沈德峰遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 （沈陽 110036）

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伺服控制系統(tǒng)理實(shí)一體化課程的項(xiàng)目設(shè)計(jì)

沈德峰
遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院 （沈陽 110036）

摘 要本文詳細(xì)介紹伺服控制系統(tǒng)課程的理實(shí)一體化課程的意義、改革辦法，提出了一種切實(shí)可行的實(shí)施方案。針對(duì)當(dāng)下教學(xué)改革要求理實(shí)一體的情況，對(duì)課程進(jìn)行了細(xì)致的剖析和規(guī)劃。該教學(xué)方案作為機(jī)電、電氣等相關(guān)專業(yè)的伺服控制系統(tǒng)課程的主導(dǎo)方案，在實(shí)際教學(xué)過程中取得了比較滿意的結(jié)果。

關(guān)鍵詞伺服電機(jī)；伺服控制；理實(shí)一體化；項(xiàng)目設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：G712

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-3319（2016）02-00035-03

隨著控制技術(shù)的發(fā)展，越來越多的高精度機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等設(shè)備采用伺服電機(jī)作為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要?jiǎng)幼鞑考?。相比于傳統(tǒng)的直流電機(jī)、三相異步電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，伺服電機(jī)（這里單指交流伺服電機(jī)）具有精度高、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高等特點(diǎn)，被越來越多的應(yīng)用在高精尖的設(shè)備中?？梢哉f，伺服電機(jī)控制即將成為機(jī)電一體化等專業(yè)的必修內(nèi)容。

不過，在目前的高等職業(yè)院校中，伺服技術(shù)還仍然處于從屬的地位，通常將其放在電機(jī)拖動(dòng)、電力電子技術(shù)等課程中作為一個(gè)章節(jié)，內(nèi)容不夠充實(shí)，課時(shí)也比較少，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)學(xué)校教學(xué)和企業(yè)實(shí)踐脫節(jié)的情況。本文是在企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，重新對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和整合，討論一種在理實(shí)一體化課程中進(jìn)行伺服控制教學(xué)的方法。

1 項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)

按照系統(tǒng)從無到有、從小到大的順序進(jìn)行教學(xué)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)，既有針對(duì)伺服電機(jī)本身的項(xiàng)目，也有針對(duì)伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器組成的伺服系統(tǒng)的項(xiàng)目，同時(shí)還有與PLC結(jié)合后的伺服控制項(xiàng)目。伺服系統(tǒng)教學(xué)的步驟和基本內(nèi)容如下。

項(xiàng)目一，伺服系統(tǒng)的基本知識(shí)和安裝方法，重點(diǎn)解決伺服系統(tǒng)的基本知識(shí)。

項(xiàng)目二，伺服驅(qū)動(dòng)器的配線方法，重點(diǎn)解決伺服驅(qū)動(dòng)器的配線問題。

項(xiàng)目三，伺服系統(tǒng)的上電試轉(zhuǎn)，重點(diǎn)解決伺服系統(tǒng)配線完成后的試轉(zhuǎn)問題。

項(xiàng)目四，伺服系統(tǒng)速度模式控制，重點(diǎn)解決伺服系統(tǒng)速度模式控制方法問題。

項(xiàng)目五，伺服系統(tǒng)位置模式控制，重點(diǎn)解決伺服系統(tǒng)位置模式控制方法問題。

項(xiàng)目六，伺服系統(tǒng)扭矩模式控制，重點(diǎn)解決伺服系統(tǒng)扭矩模式控制方法問題

項(xiàng)目七，伺服系統(tǒng)的參數(shù)調(diào)整，重點(diǎn)介紹伺服系統(tǒng)其他參數(shù)調(diào)整的問題。

項(xiàng)目八，伺服系統(tǒng)的PLC控制，重點(diǎn)介紹和伺服系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的PLC編程。

項(xiàng)目整體設(shè)計(jì)的基本原則是盡可能多的挖掘伺服系統(tǒng)的功能，避免大塊的重點(diǎn)知識(shí)被肢解在不同的項(xiàng)目過程中。

2 項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)

2.1 項(xiàng)目的課時(shí)設(shè)計(jì)

按照每周16課時(shí)，每學(xué)期4周計(jì)算，整個(gè)伺服系統(tǒng)的課程共計(jì)64課時(shí)。各個(gè)項(xiàng)目的課時(shí)分配方案按照不同起點(diǎn)的學(xué)生水平來制定。高職學(xué)生普遍的特點(diǎn)是形象思維強(qiáng)于邏輯思維、實(shí)踐學(xué)習(xí)強(qiáng)于理論學(xué)習(xí)、動(dòng)手能力強(qiáng)于動(dòng)腦能力。鑒于此，充分考慮各個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，分配課時(shí)如表1。

表1 各個(gè)項(xiàng)目的課時(shí)分配情況

2.2 項(xiàng)目的任務(wù)設(shè)計(jì)

根據(jù)項(xiàng)目的分配課時(shí)，將具體的項(xiàng)目拆分成為知識(shí)點(diǎn)相對(duì)獨(dú)立的任務(wù)，這些任務(wù)通常分組完成。根據(jù)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)，將項(xiàng)目分解成如下的任務(wù)，見表2。

表2 每個(gè)項(xiàng)目的任務(wù)設(shè)計(jì)

任務(wù)和任務(wù)之間，有些可以并行進(jìn)行，即組之間可以安排不同的任務(wù)，分別進(jìn)行考核；有些任務(wù)之間必須順次進(jìn)行，這樣就要求所有組安排同樣的內(nèi)容，結(jié)束后進(jìn)行整體考核。

2.3 項(xiàng)目的重難點(diǎn)剖析

在教學(xué)過程中，還需要對(duì)各個(gè)項(xiàng)目的重難點(diǎn)有明確認(rèn)識(shí)，以便更好地進(jìn)行有針對(duì)性的課程講解。

項(xiàng)目一的重點(diǎn)放在伺服系統(tǒng)的基本知識(shí)和伺服控制器的三種模式上。需要攻破的難點(diǎn)主要在電機(jī)三個(gè)閉環(huán)的知識(shí)點(diǎn)上。

項(xiàng)目二的重點(diǎn)放在伺服系統(tǒng)的配線方法上，需要攻破的難點(diǎn)主要在三種模式命令的配線上。

項(xiàng)目三的重點(diǎn)放在伺服系統(tǒng)上電試轉(zhuǎn)的步驟上，需要攻破的難點(diǎn)主要在參數(shù)設(shè)置方法上。

項(xiàng)目四、項(xiàng)目五和項(xiàng)目六的重點(diǎn)都是各種模式的控制方法，難點(diǎn)主要在控制信號(hào)的產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)上。

項(xiàng)目七的重點(diǎn)是主要系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)整，需要攻破的難點(diǎn)主要在參數(shù)的理解上。

項(xiàng)目八是整個(gè)課程比較高階的部分，重點(diǎn)內(nèi)容放在PLC對(duì)伺服系統(tǒng)的控制方面，難點(diǎn)主要在PLC的編程部分，也可以使用向?qū)?shí)現(xiàn)。

3 項(xiàng)目考核方式的設(shè)計(jì)

理實(shí)一體化課程的考核方式通常采用過程考核來實(shí)現(xiàn)。這樣的考核方式對(duì)任課教師的要求相對(duì)較高，既要能夠保證實(shí)踐環(huán)節(jié)順利進(jìn)行，又要對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)給予公正的評(píng)價(jià)，同時(shí)保留考核資料。根據(jù)教學(xué)條件的不同，可以采用分組的辦法進(jìn)行，將可以并行的任務(wù)同時(shí)進(jìn)行，然后通過換組進(jìn)行調(diào)整。

由于理實(shí)一體化課程的特點(diǎn)，通常的課程設(shè)置方法為理論占50%、實(shí)踐環(huán)節(jié)占50%。在考核的過程中，理論考核（通常為階段測(cè)試）占50分，實(shí)踐環(huán)節(jié)占50分。在理論考核中還同時(shí)包括實(shí)踐報(bào)告或小論文的成績。因此，規(guī)劃階段測(cè)試占30分，實(shí)踐環(huán)節(jié)（包括文字資料整理）占70分?？梢妼?shí)踐環(huán)節(jié)所占的分?jǐn)?shù)相對(duì)較高，表3給出了實(shí)踐教學(xué)的一般考核標(biāo)準(zhǔn)。

表3 實(shí)踐教學(xué)的一般考核標(biāo)準(zhǔn)

理實(shí)一體化教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生發(fā)展為本，不僅關(guān)注學(xué)生掌握知識(shí)和技能的情況，還關(guān)注學(xué)生獲取知識(shí)的途徑和方法。因此在設(shè)計(jì)教學(xué)過程的時(shí)候需要考慮充分，量力而行，最大程度上保證教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：興安）