检测技术与控制工程教学大纲
《测试技术与控制工程》教学大纲
课程代码:课程名称:学习时间:课程类型:0110098测试技术与控制工程32选修英文名称:课程成绩:课程性质:预存课程:课程系:检测技术与控制工程2专业课程电气与电子技术、C语言程序设计、机电工程学院应用专业:机械设计与制造及自动化课程术语:
1、第六学期课程的地位、目标和任务
本课程的状态:
测试技术和控制工程是高等院校机电工程、机械设计制造和自动化专业的专业课程。
本课程在教学内容上应着重介绍机电系统中传感器、检测技术和计算机控制技术的基础知识、基本理论和基本方法。
在实践能力培养方面，应注重设计理念、创新意识和设计技能的培养。
本课程的目标是:
1.学生获得传感器、自动检测方法、计算机控制系统的组成和特点等方面的基本知识和技能。
2.将所学的自动检测技术和计算机控制系统灵活地应用于未来的工作和生产实践。
本课程的任务:
1.掌握各种传感器的原理和应用；
2.具备自动检测技术的基本知识和技能；
3.掌握计算机控制系统的组成和特点；
4.掌握计算机控制系统的应用程序设计和实现技术；
5.初步形成解决生产中实际问题的能力。
第二，本课程与其他课程的联系
以前的课程:电气和电子技术，C语言编程。
后课程:创新机械设计等。
三、教学内容和要求
第一章导言
教学要求:
掌握机电一体化的基本概念和关键技术，了解机电一体化的典型产品和发展趋势。
要点:机电一体化的基本概念和关键技术难点:机电一体化关键技术的教学内容；
第一节机电一体化的基本概念(1)机电一体化的定义(2)机电一体化系统的要素
(3)机电系统的分类(4)机电系统的特征
第二节机电一体化技术与产品(1)机电一体化理论与技术基础(2)机电一体化关键技术(3)典型机电一体化产品
第三节机电一体化的历史和趋势(1)机电一体化的历史(2)机电一体化的趋势
第二章传感器和检测技术
教学要求:
理解传感和检测技术的基本概念；掌握应变和应力、压力、位移、流量、温度等典型物理量的检测技术及相应传感器的测量原理。
要点:传感器的基本概念；力传感器、压力传感器、温度传感器等的测量原理。
难点:各种传感器的工作原理、适用场合和选型。
教学内容:
第1节传感和检测技术概述(1)检测技术基础(2)传感器的基本概念
(3)传感器和检测系统的基本特征(4)传感器和检测系统的发展趋势
第2节应变和应力的检测(1)电阻应变效应(2)电阻应变仪(3)测量电桥第3节直接应力检测(1)压电效应
(2)压电传感器及其等效电路(3)压电力传感器及其应用
第4节位移测量(1)常用位移测量方法(2)电阻位移传感器测量位移(3)电感位移传感器测量位移(4)电容位移传感器测量位移(5)数字位移传感器测量位移
第五节流量检测(1)流量特性(2)介入流量检测方法(3)非介入流量检测方法
第6节温度检测
(1)温度及其测量方法(2)热电阻及其热敏电阻(3)热电偶
(4)集成电路温度传感器
第三章电机及其控制特点
教学要求:
熟悉电机驱动系统的运动分析方法；了解DC电机、控制电机等的结构原理和控制特点。
，掌握三相异步交流电机的结构原理和控制特点。
重点:三相异步交流电机、DC电机和控制电机的结构原理和控制特点。
难点:电机驱动系统的运动分析方法。
教学内容:
第一节电机驱动机构的运动分析(1)单轴驱动机构的运动分析(2)多轴驱动机构的运动分析(3)驱动机构的机械特性(4)电机稳定运行的条件第二节DC电机及其特点(1)DC电机的结构(2)DC电机的工作原理(3)DC电机的主要特点
第三节交流电动机及其特点(1)三相异步电动机的结构(2)三相异步电动机的工作原理(3)三相异步电动机的电路分析(4)三相异步电动机的主要特点
第4节伺服电机及其控制(1) DC伺服电机和控制(2)交流伺服电机和控制(3)步进电机和控制
第四章继电器控制技术
教学要求:
掌握常用控制电器的工作原理、电路符号和适用场合；熟悉继电器控制电路的设计和分析方法，掌握三相异步电动机基本控制电路的设计和分析。
要点:常用控制电器的工作原理、继电器控制电路的设计、电机的继电器控制。
难点:三相异步电动机基本控制电路的设计与分析。
教学内容:
第1节通用控制电器(1)手动控制电路(2)自动控制电路
第二节继电器接触器控制常用的基本电路
(一)电气控制电路图绘制规则(二)继电器接触器控制基本电路(三)常用自动控制方法
第3节电动机的继电器控制(1)DC电动机的控制(2)三相异步电动机的控制(3)多电动机的顺序控制
第五章可编程控制器控制技术
教学要求:
理解顺序控制的概念和描述；了解可编程控制器的原理、结构及其特
点；分析PLC输入输出模块的原理，掌握PLC应用程序的设计和应用系统的开发方法。
重点:顺序控制的概念和描述方法、PLC应用程序设计和应用系统开发方法。
难点:PLC输入/输出模块、PLC应用程序设计和应用系统开发方法。
教学内容:
第1节顺序控制概述(1)顺序控制的概念和分类(2)顺序控制过程概述(3)顺序控制系统的实施
第二节可编程控制器的基础(1)可编程控制器的发展历史(2)可编程控制器的功能(3)可编程控制器的结构(4)可编程控制器的工作机理(5)可编程控制器的分类和特点
第三节可编程逻辑控制器输入/输出模块(一)输入/输出模块的功能和分类(二)开关量输入/输出模块(三)模拟量输入/输出模块(四)扩展输入/输出模块
第4节可编程控制器控制应用程序设计(1)可编程控制器编程语言(2)可编程控制器编程元件(3)可编程控制器指令系统(4)梯形图编程规则(5)梯形图基本功能的实现
第五节PLC控制应用实例分析(1)PLC控制系统的设计步骤(2)交流异步电动机的正反向控制
(3)交流异步电动机的星三角降压起动控制(4)液压回路的顺序动作控制
第六章计算机控制技术
教学要求:
了解现代计算机控制系统的原理、组成和分类；了解计算机输入/输出接口的原理，典型的计算机控制算法和PID控制实例。
掌握计算机控制网络的概念和方法，了解现场总线技术和CAN总线应用技术的原理。
要点:现代计算机控制系统的原理、典型的计算机控制算法和PID控制实例。
难点:典型的计算机控制算法和PID控制实例、现场总线技术原理和CAN总线应用技术。
教学内容:
第一节计算机控制系统概述(1)计算机控制系统的原理和组成(2)计算机控制系统的典型分类(3)计算机控制系统的现状和发展趋势
第二节计算机输入/输出接口(一)模拟输入接口(二)模拟输出接口(三)开关输入/输出接口
第三节计算机控制算法(1)输入信号的处理(2)过程变量的控制方法(3)经典的PID控制算法(4)数字PID控制算法
四、教学安排和方法
总学时:32小时，包括32小时理论教学和0小时实验(计算机)教学。
在学习或教学过程中，我们实际上应该记录小的教学时数，参加课程，检查机器，计算课时，看看课程内容2 2第1章简介2第2章传感器和检测技术3第3章电机及其控制特性4第4章继电器控制技术5第5章PLC控制技术6第6章计算机控制技术总计6 6 6 8 4 32 6 8 4 32注5，考核方法
1.评估方法:
(1)笔试:时间为100分钟，试题数量应适合中等水平考生在规定时间内回答所有试题。
(2)根据本课程的特点，完成不少于2000字的论文/设计。
2.绩效评估: 平时，分数占20%，包括出勤率、课堂提问、作业等。
中期业绩占20%；最终得分是60%。
综合评估结果=一般结果*20%+中期结果*20%+最终结果*60%
六.推荐的教科书和参考资料
1.推荐教材:
高钦河等。
机电测试与控制。
北京:北京航空航天大学出版社，2015。
2.参考材料:
[1]田宇鹏。
传感器原理。
北京:科学出版社，2007。
[2]刘绍棠。
控制测量。
北京:黄河水利出版社，2007。
[3]严昆。
电气和程序员应用技术。
北京:清华大学出版社，2007。
编写人:朱
审核人:杜长民
(2)根据本课程的特点，完成不少于2000字的论文/设计。
2.绩效评估: 平时，分数占20%，包括出勤率、课堂提问、作业等。
中期业绩占20%；最终得分是60%。
综合评估结果=一般结果*20%+中期结果*20%+最终结果*60%
六.推荐的教科书和参考资料
1.推荐教材:
高钦河等。
机电测试与控制。
北京:北京航空航天大学出版社，2015。
2.参考材料:
[1]田宇鹏。
传感器原理。
北京:科学出版社，2007。
[2]刘绍棠。
控制测量。
北京:黄河水利出版社，2007。
[3]严昆。
电气和程序员应用技术。
北京:清华大学出版社，2007。
编写人:朱
审核人:杜长民。