机电液系统建模与分析实验教学大纲

机电液系统建模与分析实验教学大纲01．教学单位名称：机械科学与工程学院02．实验中心名称：液压基础实验中心03．课程名称：机电液系统建模与分析04．课程代码：41241105．课程类别：专业课06．课程性质：选修07．课程学时：28学时，其中含实验6时08．课程学分：1.509．面向专业：机械工程、工业工程、车辆工程、能源与动力工程、交通运输、汽车服务工程、农业机械化及其自动化、包装工程10．实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务：对典型机电液系统进行数学建模，并对物理相似系统进行类比，分析其相似性。对实验系统进行数值仿真和实物控制实验，搭建简单系统的半实物仿真平台，结合相关理论指导编写对应仿真分析和实际控制程序，进行实验结果分析、讨论以及撰写实验报告。教学要求：要求学生熟悉机械、电子、液压系统的基础理论和专业技能，能够运用典型机电液系统建模与分析的相似性原理，对复杂系统中物理机械相似机构的分析、建模、仿真以及试验技能进行归一化处理；同时使其了解通过计算机仿真软件搭建机电液系统仿真模型的构建原则、基本方法和注意事项，能够综合运用各门专业知识，理论联系实际对典型产品的性能分析、优化设计以及注意事项进行知识巩固和经验总结。(1)根据实验班级学生数量实验室安排，实验指导教师与学生提前协调好实验的时间和分组。(2)参加实验的同学在实验前要做好本次实验的预习并写出预习报告。(3)实验指导教师提前检查相关实验设备，保证可正常使用。(4)上实验课时，要提前十分钟进实验室，以便做好实验前的准备工作。(5)实验指导教师在实验课开始时讲解实验安排和具体要求，学生应独立且认真地完成各项实验任务。在实验过程中实验指导教师应注意实验安全并引导学生独立思考和自己动手解决问题。(6)试验结束后，学生应对实验结果进行分析、整理和计算，认真完成实验报告。(7)实验指导教师应总结实验过程和实验报告中集中出现的问题，并与学生共同改进和完善实验设备和教学方式。实验目的：深化学生关于《机电液系统建模与分析》课程的理论知识，并使其掌握对应的实际系统分析、建模、仿真技能。通过本实验课程学习，能够使学生熟练掌握建立机电液复杂系统的数学模型，以及熟练运用常用机电液系统计算机仿真软件工具的使用和半实物仿真平台的构建，培养学生系统分析和类比能力，提高学生对机电液控制系统、机构运动特性以及计算机仿真技术的认知水平，为其能够独立从事科研能力提供理论基础和技术支持。11．学生应掌握的实验技术及实验能力掌握典型机电液系统建模与分析的相似性原理，并设计物理相似机构方法进行归一化处理，即通过物理固有属性搭建系统数字仿真模型，分析该系统性能满足设计要求的可行性以及熟悉系统本身响应特性等，为设计复杂机电液物理相似系统提供设计参数，缩短产品研发流程。12．开设实验项目(1)物理相似系统模型相似原理分析实验（2学时）实验目的：1)了解物理相似机电液系统模型的基本建立过程，熟悉系统数学模型间的参数关系。2)了解相似系统数学模型的共性特征，熟悉模型间的相似原理。(2)机械传动系统建模与半实物仿真分析（2学时）实验目的：1)掌握机械传动系统的运动学和动力学模型建立方法和过程，运用仿真软件建立系统的仿真模型，能够得出特性曲线。2)了解PID控制器对位置伺服控制系统的设计方法。(3)液压伺服系统建模与半实物仿真分析（2学时）实验目的：1)掌握液压传动系统的运动学和动力学模型建立方法和过程，运用仿真软件建立系统的仿真模型，能够得出特性曲线。2)了解PID控制器对伺服阀控液压缸进行位置伺服控制系统的设计方法。(4)机电液系统仿真与实测相似性原理分析（2学时）实验目的：1)系统掌握物理相似系统数学建模的方法以及仿真分析的综合能力。2)掌握物理相似机电液系统的相似性原理，提高学生综合分析典型系统的能力。(5)基于dSPACE半实物仿真平台的机电液系统性能分析（2学时）实验目的：1)采用半实物仿真平台，进行实物教学，使学生更直观的理解物理相似系统间的本性属性，即相似性原理。2)提高学生针对实际系统进行综合分析的能力，即对机械系统、电路系统和液压系统进行类比分析，总结性的归纳出物理相似模型的归一性分析方法。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月41241101物理相似系统模型相似原理分析实验（仿真）验证性必做2120150941241102机械传动系统建模与半实物仿真分析验证性必做2120150941241103液压伺服系统建模与半实物仿真分析验证性选做2120150941241104机电液系统仿真与实测相似性原理分析综合性选做2120150941241105基于的DSPACE实时仿真平台的机电液系统性能分析综合性选做2120150913．实验教材或指导书或主要参考资料[1]张晓华等.系统建模与仿真.北京：清华大学出版社，2006.[2]张立勋等.机电系统建模与仿真.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010.[3]王国庆等.工程机械机电液系统动态仿真.北京：人民交通出版社，2009.[4]（美）AverillM.Law等.仿真建模与分析.北京：清华大学出版社，2009.[5]吴振顺等.机电液控制系统数字仿真与CAD.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006.[6]焦晓娟等.RecurDyn多体系统优化仿真技术.北京：清华大学出版社，2010.[7]付永领等.LMSImagine.LabAMESim系统建模和仿真手册.北京：北京航空航天大学出版社，2011.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求及方式1、实验课的考核内容包括学生的实验预习、实验表现情况及实验报告结果，进行综合评定；2、实验课考核成绩由实验预习成绩、实验纪律表现成绩及实验报告成绩组成。实验预习成绩主要通过预习报告和现场提问体现；实验表现成绩主要考核操作情况、原始数据记录及处理一般性问题的能力；实验报告成绩主要考核实验报告完整性、书写认真程度及数据处理准确程度。实验成绩评定标准实验预习成绩占20%，实验表现成绩占50%。实验报告成绩占30%。实验课程成绩按40%比例计入该课程总成绩，对缺实验成绩者本课程不予通过。本课程总学时为28学时，其中实验为6学时。实验成绩占本课程总成绩的20%，对缺实验成绩者，《机电液系统建模与分析》课程不予通过。实验成绩根据提交的实验报告、出缺勤情况考核实验成绩，成绩由指导教师综合评定。评定标准如下：（一）优秀（1）实验方法、步骤、及结论正确。（2）报告结构严谨、层次清晰、逻辑性强。（3）语言流畅准确，行文规范。（4）图表美观、完整、规范。（5）对实验内容完全掌握，或有独到的理解。（二）良好（1）实验方法、步骤、及结论正确。（2）报告结构合理，层次清晰、逻辑性较强。（3）语言流畅，行文规范。（4）图表完整、规范。（5）对实验内容较好理解、掌握。（三）中（1）实验方法、步骤、及结论正确。（2）报告结构合理，层次比较清晰。(3)语言流畅，错误较少，行文比较规范。(4)图表基本完整、规范。(5)能够对实验内容理解合掌握。（四）及格(1)实验方法、步骤正