精密机械运动设计与控制技术教学大纲.docx

精密机械运动设计与控制技术 一、课程说明 课程编号： 080910Z10 课程名称：精密机械运动设计与控制技术 /Design and control of precision motion 课程类别：专业教育课程 学时/学分： 32/2 先修课程：机械原理、机械设计 适用专业：微电子学，测控技术与仪器专业，光电专业 教材、教学参考书： [1] 王兴松， 《精密机械运动控制系统》 ，科学出版社， 2009.8 [2] 陈国强（新加坡） 、李崇兴、黄苏南， 《精密运动控制：设计与实现》 （第 2 版） ，机械工业出版社， 2011.10 [3] 裘祖荣， 《精密机械设计基础》 ，机械工业出版社， 2007 [4] 田明，冯进良，白素平， 《精密机械设计》 ，北京大学出版社， 2010.03 二、课程设置的目的意义 本课程主要介绍精密运动的设计与控制技术， 拟通过理论学习、 作业等环节， 培养学生运用基础理论解决精密机械设计、精密运动控制中的有关问题的能力， 掌握设计、选用和控制通用 /特种零、部件的基本知识、基本理论和方法。本课 程还介绍精密运动控制装置、各种控制方案、光学测量方法和误差补偿原理等， 是微电子封装专业学生从事封装装备相关工作和研究的必备知识储备。 三、课程的基本要求 要求学生熟练掌握以下内容： 1、精密机械运动的种类和应用领域、精密机 械运动控制系统的应用； 2、典型的精密机械运动设计； 3、常用精密机械运动的 位置测量装置； 4、机械运动控制的数学模型建立； 5、精密旋转电机运动控制； 6、 精密直线电机运动控制； 7、 微位移运动控制； 8、 微操作机器人的运动控制； 9、精密运动控制算法。能综合应用以上基础知识正确分析工程实际中的精密运 动问题：精密运动的设计、实现及控制。 在教学过程中着重基本理论、 基本技能方面的教学， 附以足够的习题作业以 加强学生对所学知识的理解，并提高其运用所学理论知识分析解决问题的能力； 加强实验教学， 提高学生实际操作能力及分析组织实验的能力。 在教学过程中注 意与后续课程的衔接， 多联系本专业中的问题讲解， 为顺利学习后续专业课程奠 定基础。 1 总 学 时 总 学 时 1 教学内容 章节 绪论 第 1 章 四、教学内容、重点难点及教学设计 学时分配 讲课 实 (含研讨 ) 践 1 典型的精密 第 2 章 机械运动设 7 7 计 精密机械运 第 3 章 动的位置测 2 2 量 机械运动控 第 4 章 制的数学模 4 4 型 第 5 章 精密旋转电 机运动控制 4 4 第 6 章 精密直线电 机运动控制 4 4 第 7 章 微位移运动 控制 2 2 微操作机器 第 8 章 人的运动控 4 4 制 教学重点 精密机械运动的种 类及应用 空气静压技术、 磁浮 技术、压电驱动技 术、 柔性并联驱动技 术 光电编码器、 直线光 栅尺、 磁栅尺、 激光 干涉测量 机械运动控制系统 的非线性与线性化、 机械运动控制系统 中的运动规律设计、 机械运动系统的惯 量等效 电机的运行特性与 控制系统建模、 电机 的运动控制电路、 电 机的精密运动控制 算法 直线电机的数学模 型 微位移运动控制的 原理与应用、 微位移 运动系统的结构设 计、 压电微位移运动 控制系统的驱动电 路、 微位移运动机构 的磁滞非线性与补 偿控制 微操作机器人的构 成、 微操作机器人运 动学基础、 微操作机 教学难点 空 气 静 压 技术、 磁浮 技术、 压电 驱动技术、 柔 性 并 联 驱动技术 光 电 编 码 器、 直线光 栅尺、 激光 干涉测量 机 械 运 动 控 制 系 统 中 的 运 动 规律设计、 机 械 运 动 系 统 的 惯 量等效 电 机 的 运 行 特 性 与 控 制 系 统 建模、 电机 的 精 密 运 动控制 算 法 直 线 电 机 的 数 学