《机电一体化系统设计》PPT课件 燕山大学 赵永生

 
课件内容： 
课程概述 
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课程概述 
绪论 
（1）掌握机电一体化的基本涵义。（2）了解机电一体化的发展趋势。 
2.1什么是机电一体化? 
2.2机电一体化的发展趋势 
机电一体化系统组成及应用 
（1）掌握机电一体化系统基本组成。（2）了解信息物理系统 
3.1机电一体化系统基本组成 
3.2机电一体化与CPS 
3.3机电一体化系统高端应用案例 
系统总体设计 
（1）了解机电一体化系统的总体设计方法（2）了解融合CPS机电一体化系统设计方法（3）掌握机电一体化产品的工程路线（4）掌握几种典型机电一体化装置的基本组成 
4.1设计类型 
4.2设计过程 
4.3设计方法 
4.4人机系统 
4.5机电系统设计 
4.6机电一体化系统仿真软件 
传感检测系统 
（1）了解传感检测系统的基本组成。（2）掌握机电一体化系统中常用传感器的基本原理与适用场合。 
5.1传感器概述及选用 
5.2接近开关及其应用 
5.3编码器及其应用 
5.4光栅尺及其应用 
机械系统 
（1）掌握机电一体化系统中传动机构的种类、特点、基本要求。（2）了解常用工业机器人的基本构型。（3）掌握机电一体化系统常用精密传动机构的基本原理与设计方法。 
6.1机电一体化系统典型机构 
6.2机器人机构 
6.3机器人设计与相关基础 
6.4精密齿轮传动 
6.5谐波齿轮传动 
6.6同步带传动 
6.7滚珠丝杠传动 
6.8导轨设计 
6.9机械系统设计综合应用实例 
伺服驱动系统 
（1）了解伺服系统的一般组成、分类和基本组成形式。（2）了解步进电机的种类及结构；掌握步进电机的工作原理；掌握步进电机的主要性能指标；掌握步进电机控制的基本原理；掌握步进电机的基本功率驱动电路原理和细分驱动原理。（3）掌握伺服电机特性和调速原理；掌握伺服电机的驱动调速方法；掌握伺服系统组成的基本原理。 
7.1伺服驱动系统概述 
7.2步进电机 
7.3伺服电机 
7.4步进电机与伺服电机性能比较 
7.5伺服驱动系统设计案例 
机电系统控制技术 
（1）掌握控制系统数学模型的作用和建立方法（2）了解嵌入式系统控制技术（3）掌握控制系统的搭建与PID控制算法 
8.1控制系统概述  
8.2嵌入式系统控制技术 
8.3多轴运动控制器 
8.4数学模型 
8.5PID控制模型 
讨论课 
（1）通过基于团队的学生上台讲演和课程讨论这种体验式教学方式，加深对机电系统的基础知识和实践能力的培养，并在沟通能力、团队合作能力等方面得到锻炼；（2）得到初步的查阅文献、阅读相关技术资料和调查研究能力的锻炼；（3）了解机器人各部分机电一体化系统的结构和工作原理；（4）运用理论教学所涉及的或其他创新方法，结合创新创业类讨论主题，激发创新创业意识。 
讨论的主题为《以智能机器人系统为产品导向的大学生虚拟创新创业》，学生在课外查找、阅读特定领域国内外前沿机器人技术的发展现状，分析其主要工作原理，对比其较传统机器人而言所具有的优点与缺点等，并针对市场应用需求，分析现有机器人存在的缺陷与不足，概念性的设计一款新型机器人，或对现有机器人提出改进方法，并以此为产品，虚拟创建一个科技公司，规划公司的市场定位、团队管理、营销策略，并评估可能遇到的风险以及应对风险的措施。 
查找方向可具体按照军用机器人、工业机器人、服务机器人、软体机器人、防爆机器人、水下机器人、仿生机器人、救援机器人、医用机器人、微型机器人、物料分拣机器人等方向，但不限这些研究方向与研究内容。 
期末考试 
对所学内容进行测试