課程代號：30453課程名稱：機電一體化技術及應用
編寫學校：南京理工大學編寫老師：黃新燕審核老師：曹春平
ⅰ 課程性質與課程目標
一、課程性質和特點
《機電一體化技術及應用》課程是江蘇省高等教育自學考試機電一體化工程專業的必修課，是為培養自學應考者了解和掌握現代機電一體化技術和系統所涵蓋的基本知識、理論和應用而設定的一門重要的專業基礎課。機電一體化並不是機械技術和電子技術的簡單疊加，而是有著自身體系的新型學科。機電一體化包括六大共性關鍵技術：
精密機械技術、伺服驅動技術、感測檢測技術、資訊處理技術、自動控制和系統總體技術。
機電一體化的產生與迅速發展的根本原因在於社會的發展和科學技術的進步。系統工程、控制論和資訊理論是機電一體化的理論基礎，也是機電一體化技術的方**。微電子技術的發展，半導體大規模積體電路製造技術的進步，則為機電一體化技術奠定了物質基礎。
現代產品的機電一體化進入到實用階段。機械工程及自動化專業的學生掌握機電一體化技術與應用中的理論和方法對今後的工作是非常有用的。
本課程的特點是理論性、應用性和綜合性較強。通過本課程的學習，使考生了解和掌握機電一體化技術中主要的相關技術、理論方法和應用領域。
二、課程目標
通過本課程的學習，要求考生應具有以下的理論知識和技能：
1．掌握機械系統數學模型的建立方法以及常用的機械傳動裝置；
2．掌握常用感測器、訊號變換及介面電路，並能根據測試要求進行較合理地選用。
3．掌握伺服傳動技術的概念和常用伺服系統的工作原理及特點；
4．了解計算機控制技術的概念、常用的接**術以及計算機控制演算法；
5．掌握典型的機電一體化技術的應用。包括典型的機電一體化產品、工業機械人、柔性製造系統及計算機整合製造系統；
在自學過程中，要求考生在通讀教材，理解和掌握所學基本原理知識及基本方法的基礎上，結合習題與思考題的練習，提高分析問題和解決問題的能力。
三、與相關課程的聯絡與區別
學習本課程前，考生應具備的知識基礎有：電工、電子學、力學、工程數學控制工程基礎等基礎知識，以便使考生順利地理解和掌握測試技術的基本知識。在自學中要注意本課程與《數控技術》、《現代測試技術》等課程的區別。
本課程為考生學習「機電一體化技術基礎」課程打下基礎。
四、課程的重點和難點
本課程的重點為機電一體化技術中的關鍵技術；次重點為機電一體化技術中的計算機控制技術以及簡單機電一體化系統和工業機械人等；一般知識點為柔性製造系統和計算機整合製造系統等。其中訊號變換及調理、訊號的分類與描述為難點。
考生要注意把握重點和次重點知識點內容，用考核目標和各章的考核要求檢驗學習的效果，也要了解一般內容的知識點。
ⅱ 考核目標
本課程自學考試大綱在考核目標中，按照識記、領會、簡單應用和綜合應用四個層次規定其應達到的能力層次要求。四個能力層次是遞公升的關係，後者必須建立在前者的基礎上。各能力層次的含義是：
識記（ⅰ）：要求考生能夠識別和記憶本大綱中規定的有關知識點的主要內容（如定義、定理、表示式、公式、原理、重要結論、方法及特徵、特點等），並能夠根據考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。
領會（ⅱ）：要求考生能夠領悟和理解本大綱中規定的有關知識點的內涵及外延，理解物理概念的確切含義，理解和熟悉內容要點及相關知識點之間的區別和聯絡，並能根據考核的不同要求對有關問題進行邏輯推理和論證，做出正確的解釋、敘述和說明。
簡單應用（ⅲ）：要求考生能夠運用本大綱中規定的少量知識點，利用簡單的數學方法分析和邏輯推理及論證，得出正確的結論，並能把推理過程正確地表達出來，分析和解決簡單的應用問題，如簡單的計算，設計簡單實驗系統，並能繪製出測試系統框圖，分析和說明系統中各環節的功能。
綜合應用（ⅳ）：要求考生能夠運用本大綱中規定的多個知識點，面對較複雜的機電一體化系統，建立合理的系統模型，分析和解決一般應用問題，如較複雜的計算，根據實驗要求，設計較複雜的機電系統，繪製出機電系統的系統框圖，分析和說明系統中各環節的功能。
ⅲ 課程內容與考核要求
第1章緒論
一、學習目的與要求
通過本章的學習，了解機電一體化的定義、機電一體化系統的基本功能、相關技術和方法。明確學習內容和目的，以及本課程的性質和任務。
二、課程內容
第一節機電一體化的定義
第二節機電一體化系統的基本功能
1. 機械本體
2. 動力部分
3. 感測檢測部分
4. 執行部分
5. 驅動部分
6. 控制與資訊處理部分
7. 介面
第三節機電一體化的相關技術
1．機械技術
2．感測檢測技術
3．資訊處理技術
4．自動控制技術
5. 伺服傳動技術
6. 系統總體技術
第四節現代機械的機電一體化方法
1．機電一體化產品和系統分類
2．現代機械的機電一體化目標
3．機電一體化技術方向
4. 機電一體化系統開發的工程路線
三、考核知識點與考核要求
1. 機電一體化的定義
識記：機電一體化的基本概念；
領會：機電一體化的理論基礎和物質基礎；
2. 機電一體化系統的基本功能要素
識記：乙個較完善的機電一體化系統的幾個基本要素；
領會：機電一體化系統的工作原理；
每個功能要素在機電一體化系統中的作用。
3. 機電一體化的相關技術
識記：機電一體化的六個關鍵技術；
領會：各項關鍵技術在機電一體化系統中的作用。
4．現代機械的機電一體化方法
領會：機電一體化產品和系統的分類和現代機械的機電一體化目標。
四、本章重點、難點
機電一體化系統的基本功能要素；
機電一體化的相關技術。
第2章機械傳動與支承技術
一、學習目的與要求
通過本章的學習，掌握建立機械系統數學模型的方法，掌握機械傳動系統的特性，掌握典型的機械傳動裝置。本章是本課程的重點，是理解、掌握和學好本課程的基礎。
二、課程內容
第一節機械系統數學模型的建立
1．機械移動系統
2．機械轉動系統
3. 基本物理量的折算
4. 液壓系統
第二節機械傳動系統的特性
1．機電一體化對機械傳動的要求
2．機械傳動系統的特性
第三節機械傳動裝置
1．齒輪傳動
2．滾珠花鍵
3．諧波齒輪減速器
4．機械傳動系統方案的選擇
第四節支撐部件
1．迴轉運動支承
2．直線運動支承
三、考核知識點與考核要求
1. 機械系統數學模型的建立
識記：機械移動系統的基本元件；
機械移動系統的力學模型和二階系統框圖；
機械轉動系統的基本引數；
機械傳動系統的力學模型和二階系統；
典型物理量的折算；
液壓系統相關數學模型的建立；
2. 機械傳動系統的特性
識記：影響機電一體化系統中傳動鏈的動力學效能的因素；
機械傳動系統的基本特性的概念和表示式；
領會：主要間隙型別和消隙措施；
3. 機械傳動裝置
識記：齒輪傳動中相關引數的計算；
領會：滾珠花鍵的概念；
諧波齒輪減速器的相關概念；
簡單應用：機械傳動系統方案的選擇；
4. 支承部件
識記：迴轉運動支承的種類；
常用的直線運動支承；
領會：各種迴轉運動支承的結構和特點；
常用直線運動支承的效能；
四、本章重點、難點
重點：機械系統數學模型的建立；
機械傳動系統的特性；
次重點：機械傳動裝置；
支承部件；
難點：典型機械系統的力學模型和傳遞函式；
基本物理量的折算；
第3章檢測技術
一、學習目的與要求
通過本章的學習，了解各種常用感測器的型別、結構、靜動態特性、測量範圍、使用條件等，掌握常用感測器的工作原理及其應用。
二、課程內容
第一節感測器
1．感測器技術
2．感測器的分類及要求
3．感測器效能與選用原則
第二節位移測量感測器
1．電容感測器
2．電感式感測器
3．光柵
4．感應同步器
第三節速度感測器
1．直流測速機
2．光電式轉速感測器
第四節位置感測器
1．接觸式感測器
2．接近式感測器
第五節感測器前級訊號處理
1．測量放大器
2．程式控制增益放大器
3．隔離放大器
第六節感測器接**術
1．感測器訊號的取樣/保持
第七節感測器非線性補償處理
1．計算法
2．查表法
3．插值法
第八節數字濾波
1．算術平均值法
2．中值濾波法
3．防脈衝干擾平均值法
4．程式判斷濾波法
三、考核知識點與考核要求
1. 感測器技術
識記：感測器的定義；
感測器的分類法；
感測器的特性：靜態特性，動態特性；
領會：感測器的型別；
感測器的選用原則；
2. 位移測量感測器
識記：電容感測器的定義；
電容感測器的種類；
電容感測器的工作原理；
電感式感測器的定義；
電感式感測器的工作原理；
光柵的結構和工作原理；
光柵測量系統的構成；
感應同步器的定義；
鑑相式的原理；
鑑幅式的原理；
領會：變極距型電容感測器的工作原理及結構；
變面積型電容感測器的工作原理及結構；
氣隙型和截面型電感式感測器的工作原理；
莫爾條紋的特點；
感應同步器的結構；
簡單應用：變極距型電容感測器的靈敏度計算；
變面積型電容感測器靈敏度和輸出特性的計算；
電感式感測器的自感係數和靈敏度的計算。
3. 速度感測器
識記：直流測速機的定義；
直流測速及的分類；
光電式轉速感測器的結構和測速原理；
領會：直流測速機的輸出特性；
永磁式測速機原理；
4. 位置感測器
識記：位置感測器的概念；
位置感測器的型別；
接觸式位置感測器和接近式位置感測器的概念；
接近式位置感測器的分類；
光電式感測器分類；
領會：微動開關式位置感測器的構造和形式；
接近式位置感測器原理圖；
透光型光電感測器介面電路；
簡單應用：反射型光電感測器的應用電路；；
5. 感測器前級訊號處理
識記：感測器輸出訊號的常見參量型別；
測量放大器的特點；
測量放大器的放大倍數計算公式；
專用測量晶元ad522的效能；
程式控制增益放大器的概念和放大倍數的計算；
ad524增益控制放大器原理；
隔離放大器的應用環境及概念；
隔離放大器的特點；
耦合式隔離放大器的型別；
《機電一體化技術》08機電一體化a
合肥財經職業學院 2010 2011學年度第一學期期末考試試卷 a 考試科目 機電一體化技術考試時間90分鐘得分 一 填空題 共22分，每空1分 1 機電一體化系統常用設計方法是 2 機電一體化產品按用途可分為三類。3 一般要求機械傳動系統的最低固有頻率是其他機械系統4 滾珠絲槓副中滾珠迴圈方式有兩...
煤礦機電一體化技術實踐應用
摘要 計算機事業在我國發展始於20世紀60年代，計算機的發展使我國迅速進入資訊時代，特別是微型計算機在機械產品中的應用和推廣，使機和電有機的結合形成機電一體化技術。機電一體化技術的應用，使機械行業的生產率顯著增加，產品的效能和質量得到明顯的提高，原材料的消耗也得到了控制，工人的勞動強度和工作環境也得...
機電一體化
四川機電職業技術學院2006 2007學年度第一期重修考試試卷科目 機電一體化概論 時間 120分鐘適用班級 中04機電出題審核 班級姓名學號 密封線一 解釋 20分 1 機電一體化 2 介面 3 工控機 4 閾值電壓 四川機電職業技術學院2006 2007學年度第一期重修考試試卷科目 機電一體化概...