质和任务1.1.6 的学习方法及课程考核具体办法教学难点：1.1.7 气自动控制的研究目的和研究任务7.1.4 教学过程主要讲解机电传动的目的和任务、机电传动及其控制系统的发展、内容与安排和学 习方法。掌握机械传动控制的基本含义；研究对象和任务；学习本课程的目的和意义， 使学生对本课程的特点、学
33、习内容与学习方法有个初步了解和认识。对知识点讲解的具体安排：1）用约15分钟组织学生学习和了解课程实施大纲的作用和重要性；要求每个 学生要在课前预习和课后阅读课程实施大纲的相关内容，以最大程度的帮助自己的 学习过程；明确要求学生认真阅读课程设施大纲，并同意遵守课程实施大纲当中所 确定的责任与义务。2）提出什么是机电传动控制？（引导同学们讨论）。3）介绍机械电气自动控制的研究目的和研究任务。4）机械电气自动控制系统的组成和分类，引入断续控制、连续控制和数字控 制系统、开环和闭环控制系统的概念。5）介绍机械电气自动控制的技术的发展，分为电力拖动发展概况和自动控制系 统发展概况来讲解。6）介绍课程的
34、性质和任务。7）介绍该门课程学习方法及课程考核具体办法。8）与学生共同商定本门课程的辅导答疑时间。9）总结第1教学单元的知识点。板书设计：1、研究目的和研究任务，2、组成和分类，3、机械电气自动控制的技 术的发展，4、本课程的性质和任务，5、本课程的学习方法及课程考核具体办法。7.1.5 教学方法单元内容属于综述性内容，内容多、范围广，主要采用课堂讲授法，运用本教学方 法时要注意科学地组织教学内容（已通过课前组织大量教材上没有的工程典型素材制作 了 PPT课件），教学语言具有清晰、精练、准确、生动等特点，善于设问解疑，激发学 生的求知欲望和积极的思维活动，并将多媒体与传统板书有机结合，突出主干
35、，理顺分 枝，重点要突出、难点要讲清、疑点要突破。7.1.6 作业安排及课后反思作业安排：上网查阅相关文献，对机电传动控制技术有一个全面，系统的认识。要 求学生写出一份关于机电传动控制这门课的综述报告。课后思考：1）怎么才能学好本课程？2）在先修课程中那些是自己的薄弱环节？3）课程在整个过程工业链中处于什么环节，对以后的学习和职业生涯有何帮助？7.1.7 课前准备情况及其他相关特殊要求教师：认真备课，提前做好PPT；携带教案、平时成绩册、教材和其它教辅资料等。 学生：准备教材，笔记本，U盘。查阅与机电传动控制课程相关的文献。7.1.8 参考资料机电传动控制（第三版），邓星钟主编，武汉：华中科技
36、大学出版社，2001年9 月第一章概述（P1-P4）7.2教学单元二（2学时）7.2.1 教学日期2017年3月10日7.2.2 教学目标掌握机电传动系统的运动方程式及方程式中转矩方向的确定,转矩、转动惯量、E 轮转矩的折算方法，生产机械的机械特性分类，理解机电传动系统稳定运行的条件。7.2.3 教学内容（含重点、难点）教学内容：2.1 机电传动系统的运动方程式2.1.1 运动方程式2.1.2 运动方程式中转矩方向的确定2.2 转矩、转动惯量、飞轮转矩的折算2.2.1 负载转矩的折算2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算2.3 生产机械的机械特性2.3.1 恒转矩型机械特性（1）反抗型恒转矩负载
37、（2）位能型恒转矩负载2.3.2 恒功率型机械特性2.3.3 离心式通风机型机械特性2.4 机电传动系统稳定运行的条件教学重点:1）单轴机电传动系统运动方程式的定义式2）单轴机电传动系统运动方程式的工程计算式3）动态转矩，、Id的引出及分析运动状态4）为与乙的正方向规定5）机电传动系统稳定运行的条件教学难点：1）运动方程式中转矩方向的确定Tm、Tl的正方向以n为参考量：凡与n同方向的Tm规定为“正”， 凡为n反方向的Tl规定为“正”。2）机电传动系统稳定运行的条件：两条 电动机的机械特性曲线 =f（TM）和生产机械的负载特性曲线=fS）有交点 （即传动系统的平衡点）。当转速大于平衡点所对应的转
38、速时，TmTlO即若干扰使转速上升，当干扰消 除后应有心-7；Tl,即若干扰使转速 下降，当干扰消除后应有心-乙。724教学过程主要讲解机电传动系统的运动方程式及转矩方向的确定，转矩、转动惯量、飞轮转 矩的折算，生产机械的机械特性，机电传动系统稳定运行的条件。对知识点讲解的具体安排:1）提出单轴机电传动系统运动方程式的定义，推出运动方程式TmL =J%clt动态转矩Td引出及分析运动状态（提出问题：电磁转矩和负载转矩的大小关系对 机电系统的影响，同学们讨论）。2）运动方程式中转矩方向的确定通过具体的例子说明Tm、Tl的正方向规定的原则。3）转矩、转动惯量、飞轮转矩的折算介绍负载转矩T的折算方法
39、，举例：折算到低速轴。4）介绍转动惯量J和飞轮转矩GD2的折算方法，举例说明工作机构为旋转运动 和直线运动时的计算方法。5）生产机械的机械特性n=f （T）6）机电传动系统稳定运行的条件，推到出运动系统稳定判据。举例三相异步电 动机稳定性判断。7）总结第2章的知识点。板书设计：1、运动方程式Tm-Tl=J ， 2、运动方程式中转矩方向，3、 dt转矩、转动惯量、飞轮转矩的折算，3、机电传动系统稳定运行的条件。7.2.5 教学方法（课堂讲授、案例分析、讨论与探究法、自主学习法、实验与演 示法等）课堂讲授和案例分析法。7.2.6 作业安排及课后反思P172.2列出各个系统的运动方程式，并判定其运动
40、状态（6个小题）。7.2.7 课前准备情况及其他相关特殊要求教师：认真备课，提前做好PPT；携带教案、平时成绩册、教材、其它教辅资料等。学生：准备教材，预习笔记，笔记本，U盘等。查阅与“电传动系统的运动方程式”相关的文献。7.2.8 参考资料机电传动控制（第三版），邓星钟主编，武汉：华中科技大学出版社，2001年9月第二章机电传动系统的动力学基础（P7-P13）7.3教学单元三（4学时）731教学日期2017年3月15日、3月17日教学目标掌握直流电机的基本结构由哪几部分组成，每一部分的作用；直流电机的工作原理, 理解电磁转矩是怎样产生的；直流他励电动机的机械特性，包括自然机械特性（固有机 械
41、特性），人工机械特性（人为机械特性）。掌握直流他励电动机的调速特性，直流他励 电动机的制动特性。理解直流他励电动机的调速方法，直流他励电动机的制动方法。7.3.2 教学内容（含重点、难点）教学内容：3.1.1 直流电机的基本结构直流电动机的结构：主磁极、换向极、机座、电枢铁芯、电枢绕组、 换向器、电刷装置3.1.2 直流电机的工作原理：左手定则（电动机）直流电机电刷间的电动势常用下式表示：E=Ken直流电机的电磁转矩常用下式表示：T=KI3.1.3 直流发电机他励发电机中，电压与电流间的关系可用下列各式表示：U=EIaRa即 k(EU)/Ra(3.3)Za =1Z=U/R直流他励电动机的机械特
42、性（1）固有机械特性（2）人为机械特直流他激电动机的起动特性串电阻起动教学重点：1）他激（并激）直流电动机的3个基本方程式Uo=E=KnT=KIU=E+I2）即可得直流电动机机械特性的一般表达式U Ra 丁 A n =r 1 = 4 - K（P K、K、2 ee tn=n（）-An3）他激直流电动机的人工特性3.1.4 直流他激电动机的调速特性。速度变化和速度调节的概念。直流他激电动机的调速方法有3种：（1）串电阻调速(3.4)(3.5)(3.13)（2）变电抠电压调速（3）变主磁通调速直流他激电动机的制动特性。直流他激电动机的制动方法有3种：（1）反馈制动（2）反接制动（3）能耗制动教学重点
43、：1）速度变化和速度调节的概念。2）直流他激电动机电抠中的串电阻变电抠电压、变电磁通调速。3）直流他激电动机的反馈制动、反接制动和能耗制动。教学难点：1）电动机变电抠电压的特性。2）电动机电源反接制动特性。3）自然机械特性的推导4）人为机械特性的绘制教学过程主要讲解直流电机的基本结构、工作原理、三个基本公式及其机械特性。对知识点讲解的具体安排：1）用5分钟复习第二教学单元的内容。2）讲解直流电机的基本结构，通过动画视频直观的讲解。3）结合多媒体课件讲解直流电机的工作原理。4）推导直流电机三个基本公式。5）他激直流电动机固有机械特性。6）他激直流电动机人为特性。7）直流他激电动机的起动特性。8）
44、串电阻调速，变电抠电压调速，变主磁通调速。9）反接制动，能耗制动。8）总结本单元教学内容。9）课程结束前简要介绍第4教学单元的主要内容，提出预习的相关要求。板书设计：1、直流电机的基本结构，2、直流电机的工作原理，3、三个基本公式, 4、固有机械特性，5、人为特性，6、起动特性。7.3.5 教学方法本单元采用教师讲解+学生预习+学生自学+教师答疑辅导+案例分析法的形式完 成。7.3.6 作业安排及课后反思P76 3.7、3.8、o课前准备情况及其他相关特殊要求教师：认真备课，提前做好PPT；携带平时成绩册、教材和其它教辅资料等。学生：准备教材，预习笔记、笔记本、准备U盘一个。查阅与“直流电机的
45、工作原 理”相关的视频。7.3.7 参考资料机电传动控制（第三版），邓星钟主编，武汉：华中科技大学出版社，2001年9月第三章直流电机的基本结构和工作原理（P15-P29）7.4教学单元四（2学时）7.4.1 教学日期2017年3月21日教学目标了解三相异步电动机的结构，掌握其工作原理，理解三相异步电动机的转矩公式的 推导与机械特性的T-S曲线。7.4.2 教学内容（含重点、难点）教学内容：3.2交流电动机的工作原理及机械特性3.2.1 三相异步电动机的结构和工作原理（1）三相异步电动机的基本结构1）定子2）转子（2）三相异步电动机的工作原理（3）三相异步电动机的旋转磁场1）旋转磁场的产生2）
46、旋转磁场的旋转方向3）旋转磁场的极数与旋转速度（4）定子绕组线端连接方式3.2.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路（1）定子电路的分析1.1.4 教学过程251.1.5 教学方法25746作业安排及课后反思251.1.7 课前准备情况及其他相关特殊要求251.1.8 参考资料25教学单元五（4学时）26751教学日期267.5.1 教学目标267.5.2 教学内容（含重点、难点）267.5.3 教学过程287.5.4 教学方法297.5.5 作业安排及课后反思297.5.6 课前准备情况及其他相关特殊要求307.5.7 参考资料30教学单元6 （2学时）307.5.8 教学日期30762教
47、学目标307.6.3 教学内容（含重点、难点）307.6.4 教学过程317.6.5 教学方法327.6.6 作业安排及课后反思327.6.7 课前准备情况及其他相关特殊要求337.6.8 参考资料33教学单元7 （4学时）337.7.1 教学日期33772教学目标337.7.3 教学内容（含重点、难点）337.7.4 教学过程347.7.5 教学方法35g=4.44/N0(2)转子电路的分析七二4.4乂。J1 60 n0 60 - J(3)三相异步电动机的额定值(4)三相异步电动机的能流图三相异步电动机的转矩与机械特性(1)三相异步电动机的转矩T = K0I? cos 的_ 54.44工。2。2 jE+gXj(2)三相异步电动机的机械特性1)固有机械特性T =