電力拖動控制系統(tǒng)二課程教學(xué)大綱

電力拖動控制系統(tǒng)二課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：201404166課程中文名稱：電力拖動控制系統(tǒng)（二）課程英文名稱：ControlSystemofElectricalDrives（PartⅡ）課程性質(zhì)：專業(yè)選修課程開課專業(yè)：電氣工程及其自動化開課學(xué)期：7總學(xué)時：48（其中理論40學(xué)時，實驗8學(xué)時）總學(xué)分：3二、課程目標(biāo)課程總體目標(biāo)：使學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握交流電機控制系統(tǒng)總體設(shè)計的有關(guān)基礎(chǔ)理論知識；能夠應(yīng)用電氣工程及其自動化專業(yè)工程科學(xué)的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復(fù)雜工程問題，以獲得有效結(jié)論；學(xué)會如何從設(shè)計任務(wù)出發(fā)進行交流電力拖動控制在系統(tǒng)總體設(shè)計的方法，解決交流電機控制系統(tǒng)研發(fā)中的工程問題；能夠針對交流電機控制系統(tǒng)相關(guān)的工程問題，可以利用現(xiàn)代設(shè)計工具進行工程問題的分析與設(shè)計；提高本科生對電氣工程專業(yè)課程知識的綜合運用能力、動手實踐能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計意識和能力；即通過“知識學(xué)習(xí)-應(yīng)用指導(dǎo)-能力培育”這三個階段的循序過程，培養(yǎng)電氣工程及其自動化的創(chuàng)新設(shè)計人才，以適應(yīng)新的形勢下對綜合型、工程型人才教育的需要。具體目標(biāo)如下：1、了解交流電機控制系統(tǒng)的發(fā)展特點，了解各種交流調(diào)速系統(tǒng)的原理和性能；2、掌握變頻器的工作原理、控制技術(shù)和實現(xiàn)方法；3、掌握交流電機控制系統(tǒng)設(shè)計的設(shè)計要求與設(shè)計方法；4、掌握解決交流電機控制系統(tǒng)在設(shè)計過程中遇到的工程問題的基本方法；5、能夠根據(jù)調(diào)速系統(tǒng)性能指標(biāo)、應(yīng)用場合等要求，合理選擇調(diào)速方案、進行系統(tǒng)設(shè)計和器件選型；6、能理解和評價交流電機及其控制系統(tǒng)對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響。三、教學(xué)基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用交流電力拖動自動控制系統(tǒng)相關(guān)知識的能力，能夠解決電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計過程中相關(guān)的系統(tǒng)分析、脈沖調(diào)制、參數(shù)設(shè)計以及控制系統(tǒng)綜合等問題，形成自主設(shè)計和搭建交流電機控制系統(tǒng)的能力，具備以下素質(zhì)：1、通過學(xué)習(xí)養(yǎng)成積極思考問題、主動學(xué)習(xí)的習(xí)慣；2、通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)較強的自主學(xué)習(xí)能力和解決問題的能力；3、通過學(xué)習(xí)學(xué)會收集、分析、整理參考資料的技能，培養(yǎng)對新技術(shù)信息的掌握能力；4、通過學(xué)習(xí)能夠根據(jù)要求，自主完成特定任務(wù)的能力；5、通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)良好的團隊合作精神，養(yǎng)成良好的工作責(zé)任心。四、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配1緒論與基礎(chǔ)知識（2學(xué)時）1.1交流調(diào)速技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展動向1.2交流電機的機械特性及其調(diào)速的方式和基本類型2異步電動機變電壓調(diào)速系統(tǒng)（4學(xué)時）2.1晶閘管交流調(diào)壓控制的異步電動機機械特性2.2轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓調(diào)速系統(tǒng)及其特性2.3異步電機降壓軟啟動與降壓節(jié)能運行分析3異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)（24學(xué)時）3.1異步電動機變頻調(diào)速的基本控制方式與機械特性3.2交流電機控制的PWM調(diào)制技術(shù)3.3變頻調(diào)速裝置的種類、通用變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)及特點3.4轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制調(diào)速系統(tǒng)的原理3.5異步電動機的多變量數(shù)學(xué)模型和坐標(biāo)變換3.6異步電動機的矢量控制技術(shù)3.7異步電動機的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)3.8通用變頻器系統(tǒng)的硬件實例介紹4異步電動機雙饋調(diào)速與串級調(diào)速系統(tǒng)（6學(xué)時）4.1雙饋調(diào)速原理、典型工況及應(yīng)用4.2串級調(diào)速的原理與機械特性、串級調(diào)速系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)4.3串級調(diào)速系統(tǒng)雙閉環(huán)控制的特性與雙饋發(fā)電系統(tǒng)5同步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)（4學(xué)時）5.1同步電動機的調(diào)速原理和方式5.2自控變頻BLDC電動機調(diào)速原理與控制技術(shù)五、教學(xué)方法及手段1、以課堂教學(xué)形式達成課程目標(biāo)分析重點難點，精選內(nèi)容，組織教案；結(jié)合多媒體等現(xiàn)代教學(xué)手段，對特殊抽象內(nèi)容進行分析講解；將科研最新成果和相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展趨勢和新技術(shù)引入教學(xué)中，保持教學(xué)內(nèi)容的新穎性，啟發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的興趣；課后提出問題，利于同學(xué)深入思考，最終以試卷形式進行考核。2、以實踐性教學(xué)形式達成課程目標(biāo)重視理論教學(xué)與實驗環(huán)節(jié)有效結(jié)合對達成課程目標(biāo)的作用，綜合考慮本課程在課程體系中的作用和授課時間節(jié)點的要求，將課堂講授內(nèi)容、仿真分析作業(yè)和實驗內(nèi)容相結(jié)合，通過以問題提出、方法探究、內(nèi)容歸納、實驗應(yīng)用作為達成課程相關(guān)內(nèi)容培養(yǎng)目標(biāo)的主要途徑，并培養(yǎng)學(xué)生具備典型系統(tǒng)構(gòu)建、實驗分析的能力。3、以多種教學(xué)檢查環(huán)節(jié)相結(jié)合的形式達成課程目標(biāo)教學(xué)過程采用多種形式和多個教學(xué)檢查環(huán)節(jié)，督促、檢查并鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)成果。具體措施包括：①課后思考：根據(jù)課程教學(xué)進程布置課后思考題，并安排統(tǒng)一討論或解答。②測驗討論：根據(jù)授課情況和學(xué)生理解程度就某一問題進行隨堂測驗或進行課堂討論，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生參與從問題提出到建構(gòu)簡單解決方案的思維過程。③項目研討與答辯：針對典型直流調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計和工程設(shè)計方法應(yīng)用設(shè)立研究課題，學(xué)生通過理論設(shè)計、仿真分析、團隊合作完成設(shè)計項目，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)解決復(fù)雜工程問題的能力，安排統(tǒng)一討論與答辯。④實驗：分組或自由組合成立實驗小組，完成指定實驗和實驗報告。⑤期終考試：內(nèi)容涉及課程的主要知識點，考核學(xué)生對基本概念和基本分析方法、計算方法的掌握程度；考核學(xué)生運用所學(xué)知識解決工程問題的能力。六、實驗（或）上機內(nèi)容實驗一：交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)實驗（8學(xué)時）七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：電機學(xué)、電力電子技術(shù)、電力拖動控制系統(tǒng)（一）后續(xù)課程：畢業(yè)設(shè)計八、參考教材及學(xué)習(xí)資源[1]阮毅，陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)（第5版）[M].北京:機械工業(yè)出版社,2016.11[2]李華德.電力拖動自動控制系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009[3]周元鈞.交流調(diào)速控制系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013九、考核方式教學(xué)要求考核形式占總成績的比例通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生具備應(yīng)用交流電力拖動自動控制系統(tǒng)相關(guān)知識的能力，能夠解決電力拖動自動控制系統(tǒng)設(shè)計過程中相關(guān)的系統(tǒng)分析、脈沖調(diào)制、參數(shù)設(shè)計以及控制系統(tǒng)綜合等問題。形成自主設(shè)計和搭建交流電機控制系統(tǒng)的能力卷面考試70%實驗報告20%通過學(xué)習(xí)養(yǎng)成積極