四川大学制造科学与工程学院本科课程《机械电子学》教学大纲.pdfVIP

四川大学制造科学与工程学院本科课程 《机械电子学》教学大纲 课程编号： Course Code: 302066020 302066020 课程类型： Course Type: 选修课 Elective 课程名称： Course Name: 机械电子学 Mechatronics 授课对象： Audience: 本科三年级学 生 Junior 学时/学分： Credit Hours/Credits 32/2 32/2 授课语言： Language of Instruction 中文 Chinese Mandarin 先修课程： Prerequisite: 模拟电子技术基础、数字电子技术基础 Fundamental Analog Electronics， Fundamental Digital Electronics 开课院系： Course offered by: 机械工程系 Department of Mechanical Eng. 适用专业： 机械设计制造及其自动化专业 Intended for: Mechanical Design, Manufacturing and Automation 大纲执笔人： Edited by: 罗华 Luo Hua 大纲审核人： Inspected by: 一、课程简介 机械电子学（Mechatronics）是机电一体化技术的重要基础，它是微处理器技术、软件 技术和计算机应用技术向机械工业渗透的过程中形成并发展起来的新型综合型学科。它介绍 以微处理器系统为核心的测量和控制系统，以及如何引进到机械产品的设计中去，以便提高 产品性能、增强人机交互性并设计出新型的机电一体化系统的科学。 本课程主要系统地介绍了机械电子学总体理论、方法和发展趋势，并面向代表未来发展 趋势的数字化装置和系统进行详细讲解，包括“微处理器及系统和软件”、“数字式测量与传 感器”、“信号的调节与数字化变换”、“伺服执行器与数字执行器”和“总线、接口与通信” 等内容，并紧密结合如“MIT 两轮自平衡机器人”等国内外应用实例的深入分析，以培养学 生的工程实践能力。 二、学习目标 1、了解机械电子学、机电一体化以及机械电子工程等学科之间的关系，学科历史沿革 与发展趋势；了解带有“智能”特性的机械电子产品主要结构和具备自动化和智能特性的机 械电子产品的设计过程； 2、理解智能机械中微处理器系统的分类、结构、功能和常见的名词术语等；理解可编 程控制器、工业控制计算机、数控系统的基本架构；对比传统传感器，了解数字式测量系统 和常见数字式传感器的原理、结构与特性，完成机械系统中位移、力与力矩、压力、角度、 加速度等目标的测量；了解常见数字执行器和伺服执行器的原理、功能和特点，以及它们在 机电系统中的应用； 3、能够了解前向通道、后向通道的结构特点，并运用基本的信号分离、放大、变换、 细分等数字方法和数字电路，解决传感器、处理器和控制器之间信号的传递问题，构建完整 的数字信号通道，并进行软件仿真实验； 4、能够初步综合利用所学机械电子学知识和工程科学，通过信息检索和文献研究，对 典型机电一体化系统中的检测和控制功能进行识别、分析和评价，并最终提高产品的性能和 功能，从而培养学生的机电工程化应用意识； 5、能够初步运用机械电子学所学数字系统各自的特性和应用范围，结合工程实际进行 原理选型和方案设计，以解决机械产品的自动化功能实现和优化问题，并撰写出简单方案报 告。 三、学习目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 毕业要求指标点 学习目标 （2）能够应用数学、自然科学和机械工程 科学的基本原理，通过信息检索、文献研究， 对机械工程领域设计、制造、运行等方面的复 杂工程问题进行识别、表达、分析、评价，并 获得有效结论。 2.1 能够应用数学、自然科学和 机械工程科学的基本原理，识别机械 工程领域设计、制造、运行中的关键 问题与参数； 学习目标 4 （3）能够设计满足特定需求的机械产品功 能原理方案、零部件及机械系统，或针对机械 工程领域设计、制造、运行等方面的复杂工程 问题，拟定相应的设计、制造、运行方案，并 3.3 针对机械工程领域设计、制 造、运行中的复杂工程问题，能够设 计满足特定需求的系统、单元（部件） 或机械制造工艺流程，并能够在设计 学习目标 5 能够综合考虑社会、健康、安全、法律、文化 以及环境因素，体现创新意识。 环节中体现创新意识。 （4）能够基于科学原理并采用科学方法， 针对机械工程领域设计、制造、运行等方面的 复杂工程问题进行研究，通过设计、实施实验， 获取、分析和解释数据，并通过信