《机电传动控制》教案

教案2015～2016学年第二学期课程名称机电传动控制授课班级机械设计与制造授课教师职称教师所在系部机械工程学院教研室（实验室）/广西工业大学教案（首页）课程名称机电传动控制授课对象机械设计与制造课程编号课程类型必修课通识教育课（）；学科基础课（√）；专业课（）选修课限选课（）；任选课（）授课方式课堂讲授（√）；实践课（）考核方式考试（√）；考查（）课程教学总学时数40学分数2学时分配课堂讲授40学时；实践课0学时；其他0学时教材和主要参考资料序号教材名称作者出版社出版时间1机电传动控制郝用兴华中科技大学出版社2015年12月2机电传动控制邓星钟华中理工大学出版社2011年2月3机电传动控制冯清秀华中科技大学出版社2013年1月授课教师职称授课时间2015—2016学年第二学期第3周——第10周教学目的要求机电传动控制课程是培养机械工程类专业学生初步学习和掌握机、电、计算机等综合控制系统技术，具有一定设计能力的一门专业技术基础课。机电一体化人才的培养，使学生能够适应21世纪发展需要，具有基础扎实，知识面宽、能力强、素质高，具有创新精神和实践能力的“机电复合型”人才。1、掌握常用电机、电器、晶闸管等及其电路的工作原理、主要特性，了解其应用和选用的方法；2、掌握常用的开环、闭环驱动控制系统的基本工作原理和特点、了解其性能及其应用场所；3、掌握机电传动的基本规律，学会分析控制系统的基本方法；教学重点难点本课程把驱动电机、控制电机电器、电力拖动、电力电子技术、伺服系统等强电控制重点内容，根据学科的发展与其内在规律，以伺服系统为主导，以控制为线索，将元、器件与伺服控制系统科学、有机地结合起来，既把机电一体化技术所需的强电控制知识都集中在这一门课程中，加强了系统性，使学生学后对机电一体化产品中电控技术的强电控制部分有个全面、系统的了解和掌握。更接近工程实际的机械类各专业的一门主干专业技术基础课，是后续学习专业课程的重要基础。广西工业大学教案授课时间第3周星期六第1、2节课次1课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第1章绪论第2章机电传动系统的静态与动态特性第1节第2节教学目的要求：1、了解机电传动的目的和任务；2、机电传动及其控制系统的发展概况；掌握机电传动系统的动力学方程式。教学内容及重点、难点：一、教学内容机电传动及其控制系统的发展概况；《机电传动控制》课程的性质和任务；机电传动系统的动力学方程式；研究静态与动态特性。二、教学重点及难点：(一）重点机电传动的目的和任务；机电传动系统的运动方程式；(二)难点理解机电传动控制的意义。解决方法：启发学生理解现代机电传动与电力拖动的区别教学思路及方法设计：1．课前复习：学习本课程的基本要求，上本课程的纪律、作业的要求。2．讲授新课：（1）机电传动及其控制系统的发展概况；（2）《机电传动控制》课程的性质和任务；（3）研究静态与动态特性；（4）机电传动系统的动力学方程式。3．课程小结：对机电传动及其控制系统的发展概进行总结，对机电传动系统的动力学方程式进行分析，为引入下一节内容做好准备。采用多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式，以提高教学效果。4、教学方式及方法：运用多媒体教学手段对教学内容进行讲授，开展课堂互动，为帮助学生理解机电传动系统的动力学方程式，对机电传动系统的动力学方程式进行举例说明，使学生更好地掌握本节课的教学内容。讨论、作业和思考题：1、机电传动的目的是什么？2、为什么我们把几门课程综合在一起？3、我们如何完成生产工艺过程的要求，从而保证生产过程的正常进行？主要参考资料：《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课后小结：结合大纲要求对绪论等内容开展教学，完成了大纲对该部分的教学要求，教学内容完成情况良好。广西工业大学教案授课时间第3周星期六第3、4节课次2课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第2章机电传动系统的静态与动态特性第3节第4节第5节第6节教学目的要求：1、掌握机电传动系统的运动方程式；2、掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法；3、了解几种典型生产机械的机械特性；4、掌握机电传动系统稳定运行的条件；教学内容及重点、难点：一、教学内容典型生产机械的负载特性；负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算方法；机电传动系统的过渡过程；机电传动系统稳定运行的条件。二、教学重点及难点：(一）重点运用运动方程式分别判别机电传动系统的运行状态；运用稳定运行的条件来判别机电传动系统的稳定运行点(二)难点根据机电传动系统中TN、TL、N的方向确定TM、TL是拖动转矩还是还是制动转矩，判别出系统的运行状态，是处于加速、减速还是匀速时有一定困难。在机械特性上判别系统稳定工作点时，如何找出TM、TL．解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，启发学生。教学思路及方法设计：1．课前复习：机电传动及其控制系统的发展。2．讲授新课：（1）机电传动系统的运动方程式（2）转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算(3)生产机械的机械特性（4）机电传动系统稳定运行的条件3．课程小结：对机电传动系统的运动方程式与转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算进行总结，对生产机械的机械特性进行分析，为引入下一节内容做好准备。采用多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式，以提高教学效果。4、教学方式及方法：1、教学媒体：计算机多媒体投影系统；2、老师讲解；3、黑板指示讨论、作业和思考题：1、如何判断转矩的性质？2、请注意机电传动系统的稳定运行包含拿两重含义。3、为什么系统稳定运行必须满足充分而必要的条件？主要参考资料：《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课后小结：结合大纲要求对机电传动系统的动力学基础等内容开展教学，完成了大纲对该部分的教学要求，教学内容完成情况良好。广西工业大学教案授课时间第3周星期六第5、6节课次3课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第3章直流电动机的工作原理及特性第一节第二节第三节教学目的要求：1、了解直流电动机的基本结构的基础上，着重掌握直流电机的基本工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式：2、掌握直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性教学内容及重点、难点：一、教学内容直流电动机的基本结构和工作原理；直流发电机和电动机的基本方程；直流电动机的机械特性。二、教学重点及难点：(一）重点由于机械特性是根据转矩、电势、电压平衡方程式推导出来的，而机械特性又是分析启动、调速和制动特性的依据、所以机械特性是电动机内容的重中之重：(二)难点运用转矩、电势、电压平衡方程式，正确掌握电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，启发学生教学思路及方法设计：1．课前复习：典型生产机械的负载特性；负载转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算方法；机电传动系统的过渡过程；机电传动系统稳定运行的条件。2．讲授新课：（1）直流电动机的基本结构和工作原理；（2）直流发电机和电动机的基本方程；(3)直流电动机的机械特性。3．课程小结：对直流电动机的基本结构和工作原理；直流发电机和电动机的基本方程；直流电动机的机械特性进行总结，对直流电动机的机械特性进行分析，为引入下一节内容做好准备。采用多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式，以提高教学效果。4、教学方式及方法：1、教学媒体：计算机多媒体投影系统；2、老师讲解；3、黑板指示讨论、作业和思考题：1、如何理解直流电机的工作原理？2、请注意直流电机中的能量转换是可逆的。3、直流电机机械特性是怎样由转矩、电势、电压平衡方程式推导出来的？主要参考资料：《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课后小结：结合大纲要求对直流电机基本结构和工作原理及机械特性等内容开展教学，完成了大纲对该部分的教学要求，教学内容完成情况良好。广西工业大学教案授课时间第4周星期六第1、2节课次4课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第3章直流电动机的工作原理及特性第四节第五节教学目的要求：1、会应用直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性，掌握直流电动机启动、调速、制动的各种方法；2、掌握直流电动机启动、调速、制动以及各种方法的优缺点和应用场所；教学内容及重点、难点：一、教学内容直流他励电动机的启动特性；直流他励电动机的调速特性。二、教学重点及难点：(一）重点1、他励直流电动机的启动特性：2、他励直流电动机的调压调速特性：(二)难点本章较难理解的内容是电流、电势的换向过程；电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，提问、讨论等，启发学生。教学思路及方法设计：1．课前复习：直流电动机的基本结构和工作原理；直流发电机和电动机的基本方程；直流电动机的机械特性。2．讲授新课：（1）直流他励电动机的启动特性；（2）他励直流电动机的调压调速特性。3．课程小结：对直流他励电动机的启动特性、他励直流电动机的调压调速特性进行总结，为引入下一节内容做好准备。采用多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式，以提高教学效果。4、教学方式及方法：1、教学媒体：计算机多媒体投影系统；2、老师讲解；3、黑板指示讨论、作业和思考题：1、他励直流电动机的启动有什么危害？2、常用的启动方法和调速方法是什么？3、为什么靠人为改变机械特性而得到的启动特性和调速特性？出来的？主要参考资料：《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课后小结：结合大纲要求对直流电机基本结构和工作原理及机械特性等内容开展教学，完成了大纲对该部分的教学要求，教学内容完成情况良好。广西工业大学教案授课时间第4周星期六第3、4节课次5课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第3章直流电动机的工作原理及特性第五节第六节教学目的要求：1、学习掌握直流电动机制动的各种方法，优缺点和应用场所；2、会用机械特性的四个象限来分析直流电动机的运行状态；3、会根据他励直流电动机的铭牌技术数据，确定电动机启动等运行特性。4、掌握直流电动机启动、调速、制动以及各种方法的优缺点和应用场所教学内容及重点、难点：一、教学内容直流他励电动机的调速特性；直流他励电动机的制动特性二、教学重点及难点：(一）重点他励直流电动机的制动特性、调速特性。(二)难点本章较难理解的内容是电流、电势的换向过程和电动机的制动过程；电动机在各种制动状态下电磁转矩T、负载转矩TL、转速n、电抠电流Ia和电势E等符号的确定。制动与自然停车的区别。解决方法：展示教学图片，结合典型习题来辅助讲解，启发学生。。教学思路及方法设计：1．课前复习：直流他励电动机的启动特性；直流他励电动机的调速特性。2．讲授新课：（1）直流他励电动机的调速特性（2）直流他励电动机的制动特3．课程小结：对直流他励电动机的调速特性；直流他励电动机的制动特性进行总结，为引入下一节内容做好准备。采用多媒体教学，采用动画演示、实例分析、启发引导的教学方式，以提高教学效果。4、教学方式及方法：1、教学媒体：计算机多媒体投影系统；2、老师讲解；3、黑板指示讨论、作业和思考题：1、制动与自然停车的本质区别是什么？2、请注意制动过程中的能量传递关系。3、不同的制动方法的应用场所是什么？主要参考资料：《机电传动控制学习辅导与习题》邓星钟课后小结：结合大纲要求对直流他励电动机的启动、调速及制动特性等内容开展教学，完成了大纲对该部分的教学要求，教学内容完成情况良好。广西工业大学教案授课时间第5周星期六第1、2节课次6课方式理论课实验课□习题课□实践课□其他□课时安排2授课题目（教学章、节或主题）：第4章交流电动机的工作原理及特性第1节第2节第3节教学目的要求：1、了解异步电动机的基本结构和旋转磁场的产生；2、掌握交流电机的