《控制電機(jī)及應(yīng)用》教學(xué)大綱

《控制電機(jī)及應(yīng)用》教學(xué)大綱課程編號(hào)：13220425英文名稱：MotorControlandApplication學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)40學(xué)時(shí)，其中理論24學(xué)時(shí)，實(shí)踐16學(xué)時(shí)先修課程：電機(jī)與電力拖動(dòng)、單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程類別：專業(yè)拓展課程授課對(duì)象：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：機(jī)械與電氣工程學(xué)院修讀學(xué)期：第6學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)本課程的主要教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握常見(jiàn)電機(jī)的基本知識(shí)、工作原理，控制與應(yīng)用等，本課程結(jié)合大量工程應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生能制定正確的控制電機(jī)及應(yīng)用方案，解決電機(jī)控制應(yīng)用工程問(wèn)題，了解本行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和行業(yè)規(guī)范，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)全面素質(zhì)的提高。本課程擬達(dá)到的課程目標(biāo)如下：課程目標(biāo)1：能夠根據(jù)具體的任務(wù)需求、控制對(duì)象特征，制定研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)電機(jī)控制與應(yīng)用方案；課程目標(biāo)2：了解控制電機(jī)及應(yīng)用相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)等，在法律和技術(shù)規(guī)范框架下開(kāi)展電機(jī)控制應(yīng)用。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重4.2.能夠根據(jù)具體的檢測(cè)、控制對(duì)象及其特征，制定研究方法和技術(shù)路線，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案；課程目標(biāo)1H6.1.了解電氣工程相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)業(yè)政策和法律法規(guī)，能夠在法律和技術(shù)規(guī)范的框架下開(kāi)展工作，理解不同社會(huì)文化對(duì)工程活動(dòng)的影響。課程目標(biāo)2H三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1．理論教學(xué)內(nèi)容序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1控制電機(jī)概述基本要求：了解常見(jiàn)電機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)、分類和應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：常見(jiàn)電機(jī)的分類德育要求：立德樹(shù)人4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)22直流電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制技術(shù)及應(yīng)用基本要求：了解直流電機(jī)的現(xiàn)狀、主要類型，掌握電流電機(jī)理論中常用的基本原理。掌握無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，及無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)：無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制德育要求：愛(ài)崗敬業(yè)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23伺服電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制技術(shù)及應(yīng)用基本要求：掌握同步伺服電動(dòng)機(jī)的控制，三相永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)的基本控制方法，位置環(huán)的控制策略，速度環(huán)的控制策略，電流環(huán)的控制模型，電流環(huán)的PID控制，同步伺服電動(dòng)機(jī)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。重點(diǎn)難點(diǎn)：伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制德育要求：創(chuàng)新意識(shí)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)24步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制技術(shù)及應(yīng)用基本要求：了解步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理，步距角，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制，加減速定位控制。重點(diǎn)難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的加減速控制德育要求：社會(huì)責(zé)任4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)25開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制技術(shù)及應(yīng)用基本要求：了解開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的工作原理，開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及控制方式。重點(diǎn)難點(diǎn)：開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)工作原理德育要求：科學(xué)素養(yǎng)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)26直線電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制技術(shù)及應(yīng)用基本要求：了解直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理，直線電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類。掌握直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的控制。重點(diǎn)難點(diǎn)：直線電動(dòng)機(jī)工作原理德育要求：樂(lè)于奉獻(xiàn)4集中講授課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2合計(jì)242．實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求學(xué)時(shí)類型對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1直流電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)根據(jù)具體要求，完成直流電動(dòng)機(jī)的啟?？刂?、轉(zhuǎn)速控制、正反轉(zhuǎn)控制4演示課程目標(biāo)22直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)合控制對(duì)象和目標(biāo)，基于直流電動(dòng)機(jī)完成控制任務(wù)4演示課程目標(biāo)13步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制實(shí)驗(yàn)根據(jù)具體要求，完成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的加減速控制、轉(zhuǎn)速控制、正反轉(zhuǎn)控制、定位控制4演示課程目標(biāo)24步進(jìn)電動(dòng)機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)合控制對(duì)象和目標(biāo)，基于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)完成控制任務(wù)4演示課程目標(biāo)1合計(jì)16注：實(shí)驗(yàn)要求包括必修、選修；實(shí)驗(yàn)類型包括演示、驗(yàn)證、綜合、設(shè)計(jì)等。四、課程教學(xué)方法1.總體設(shè)計(jì)采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，虛實(shí)結(jié)合，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)項(xiàng)目設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，分析學(xué)生設(shè)計(jì)過(guò)程產(chǎn)生的錯(cuò)誤，通過(guò)師生互動(dòng)完成教學(xué)任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。課堂教學(xué)方法：理論講授、實(shí)踐演示、項(xiàng)目討論。實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法：項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、集中指導(dǎo)、自主練習(xí)、個(gè)別答疑。課外學(xué)習(xí)方法：預(yù)習(xí)教材相關(guān)章節(jié)。2.課堂教學(xué)課堂講授：在課前預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)上，按知識(shí)模塊，通過(guò)項(xiàng)目案例來(lái)演示和歸納主要知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用，通過(guò)問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和討論，不斷強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。在講授、討論中，引導(dǎo)學(xué)生掌握分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試的基本方法，使學(xué)生體驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程，獲得項(xiàng)目設(shè)計(jì)的成就感。課內(nèi)小組討論：圍繞實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化、完善和補(bǔ)充。3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)在課外學(xué)習(xí)和作業(yè)實(shí)施的基礎(chǔ)上，通過(guò)具體任務(wù)要求和集中實(shí)驗(yàn)，理解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)展電機(jī)常用驅(qū)動(dòng)和控制方法的演示。4.課外學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)：要求學(xué)生在課前按預(yù)習(xí)計(jì)劃完成自主學(xué)習(xí)內(nèi)容，即自學(xué)教材相關(guān)章節(jié)。課后作業(yè)：要求學(xué)生按時(shí)完成課后作業(yè)。五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核注重形成性和終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，考核內(nèi)容主要由課堂表現(xiàn)、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考核、期末考試組成，均按百分制計(jì)分，其中課堂表現(xiàn)成績(jī)占10%、平時(shí)作業(yè)成績(jī)占15%、實(shí)驗(yàn)成績(jī)占20%、期末閉卷考試成績(jī)占55%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）合計(jì)1課堂表現(xiàn)55102平時(shí)作業(yè)105153實(shí)驗(yàn)考核1010204期末考試253055課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值5050100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.課堂表現(xiàn)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課堂表現(xiàn)課堂積極學(xué)習(xí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制設(shè)計(jì)及安全規(guī)范知識(shí)，回答問(wèn)題主動(dòng)性高，項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)用討論參與度強(qiáng)。課堂較積極學(xué)習(xí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制設(shè)計(jì)及安全規(guī)范知識(shí)，回答問(wèn)題主動(dòng)性較高，項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)用討論參與度較強(qiáng)。課堂學(xué)習(xí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制設(shè)計(jì)及安全規(guī)范知識(shí)的態(tài)度一般，回答問(wèn)題主動(dòng)性尚可，項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)用討論參與度一般。課堂學(xué)習(xí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制設(shè)計(jì)及安全規(guī)范知識(shí)的態(tài)度差，不參與問(wèn)題解答與項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)用討論。2.平時(shí)作業(yè)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分平時(shí)作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位，設(shè)計(jì)方案合理。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位，設(shè)計(jì)方案較合理。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位，設(shè)計(jì)方案基本合理。不交和補(bǔ)交，50%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差，設(shè)計(jì)方案需改進(jìn)。3.實(shí)驗(yàn)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分實(shí)驗(yàn)考核電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案合理，設(shè)計(jì)方法正確，功能演示完整，很好地完成了實(shí)驗(yàn)要求內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，符合實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求。電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案較合理，設(shè)計(jì)方法較正確，功能演示較完整，較好地完成了實(shí)驗(yàn)要求內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式較規(guī)范，較符合實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求。電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)方法一般，部分功能可以演示，實(shí)驗(yàn)要求內(nèi)容完成度一般，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式基本符合實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求。電機(jī)控制應(yīng)用實(shí)驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)方法較差，功能演示效果差，實(shí)驗(yàn)要求內(nèi)容完成度差，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式不符合實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫作要求。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書(shū)（一）推薦教材1．《控制電機(jī)及