《运动控制技术》课程标准.docx
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1、运动控制技术课程标准课程编码KC01000469课程类别专业核心课程学分2课程学时32讲授学时:16实验学时:O上机学时:O实践学时:16先修课程机械设计与创新、电工电子技术、PLC高级应用、传感器技术开设学期第3学期适用专业(专业及招生类型)高职专科毕业生、五年一贯制高职毕业生一、课程定位和课程设计1.课程定位运动控制技术是一门专业核心课程,针对高职专科毕业生、五年一贯制高职毕业生生源的机械电子工程技术本科专业开设,培养学生控制系统的基本概念、基本理论、运动控制的基本规律以及典型控制系统的基本应用与设计能力,区分运动控制系统和过程控制系统,掌握机电控制系统中运动控制的常用分析方法及其调试方法
2、和控制器的类型和特点,学习典型机电设备控制的应用实例。运动控制技术课程主要培养学生运动控制方面的专业知识,为企业生产、管理、服务一线(如自动机、生产自动线、工业机器人、数控机床、现代物流设备等)的工程应用、设计制造、调试维修、技术研发、技术服务与管理等岗位培养高层次技术技能人才。运动控制技术课程的先修课程包括:机械设计与创新、电工电子技术、PLC高级应用、传感器技术等。后续课程包括工业机器人应用、自动化生产线控制技术、智能制造系统等。2.课程设计思路课程设计的总体思路:运动控制技术是一门技术性、应用性非常强的专业课程,该课程的实践教学应当紧密围绕课程的培养目标和专项能力进行。我们对实践教学的总
3、体设计思想是:是以基于案例、资源库等项目作为载体,以能力培养为目标,注重实用性。使学生通过学习,能对运动控制技术课程的内容,特别是应用特点有一个更全面和深入的认识,基本达到课程专项应用能力目标要求。运动控制技术课程采用理实一体的方式进行教学,围绕岗位能力要求,设计实践内容。课程以就业为导向,以岗位应用能力为具体目标,让学生在现场或案例、项目等中进行专业技术、技能的训练。设置的依据、课程内容:针对机电行业特点,以专项应用能力为目标,理实一体,实施“课堂与实践场所合一”教学模式,以企业需求为导向整合、优化教学内容,制订考核标准,针对每一个专项应用能力制订出考核指标和分值比重。(1)不强调自动控制的
4、高深理论,以理论够用为度,着重从技术应用的角度进行教学设计,注重知识与技术的重新组合,将知识融入案例中,突出实用性。(2)精选应用实例,理实一体项目化教学,合理分配知识点,考虑学习能力的循序渐进,将理论知识和重点内容融合到项目中,提高感性认识,培养应用思维。(3)以课程能力培养目标为依据,设计并安排项目任务内容。二、课程目标课程总体目标为:以能力为导向,项目为载体组织教学,使学生“边做边学,学做合一”,掌握理解运动控制系统及其应用的基本技术、专业技能和相关理论,培养勇于创新、善于沟通、团结合作的职业品质;掌握运动控制系统的设计、安装、调试、维护等综合技术。培养从事项目运行活动的行为能力,培养项
5、目实施过程中的安全、环保、成本、产品质量、团队合作等意识和能力。具体课程目标包括以下四个方面。1.能力目标(1)能读懂并说明运控控制系统电气原理图;(2)能掌握运控控制系统电气原理图的制图标准;(3)能设计直流控制系统方案;(4)能辨别直流电机铭牌;(5)能熟练选择直流电机;(6)能设计、选择直流控制电路;(7)能在闭环系统中选择、应用光电编码器;(8)能用控制理论分析直流调速系统模型;(9)能熟练应用PlD控制方法;(10)能设计交流调速系统方案;(三)能分析与选型交流电机;(12)能熟练分析与选型变频器;(13)能分析与选型断路器;(14)能分析与选型继电器、接触器;(15)能分析与选型变
6、压器;(16)能分析与选型开关电源;(17)能分析与选型按钮与指示灯。(18)能熟练应用PLC等控制器相应编程软件;(19)能熟练设置变频器参数并调试设备;(20)能进行交流调速系统联调。(21)能设计步进电机控制系统方案;(22)能分析与选型步进电动机;(23)能分析与选型步进驱动器;(24)能熟练设置步进驱动器参数并调试设备;(25)能设计伺服电动机控制系统方案;(26)能分析与选型伺服电动机;(27)能分析与选型伺服驱动器;(28)能熟练设置交流伺服驱动器参数并调试设备;(29)能分析与调试一般复杂程度的运动控制系统。(30)能设计一般复杂程度的运动控制系统。2 .知识目标(1) 了解运
7、动控制系统的应用、概念、分类与特点;(2)掌握典型运动控制系统组成及应用;(3)掌握运动控制系统的开环与闭环控制。(4) 了解直流电机运动控制系统的应用;(5)掌握运动控制系统中常用的物理概念与定律;(6)掌握直流电机运动控制系统的起停及调速原理与方法。(7)掌握直流电机运动控制系统的调速性能指标与常用PwM调速方法。(8)掌握直流调速系统的数学模型的分析与建立方法。(9)掌握光电编码器等检测器件的原理;(10)掌握直流调速系统的PID控制方法。(三)掌握交流电机主流调速的原理;(12)掌握交流电机的分类、交流电机的结构及原理;(13)掌握交流电机的起停和调速原理;(14)掌握变频器的分类、变
8、频器的原理与应用方法;(15)掌握PLC的软件编程与调试方法;(16)掌握变频器的参数分类及应用;(17) 了解常见交流调速系统故障排除方法。(18) 了解步进电机控制系统的应用。(19)掌握步进电动机的分类、步进电动机的结构及原理;(20) 了解步进电动机的性能指标;(21) 了解步进驱动器的原理;(22)掌握步进驱动器的参数设置方法;(23)掌握步进驱动系统编程及调试方法。(24) 了解伺服电动机控制系统的应用。(25)掌握伺服电动机的分类、伺服电动机的结构及原理;(26) 了解伺服电动机的性能指标;(27) 了解伺服驱动器的原理;(28)掌握交流伺服驱动器的参数设置方法;(29)掌握交流
9、伺服系统编程及调试方法。(30)掌握一般复杂程度的运动控制系统设计方法。3 .素质目标(1)规范的机电设备安装的职业素质;(2)查阅资料、勤于思考、勇于探索的良好作风。(3)善于自学、善于归纳分析、勇于创新。(4)良好的道德品质、协调沟通能力、团队合作及敬业精神。(5)严谨、全面、高效、负责的职业素质。(6)经济、安全、环保的职业素质。4 .课程目标与毕业要求的关系毕业要求包括工程知识、工程能力、现代工具的使用、工程师与社会、环境与可持续发展、职业规范、个人与团队、沟通、项目管理、终身学习等十个方面。本课程主要培养工程知识、工程能力、现代工具的使用、职业规范、个人与团队等方面的能力。三、课程内
10、容与要求1.项目一直流电机运动控制系统的设计与调试(支撑课程目标19)教学要求(1) 了解运动控制系统的应用、概念、分类与特点;(2)掌握典型运动控制系统组成及应用;(3)掌握运动控制系统的开环与闭环控制。(4)理解运动控制系统中常用的概念与定律;(5)掌握直流电机起停与调速原理及方法;(6)理解直流电机调速性能指标;(7)掌握PWM调速原理与方法;(8)掌握运动控制系统的开环与闭环控制的具体应用实例;(9)掌握运控控制系统的数学模型分析与建立方法;(10)掌握运动控制系统的转矩控制方法;(三)掌握直流电机的机正确选择方法;(12)掌握PID控制原理与方法;(13)掌握直流控制系统总体方案设计
11、方法。主要教学内容(1)运动控制系统的应用、概念、分类与特点;(2)典型运动控制系统组成及应用;(3)运动控制系统的开环与闭环控制。(4)直流电机的应用及特点;(5)直流电机的铭牌分析与选型;(6)常用的物理概念与定律;(7)直流电机工作原理、结构及分类;(8)直流电机的起动;(9)直流电机的制动;(10)直流电机的调速方法;(三)直流电机的调速性能指标;(12)PwM装置;(13)速度检测模块简介;(14)直流调速系统的数学模型认知;(15)系统微分方程的建立;(16)拉普拉斯变换的数学方法;(17)线性系统的传递函数;(18)系统方块图;(19)直流调速系统的数学模型建立;(20)直流调速
12、系统的PlD控制;(21)直流电机的接线、运行与分析。教学重点与难点教学重点:运动控制系统组成;运动控制系统的开环与闭环控制;直流电机的铭牌分析与选型;常用的物理概念与定律;直流电机工作原理;直流电机的调速方法;PwM装置;直流调速系统的数学模型;拉普拉斯变换的数学方法;线性系统的传递函数;直流调速系统的数学模型建立;直流调速系统的PlD控制。教学难点:直流电机的制动;直流电机的调速性能指标;直流调速系统的数学模型;系统微分方程的建立;拉普拉斯变换的数学方法;线性系统的传递函数;系统方块图;直流调速系统的PID控制。考核点与要求识记:运动控制系统概念、分类与特点;运动控制系统组成;运动控制系统
13、的开环与闭环控制;直流电机特点;常用的物理概念与定律。领会:运动控制系统应用;直流电机工作原理、结构及分类;直流电机的起动;直流电机的制动;直流电机的调速方法;直流电机的调速性能指标;直流调速系统的数学模型。应用:直流电机的铭牌分析与选型;PWM装置;系统微分方程的建立;拉普拉斯变换的数学方法;线性系统的传递函数;系统方块图;直流调速系统的PlD控制;直流电机的接线、运行与分析。2.项目二交流电机运动控制系统设计与调试(支撑课程目标1020)教学要求(1)理解控制系统的电源相关知识及应用;(2) 了解交流电机主流调速的应用;(3)理解电气原理图绘制的标准。(4)了解交流电机的分类;(5)理解交
14、流电机的结构及原理;(6)掌握交流电机的起停和调速;(7)了解变频器的分类;(8)掌握变频器的原理与应用;(9)掌握开关电源的原理及应用。(10)掌握PLC的软件编程方法;(三)掌握变频器的参数设置方法;(12)掌握系统联调和常见故障排除方法。主要教学内容(1)运控控制系统电源电路设计;(2)电机控制电路设计;(3)PLC输入输出控制电路设计;(4)交流电机的分类及应用;(5)三相异步电动机结构及工作原理;(6)三相异步电机转矩与机械特性;(7)三相异步电机的起动与制动;(8)三相异步电机的调速;(9)三相异步电机的铭牌分析与选型;(10)变频器的分类与现状;(三)变频器的基本原理;(12)变
15、频器的选型;(13)其他元器件的选型;(14)编程与调试;(15)变频器的设置与调试;(16)变频器的维护与检修。教学重点与难点教学重点:电机控制电路设计;PLC输入输出控制电路设计;三相异步电动机结构及工作原理;三相异步电机转矩与机械特性;三相异步电机的起动与制动;三相异步电机的调速;(三)变频器的基本原理;变频器的选型;编程与调试;变频器的设置与调试。教学难点:电机控制电路设计;PLC输入输出控制电路设计;三相异步电机转矩与机械特性;三相异步电机的起动与制动;三相异步电机的调速;变频器的基本原理;变频器的设置与调试;变频器的维护与检修。考核点与要求识记:交流电机的分类;三相异步电机转矩与机
16、械特性;变频器的分类;变频器的参数。领会:三相异步电动机结构及工作原理;三相异步电机的起动与制动;三相异步电机的调速;三相异步电机的铭牌分析与选型;变频器的基本原理。应用:运控控制系统电源电路设计;电机控制电路设计;PLC输入输出控制电路设计;变频器的选型;其他元器件的选型;编程与调试;变频器的设置与调试;变频器的维护与检修。3 .项目三步进电机运动控制系统设计与调试(支撑课程目标2124)教学要求(1)了解步进电机控制系统发展与应用。(2)掌握步进电机控制系统方案设计方法;(3)了解步进电动机的分类;(4)掌握步进电动机的结构、原理;(5)理解步进电动机的性能指标;(6)掌握步进驱动器的原理
17、与应用;(7)掌握PLC的软件编程及程序调试方法;(8)掌握步进驱动器的参数及应用方法;(9)掌握系统的联调方法。主要教学内容(1)设计步进电机驱动电路图;(2)设计I/O控制电路图;(3)步进电机的分类及特点;(4)步进电机的工作原理及结构;(5)步进电动机的主要技术指标和运行特性;(6)步进电机的铭牌分析与选型;(7)步进驱动器的选型;(8)PLC的程序设计与调试;(9)步进驱动器的参数设置;(10)常用步进驱动系统联调与分析。教学重点与难点教学重点:步进电机驱动电路图;I/O控制电路图;步进电机的工作原理及结构;步进电动机的主要技术指标和运行特性;步进驱动器的选型;PLC的程序设计与调试
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