11 4、李雅普诺夫方法在线性系统中的应 用 5、李雅普诺夫方法在非线性系统中的 应用 能力培养 判定非线性系统稳定性的能力 六 线性定常系统 的综合 价值引领 掌握用现代控制论知识解决实际问题 的方法与手段 6 课堂讲授 及讨论 知识传授 1、线性反馈控制系统的基本结构及其 特性 2、极点配置与系统镇定问题 3、系统解耦问题 4、状态观测器 5、带状态观测器的状态反馈控制系统 的特性 6、渐近跟踪鲁棒调节器 能力培养 提高学生的自主学习能力、动手能力、 独立分析及思考的能力并激发学生的 应用创新意识 先修课程 1 高等数学 3 矩阵理论 2 线性代数 4 控制工程基础 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编 号 出版 时间 是否 自编 教材 1 现代控制理论（第 3 版） 刘豹 机 械 工业 出 版 社 9787111 031031 2019 否 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编 号 出版 时间 是否 自编 书目 1 现代控制理论与工程 王积伟 高 等 教育 出 版 社 9787040 288032 2010 否 2 现代控制理论基础 谢克明 北 京 工业 大 学 出版社 9787563 908776 2004 否 3 现代控制理论及其 MATLAB 实践 方水良 浙 江 大学 出 版 社 9787308 042291 2006 否 4 现代控制理论 俞立 清 华 大学 出 版 社 9787302 146575 2015 否 大纲撰写人（签字）：陈鑫 培养方案修（制）订工作组副组长（签字）：张辉
12 《机电系统检测与控制》教学大纲 课程名称 机电系统检测与控制 课程代码 SS071002 课程英文名称 Measurement and Control in Mechatronics System 学时 32 学分 2 开课 学期 秋季 开课单位 机械工程学院 课程类型 √学位课 非学位课 考核 方式 开卷考试 □√闭卷考试 □考查 平时成绩占比： 20 % 期中成绩占比： 20 % 期末考试占比： 60 % 教学目的与要求 《机电系统检测与控制》是机械工程硕士专业的一门重要专业基础课程，是一门适合机械电子 方向的实践性较强的课程，是机械技术与电子技术的有机结合。它包括机械、电子、自动控制、 传感器、计算机技术。它从系统工程观点出发，研究机电系统的组成、原理、数学建模、分析方 法和工程设计技术。 本课程的任务是通过理论教学和实验教学，介绍机电测控系统的工作原理、运行特性及设计 的方法；使学生掌握常用的机电控制系统的工作原理、分析系统、调试系统的基本方法，提高实 验技能；了解最新测控技术在机械设备中的应用。 教学内容与要求 章节 题目 教学内容与要求 学时 教学方法 与手段 第 一 章 概述 §1.1 机电系统 的构成 §1.2 机电系统 的分类 §1.3 机电系统 的关键技术 §1.4 机电系统 的设计及其工 艺路线 价值引领 建立大国重器的设计思想。 2 学 时 面 授 / 多 媒体教学 知识传授 掌握机电系统的组成要素及其关 系。 能力培养 培养学生运用系统工程的理念设 计机电系统和产品。 第 二 章 机 械 系 统 数 学 模 型 的 建立 §2.1 机械系统 建模中基本物 理量的描述 §2.2 机械传动 系统数学模型 价值引领 建立复杂系统的解决思路。 4 学 时 面 授 / 多 媒体教学 知识传授 机械系统建模中基本物理量和系 统建模方法。 能力培养 培养学生建立机械系统数学模型 的能力。 第 三 章 机 械 传 动 系 统 设计 §3.1 概述 §3.2 传动机 构 §3.3 导向机 构 §3.4 执 行 机 构 价值引领 建立宏观机械系统的概念。 4 学 时 面 授 / 多 媒体教学 知识传授 掌握各种传动机构的基本工作原 理和方法。 能力培养 培养全面分析机械系统的能力。 第 四 章 §4.1 传感器的 价值引领 建立解决复杂检测系统的思路。 8 学 面 授 / 多
13 传 感 器 与 检 测 系统 分类及特性 §4.2 位移传感 器 §4.3 速度传感 器 §4.4 加速度传 感器 §4.5 力、压力 和扭矩传感器 §4.6 位置传感 器 §4.7 采集信号 的检测与处理 实验一 传感 器综合实验 实验二 位移 传感器特性实 验（编码器、 光栅尺） 时 媒体教学 实验教学 知识传授 掌握机械量检测传感器及其处理 电路。 能力培养 培养学生进行机械量检测系统的 设计能力。 第 五 章 机 电 系 统 驱 动 及 执 行 机构 §5.1 伺 服 系 统的基本技术 要求 §5.2 步 进 电 动机的结构、 原理及特性 §5.3 步 进 电 机的驱动 §5.4 步 进 电 机的选用 §5.5 直流、交 流伺服电动机 简介 §5.6 伺 服 电 动机及其控制 器 §5.7 液 压 传 动系统和气压 传动系统简介 价值引领 建立解决复杂伺服控制系统的思 路。 4 学 时 面 授 / 多 媒体教学 知识传授 三种伺服电机执行元件系统的原 理与控制系统。 能力培养 培养学生进行伺服控制系统的设 计能力。 第 六 章 机 电 系 统 中 的 计 算 机 控制 §6.1 工业控制 机 §6.2 计算机接 口技术 §6.3 计算机控 制系统 §6.4 串行数据 价值引领 建立解决工业控制计算机系统的 思路。 6 学 时 面 授 / 多 媒体教学 实验教学 知识传授 三种工业控制计算机系统的组成 及设计。 能力培养 培养学生进行工业控制计算机控 制系统的设计能力
14 通信 §6.5 可编程序 控制器控制系 统设计 §6.6 单片机应 用系统设计 §6.7 嵌入式 微处理器简介 （DSP、ARM、 FPGA、CPLD） 实验三 单片 机控制的 I/O 设计，串口及 串口服务器 第 七 章 数 字 控 制 器 的 设计 §7.1 了解数字 控制器的概念 和基本设计方 法 §7.2 掌握基本 的离散化方法 ——差分变化 法和零阶保持 器法 §7.3 掌握数字 PID 算法和设 计方法特别是 参数整定方法 §7.4 了解 PID 的数字控制器 的改进算法 价值引领 建立解决软件设计的思路。 2 学 时 面 授 / 多 媒体教学 知识传授 掌握常用的计算机控制算法，能够 根据不同的被控对象正确使用。掌握 PID 控制的特点及应用对象。 能力培养 培养计算机软件设计能力。 第 八 章 机 电 测 控 系 统 设 计 及 应用 §8.1 机电产品 开发的基本思 路 §8.2 机电系统 的干扰抑制与 处理 §8.3 机电产品 典型应用举例 实验四 PLC 控制的检测、 气动执行传感 器综合实验 价值引领 学生建立大系统的思路。 2 学 时 面 授 / 多 媒体教学 实验教学 知识传授 学习机电产品开发方法。 能力培养 培养学生设计机电一体化产品的 能力。 先修课程 1 机械设计 3 机电传动与控制 2 测试技术 4 微机原理与应用
15 教材 序 号 教材名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 教材 1 机电一体化系统设计 姜培刚 机械工业出版 社 978-7-111- 12615-7 2020.8 否 2 参考资料（推荐书目） 序 号 书目名称 主编 出版社 ISBN 编号 出版 时间 是否 自编 书目 1 机电控制系统分析与设计 高春甫 科学出版社 978-7-03-0 19138-0 2007.8 否 2 机电一体化系统设计 张秋菊 科学出版社 978-7-03-0 50829-4 2014.5 否 参考资料（推荐文献） 序 号 文献名称 作者 期刊名称 卷期号 页码 1 2 参考资料（推荐网站） 序 号 专题名称 网站网址 1 机电系统检测与控制精品课程网 站 http://me.ujn.edu.cn/jdxt/index.htm 2 大纲撰写人（签字）：李国平 培养方案修（制）订工作组副组长（签字）：张辉