機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)考核說明

1、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)課程考核說明（審定稿）第一部分課程考核有關(guān)說明1. 啟用時間2009 年秋季學(xué)期。2. 考核對象廣播電視大學(xué)工科類機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科生。3. 考核目標(biāo)掌握機電一體化的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，熟悉機電一體化單元技術(shù)的接口和運用，了解典型機電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性能和特點，通過學(xué)習(xí)機電一體化系統(tǒng)設(shè)計原理和綜合集成技術(shù)，能夠把各項技術(shù)有機地結(jié)合起來進行簡單的機電一體化系統(tǒng)的分析和設(shè)計。4. 考核依據(jù)本考核說明是以機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)本科生機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)教案大綱（ 2009 年 9 月）和機電一體化系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)（李建勇、中央廣播電視大學(xué)出版社、2009）為依據(jù)

2、而編制的，本考核說明是形成性考核和終結(jié)性考試命題的依據(jù)。5. 考核方式采用形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方式。圖 1 本課程學(xué)習(xí)測評形式6計分方法本課程考核成績統(tǒng)一采用百分制。形成性考核和終結(jié)性考核比例為37。形成性考核包括平時作業(yè)和專題報告兩項，占30%，形成性考核不合格者，不得參加終結(jié)性考核；終結(jié)性考核為筆試，占70%?？偝煽?0 分及以上為合格。7考試時限、方式、形式及輔助說明。1 / 7本課程終結(jié)性考試采用閉卷形式，答題時限為90 分鐘?？忌枳詡溆嬎闫?、直尺、鉛筆、橡皮等文具。第二部分課程考核的相關(guān)內(nèi)容一、形成性考核內(nèi)容形成性考核包括4 次形成性考核作業(yè)和1 次專題報告，由各地電大根

3、據(jù)課程要求組織實施。1形成性考核作業(yè)4 次形成性考核作業(yè)采用紙質(zhì)作業(yè)形式，要求認(rèn)真學(xué)習(xí)，按時、按質(zhì)、按量的獨立完成 4 次形成性考核作業(yè)。2專題報告（ 1）目的通過對社會生活或生產(chǎn)實踐中某一種典型的機電一體化產(chǎn)品進行分析和研究，理解機電一體化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)與原理，培養(yǎng)對機電一體化產(chǎn)品進行分析和研究的能力。（ 2）選題選擇社會生活或生產(chǎn)實踐中機電一體化技術(shù)的典型應(yīng)用的產(chǎn)品。同一班級中，可按照個人或小組在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行選題。（ 3）報告專題報告內(nèi)容應(yīng)包括機電一體化產(chǎn)品（設(shè)備）的基本結(jié)構(gòu)及工作原理、主要技術(shù)特點、主要用途、與本課程相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系等。專題報告撰寫要做到形式和內(nèi)容規(guī)范、專

4、業(yè)，文字部分不少于1000 字。專題報告應(yīng)獨立完成，如有抄襲或雷同部分，專題報告成績計為0 分。二、終結(jié)性考核內(nèi)容1考核要求重點考核本課程所涉及到的基本概念、基礎(chǔ)知識和基本分析方法。考核分三個層次要求：了解：對教案內(nèi)容達到一般認(rèn)知的要求。理解：對教案內(nèi)容涉及到的基本概念、基本理論和基本分析方法達到領(lǐng)會的要求。掌握：對教案內(nèi)容涉及到的基本理論、基本分析方法以及技能達到運用的要求。2組卷原則在教案大綱和考核說明所規(guī)定的目的、要求和內(nèi)容范圍之內(nèi)命題。在教案內(nèi)容范圍之2 / 7內(nèi)，按照理論聯(lián)系實際原則，考察學(xué)員應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題能力的試卷，不屬于超綱。試卷的考察要求覆蓋面廣，并適當(dāng)突出重點。試卷

5、兼顧各個能力層次，掌握60%，理解占 30%，了解占10%。試卷的難易程度和題量適當(dāng)，按難易程度分為三個層次：較易約占30%，一般約占50%，較難約占20%。題量安排以平時基本能夠獨立完成作業(yè)者，以能在規(guī)定的考試時間內(nèi)完成為原則。3考核內(nèi)容( 一 )機電一體化技術(shù)導(dǎo)論考核內(nèi)容：（ 1）機電一體化技術(shù)的基本概念、特點和分類方法；（ 2）機電一體化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)；（ 3）機電一體化關(guān)鍵技術(shù)?？己艘螅海?1）理解機電一體化技術(shù)的基本概念、特點和分類方法；（ 2）掌握機電一體化系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)；（ 3）了解機電一體化關(guān)鍵技術(shù)。( 二 ) 機電一體化機械技術(shù)考核內(nèi)容：（ 1）機電一體化中的機械系統(tǒng)；（

6、2）機電一體化系統(tǒng)中常用的傳動機構(gòu)；（ 3）機電一體化系統(tǒng)中常用執(zhí)行機構(gòu)；（ 4）機電一體化中的虛擬樣機技術(shù)?？己艘螅海?1）掌握機電一體化中機械系統(tǒng)的基本要求；（ 2）了解機電一體化系統(tǒng)中常用傳動機構(gòu)的工作原理與選用；（ 3）了解機電一體化系統(tǒng)中常用執(zhí)行機構(gòu)的工作原理與選用；（ 4）了解機電一體化中的虛擬樣機技術(shù)。( 三 ) 傳感檢測技術(shù)考核內(nèi)容：（ 1）常用傳感器的類型、特點及工作原理；（ 2）常用傳感器的選用原則及使用方法；（ 3）常用傳感器與計算機接口方式。考核要求：3 / 7（ 1）掌握常用傳感器的類型、特點及工作原理；（ 2）了解常用傳感器選擇及使用方法；（ 3）了解常用傳感器與

7、計算機接口方式。( 四 )伺服驅(qū)動技術(shù)考核內(nèi)容：（ 1）伺服驅(qū)動的基本原理；（ 2）伺服驅(qū)動系統(tǒng)的種類及其特點；（ 3）機電一體化系統(tǒng)常用的伺服驅(qū)動電機的工作原理、特點、選用及其控制方式。考核要求：（ 1）掌握伺服驅(qū)動的基本原理；（ 2）了解機電一體化伺服驅(qū)動系統(tǒng)的種類及其特點；（ 3）理解常用伺服驅(qū)動電機的工作原理、特點、選用及其控制方式。( 五 )自動控制技術(shù)考核內(nèi)容：（ 1）機電一體化系統(tǒng)的控制方式及特點；（ 2）計算機控制系統(tǒng)的組成和常用類型；（ 3）可編程序控制器的組成技術(shù)及控制系統(tǒng)設(shè)計；（ 4）嵌入式系統(tǒng)的特點。考核要求：（ 1）理解機電一體化系統(tǒng)的控制方式及特點；（ 2）理解計算

8、機控制系統(tǒng)的組成和常用類型；（ 3）理解可編程序控制器的組成，掌握可編程序控制器控制系統(tǒng)設(shè)計；（ 4）了解嵌入式系統(tǒng)的特點。( 六 )機電一體化系統(tǒng)設(shè)計與綜合考核內(nèi)容：（ 1）機電一體化系統(tǒng)設(shè)計流程；（ 2）機電一體化系統(tǒng)的產(chǎn)品規(guī)劃的主要內(nèi)容；（ 3）機電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計的內(nèi)涵、特征及方法；（ 4）機電一體化系統(tǒng)的評價與決策方法；（ 5）機電一體化系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計方法?？己艘螅海?1）掌握機電一體化系統(tǒng)設(shè)計流程；（ 2）了解機電一體化系統(tǒng)的產(chǎn)品規(guī)劃的主要內(nèi)容；（ 3）了解機電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計的內(nèi)涵、特征及方法；4 / 7（ 4）了解機電一體化系統(tǒng)的評價與決策方法；（ 5）了解機電一體化

9、系統(tǒng)的現(xiàn)代設(shè)計方法。( 七 )典型機電一體化系統(tǒng)分析考核內(nèi)容：（ 1）工業(yè)機器人系統(tǒng)組成、分類及工作原理；（ 2）數(shù)控機床分類及構(gòu)成；（ 3）機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)特殊機構(gòu)功能的方法和原理。考核要求：（ 1）了解工業(yè)機器人系統(tǒng)組成、分類及工作原理；（ 2）了解常用的數(shù)控機床分類及構(gòu)成；（ 3）了解機電一體化系統(tǒng)實現(xiàn)特殊機構(gòu)功能的方法和原理。第三部分試卷類型及規(guī)范解答舉例本課程終結(jié)性考試的試卷包括：判斷題、選擇題、簡答題、計算題和綜合題5 種題型，具體說明如下：（一）判斷題此類型試卷考查學(xué)生對基本概念的掌握程度，要非常準(zhǔn)確的判斷命題的正確與錯誤。例 1：數(shù)字式位移傳感器有光柵、磁柵、感應(yīng)同步器等，它

10、們的共同特點是利用自身的物理特征，制成直線型和圓形結(jié)構(gòu)的位移傳感器，輸出信號都是脈沖信號，每一個脈沖代表輸入的位移當(dāng)量，通過計數(shù)脈沖就可以統(tǒng)計位移的尺寸。（）說明：由光柵傳感器、磁柵傳感器、感應(yīng)同步器的工作原理可知，這些傳感器的輸出端得到一串電脈沖，通過放大、整形、辨向和計數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號輸出，可知被測的位移量。故本題的敘述是正確的，括號內(nèi)應(yīng)填入“”號。例 2：數(shù)字化物理樣機就是一種結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，強調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計。（）說明：數(shù)字化物理樣機，不是強調(diào)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，而是更重視物理樣機零部件的形態(tài)特性和系統(tǒng)裝配特性的數(shù)字化檢視。故結(jié)論是錯誤的，括號內(nèi)應(yīng)填入“×”號。（二）選擇題此類型試卷

11、考查學(xué)生對基本理論和應(yīng)用性知識的理解、對常用的重要概念和公式的掌握程度。如不注明，則為單項選擇題。題型舉例：例：在機電一體化系統(tǒng)中，機械傳動要滿足伺服控制的三個主要要求是（）。A 傳動精度、穩(wěn)定性、快速響應(yīng)性B傳動精度、穩(wěn)定性、低噪聲C傳動精度、高可靠性、小型輕量化D傳動精度、高可靠性、低沖擊振動說明：這里只有一個答案是正確的，應(yīng)在括號中填A(yù)。5 / 7（三）簡答題簡答題考察學(xué)生對重要概念和公式的掌握情況，要抓住問題的要點進行回答，不需要過于具體地描述。例：簡述機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響。機械系統(tǒng)的剛度對系統(tǒng)的主要影響表現(xiàn)為以下幾方面：（ 1）失動量 系統(tǒng)剛度越大，因靜摩擦力的作用所產(chǎn)

12、生的傳動部件的彈性變形越小，系統(tǒng)的失動量也越?。唬?2）固有頻率 機械系統(tǒng)剛度越大，固有頻率越高，可遠離控制系統(tǒng)或驅(qū)動系統(tǒng)的頻帶寬度，從而避免產(chǎn)生共振；（ 3）穩(wěn)定性 剛度對開環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性沒有影響，而對閉環(huán)伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大影響，提高剛度可增加閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（四）計算題計算題考察學(xué)生的基本計算能力，對重要公式的掌握情況，以及對數(shù)據(jù)進行分析的水平。例：如圖所示的電機驅(qū)動工作臺系統(tǒng)，其中驅(qū)動x 向工作臺的三相單三拍步進電機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)z 為 100。滾珠絲杠的基本導(dǎo)程為l 0=6mm。已知傳動系統(tǒng)的橫向(x向 ) 脈沖當(dāng)量 為 0.005mm/脈沖。試求：（ 1）步進電機的步距角；（

13、2）減速齒輪的傳動比i。解：（ 1）步進電機的步距角360360K N1.5z4023l 06（ 2）減速齒輪的傳動比i0.00553603601.5（五）綜合題綜合題考察學(xué)生對本課程所學(xué)知識的綜合運用能力，包括對簡單機電一體化系統(tǒng)或產(chǎn)品的分析或設(shè)計。6 / 7例：已知某物料搬動機械手的結(jié)構(gòu)如圖所示，動作過程如圖所示，要求機械手的操作方式分為手動方式和自動方式。機械手有升降、水平移動、手爪夾持等3 個自由度，采用電磁閥控制的氣缸驅(qū)動，PLC 控制。要求寫出物料搬動機械手設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的詳細(xì)工程路線。圖 3 物料搬動機械手結(jié)構(gòu)原理圖解：機電一體化系統(tǒng)的主要設(shè)計流程分為五個階段：產(chǎn)品規(guī)劃、概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、設(shè)計實施和設(shè)計定型階段。第一階段：產(chǎn)品規(guī)劃階段：進行需求分析和需求設(shè)計，以明確設(shè)計任務(wù)。機械手的用途 : 物料搬運。工作方式：手動、自動方式。主要技術(shù)參數(shù)：3 自由度。使用環(huán)境要求：生產(chǎn)線。第二階段：概念設(shè)計階段：在功能分析的基礎(chǔ)上，優(yōu)化篩選取得較理想的工作原理方案。第三