机电传动与控制（一）基本信息中文课程名称：机电传动与控制英文课程名称：Mechanical&ElectricalTransmissionControl课程编号：0311035学分：3.5学时：64（其中，48学时理论，实验16学时）课程性质：必修适用专业：机械电子工程先修课程：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》、《微机原理及应用》开课系（教研部）：机械设计制造及其自动化执笔：崔丽珍审核：冯占荣课程简介：《机电传动与控制》是机械电子工程专业的一门必修课。本课程集电机、电器、电力电子学、可编程控制器、自动控制系统于一体的机电综合性课程。通过本课程的学习，是学生了解机电传动与控制系统的发展动向及最新技术，开阔学生的视野，使其不断适应发展的现代化生产的需要：掌握机电传动控制必须的基础理论知识，如：电动机、电器、电力半导体等的工作原理、特性、应用和选用方法；掌握由继电器-接触器、PLC等组成的常用机电传动控制系统的工作原理、特点、分析与设计方法；掌握常用的交流调速、交流调速、以及伺服控制等各种开环、闭环控制系统的工作原理、特点、性能以及应用；通过通过具体的应用实例和实验环节，提高学生分析和解决实际问题的能力。（二）课程目标本课程的主要目标是讲解机电传动控制相关技术的基本原理与应用方法，原理和系统紧密结合，元件和系统紧密结合。作为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，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。课程自标对学生的能力要求如下：1.了解机电控制与PLC技术的发展动向及最新技术，开阔学生的视野，使其适应不断发展的现代化生产的需要2.掌握电气控制与PLC技术必须的基础理论知识如：各种电动机、电器、电力半导体等的工作原理、特性和选用方法以及各种电机的调速控制方法；并且掌握基于组态软件的于PLC的控制方式：3.利用以上的基础知识对机电一体化系统设计与控制的复杂工程问题进行识别、表达和分析，以获得结论；
机电传动与控制 （一）基本信息 中文课程名称：机电传动与控制 英文课程名称：Mechanical & Electrical Transmission Control 课程编号：0311035 学分：3.5 学时：64（其中，48 学时理论，实验 16 学时） 课程性质：必修 适用专业：机械电子工程 先修课程：《电工技术》、《电子技术》、《自动控制原理》、《微机原理及应用》 开课系（教研部）：机械设计制造及其自动化 执笔：崔丽珍 审核：冯占荣 课程简介： 《机电传动与控制》是机械电子工程专业的一门必修课。本课程集电机、电器、电力电 子学、可编程控制器、自动控制系统于一体的机电综合性课程。通过本课程的学习，是学生 了解机电传动与控制系统的发展动向及最新技术，开阔学生的视野，使其不断适应发展的现 代化生产的需要；掌握机电传动控制必须的基础理论知识，如：电动机、电器、电力半导体 等的工作原理、特性、应用和选用方法；掌握由继电器-接触器、PLC 等组成的常用机电传动 控制系统的工作原理、特点、分析与设计方法；掌握常用的交流调速、交流调速、以及伺服 控制等各种开环、闭环控制系统的工作原理、特点、性能以及应用；通过通过具体的应用实 例和实验环节，提高学生分析和解决实际问题的能力。 （二）课程目标 本课程的主要目标是讲解机电传动控制相关技术的基本原理与应用方法，原理和系统紧 密结合，元件和系统紧密结合。作为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，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。 课程目标对学生的能力要求如下： 1.了解机电控制与 PLC 技术的发展动向及最新技术，开阔学生的视野，使其适应不断发 展的现代化生产的需要 2.掌握电气控制与 PLC 技术必须的基础理论知识如：各种电动机、电器、电力半导体等 的工作原理、特性和选用方法以及各种电机的调速控制方法；并且掌握基于组态软件的于 PLC 的控制方式； 3.利用以上的基础知识对机电一体化系统设计与控制的复杂工程问题进行识别、表达和 分析，以获得结论；
4.通过具体的应用实例和实验环节，提高学生分析和解决实际问题的能力，使学生掌握复杂的智能化、自动化、集成化系统设计过程；。课程目标对毕业要求的支撑关系如下：毕业要求毕业要求指标点课程目标指标点2.3：能够应用机械电子工程知识和基本原理对机电毕业要求2体化系统设计与控制的复杂工程问题进行识别、表达和分析，课程目标1以获得结论。指标点3.2：掌握复杂的智能化、自动化、集成化系统设计过毕业要求3课程目标2程。（三）教学内容教学推荐对应的序号教学内容教学要求学时方式课程目标明确机电传动与控制的课堂目的和意义，了解机电讲授单元1：绪论+传动与控制的发展现状课程目标12课程和趋势以及本课程的主1讨论要内容与要求，树立学生的家国情怀；1）掌握三相异步电动机单元2：机电传动断续控制课堂的基本结构、工作原理讲授1）三相异步电动机：及机械特性；+课程目标3）常用低压电器；2）熟悉各种常用低压电课程4）基本控制电路；器和各基本控制环节。11+21课程目25）机电传动断续控制电路分标23）熟练分析各种复杂电讨论析气控制线路+4）掌握电气控制线路的6）机电传动断续控制电路设实践计设计规则和设计方法掌握PLC的基本概念，单元3：可编程控制器并能利用PLC指令系统（PLC）及其应用课堂设计简单的PLC控制系讲授1）PLC的基本结构和工作统。了解组态软件的使+方式：用及编程方法，并且熟课程2）PLC的编程器件和编程悉使用组态软件和PLC课程目标讨论方式；结合进行监控画面仿24+131课程目+3）PLC基本结构及其指令真。培养学生的重视基2标2作业系统。础，稳重发展的工匠精神。4）PLC控制系统设计练习5）监控组态软件概述+6）组态软件程序设计步骤实践7）PLC与组态软件应用实例
4.通过具体的应用实例和实验环节，提高学生分析和解决实际问题的能力，使学生掌握 复杂的智能化、自动化、集成化系统设计过程；。 课程目标对毕业要求的支撑关系如下： 毕业要求 毕业要求指标点 课程目标 毕业要求 2 指标点 2.3：能够应用机械电子工程知识和基本原理对机电一 体化系统设计与控制的复杂工程问题进行识别、表达和分析， 以获得结论。 课程目标 1 毕业要求 3 指标点 3.2：掌握复杂的智能化、自动化、集成化系统设计过 程。 课程目标 2 （三）教学内容 序号 教学内容 教学要求 推荐 学时 教学 方式 对应的 课程目标 1 单元 1：绪论 明确机电传动与控制的 目的和意义，了解机电 传动与控制的发展现状 和趋势以及本课程的主 要内容与要求，树立学 生的家国情怀； 2 课堂 讲授 + 课程 讨论 课程目标 1 2 单元 2：机电传动断续控制 1）三相异步电动机； 3）常用低压电器； 4）基本控制电路； 5）机电传动断续控制电路分 析 6）机电传动断续控制电路设 计 1）掌握三相异步电动机 的基本结构、工作原理 及机械特性； 2）熟悉各种常用低压电 器和各基本控制环节。 3）熟练分析各种复杂电 气控制线路 4）掌握电气控制线路的 设计规则和设计方法 11+2 课堂 讲授 + 课程 讨论 + 实践 课程目标 1 课程目 标 2 3 单元 3：可编程控制器 （PLC）及其应用 1）PLC 的基本结构和工作 方式； 2）PLC 的编程器件和编程 方式； 3）PLC 基本结构及其指令 系统。 4）PLC 控制系统设计 5）监控组态软件概述 6）组态软件程序设计步骤 7）PLC 与组态软件应用实 例 掌握 PLC 的基本概念， 并能利用 PLC 指令系统 设计简单的 PLC 控制系 统。了解组态软件的使 用及编程方法，并且熟 悉使用组态软件和 PLC 结 合 进 行监 控 画面 仿 真。培养学生的重视基 础，稳重发展的工匠精 神。 24+1 2 课堂 讲授 + 课程 讨论 + 作业 练习 + 实践 课程目标 1 课程目 标 2
掌握步进电动机的基本课堂单元4：步进电机传动控制机构、工作原理及驱动讲授1）步进电机基本概念：控制电路，学会设计简+2）步进电机的环形分配单的步进电机传动控制课程器；课程目标电路。培养学生解决问讨论3）步进电机的驱动电路；题和分析问题的能力。1课程目4+24+标24）步进电动机的运行特性及作业使用；练习5）步进电机的控制：+6）步进电机驱动系统设计举实践例及传动控制举例。单元5：机电传动速度连续掌握机电传动速度连续控制调速的基本概念和调速课堂指标。并熟练掌握直流讲授1）机电传动速度连续控制电机和交流电机的无级+基本概念；调速系统的组成和调速课程课程目标52）电力电子器件简介：3原理。培养学生的学会讨论13）直流电动机无级调速系模块化设计思想，分而+统；作业治之、化零为整的科学4）交流电动机无级调速系练习研究精神与精益求精的统：工匠精神。课堂单元6：机电传动伺服系统讲授1）伺服系统中主要元器件掌握伺服控制系统的设+课程目标2）伺服控制系统设计方法6计方法，了解具体的伺4课程13）伺服系统应用举例服系统实例讨论（四）实践教学安排项目实验实验每组实验类型实验项目课程目标编号学时人数要求12验证性必修1电气控制基本环节课程目标22必修1PLC指令练习和编程器使用2验证性课程目标23综合性必修PLC指令及其综合控制应用2I课程目标242验证性必修1步进电动机运行特性课程目标252必修组态软件的熟悉与使用验证性1课程目标26组态软件与PLC的通信实验验证性必修课程目标221721综合性必修PLC与组态王应用实例课程目标282综合性必修PLC与组态王应用实例二I课程目标2合计16必修学时：16选修学时：0
4 单元 4：步进电机传动控制 1）步进电机基本概念； 2）步进电机的环形分配 器； 3）步进电机的驱动电路； 4）步进电动机的运行特性及 使用； 5）步进电机的控制； 6）步进电机驱动系统设计举 例及传动控制举例。 掌握步进电动机的基本 机构、工作原理及驱动 控制电路，学会设计简 单的步进电机传动控制 电路。培养学生解决问 题和分析问题的能力。 4+2 课堂 讲授 + 课程 讨论 + 作业 练习 + 实践 课程目标 1 课程目 标 2 5 单元 5：机电传动速度连续 控制 1）机电传动速度连续控制 基本概念； 2）电力电子器件简介； 3）直流电动机无级调速系 统； 4）交流电动机无级调速系 统； 掌握机电传动速度连续 调速的基本概念和调速 指标。并熟练掌握直流 电机和交流电机的无级 调速系统的组成和调速 原理。培养学生的学会 模块化设计思想，分而 治之、化零为整的科学 研究精神与精益求精的 工匠精神。 3 课堂 讲授 + 课程 讨论 + 作业 练习 课程目标 1 6 单元 6：机电传动伺服系统 1）伺服系统中主要元器件 2）伺服控制系统设计方法 3）伺服系统应用举例 掌握伺服控制系统的设 计方法，了解具体的伺 服系统实例 4 课堂 讲授 + 课程 讨论 课程目标 1 （四）实践教学安排 项目 编号 实 验 项目 实验 学时 实验类型 实验 要求 每组 人数 课程目标 1 电气控制基本环节 2 验证性 必修 1 课程目标 2 2 PLC 指令练习和编程器使用 2 验证性 必修 1 课程目标 2 3 PLC 指令及其综合控制应用 2 综合性 必修 1 课程目标 2 4 步进电动机运行特性 2 验证性 必修 1 课程目标 2 5 组态软件的熟悉与使用 2 验证性 必修 1 课程目标 2 6 组态软件与 PLC 的通信实验 2 验证性 必修 1 课程目标 2 7 PLC 与组态王应用实例一 2 综合性 必修 1 课程目标 2 8 PLC 与组态王应用实例二 2 综合性 必修 1 课程目标 2 合 计 16 必修学时：16 选修学时：0
（五）教学方法与习题要求本课程教学所采用的课堂讲授、课堂讨论、案例分析、作业练习和课外讨论的方式，大力推进启发式、探究式、讨论式和参与式教学，通过引入“翻转课堂”、加强师生互动，推动课堂教学的主体从“以教为主”向“以学为主”转变。下表列出了本课程且标与教学环节对应的关系矩阵。教学环节课程目标课堂课堂案例作业实验讲授讨论分析练习VVV1课程目标1VLV2课程目标2习题：习题的内容在基本概念和原理的基础上，注重以应用为导向，适当布置习题以帮助学生巩固理论知识。（六）考核方式及成绩评定考核方式：本课程采用多元化考核方式进行课程成绩评定，包括平时考核（出勒、讨论章节作业）、大作业或期末考试等，以百分制计。建议对应的课程目考核依据考核/评价细则分值标1）主要学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程课程目标2作业度；102）按平时成绩评定标准与依据表给分。1）结合教学进度安排课堂讨论，考查学生对相关知识的掌握程度；课堂讨论课程目标2102）考查学生应用所学知识解决实际问题的能力、口头和文字表达能力、团队合作能力：3）按平时成绩评定标准与依据表）给分。（1）根据每个实验的实验情况和实验报告质量按实验成绩评定标准与依据表给分，满分100分，折算后课程目标1实验的满分30分；20（2）取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成绩。1）卷面总分100分，以卷面成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入总评成绩。2）主要考核机电传动控制系统的基本概念、各种电课程目标1期末考试60动机和PLC的工作原理、内部结构的基本理论、课程目标2以及电气控制线路和PLC控制线路的设计等。3）考试题型为选择题、判断题、填空题、简答题、读图分析题、综合设计题等。其中，建议对应课
（五）教学方法与习题要求 本课程教学所采用的课堂讲授、课堂讨论、案例分析、作业练习和课外讨论的方式，大 力推进启发式、探究式、讨论式和参与式教学，通过引入“翻转课堂”、加强师生互动，推 动课堂教学的主体从“以教为主”向“以学为主”转变。下表列出了本课程目标与教学环节 对应的关系矩阵。 课程目标 教学环节 课堂 讲授 课堂 讨论 案例 分析 作业 练习 实验 1 课程目标 1 ✓ ✓ ✓ 2 课程目标 2 ✓ ✓ ✓ ✓ 习题：习题的内容在基本概念和原理的基础上，注重以应用为导向，适当布置习题以帮 助学生巩固理论知识。 （六）考核方式及成绩评定 考核方式：本课程采用多元化考核方式进行课程成绩评定，包括平时考核（出勤、讨论、 章节作业）、大作业或期末考试等，以百分制计。 考核依据 建议 分值 考核/评价细则 对应的课程目 标 作业 10 1）主要学生对每章节知识点的复习、理解和掌握程 度； 2）按平时成绩评定标准与依据表给分。 课程目标 2 课堂讨论 10 1） 结合教学进度安排课堂讨论，考查学生对相关 知识的掌握程度； 2） 考查学生应用所学知识解决实际问题的能力、 口头和文字表达能力、团队合作能力； 3） 按平时成绩评定标准与依据表）给分。 课程目标 2 实验 20 （1）根据每个实验的实验情况和实验报告质量按实 验成绩评定标准与依据表给分，满分 100 分，折算后 的满分 30 分； （2）取各次实验成绩的平均值作为此环节的最终成 绩。 课程目标 1 期末考试 60 1）卷面总分 100 分，以卷面成绩乘以其在总评成绩 中所占的比例计入总评成绩。 2）主要考核机电传动控制系统的基本概念、各种电 动机和 PLC 的工作原理、内部结构的基本理论、 以及电气控制线路和 PLC 控制线路的设计等。 3）考试题型为选择题、判断题、填空题、简答题、 读图分析题、综合设计题等。其中，建议对应课 课程目标 1 课程目标 2
程目标1的试题分数占总分的40-60%，题型以填空题、选择题、简答题为主；对应课程目标2的试题分数占总分的40-60%，题型以读图分析题、综合设计题为主。。平时成绩评定标准与依据指标与依据考核项目90~100/权重80~89 (B)70~79 (C)60~69 (D)0~59(E)(A)积极参加讨在讨论现场，积极参加讨参加讨论，能论，清晰表达能够认真倾论，清晰表达够表达观点，观点，问题分听，并表达出观点，问题分问题分析基在讨论现场课堂讨论析基本正确。参与讨论的欲/0.5析正确。能够本合理。能够未出现。望。勉强能够能够较好的很好的支撑一般化的支支撑课程目支撑课程目课程目标。撑课程目标。标。标。作业解答比作业解答基作业解答不完作业的规范作业解答正作业解答不较正确、规本正确、规全正确、欠规性、表达的确、规范，表正确、欠规范，表达较为范，表达不够范，表达基本准确性及对达准确、逻辑范，表达不准准确、逻辑合准确、逻辑合准确、逻辑不课程目标的合理。能够很确、逻辑不合理。能够较好理。能够一般够合理。勉强支撑情况好的支撑课理。不能够支的支撑课程化的支撑课能够支撑课程/0.5程目标。撑课程目标目标。目标。程目标。实验成绩评定标准与依据指标与依据考核项目/权重90~100(A)80~89(B)70~79 (C)6069(D)0~59(E)能在考虑安全能在考虑安全能基本正确的在老师帮助下，在老师的帮助的前提下完全的前提下基本操作实验设备能基本正确的操下尚不能正确正确的操作实正确的操作实并构建满足特作实验设备、能的操作实验设实验操作成验设备、能构验设备、能构定需求的实验构建满足特定需备、不能构建绩/0.5建满足特定需建满足特定需设计方案，但求的实验设计方相应的实验设是缺乏安全意案，但是缺乏安计方案，安全求的实验设计求的实验设计方案，团队合方案，团队合识、团队合作全意识、团队合意识、团队合作能力强作能力较强能力较差作能力差作能力很差
程目标 1 的试题分数占总分的 40-60%，题型以填 空题、选择题、简答题为主；对应课程目标 2 的 试题分数占总分的 40-60%，题型以读图分析题、 综合设计题为主。 平时成绩评定标准与依据 考核项目 /权重 指标与依据 90～100 （A） 80～89（B） 70～79（C） 60～69（D） 0～59（E） 课堂讨论 /0.5 积 极 参 加 讨 论，清晰表达 观点，问题分 析正确。能够 很 好 的 支 撑 课程目标。 积极参加讨 论，清晰表达 观点，问题分 析基本正确。 能够较好的 支撑课程目 标。 参加讨论，能 够表达观点， 问 题 分 析 基 本合理。能够 一 般 化 的 支 撑课程目标。 在讨论现场， 能 够 认 真 倾 听，并表达出 参与讨论的欲 望。勉强能够 支 撑 课 程 目 标。 在讨论现场 未出现。 作业的规范 性、表达的 准确性及对 课程目标的 支撑情况 /0.5 作 业 解 答 正 确、规范，表 达准确、逻辑 合理。能够很 好 的 支 撑 课 程目标。 作业解答比 较正确、规 范，表达较为 准确、逻辑合 理。能够较好 的支撑课程 目标。 作 业 解 答 基 本 正 确 、 规 范，表达基本 准确、逻辑合 理。能够一般 化 的 支 撑 课 程目标。 作业解答不完 全正确、欠规 范，表达不够 准确、逻辑不 够合理。勉强 能够支撑课程 目标。 作业解答不 正确、欠规 范，表达不准 确、逻辑不合 理。不能够支 撑课程目标 实验成绩评定标准与依据 考核项目 /权重 指标与依据 90～100（A） 80～89（B） 70～79（C） 60～69（D） 0～59（E） 实验操作成 绩/0.5 能在考虑安全 的前提下完全 正确的操作实 验设备、能构 建满足特定需 求的实验设计 方案，团队合 作能力强 能在考虑安全 的前提下基本 正确的操作实 验设备、能构 建满足特定需 求的实验设计 方案，团队合 作能力较强 能基本正确的 操作实验设备 并构建满足特 定需求的实验 设计方案，但 是缺乏安全意 识、团队合作 能力较差 在老师帮助下， 能基本正确的操 作实验设备、能 构建满足特定需 求的实验设计方 案，但是缺乏安 全意识、团队合 作能力差 在老师的帮助 下尚不能正确 的操作实验设 备、不能构建 相应的实验设 计方案，安全 意识、团队合 作能力很差