《机电光仪系统集成技术》课程教学大纲(本科).docx

机电光仪系统集成技术SystemIntegrationTechniquesofMechatronicsandopticalinstrument课程编号：03410123学分：1.5学时：24（其中：讲课学时：20实验学时：4上机学时：0）先修课程：工程图学、机械设计/精密机械设计基础、控制工程基础、电工电子技术/电路原理、单片机技术/单片机应用系统设计、工程光学基础、机械工程测试技术/传感器技术等。适用专业：测控技术与仪器、光信息科学与工程、机械电子工程教材：机电系统集成技术，董景新等，机械工业出版社，2009年5月第1版；机械电子工程原理与系统设计，隋修武等，国防工业出版社，2014年1月第1版；机电一体化技术与系统，梁景凯、盖玉先编，机械工业出版社，2015年6月第1版。一、课程性质与课程目标（一）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）机电光仪系统集成技术课程是机电、光信、测控等专业的一门共享专业技术课，着重培养学生机电光仪一体化技术的综合应用能力，为后续毕业实习和毕业设计奠定系统专业理论知识和实践能力。同时，该课程具有培养学生综合技能和素养的目的，为学生在光机电仪综合集成应用提供相应的应知、应会知识和技能。课程的基本任务是通过本课程的学习，使学生掌握机电光仪一体化的基本理论、基本方法和基本技能，为进行相关学科领域的科学研究和后续进入相关职场的工程应用与技术研发打下基础。（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。应包括知识目标和能力目标。）课程目标1.了解机电光仪一体化技术的系统思维体系，学会用系统的观点分析问题的能力。课程目标2.了解自动化制造设备各组成环节的静、动态性能对设备性能参数的影响。课程目标3.掌握机电光仪一体化产品中相关技术的联系和接口关系，了解产品开发的方法。课程目标4.掌握模块化机电光仪一体化产品装配、调试、维护、维修的基本理论和基本方法。课程目标5.了解机电光仪一体化前沿技术，学会探索性学习和终身学习的方法。掌握机电光仪一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。二、课程内容与教学要求本课程的教学目标是使学生对光机电仪工程技术有一个全面、系统的认识，为直接从事光机电仪综合集成应用工程实践打下必要坚实的基础。通过本课程的学习，学生应了解光机电仪设备在工农业生产中的应用，掌握机电设备的电-液-气控制及基本控制原理,熟悉光机电仪设备的综合应用技术，使学生的综合素质得到提高，培养继续学习的能力和严谨认真的工作态度。第一章概述1.教学内容（1）系统集成的提出和发展；（2）系统集成的基本概念；（3）机电光仪系统集成的基本含义与实质、功能构成原理及其组成要素；（4）机电光仪系统集成的特点及发展趋势。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）了解系统集成的概念、功能、特点、原则和方法；（2）了解机电光仪系统集成的基本概念、基本组成、理论基础与关键技术；（3）了解机电光仪系统集成的现状与发展前景。3.重难点（1）重点是机电光仪系统集成的基本概念、基本组成、理论基础与关键技术；（2）难点是掌握学习系统集成的原则和方法。第二章系统集成的建模与仿真1.教学内容（1）系统需求分析；（2）系统建模；（3）系统仿真。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）了解系统分析内容与要求；（2）学习掌握系统建模与仿真方法。3.重难点（1）重点是学习系统建模与仿真方法；（2）难点是掌握系统数学建模和系统辨识技术。第三章系统集成的机电技术1.教学内容（1）机电光仪系统中的典型机械部件；（2）机电光仪系统中的典型执行部件；（3）机电光仪系统中的电磁兼容技术；（4）机电光仪系统中的接口技术。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）了解典型机械部件的组成和性能要求；（2）了解典型执行部件的分类和特点；（3）掌握系统集成的电磁兼容技术；（4）掌握系统集成的接口技术；3.重难点（1）重点是学习典型机械部件、典型执行部件、电磁兼容技术和接口技术；（2）难点是掌握系统集成中的抗干扰技术和接口设计技术。第四章系统集成的检测与控制技术1.教学内容（1）机电光仪系统中的常用检测传感器；（2）机电光仪系统中的控制器设计；（3）机电光仪系统中的检测与控制新技术。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）了解机电光仪系统中的常用检测传感器及其选用原则；（2）掌握学习机电光仪系统中的控制器设计方法；（3）掌握学习机电光仪系统中的检测与控制新技术。3.重难点（1）重点是学习检测传感器选用和控制器设计方法；（2）难点是掌握测控系统的稳定性分析与设计。第五章系统集成的工程光学与仪器技术1.教学内容（1）机电光仪系统中的光学系统；（2）机电光仪系统中的现代仪器技术；（3）机电光仪系统中的网络技术。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）掌握学习工程光学的基本原理、方法及应用；（2）掌握学习现代仪器的分类、组成和设计技术；（3）掌握学习计算机网络技术及其应用。3.重难点（1）重点是学习工程光学、网络技术和现代仪器设计方法；（2）难点是掌握几何光学、物理光学、现代仪器设计技术。第六章典型系统集成应用实例1.教学内容（1）机械手与机器人技术；（2）立体化车库系统；（3）基于虚拟仪器技术的图像采集分析集成系统；（4）粉粒物料定量控制系统。2.知识、能力与素质等方面的基本要求（1）掌握系统集成功能构成原理及其组成要素、控制电机及检测传感器、机械手与机器人、立体化车库和粉粒物料定量控制原理。（2）理解系统集成的广义接口，控制软件的作用，对机械传动的要求，过程控制系统原理与系统集成设计方法。（3）具备机电光仪一体化设备拆装、调试和操作的基本技能。（4）掌握机电光仪一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。3.重难点（1）重点是学习系统集成的几个实例；（2）难点是掌握机电光仪系统集成中的系统规划与各子系统之间的合理配置。三、本课程开设的实验项目（如课程不含实验，该项可不填）编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1仓库物流系统结构实验2综合性选做目标2、3、42气动双缸顺序PLC控制技术实验2综合性选做目标2、3、43MPS系统结构与控制原理剖析2综合性选做目标2、3、4注：1.“类型”填验证性、综合性、设计性等；2 .“要求”填必做、选做。实验1：仓库物流系统结构实验掌握仓库物流系统结构组成和功能原理。要求学生理解实验原理，实验结果说明的问题要充分解释，实验结论清楚准确。实验2：气动双缸顺序PLC控制技术设计掌握气动双缸顺序PLC控制技术设计；要求学生理解实验原理，实验结果说明的问题要充分解释，实验结论清楚准确。实验3：MPS系统结构与控制原理剖析掌握MPS系统的基本工作过程、结构组成及其测量控制原理与方法；要求学生了解实验的原理及设备使用方法，逐项记录数据，并完成实验报告。四、学时分配及教学方法章（按序填写）教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计第一章44讲授法目标1、2第二章22讨论法目标2、3、4第三章22讨论法目标2、3、4第四章224讨论法目标2、3、4第五章22讨论法目标2、3、4第六章224研究法目标1、5合计20424注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格；2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。章节讲课实验上机一、概述2二、系统集成的建模与仿真4三、系统集成的机电技术4四、系统集成的检测与控制技术42五、系统集成的工程光学与仪器技术42六、典型系统集成应用实例2合计204五、课程考核考核形式考核要求考核权重支持的课程目标大作业报告完成10-15个习题（或以翻转课堂报告）30%目标2、3、4课程考核卷面笔试（开卷/闭卷均可）或课程报告、课堂测验50%目标1、2、3、4、5课程实验2个实验20%目标2、3、4注：1.分学期设置和考核的课程应按学期分别填写上表。2.考核形式主要包括课堂表现、平时作业、阶段测试、期中考试、期末考试、大作业、小论文、项目设计和作品等。3 .考核要求包括作业次数、考试方式（开卷、闭卷）、项目设计要求等。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。六、课程目标达成度评价课程目标对应考核形式实际评测结果（学生达到的平均水平）课程目标1大作业报告、课程考核、实验考核大作业报告、课程考核、实验考核等平均成绩×20%课程目标2大作业报告、课程考核、实验考核大作业报告、课程考核、实验考核等平均成绩×20%课程目标3大作业报告、课程考核、实验考核大作业报告、课程考核、实验考核等平均成绩×20%课程目标4大作业报告、课程考核、实验考核大作业报告、课程考核、实验考核等平均成绩×20%课程目标5大作业报告、课程考核、实验考核大作业报告、课程考核、实验考核等平均成绩×20%1、课后完成10-15个习题（或以翻转课堂报告的形式完成），以加深学生的所学内容的理解和掌握。2. 课程考核方式：包括课程考核、平时及作业情况考核和实验情况考核。课程考核采用卷面笔试（开卷/闭卷均可）或课程报告、课堂测验的形式，考核成绩占总成绩50%、平时及作业成绩占总成绩30%，实验成绩占总成绩20%。3. 课程考核采用卷面笔试试卷题型包括填空题（20%）、简答题（30%）、数据分析计算题（30%）和综合应用题（20%）等。七、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）1 .机电一体化导论，杜建铭主编，电子工业出版社，2011年6月第1版。2 .机电一体化技术，孙卫青、李建勇主编，科学出版社，2009年8月第1版。3 .工程光学，张思祥、王红敏主编，华中科技大学出版社，2011年1月第1版。4 .光电技术，江文杰等主编，科学出版社，2010年1月第1版。八、大纲说明（内容可包括课程基本要求、习题要求及其它一些必要的说明）1、本课程的实验采用实验室现场教学的方式进行。2、课堂教学利用PPT等现代教学手段并结合翻转课堂讨论。3、课后完成10-15个习题（或以翻转课堂报告的形式完成），以加深学生的所学内容的理解和掌握。4、有针对性的引导学生端正学习态度，明确学习目的，以培养学生的创造能力，分析解决实际问题的能力及动手能力。5 .本课程有4个学时的实验，具体实验内容见机电光仪一体化技术课程实验教学大纲。2017年9月28日10机电光仪系统集成技术课程实验教学大纲SystemIntegrationTechnologyofMechatronicsandOpticalInstrument课程编号：03410123课程教学总学时：24实验总学时：4总学分：1.5（包含在课程）先修课程：机械原理与设计、电工学、数字电子技术、模拟电子技术、控制工程基础、传感器技术适用专业：测控技术与仪器一、目的与任务本课程是测控技术与仪器专业的一门主要的专业选修课，课程实验是学习机电光仪系统集成技术课程的重要环节之一。实验教学的目的和任务在于巩固课堂上学习的一些重要的基本概念，巩固和加强对理论的认识和理解；通过实验培养学生在机电光仪系统集成技术方面的实践操作和应用能力，通过综合性实验，掌握机电光仪系统的基本原理、结构、应用特点；具备机电光仪一体化设备拆装、调试和操作的基本技能；掌握机电光仪一体化技术行业操作规范，具有良好的职业素养。二、实验教学的基本要求（1）复习相关原理，认真预习；（2）了解实验装置、实验系统；（3）分析相应的问题。通过实验，使学生掌握实验用机电光仪系统中用到的各类传感器、控制器、及执行器等工作原理及应用特点，使学生具备一定的分析和解决复杂工程问题的能力。三、本课程实验教学的基本内容实验项目编号实验项目名称学时类型要求备注1仓库物流系统结构实验2综合性选修2气动双缸顺序PLC控制技术实验2综合性选修3MPS系统结构与控制原理剖析2综合性选修注：实验内容可安排。四、实验成绩的考核与评定办法实验成绩的考核，以实验报告和实验过程为考核依据，考查课成绩分优、良、中、及格和不及格五等，考试课成绩按百分制记分，实验课成绩在本门课程总成绩中由任课老师在1020%内确定。五、有关说明无2017年9月28日课程简介课程编码：03410123课程名称：机电光仪系统集成技术英文名称：SystemIntegrationTechniquesofMechatronicsandopticalinstrument学分：1.5学时：24（其中：讲课学时：20实验学时：4上机学时：0）课程内容：机电光仪系统集成技术课程是机电、光信、测控等专业的一门共享专业技术课，着重培养学生机电光仪一体化技术的综合应用能力，为后续毕业实习和毕业设计奠定系统专业理论知识和实践能力。同时，该课程具有培养学生综合技能和素养的目的，为学生在光机电仪综合集成应用提供相应的应知、应会知识和技能。课程的基本任务是通过本课程的学习，使学生掌握机电光仪一体化的基本理论、基本方法和基本技能，为后续专业课程的学习打下基础。选课对象：测控技术与仪器、光信息科学与工程、机械电子工程专业本科三年级学生先修课程：工程图学、机械设计或者精密机械设计基础、控制工程基础、电工电子技术或者电路原理、单片机技术或者单片机应用系统设计、工程光学基础、机械工程测试技术或者传感器技术等。教材：机电系统集成技术，董景新等，机械工业出版社，2009年5月第1版；机械电子工程原理与系统设计，隋修武等，国防工业出版社，2014年1月第1版；机电一体化技术与系统，梁景凯、盖玉先编，机械工业出版社，2015年6月第1版。参考书目及学习资料：机电一体化导论，杜建铭主编，电子工业出版社，2011年6月第1版；机电一体化技术，孙卫青、李建勇主编，科学出版社，2009年8月第1版；工程光学，张思祥、王红敏主编，华中科技大学出版社，2011年1月第1版；光电技术，江文杰等主编，科学出版社，2010年1月第1版。