教学日历-运动控制系统

PAGEPAGE1中国计量大学课程教学日历２０22～２０23学年第一学期课程名称运动控制系统课程类别专业必修考核类型考试教材名称/编著者/出版社/出版时间《运动控制系统》/王斌锐等/清华大学出版社/2020.06授课班级20自动化2班专业自动化主讲教师周坤辅导教师无总学时32已完成学时0本学期课内学时32+0本学期课外学时0周次日期教学内容（含实验与上机）学时作业129/81.1运动的基本概念与分类：广义运动控制系统概论本教材和课程的特点，本课程内容之间的逻辑关系1.2运动控制系统的组成和分类：以电动机模拟控制系统为例，论述运动控制系统的概念，专业术语1.3运动控制系统的特点：掌握运动控制的要求和发展趋势2.1运动副：基本概念和机构自由度计算21-1，1-4，1-5，1-625/92.2基座固定的运动：典型运动机构介绍2.3无基座的运动 ：典型运动机构介绍2.4水下运动 ：典型运动机构介绍2.5空中运动 ：典型运动机构介绍2.6随动运动机构 ：随动概念和典型机构分析2.7传动机构 ：典型传动机构介绍和性能比较，设计选型原则和方法2.8运动机构的串并联与开闭链 ：串并联、开闭链概念和机构约束分析方法2.9人体的骨骼运动：仿生机构介绍及运动性能对比分析（课外自学部分）2.10运动机构的性能：专业术语与运动机构分析参数 3.1基本术语 ：坐标系，平移变换、旋转变换、齐次坐标变换，D-H参数3.2运动学建模：正逆问题分析，建模方法分析，速度运动学简介22-1，2-2，2-3，2-10312/93.3动力学建模：建模方法对比，正逆问题分析3.4倒立摆案例：实际例题剖析，建模方法对比分析23-13-23-3419/94.1测量系统的基本组成：运动量的特点，测量和感知的基本概念和术语，选型需考虑的参数4.2常用的运动量传感器：旋转变压器、光电传感器、脉冲编码器、光栅、感应同步器、磁尺、限位开关、电位计等原理和性能4.3运动的避障感知：红外传感器、超声波传感器、激光传感器、图像传感器及其在运动避障控制中的应用分析 4.4全局运动检测：GPS定位、陀螺仪和电子罗盘工作原理，及其在广域运动控制中的应用分析 24-5，4-6，4-7，4-10周次日期教学内容（含实验与上机）学时作业526/95.1驱动器的发展概述：驱动器的概念，发展历史 5.2致动方式：静电、电磁、相变、热机、压电、形状记忆效应、磁致伸缩、电致动聚合物、磁流体力学、电流变和磁流变MR以及生物机器人驱动效应 5.3伺服电动机驱动器：直流伺服电动机结构分析，交流伺服电动机结构分析，直线电动机结构简介以及电动机驱动放大器简介 5.4液压驱动器：基本工作原理及元器件5.5气压驱动器：基本工作原理及元器件，典型应用气压伺服、张力控制和导弹舵机系统案例分析5.6压电陶瓷驱动器：基本原理和元器件5.7形状记忆合金驱动器：SMA驱动器及其典型应用分析（课外自学部分）5.8人工肌肉驱动器：气动肌肉PM25-1，5-4，5-6，5-10710/106.1伺服电动机控制系统概述：基本概念和典型样机图示6.2直流伺服电动机的稳定特性和控制方式：工作原理，稳定特性，直流伺服电机调速系统性能指标与调速系统特性分析，控制方法和电火花加工、无静差调速、火炮跟踪、张力控制、地震磁带记录仪、稳定控制等案例分析2817/106.3旋转磁场与交流伺服电动机控制方式：旋转磁场理论、幅值、相位、幅值-相位控制、双相控制方式的原理和相位图分析26-1，6-2，6-21，924/106.3旋转磁场与交流伺服电动机控制方式：旋转磁场理论、幅值、相位、幅值-相位控制、双相控制方式的原理和相位图分析26-1，6-2，6-21，1031/106.5交流异步伺服电动机的静态特性：机械特性，调节特性以及两者之间的联系，选型依据，交流异步与直流伺服电动机性能比较，交流异步伺服电动机在位置控制、钢板厚度检测、计算以及增量运动控制中的应用案例分析26-22，6-23117/116.6永磁同步伺服电动机及其控制：工作原理，数学模型，稳态性能分析，控制策略分析，以及矢量控制原理等，伺服电动机发展趋势26-12，6-141214/117.1运动控制对象建模：传递函数建模、伺服电动机举例，状态空间建模、倒立摆举例，倒立摆建模分析，负载类型分析和建模7.2常用伺服控制策略：控制策略概述，运动控制系统采样周期要求和采样定理，采样周期确定方法，采样周期对运动控制性能的影响21321/117.3PID控制算法剖析：P、I、D各项的作用，模糊增量PID，智能PI控制，位置环PIP控制，预测PID控制，智能控制算法与PID结合27-2，7-10，1424/117.4滑模变结构控制基本原理：算法理论描述，稳定性分析、滑膜变结构控制的优缺点分析27-13141/127.5永磁同步伺服电动机的控制系统设计：伺服系统设计，驱动控制设计，位置环、速度换、电流环建模和控制算法设计，控制算法仿真对比分析，运动控制系统的虚拟样机控制联合仿真27-3，7-8，7-14155/128.1运动控制器类型：单片机、PLC、ARM、DSP、专用控制器、工控机等硬件介绍及选型，通用程序设计语言C、C++和汇编介绍，PID控制程序选段案例分析，专用程序设计数控编程介绍NC8.5工业机器人控制器案例：Staubli工业机器人编程语言简介2158/128.6操作系统：技术参数和实时响应能力对比分析；8.7现场总线：现场总线发展现状，CAN总线简介，基于CAN总线的分布式跟随控制系统分析28-3，8