机电一体化系统设计基础考核说明091019

机电一体化系统设计基础考核说明091019（审定稿）第一部分课程考核有关说明.启用时间2009年秋季学期.考核对象广播电视大学工科类机械设计制造及其自动化专业本科生.考核目标掌握机电一体化的基础理论与关键技术，熟悉机电一体化单元技术的接口与运用，熟悉典型机电一体化系统的结构、性能与特点，通过学习机电一体化系统设计原理与综合集成技术，能够把各项技术有机地结合起来进行简单的机电一体化系统的分析与设计.考核根据本考核说明是以机械设计制造及其自动化专业本科生《机电一体化系统设计基础教学大纲》（2009年9月）与机电一体化系统设计基础（李建勇、中央广播电视大学出版社、2009）为根据而编制的，本考核说明是形成性考核与终结性考试命题的根据.考核方式使用形成性考核与终结性考核相结合的方式图1本课程学习测评形式.计分方法本课程考核成绩统•使用百分制形成性考核与终结性考核比例为37o形成性考核包含平常作业与专题报告两项，占305形成性考核不合格者，不得参加终结性考核终结性考核为笔试，占70%总成绩60分及以上为合格.考试时限、方式、形式及辅助说明本课程终结性考试使用闭卷形式，答题时限为90分钟考生需自备计算器、直尺、铅笔、橡皮等文具第二部分课程考核的有关内容

一、形成性考核内容形成性考核包含4次形成性考核作业与1次专题报告，由各地电大根据课程要求组织实施

1.形成性考核作业4次形成性考核作业使用纸质作业形式，要求认真学习，按时、按质、按量的独立完成4次形成性考核作业

2.专题报告1目的通过对社会生活或者生产实践中某一种典型的机电一体化产品进行分析与研究懂得机电一体化系统的构成结构、关键技术与原理培养对机电一体化产品进行分析与研究的能力2选题选择社会生活或者生产实践中机电一体化技术的典型应用的产品同一班级中，可按照个人或者小组在指导教师的指导下进行选题3报告专题报告内容应包含机电一体化产品设备的基本结构及工作原理、要紧技术特点、要紧用途、与本课程有关内容的联系等专题报告撰写要做到形式与内容规范、专业，文字部分很多于1000字专题报告应独立完成，如有抄袭或者雷同部分，专题报告成绩计为0分

二、终结性考核内容.考核要求重点考核本课程所涉及到的基本概念、基础知识与基本分析方法考核分三个层次要求:熟悉对教学内容达到通常认知的要求懂得对教学内容涉及到的基本概念、基本理论与基本分析方法达到领会的要求掌握对教学内容涉及到的基本理论、基本分析方法与技能达到运用的要求.组卷原则在教学大纲与考核说明所规定的目的、要求与内容范围之内命题在教学内容范围之内，按照理论联系实际原则，考察学员应用所学知识解决实际问题能力的试题，不属于超纲试题的考察要求覆盖面广，并适当突出重点试题兼顾各个能力层次，掌握60除懂得占30%熟悉占10机试题的难易程度与题量适当，按难易程度分为三个层次较易约占30%通常约占50乐较难约占20机题量安排以平常基本能够独立完成作业者，以能在规定的考试时间内完成为原则.考核内容

（一）机电一体化技术导论［考核内容］:

（1）机电一体化技术的基本概念、特点与分类方法；

（2）机电一体化系统的构成结构；

（3）机电一体化关键技术［考核要求］:

（1）懂得机电一体化技术的基本概念、特点与分类方法；

（2）掌握机电一体化系统的构成结构；

（3）熟悉机电一体化关键技术

（二）机电一体化机械技术［考核内容］:

（1）机电一体化中的机械系统；

（2）机电•体化系统中常用的传动机构

（3）机电一体化系统中常用执行机构

（4）机电一体化中的虚拟样机技术［考核要求］:

（1）掌握机电一体化中机械系统的基本要求；

（2）熟悉机电一体化系统中常用传动机构的工作原理与选用;

（3）熟悉机电一体化系统中常用执行机构的工作原理与选用;

（4）熟悉机电一体化中的虚拟样机技术

（三）传感检测技术［考核内容］:

（1）常用传感器的类型、特点及工作原理；

（2）常用传感器的选用原则及使用方法；

（3）常用传感器与计算机接口方式［考核要求］:

（1）掌握常用传感器的类型、特点及工作原理；

（2）熟悉常用传感器选择及使用方法；

（3）熟悉常用传感器与计算机接口方式

（四）伺服驱动技术［考核内容］:

（1）伺服驱动的基本原理;

（2）伺服驱动系统的种类及其特点；

（3）机电一体化系统常用的伺服驱动电机的工作原理、特点、选用及其操纵方式［考核要求］:

（1）掌握伺服驱动的基本原理；

（2）熟悉机电一体化伺服驱动系统的种类及其特点；

（3）懂得常用伺服驱动电机的工作原理、特点、选用及其操纵方式

（五）自动操纵技术［考核内容］:

（1）机电一体化系统的操纵方式及特点；

（2）计算机操纵系统的构成与常用类型；

（3）可编程序操纵器的构成技术及操纵系统设计；

（4）嵌入式系统的特点［考核要求］:

（1）懂得机电一体化系统的操纵方式及特点；

（2）懂得计算机操纵系统的构成与常用类型；

（3）懂得可编程序操纵器的构成，掌握可编程序操纵器操纵系统设计；

（4）熟悉嵌入式系统的特点

（六）机电一体化系统设计与综合［考核内容］:

（1）机电一体化系统设计流程；

（2）机电一体化系统的产品规划的要紧内容；

（3）机电一体化系统的概念设计的内涵、特征及方法；

（4）机电一体化系统的评价与决策方法；

（5）机电一体化系统的现代设计方法［考核要求］:

（1）掌握机电一体化系统设计流程；

（2）熟悉机电一体化系统的产品规划的要紧内容；

（3）熟悉机电一体化系统的概念设计的内涵、特征及方法；

（4）熟悉机电一体化系统的评价与决策方法

（5）熟悉机电一体化系统的现代设计方法

（七）典型机电一体化系统分析［考核内容］:

（1）工业机器人系统构成、分类及工作原理；

（2）数控机床分类及构成；

（3）机电一体化系统实现特殊机构功能的方法与原理［考核要求］:

（1）熟悉工业机器人系统构成、分类及工作原理；

（2）熟悉常用的数控机床分类及构成；

（3）熟悉机电一体化系统实现特殊机构功能的方法与原理.第三部分试题类型及规范解答举例本课程终结性考试的试题包含推断题、选择题、简答题、计算题与综合题5种题型，具体说明如下

（一）推断题此类型试题考查学生对基本概念的掌握程度，要非常准确的推断命题的正确与错误例1数字式位移传感器有光栅、磁栅、感应同步器等，它们的共同特点是利用自身的物理特征，制成直线型与圆形结构的位移传感器，输出信号都是脉冲信号，每一个脉冲代表输入的位移当量，通过计数脉冲就能够统计位移的尺寸（）说明由光栅传感器、磁栅传感器、感应同步器的工作原理可知，这些传感器的输出端得到一串电脉冲，通过放大、整形、辨向与计数系统产生数字信号输出，可知被测的位移量故本题的叙述是正确的，括号内应填入“号例2数字化物理样机就是一种结构设计软件，强调结构上的设计（）说明数字化物理样机，不是强调结构上的设计，而是更重视物理样机零部件的形态特性与系统装配特性的数字化检视故结论是错误的，括号内应填入“义”号

（二）选择题此类型试题考查学生对基本理论与应用性知识的懂得、对常用的重要概念与公式的掌握程度如不注明，则为单项选择题题型举例例在机电一体化系统中，机械传动要满足伺服操纵的三个要紧要求是（）A.传动精度、稳固性、快速响应性B.传动精度、稳固性、低噪声C.传动精度、高可靠性、小型轻量化D.传动精度、高可靠性、低冲击振动说明这里只有一个答案是正确的，应在括号中填A

（三）简答题简答题考察学生对重要概念与公式的掌握情况，要抓住问题的要点进行回答，不需要过于具体地描述例简述机械系统的刚度对系统动态特性的影响机械系统的刚度对系统的要紧影响表现为下列几方面

（1）失动量系统刚度越大，因静摩擦力的作用所产生的传动部件的弹性变形越小，系统的失动量也越小;

（2）固有频率机械系统刚度越大，固有频率越高，可远离操纵系统或者驱动系统的频带宽度，从而避免产生共振；

（3）稳固性刚度对■开环伺服系统的稳固性没有影响，而对闭环伺服系统的稳固性有很大影响，提高刚度可增加闭环系统的稳固性

（四）计算题计算题考察学生的基本计算能力，对重要公式的掌握情况，与对数据进行分析的水平例如图所示的电机驱动工作台系统，其中驱动x向工作台的三相单三拍步进电机，转子齿数z为

100.滚珠丝杠的基本导程为lo=6mm0已知传动系统的横向（x向）脉冲当量6为

0.005mm/脉冲试求

（1）步进电机的步距角a；

（2）减速齿轮的传动比八360°解

（1）步进电机的步距角a二—^-I/6

（2）减速齿轮的传动比1=器一=机=5/aA.5°

（五）综合题综合题考察学生对本课程所学知识的综合运用能力，包含对简单机电一体化系统或者产品的分析或者设计例已知某物料搬动机械手的结构如图所示，动作过程如图所示，要求机械手的操作方式分为手动方式与自动方式机械手有升降、水平移动、手爪夹持等3个自由度，使用电磁阀操纵的气缸驱动，PLC操纵要求写出物料搬动机械手设计与产品开发的全面工程路线图3物料搬动机械手结构原理图解机电一体化系统的要紧设计流程分为五个阶段产品规划、概念设计、全面设计、设计实施与设计定型阶段第一阶段产品规划阶段进行需求分析与需求设计，以明确设计任务机械手的用途:物料搬运工作方式手动、自动方式要紧技术参数3自由度使用环境要求生产线第二阶段概念设计阶段在功能分析的基础上，优化筛选取得较理想的工作原理方案第三阶段全面设计阶段对各功能模块进行细部设计，绘制相应的工程图该阶段的工作量既包含机械、电气、电子、操纵与计算机软件等系统的设计，又包含总装图与零件图的绘制第四阶段设计实施阶段首先根据机械、电气图纸与算法文件，制造、装配与编制各功能模块；然后进行模块的调试；最后进行系统整体的安装调试，复核系统的可靠性及抗干扰性第五阶段设计定型阶段对调试成功的系统进行工艺定型，整理设计资料小批量生产，试销。