机电接口技术考核说明

机电接口技术考核说明中央电大考试中心2007年03月14日《机电接口技术》是机械制造及其自动化专业学生必修的一门专业基础课。本课程的教学内容主要包括：常用集成稳压电源、信号处理电路、信号隔离电路、调节器和滤波器电路、功率驱动电路及直流电动机、步进电机、交流电动机的驱动控制电路等部分组成。通过本课程的学习，使学生了解机电接口的一般构成，掌握常用机电接口芯片的使用方法，能够运用所学知识分析和设计简单的机电接口电路。关于课程考核的说明考核对象：电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生。考核方式：采用形成性考核和终结性考试相结合的方式。考核依据：本课程所用教学大纲为2001年审定通过并下发执行的、电大理工科类机械设计制造及其自动化专业本科生《机电接口技术教学大纲》；所用文字教材为王岚等编著的2003年8月由中央电大出版社出版的《机电接口技术》。本课程考核说明是形成性考核和终结性考试命题的基本依据。课程总成绩的记分方法：形成性考核成绩在课程总成绩中占20%，终结性考试成绩在课程总成绩中占80%。课程总成绩为百分制，60分为合格。形成性考核的要求和形式：形成性考核的形式有平时作业和课程实验。能够按时、按质、按量完成平时作业和课程实验者方可得满分。终结性考试的要求和形式：按照课程的基本教学要求，考核内容主要由常用集成稳压电源、信号处理电路、信号隔离电路、调节器和滤波器电路、功率驱动电路及直流电动机、步进电机、交流电动机的驱动控制电路等部分组成。具体考核要求分为几个层次：掌握：要求学生能够全面、深入理解和熟练掌握所学内容，并能够用所学的内容分析、初步设计和解答与实际应用相关的问题，能够举一反三。熟悉：要求学生能够较好地理解和掌握相应内容，并能够进行简单分析和判断。了解：要求学生能够一般地了解所学内容。组卷原则：在教学大纲和考核说明所规定的目的、要求和内容范围之内命题。在教学内容范围之内，按照理论联系实际原则，考察学员对所学知识应用能力的试题，不属于超纲。试题的考察要求覆盖面广，并适当突出重点。试题兼顾各个能力层次，掌握约占60%，熟悉约占30%，了解约占10%。试题的难易程度和题量适当，按难易程度分为三个层次：较易约占30%，一般约占50%，较难约占20%。题量安排以平时基本能够独立完成作业者，他们能在规定的考试时间内做完并有一定时间检查为原则。试题类型及试卷结构：试题类型有填空题、问答题、计算题、设计题等，试卷结构的具体形式见后面所附“试题类型及规范解答举例”。考核形式：闭卷。答题时限：90分钟。其它说明：考生需自备计算器、直尺、铅笔、橡皮等文具。考核内容和要求(一)直流集成稳压电源及抗干扰技术[考核目的]：考核学员对直流集成稳压电源及抗干扰技术基本理论及有关概念的掌握情况。[考核内容]：（1）集成稳压电源的基本工作原理和性能指标。（2）常用的集成稳压器的型号、特点及一般应用电路。（3）常用的DC/DC隔离电源。（4）常用的基准电源的型号、特点及一般应用电路。（5）干扰的一般来源及如何提高电源系统的抗扰性能，地线在系统中的作用及地线的一般作法。[考核要求]：掌握：集成稳压电源的性能指标，7800、7900、317、337系列直流稳压集成电路的使用方法，AD580的应用电路。熟悉：集成稳压电源的基本工作原理及应用。了解：常用的DC/DC隔离电源，干扰的一般来源及常用的抗干扰技术。(二)信号处理电路[考核目的]：考核学员对信号处理电路工作原理及分析计算的掌握情况。[考核内容]：（1）基本的运算放大器、模拟电压比较器、过零比较器、电平检测器、窗口比较器、回差电压比较器、区域比较器电路。（2）绝对值检测电路。（3）电压-电流变换电路。[考核要求]：掌握：线性放大器电路、过零比较器、电平检测器和窗口比较器电路。熟悉：运算放大器的基本特性、模拟电压比较器的特性参数。了解：模拟电压比较器的应用，绝对值检测电路、电压-电流变换器的原理及应用。(三)信号隔离电路[考核目的]：考核学员对信号隔离电路工作原理及常用隔离方法的掌握情况。[考核内容]：（1）信号隔离的意义、原理，以及常用的模拟信号、数字信号的隔离方法。（2）光电耦合器、继电器、光电隔离固态继电器的接口方法。（3）电磁隔离放大器和线性光电隔离放大器。[考核要求]：掌握：掌握光电隔离、继电器的使用方法。熟悉：信号隔离的原理和特点，常用的模拟信号、数字信号的隔离方法。了解：模拟量的隔离方法。(四)调节器和滤波器电路[考核目的]：考核学员对调节器和滤波器电路的掌握情况。[考核内容]：（1）PID控制规律、数学模型和运算电路。（2）有源滤波器，一阶和二阶滤波器的传递函数及电路实现。（3）集成滤波器和开关电容滤波器。[考核要求]：掌握：PID控制规律及其作用，有源滤波器的分类和特点，一阶有源滤波器的传递函数、幅频特性及电路的分析设计。熟悉：PID运算电路，能够分析、设计简单的PID运算电路，二阶有源滤波器的传递函数、幅频特性。了解：二阶有源滤波器电路的分析设计，集成滤波器和开关电容滤波器。(五)功率驱动电路[考核目的]：考核学员对功率驱动电路的掌握情况。[考核内容]：（1）常用功率器件。（2）发光二极管的驱动接口。（3）光电耦合器的驱动接口。（4）继电器的驱动接口。（5）晶闸管的驱动接口。[考核要求]：掌握：单个发光二极管的驱动电路、数码管动态驱动电路，光电耦合器和继电器的驱动电路。熟悉：晶闸管的原理和特性，数码管静态驱动电路。了解：功率晶体管和功率场效应晶体管的原理和特性，晶闸管的驱动电路。(六)直流电动机的驱动与控制[考核目的]：考核学员对直流电动机的驱动与控制电路的掌握情况。[考核内容]：（1）直流电动机的结构及工作原理。（2）直流电动机的驱动电路。（3）脉宽调制变换电路。（4）LM3524、L298、L290／L291／L292的原理及应用。[考核要求]：掌握：直流电动机基本控制电路的原理；熟悉：直流电动机的工作原理，LM3524、L298和L292电机控制芯片的原理和应用。(七)步进电机的驱动与控制[考核目的]：考核学员对步进电机的驱动与控制电路的掌握情况。[考核内容]：（1）步进电机的工作特点、工作原理及其主要技术性能指标。（2）单电压驱动、双电压驱动、斩波电路、调频调压电路、细分功放电路的原理。（3）环形分配器的特点及其实现。（4）三相步进电机控制器3717。（5）两相步进电机控制驱动器L297、L298及应用。[考核要求]：掌握：步进电机的单电压、双电压和斩波功率放大电路。熟悉：步进电机的基本原理、步进电机控制芯片L297的原理和应用。了解：三相步进电机的控制。(八)交流电动机的驱动及控制[考核目的]：考核学员交流电动机的驱动及控制电路的掌握情况。[考核内容]：（1）交流电动机的结构和工作原理。（2）交流电动机的几种调速方法。（3）SLE4520的引脚功能、内部结构、工作原理及其应用。（4）智能功率模块R-IPM的特点、接线端子、功能及其应用。[考核要求]：掌握：交流电动机的工作原理。了解：脉宽调制器SLE4520及智能功率模块R-IPM。(九)综合应用实例[考核目的]：考核学员综合运用理论解决具体问题的能力。[考核内容]：（1）机电接口电路的选择方法。（2）电路中参数的选择方法。[考核要求]：熟悉：机电接口电路的选择方法，电路中参数的选择方法。试题类型及规范解答举例试题按大纲要求，其题型包括填空题、问答题、计算及分析题、设计题，具体说明如下：（一）填空题此类型试题考查学生对基本理论的程度，对重要的常用的概念、公式等的掌握。题型举例：例1．高频电路应______________接地，低频电路应______________接地。例2．三相步进电机一般有___________、___________及___________等工作方式。对于例1，应填“就近多点”与“一点”。对于例2，应填“单三拍”、“六拍”和“双三拍”。例2中，所填顺序对正确性无影响。（二）问答题问答题考察学生对基本概念的掌握情况。例：标志一个滤波器特性与质量的主要参数有哪些？解答：标志一个滤波器特性与质量的主要参数如下：谐振频率、截止频率、通带增益、频带宽度、品质因数、阻尼系数、滤波器参数对元件变化的灵敏度。注：本题答对4个以上的满分。（三）计算及分析题计算题是了解学生的基本计算能力，包括对相关公式的掌握，对电路特性的掌握。例:已知一阶低通滤波器的电路形式如下图所示，写出其传递函数。解：(四)设计题试题举例：用7805设计一个输出电压为+6v的稳压电源。解：电源电路采用电阻升压法，具体电路如下：由电路可知输出电压V0为：一般为5mA，取，则