《运动控制系统》课程标准

PAGEPAGE1《运动控制系统》课程标准一、课程基本情况课程代码002071承担教研室电气自动化技术课程类别公共选修课课程设计代码课程性质考查课周数计划学时20理论学时12实验学时8适用专业全校工科类专业二、课程的定位运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。上位机或PLC作为控制器，通过数字式、模拟式或通讯等的输入和输出，对驱动器（步进电机控制器、伺服电机控制器）进行控制，从而达到机械设备的定位、定尺和速度跟踪等精确闭环控制过程。步进电机和伺服电机以其优异的控制特性广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。《运动控制系统》是计算机辅助设计与制造、机械制造与自动化控制技术、应用电子技术等专业的一门实用性很强的专业课程。是《电路分析基础》和《数字电子技术》《电力电子技术》等的后续课程。它能够培养学生对典型生产机械的运动规律进行基本环节系统分析、驱动器运行参数设置和运动过程的精确控制的专业能力；具有良好的职业素养和合作共事、随机应变的协作能力；以实现“学以致用”的教学目标。综合培养学生的职业素质与职业技能，为学生顺利就业提供机会。前续课程：《电路分析基础》，《模拟电子技术》，《数字电路》，《电气控制与PLC》，《电力电子技术》等。后续课程：“维修电工（中级工、高级工）职业技能鉴定”、顶岗实习等三、课程的设计思路1.本课程标准是根据学生主要工作岗位的工作任务分析，按照“德能并举、工学交融”的教学要求，结合教学实际，结合具体的运动驱动器和对应电机的结构和特性，分析驱动器参数配置和上位机控制方案，达到定位、定速等控制目的，最终使学生具备一定的运动控制相关方面的PLC编程能力。2.本课程所有教学模块结合本校汇川实训室实验条件，按“教学任务布置、集体讨论编写教学计划、教学实施、院系评估、学生信息反馈”一个完整的过程实施教学。整个教学过程做到全过程开放，主要课程内容在校内实训基地完成，同时联合校外合作单位完成学生的就业资格考证任务，通过学习环境与工作环境相结合，提高学生社会实践能力，融“教、学、做”为一体，强化学生职业能力。3.在借鉴其他兄弟院校和社会实际需要的基础上，根据学生的学习实际。本课程内容主要体现在职业技能的培养上，符合实际教学。四、课程目标（一）知识目标1.运动控制系统的组成和原理。2.步进电机控制系统的控制线路的应用、分析。3.伺服电机控制系统的控制线路的应用、分析。（二）能力目标1.熟练掌握PLC运动控制基本指令的编程；2.定位、定速控制系统硬件配置和软件编程。（三）素质目标1.树立运动控制相关的安全意识；了解运动极限开关的作用；2.形成良好的成本节约意识；3.具备良好的思想道德修养和职业道德素养；4.具有随机应变、工学结合的创新精神；5.具有爱岗敬业和团队合作精神。五、课程内容与课时安排（一）理论教学内容与课时安排教学项目一：步进电机工作原理教学目标了解步进电机及驱动器的结构、工作原理、主要技术参数、选用方法和正确使用教学内容任务一：步进电机的结构；任务二：步进电机的工作原理；任务三：步进电机驱动器的工作原理；任务四：常用步进电机及其驱动器选用方法和正确使用；教学重点1.步进电机工作原理；2.掌握步进电机驱动器设置（拨码开关设置等）；教学难点步进电机驱动器结构、工作原理；课时安排2教学项目二：步进电机的PLC控制教学目标掌握步进电机运动控制的PLC程序设计思路；教学内容任务一：步进电机定位控制；任务二：步进电机定速旋转控制；任务三：步进电机多速控制；任务四：步进电机多速多位置连续控制；教学重点1.硬件控制线连接；2.脉冲输出指令；教学难点步进电机多速多位置连续控制；课时安排2教学项目三：伺服电机工作原理教学目标了解步进电机及驱动器的结构、工作原理、主要技术参数、选用方法和正确使用教学内容任务一：伺服电机的结构和工作原理；任务二：伺服电机驱动器的工作原理；任务三：伺服电机驱动器的参数设置方法；任务四：伺服电机及其驱动器选用方法和正确使用；教学重点伺服电机的原理及其驱动器参数设置；教学难点伺服驱动器参数配置课时安排4教学项目四：伺服电机的PLC控制教学目标掌握伺服电机运动控制的PLC程序设计思路；教学内容任务一：伺服电机定位控制；任务二：伺服电机定速旋转控制；任务三：伺服电机多速控制；任务四：伺服电机多速多位置连续控制；教学重点硬件控制线连接；指令实现；教学难点伺服电机运动控制指令课时安排4（二）实验（实训）内容与课时安排实验项目一：步进电机控制实验（实训）目标熟悉PLC编程软件；熟悉实训装置的步进电机部分的运动规律；熟悉步进电机及驱动器的电气连接；实验（实训）内容1.熟悉实验装置的运动部件的组成和使用以及其安全性；2.熟练掌握步进电机驱动器和PLC的电气连接；3.熟悉PLC脉冲输出指令；4.熟悉步进电机零位开关的使用和电机旋转方向的控制；5.熟悉步进电机零位初始化的程序实现方法；6.熟悉步进电机速度、位置控制的程序实现方法；实验（实训）场地汇川实训室实验（实训）设备设施汇川实训装置考核要点1.汇川PLC软件AutoShop的基本操作方法；2.用户程序的输入和编辑方法；3.脉冲输出指令的应用；考核方式学生自评、小组成员互评、教师评价课时安排4实验项目二：伺服电机控制实验（实训）目标1.熟悉实训装置的伺服电机部分的运动规律；2.熟悉伺服电机及驱动器的电气信号线及动力线的连接；实验（实训）内容1.熟悉实验装置的运动部件的组成和使用以及其安全性；2.熟练掌握伺服电机驱动器和PLC的电气信号连接；3.熟悉伺服电机点动控制；4.熟悉伺服电机零位开关的使用和电机旋转方向的控制；5.熟悉伺服电机零位初始化的程序实现方法；6.熟悉伺服电机速度、位置控制的程序实现方法；实验（实训）场地汇川实训室实验（实训）设备设施汇川实训装置考核要点1.运动机械部分的电气信号线连接。2.伺服驱动器参数配置。3.点动运行操作。4.连续定位运行和反向运行。考核方式学生自评、小组成员互评、教师评价课时安排4六、课程实施的建议（一）教学方法与手段1、教学方法讲授法、引导教学法、演示法、案例分析法2、教学手段多媒体教学、仿真教学、网络教学（二）考核与评价1、考核方式期末考试+实验成绩+考勤成绩2、成绩评定方法期末考试占60%，实验成绩占30%，考勤成绩占10%3、试卷来源教师出题（三）主要参考教材1．现代运动控制技术及其应用电子工业出版社孙培德主编2．运动控制技术与应用 中国轻工业出