教案-机电传动控制.pdf

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1、题题 目目模块一模块一 基础知识基础知识任务 1.1 认识机电传动控制系统学时学时 2教学目标教学目标1。理解电机传动的任务。与要求与要求2.能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法。重重点点难难点点1.能够正确掌握机电传动控制系统的设计方法.1。了解几种典型生产机械的机械特性教学方法教学方法教学方式：讲练结合法，图形法，举例分析法；与手段与手段教学手段:多媒体课件。任务任务 1.11.1 认识机电传动控制认识机电传动控制1。1。1 机电传动控制系统的基本要素和功能1.机械装置(结构功能)2.执行装置(驱动功能和能量转换功能）3.传感器与检测装置（检测功能）4.动力源（运转功能）5.信息处理与控

2、制装置（控制功能)1。1。2 机电传动控制系统的设计方法1.设计要求2.设计方法模块化设计柔性设计方法取代设计法融合设计法【知识拓展】讲多错多及其控制系统的发展主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结课堂练习学生反应良好,课堂气氛活跃。20152016 学年第二学期题题 目目任务 1.2 机电传动控制系统计算学时学时 4教学目标教学目标2.掌握机电传动控制系统的运动学方程式。了解机电传动控制系统稳定运行条件。与要求与要求重重点点难难点点掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。掌握多轴拖动系统中转矩折算的基本原则和方法。教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举例分析

3、法；多媒体课件。与手段与手段任务任务 1 1。2 2 机电传动控制系统计算机电传动控制系统计算机电传动系统的动力学基础1。2.1 机电传动系统的运动方程式1.2。2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算1.2.3 负载转矩的折算1。2。4 转动惯量和飞轮转矩的折算1.2。5 生产机械的机械特性1 恒转矩型机械特性2 离心式通风机型机械特性3 直线型机械特性4 恒功率型机械特性2.4 机电传动系统稳定运行的条件主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目教学目标教学目标与要求与要求重重点点课堂练习涉及计算,学生不感兴趣.模块二模块二 驱动电机驱动电机任务 2.1 认识

4、直流电动机学时学时 41、了解直流电动机的基本结构的基础上,着重掌握直流电机的基本工作原理，特别应掌握转矩方程式、电势方程式和电压平衡方程式。2、掌握直流电动机的机械特性,特别是人为机械特性.掌握直流电动机的机械特性，特别是人为机械特性难难点点1.运用转矩、电势、电压平衡方程式，正确掌握电动机在各种运转状态下电磁转矩T、负载转矩 TL、转速 n、电抠电流 Ia 和电势 E 等符号的确定。教学方法教学方法讲授发和实验法。与手段与手段任务任务 2 2。1 1 认识直流电动机认识直流电动机2。1 直流电动机的基本结构和工作原理2。1。1 直流电动机的基本结构主要部件：励硅绕组（定子线圈）用来产生磁场

5、电枢绕组（转子线圈）通有工作电流换向器保持电枢绕组的电流方向不变铁芯（定子、转子）导磁及支撑2.1.2 直流电机的基本工作原理发电机（根据右手定则）电动机（根据左手定则）主要教主要教学内容学内容及过程及过程2.2 直流发电机2.3 直流电机的机械特性2.3。1 他励电动机的固有机械特性2.3。2 他励电动机的人为机械特性2。3。3 其它形式直流电动机的机械特性作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题本节主要机构原理分析,大部分学生都能认真听课.任务 2.2 认识交流电动机2.2.1 三相异步电动机的基本结构2。2。2 三相异步电动机的工作原理学时学时 2教学目标教学目标1。了解异步电

6、动机的基本结构和旋转磁场的产生；2.掌握交流电机的基本工作原理;与要求与要求重重点点难难点点本章较难理解的内容是定子旋转磁场与转子运动的相对性。本章较难理解的内容是定子旋转磁场与转子运动的相对性。教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件.与手段与手段任务任务 2 2。2 2 认识交流电动机认识交流电动机2。2。1 三相异步电动机的基本结构定子、中间装有定子绕组及定子、铁芯、外壳转子、有的装绕组(有的是笼式）2.2。2 三相异步电动机的工作原理工作原理：基于定子线圈能够产生一个旋转磁场，假设有一个旋转磁场来分析如图中 N、S 的磁场以 n0旋转2。2.3 三相异步电动机的旋转磁

7、场1.由于三相电源，所以定子中有三相绕组（120 夹角）2.旋转磁场的方向2.2.4定子绕组线端连接方式在三相电机的接线盒中有六个端子（D1、D2、D3、D4、D5、D6）首端 D1，2,3末端 D4，5，6主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题机构原理分析，小部分学生跟不是思路。课下要做好辅导。2.2.3 三相异步电动机的空载运行和负载运行学时学时 2教学目标教学目标掌握三相异步电动机的空载运行和负载运行.与要求与要求重重点点难难点点三相异步电动机的空载运行和负载运行。三相异步电动机的空载运行和负载运行。教学方法教学方法讲练结合法,图形法,举例

8、分析法；多媒体课件。与手段与手段2.22.2。3 3。1 1 空载运行时的电磁关系空载运行时的电磁关系 1 1。主磁通2.漏磁通3。电磁关系2 2。2 2。3.23.2 异步电动机的负载运行异步电动机的负载运行1、负载运行时的电磁关系2、转子绕组的电磁量主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题图表分析特性为主，注意培养学生分析图表能力。2.2。4 三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性学时学时 2教学目标教学目标1、掌握三相异步电动机的基本方程式与要求与要求2、熟悉三相异步电动机的工作特性重重点点难难点点三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工

9、作特性。三相异步电动机的功率平衡、转矩平衡和工作特性。教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。与手段与手段2 2。2.42.4。1 1 功率平衡和转矩平衡功率平衡和转矩平衡 1、功率平衡 2、转矩平衡2 2。2.42.4。2 2 三相异步电动机的工作特性三相异步电动机的工作特性 1、转速特性 2、定子电流特性 3、功率因数特性主要教主要教学内容学内容及过程及过程 4、电磁转矩特性 5、效率特性作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题公式分析和图表分析结合。任务 2.3 认识步进电动机学时学时 4教学目标教学目标掌握步进电机的结构和工作原理与要求与要求重重点点难难点

10、点步进电机的工作原理步进电机的工作原理教学方法教学方法与手段与手段讲练结合法，图形法,举例分析法；多媒体课件.2.32.3。1 1 概述概述2.3.22.3.2 步进电动机的原理步进电动机的原理2.32.3。3 3 步进电动机的控制方式步进电动机的控制方式1 1三相单三拍运行方式2三相双三拍通电方式3三相单、双六拍通电方式2 2。3.43.4 步进电动机的运行特性步进电动机的运行特性1、矩角特性2、静稳定区2 2。3 3。5 5 步进电动机的驱动电路步进电动机的驱动电路1、单极性驱动电路2、双极性驱动电路主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题机构

11、原理分析,注意与三相异步电动机的区别。任务 2。4 认识伺服电动机学时学时 2教学目标教学目标掌握伺服电机的结构和工作原理与要求与要求重重点点难难点点伺服电机的工作原理伺服电机的工作原理教学方法教学方法与手段与手段讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。2 2。4 4。1 1 概述概述2 2。4.24.2 直流伺服电动机直流伺服电动机1、直流伺服电动机的机械特性2、直流伺服电动机的调节特性2 2。4.34.3 交流伺服电动机交流伺服电动机1、幅值控制及特性2、相位控制及特性 3、幅值相位控制及特性主要教主要教学内容学内容及过程及过程作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题尝试让学

12、习自主分析。实验一实验一直流他励电动机启动和调速实验1加深理解直流他励电动机的启动特性。3测绘直流他励电动机的机械特性。学时学时 2教学目标教学目标2熟悉直流他励电动机的调速特性及其调速方法。与要求与要求重重点点难难点点1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。1、直流他励电动机的调速特性及其调速方法。教学方法教学方法讲练结合法，图形法,举例分析法；多媒体课件。与手段与手段实验一直流他励电动机启动和调速实验（实验一直流他励电动机启动和调速实验（2 2 课时）课时）实验项目实验项目1直流他励电动机的启动。2改变电枢回路的调节电阻R1 来调节直流他励电动机的转速。3改变电枢供电电压U 来调节直流他

13、励电动机的转速。4直流他励电动机的转向改变。5绘制直流他励电动机机械特性曲线图。实验设备及仪器实验设备及仪器 主要教主要教学内容学内容及过程及过程1教学实验台主控制屏2电机导轨及测功机、转速转矩测量（NMEL13）3直流并励电动机 M034直流电机仪表、电源(NMEL-18)（位于实验台主控制屏的下部）5电机起动箱（NMEL09）实验说明及操作步骤实验说明及操作步骤1、接线2 直流他励电动机的启动3 他励电动机的调速特性4 改变电动机的转向作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目实验报告良好模块三模块三 传感器技术传感器技术任务 3.1 认识传感器学时学时 2教学目标教学目标熟悉传感器的发展

14、动向以及应用前景与要求与要求重重点点难难点点重点掌握传感器静态特性重点掌握传感器静态特性教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件.与手段与手段3.13.1。1 1 传感器的概念传感器的概念1、传感器2、传感器技术3、传感(检测)原理3.13.1。2 2 传感器的组成传感器的组成3.1.33.1.3 传感器的分类传感器的分类1、按基本效应分：物理型、化学型、生物型等。2、按构成原理分：结构型、物性型。3、按测量原理分:应变式、电容式、压电式、热电式等.主要教主要教学内容学内容及过程及过程4、按能量关系分：能量转换型(自源型）、能量控制型（外源型）。5、按输入量分：位移、温度、压

15、力、流量、加速度等。6、按输出量分：模拟式、数字式。3 3。1 1。4 4 传感器的发展趋势传感器的发展趋势1、开发新型传感器2、传感器的集成化和多功能化3、传感器的智能化4、研究生物传感器和开发仿生传感器5、传感器的图像化作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题认识性学习，多给学生举例。(例子要新，接近学生生活实例）任务 3。2 应变式传感器学时学时 2教学目标教学目标1.了解电阻传感器的工作原理及测量电与要求与要求2.掌握应变式电阻传感器的工作原理以及应用电路重重点点难难点点1、应变式电阻传感器的原理及其应用1、应变式电阻传感器的原理及其应用教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举

16、例分析法；多媒体课件。与手段与手段3.2.13.2.1 概述概述3.2.23.2.2 金属应变片式传感器金属应变片式传感器 1、应变效应 2、金属应变片 3、主要特性4、温度误差及补偿5、测量电路6、应变式传感器主要教主要教学内容学内容及过程及过程3 3。2 2。3 3 压阻式传感器压阻式传感器1、压阻效应2、压阻系数3、固态压阻器件作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题部分学生课堂开小差，注意力不集中，注意提醒。任务 3.3 电容式传感器学时学时 2教学目标教学目标1。了解电容式传感器的工作原理和应用电路与要求与要求2。掌握各种电容传感器的工作原理、性能、应用重重点点难难点点电容

17、式传感器工作原理及结构形式电容式传感器常用测量电路及应用教学方法教学方法讲练结合法，图形法,举例分析法；多媒体课件。与手段与手段3 3。3.13.1 概述概述3 3。3.23.2 电容式传感器的工作原理电容式传感器的工作原理1、变面积型2、变介电常数型3、变间距型(常用形式）3 3。3.33.3 电容式传感器的测量电路电容式传感器的测量电路1、等效电路2、测量电路主要教主要教学内容学内容及过程及过程3 3。3 3。4 4 误差分析误差分析1、温度的影响2、边缘效应及其消除3、寄生与分布电容的影响及消除3.3.53.3.5 电容传感器的应用电容传感器的应用作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目

18、目课后习题传感器分类细讲，注意学生反馈。实验二线绕式异步电动机的启动、调速和机械特性1加深理解三相线绕式异步电动机的启动特性。学时学时 2教学目标教学目标2熟悉并更好地理解三相线绕式异步电动机的调速方法。与要求与要求3测绘三相线绕式异步电动机的机械特性曲线。重重点点难难点点三相线绕式异步电动机的机械特性曲线。三相线绕式异步电动机的机械特性曲线。教学方法教学方法与手段与手段讲练结合法,图形法，举例分析法；多媒体课件。实验项目实验项目 1线绕式异步电动机电枢绕组串入可变电阻器启动。2绕线式异步电动机电枢绕组串入可变电阻器调速。3线绕式异步电动机的机械特性曲线绘制。实验设备及仪器实验设备及仪器 1实

19、验台主控制屏2电机导轨及测功机、转矩转速测量(NMEL13、NMEL-14）3交流电压表、电流表4三相可调电阻器 90（NMEL-04)。6电机起动箱(NMEL-09）主要教主要教学内容学内容及过程及过程7绕线式异步电动机 M09.实验方法及步骤实验方法及步骤 1绕线式异步电动机电枢转绕组串入可变电阻器起动。2绕线式异步电动机绕组串入可变电阻器调速。3绕线式异步电动机的机械特性曲线测绘作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目实验报告良好模块四模块四 继电器接触器控制系统设计继电器接触器控制系统设计任务 4。1 认识常用低压控制电气原件学时学时 2教学目标教学目标1 了解常用低压电器，掌握电器

20、原理图的画法。与要求与要求2、熟练掌握异步电动机的起动控制线路。重重点点难难点点接触器，继电器的用途，接触器触点的动作关系.继电接触控制电路的基本环节及应用和分析方法，基本电路的设计教学方法教学方法讲练结合法,图形法，举例分析法；多媒体课件。与手段与手段4 4。1 1。1 1 常用低压电器常用低压电器1、分类2、电力拖动控制系统可以分成两大部分4 4。1 1。2 2 接触器接触器1、作用2、分类3、构造4、图形符号主要教主要教学内容学内容及过程及过程4.24.2。3 3 继电器继电器 KAKA1、作用2、分类3、图形符号作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题内容较新颖，学生感兴趣，

21、课堂气氛好任务 4.2 分析继电接触器的基本电路学时学时 4教学目标教学目标掌握继电器接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理与要求与要求重重点点难难点点继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理继电器-接触器控制线路中基本控制环节的构成和工作原理教学方法教学方法讲练结合法，图形法，举例分析法；多媒体课件。与手段与手段4.24.2。1 1 继电器接触器自动控制线路的构成继电器接触器自动控制线路的构成1、分类2、规则4 4。2 2。2 2 继电器接触器自动控制的基本线路继电器接触器自动控制的基本线路1、起动及保护电路2、正反向控制电路3、点动4、多电机互馈主要教主要教学内容学内容及

22、过程及过程5、多点控制6、顺序控制7、多速电机（固定）8、电磁铁的线路4 4。2 2。3 3生产机械中的几种自动控制方式生产机械中的几种自动控制方式1、行程（位置）自动控制2、按时间的自动控制3、定时工作4、自耦降压启动5、按速度控制作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题本节内容教简单,学生容易掌握。模块五模块五 可编程控制器原理及应用可编程控制器原理及应用任务 5。1 可编程序控制器学时学时 2教学目标教学目标了解可编程序控制器的基本结构、工作原理、主要特点和用途与要求与要求重重点点难难点点可编程序控制器的工作原理可编程序控制器的工作原理教学方法教学方法与手段与手段讲练结合法，图

23、形法，举例分析法；多媒体课件。5 5。1 1。1 1 定义定义5.15.1。2 PC2 PC 机的基本结构机的基本结构1、CPU2、存储器3、现场输入接口4、现场输出接口5、键盘及显示器6、外存接口主要教主要教学内容学内容及过程及过程7、其它接口5.1.3 PC5.1.3 PC 机的输入和输出信号机的输入和输出信号1、输入信号2、输出信号5 5。1 1。4 4 定时定时5 5。1 1。5 PC5 PC 与传感器的接口与传感器的接口作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题原理学习，学生反馈难理解。任务 5。2 C 系列 P 型机的指令系统任务 5。3 可编程控制器的安装及编程学时学时

24、4教学目标教学目标掌握 C 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法以及应用实例与要求与要求重重点点难难点点C 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法C 系列中小型可编程序控制器的指令系统和编程方法教学方法教学方法与手段与手段讲练结合法，图形法,举例分析法；多媒体课件。5.25.2。1 C1 C系列系列P P型机的指令系统型机的指令系统1、基本指令2、专用指令3、特殊功能继电器特殊功能继电器5.3.15.3.1可编程控制器的安装及编程可编程控制器的安装及编程1、安装（输入接线、输出接线、布线规定、干扰）2、编程确定工作流程主要教主要教学内容学内容及过程及过程分配 I/O 及继电器分块

25、画出梯形图，再连接输入及调试存储）3、化简(原则)：节省空间、时间；便于输入；保持原有时序逻辑;4、编程举例作业作业布置布置课后课后小结小结题题 目目课后习题编程学习,较难掌握。模块六模块六 单片机在机电传动控制中的应用单片机在机电传动控制中的应用任务 6。1 概述单片机控制系统学时学时 4教学目标教学目标1.掌握单片机的概念。与要求与要求2.了解单片机的用途，学习单片机的开发方法。重重点点难难点点MCS51 单片机在机电传动中的应用MCS51 单片机在机电传动中的应用教学方法教学方法讲练结合法,图形法，举例分析法；多媒体课件。与手段与手段6.16.1 认识单片机认识单片机-单片机概述单片机概述6.1。1 单片机的用武之地6。1.2 单片机的概念单片机的基本组成部分：中央处理器、存储器、输入输出（I/O）接口与外部输入输出设备连接。6.1.3 单片机的发展6。1。4 单片机系列产品 MC51 系列（或 MC-51 内核）的单片机、非 51 系列单片机6。1.5MC-51 系列单片机主要教主要教学内容学内容及过程及过程 8051 的内部结构、5MC51 系列单片机型号主要区别、几种 21 兼容机的主要特性作业作业布置布置课后课后小结小结课后练习本节为单片机简单介绍，很大一部分学生确实本节内容的基础知识相关学习。