《微特電機(jī)及系統(tǒng)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE1《微特電機(jī)及系統(tǒng)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：05153071課程性質(zhì)：專業(yè)選修課學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)）先修課程：電機(jī)學(xué)、電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等后續(xù)課程：電力電子裝置及應(yīng)用、現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)等適用專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化開課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說明《微特電機(jī)及系統(tǒng)》是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)選修課。本課程主要講授電氣控制中常用的微型、特種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理與應(yīng)用，以及對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源和控制系統(tǒng)。通過本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握常用的微型、特種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用，了解微型、特種電機(jī)的應(yīng)用技術(shù)前沿及其驅(qū)動(dòng)電源和控制系統(tǒng)的工作原理，為學(xué)習(xí)其他有關(guān)課程及以后從事電氣工程領(lǐng)域技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。本課程在適當(dāng)闡述理論的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹微特電機(jī)的前沿應(yīng)用，兼顧新技術(shù)及其發(fā)展方向的介紹。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：能夠基于數(shù)學(xué)模型對(duì)直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、晶閘管等元件及系統(tǒng)進(jìn)行仿真建模；能夠?qū)⒐こ袒A(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于電力拖動(dòng)系統(tǒng)問題的分析和優(yōu)化。課程目標(biāo)2：掌握伺服電機(jī)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、自整角機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、永磁無刷直流電機(jī)、交流串勵(lì)電機(jī)等常用特種電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理基礎(chǔ)知識(shí)，了解各種電機(jī)的前沿應(yīng)用及其控制方法，能夠?qū)ο嚓P(guān)的工程問題進(jìn)行分析，提升學(xué)生工程技術(shù)能力。課程目標(biāo)3：了解微特電機(jī)及系統(tǒng)的典型應(yīng)用，并從實(shí)際應(yīng)用的角度去分析和掌握各種典型控制系統(tǒng)，提高動(dòng)手和分析能力。能夠?qū)?chuàng)新、工匠精神等有機(jī)融入課程，在工程設(shè)計(jì)中得到鍛煉。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《微特電機(jī)及系統(tǒng)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專業(yè)知識(shí)用于復(fù)雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標(biāo)1：能夠根據(jù)工程需求，選擇合適的電機(jī)類型并整定電機(jī)參數(shù)，選取合適的電機(jī)產(chǎn)品與控制策略，并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。H2.問題分析2.2能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，分析并表達(dá)復(fù)雜電氣工程問題的特性，獲得多種解決方案。課程目標(biāo)2：針對(duì)特種電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠在仿真的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)電機(jī)控制系統(tǒng)策略。能夠了解特種電機(jī)在現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域中的前沿應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的科學(xué)理念和工程意識(shí)。M3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.1能夠掌握工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開發(fā)全周期、全流程的基本方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和技術(shù)方案的各種因素。課程目標(biāo)3：了解微特電機(jī)及系統(tǒng)的典型應(yīng)用，并從實(shí)際應(yīng)用的角度去分析和掌握各種典型控制系統(tǒng)，提高動(dòng)手和分析能力。能夠?qū)?chuàng)新、工匠精神等有機(jī)融入課程，在工程設(shè)計(jì)中得到鍛煉。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.緒論教學(xué)要求：了解微特電機(jī)發(fā)展概況和應(yīng)用前沿。重點(diǎn)：微特電機(jī)的分類。難點(diǎn)：微特電機(jī)控制系統(tǒng)組成及原理。21、32.無刷直流電機(jī)及其控制2.1無刷直流電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)2.2無刷直流電動(dòng)機(jī)工作原理2.3無刷直流電動(dòng)機(jī)控制方法2.4無刷直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)教學(xué)要求：掌握無刷直流電機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，掌握無刷直流電機(jī)的換向方法，掌握無刷直流電機(jī)控制方法及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。重點(diǎn)：無刷直流電機(jī)工作原理，無刷直流電機(jī)控制方法。難點(diǎn)：無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。61、2、33.開關(guān)磁阻電機(jī)及其控制3.1開關(guān)磁阻電機(jī)基本結(jié)構(gòu)3.2開關(guān)磁阻電機(jī)工作原理3.3開關(guān)磁阻電機(jī)控制方法3.4開關(guān)磁阻電機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)教學(xué)要求：掌握開關(guān)磁阻電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方法，了解開關(guān)磁阻電機(jī)的前沿應(yīng)用及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：開關(guān)磁阻電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理難點(diǎn)：開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。61、2、34.步進(jìn)電機(jī)及其控制4.1步進(jìn)電機(jī)基本結(jié)構(gòu)4.2步進(jìn)電機(jī)工作原理4.3步進(jìn)電機(jī)控制方法4.4步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)教學(xué)要求：掌握步進(jìn)電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及控制方法，了解步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。重點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理。難點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。61、2、35.伺服電動(dòng)機(jī)與伺服系統(tǒng)5.1伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理5.2伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法5.3伺服電動(dòng)機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)要求：掌握伺服電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，了解伺服電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，了解伺服系統(tǒng)的應(yīng)用前沿。重點(diǎn)：伺服電動(dòng)機(jī)的解百納結(jié)構(gòu)與工作原理。難點(diǎn)：伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。61、2、36.測(cè)速發(fā)電機(jī)6.1測(cè)速發(fā)電機(jī)概述與工作原理6.2測(cè)速發(fā)電機(jī)的應(yīng)用舉例教學(xué)要求：掌握測(cè)速發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，了解測(cè)速發(fā)電機(jī)的應(yīng)用。重點(diǎn)：測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理。難點(diǎn)：測(cè)速發(fā)電機(jī)工作原理。21、2、37.旋轉(zhuǎn)變壓器7.1正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器7.2線性旋轉(zhuǎn)變壓器7.3旋轉(zhuǎn)變壓器的誤差及其改進(jìn)措施7.4感應(yīng)移相器與感應(yīng)同步器7.5旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)品的選擇與應(yīng)用7.6旋轉(zhuǎn)變壓器應(yīng)用舉例教學(xué)要求：掌握不同類型旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理，了解旋轉(zhuǎn)變壓器的工程應(yīng)用及產(chǎn)品的選擇方法。重點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)變壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理。難點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)變壓器的選擇與應(yīng)用。41、2、3合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，結(jié)合討論、案例分析、視頻資源共享等教學(xué)手段完成課程教學(xué)任務(wù)和相關(guān)能力的培養(yǎng)。使學(xué)生掌握常用的特種電機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理，了解本機(jī)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，具備進(jìn)行相關(guān)工程應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力。六、課程資源1.推薦教材：（1）程明.微特電機(jī)及系統(tǒng)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2008.2.參考書：（1）莫會(huì)成.微特電機(jī)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2015.（2）孫建忠,白鳳仙.微特電機(jī)原理與控制[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2022.3.期刊：（1）微特電機(jī),中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)（2）電工技術(shù)學(xué)報(bào),中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)（3）微電機(jī),西安微電機(jī)研究所（4）IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS,IEEE（5）IEEETransactionsonElectronDevices,IEEE4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)./index.html.（2）IEEETransactionsonIndustryApplications./xpl/RecentIssue.jsp?punumber=28#opennewwindow.（3）愛課程網(wǎng)./home/七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由過程性考核成績(jī)和機(jī)試成績(jī)兩部分構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)123過程性考核課堂表現(xiàn)18（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題情況進(jìn)行考核，滿分100分；（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?66作業(yè)21（1）主要知識(shí)點(diǎn)理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?77階段性測(cè)試21（1）根據(jù)每次的測(cè)試的完成情況與正確率單獨(dú)評(píng)分，滿分100分；（2）每次測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次測(cè)試成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)；（3）以測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭獭?77期末考核40（1）期末考核成績(jī)100分，以期末考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)；（2）主要考核電特種電機(jī)類型及各類型電機(jī)的結(jié)構(gòu)與工作原理及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容；（3）考試題型為：填空題、選擇題、判斷題、論述題和分析設(shè)計(jì)題等類型；（4）考試形式為開卷考試，允許學(xué)生攜帶參考書及課堂筆記等紙質(zhì)材料，不允許攜帶手機(jī)?！獭獭?41214合計(jì)：100分343234八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、作業(yè)、階段性測(cè)驗(yàn)、期末考核（大作業(yè)）等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)?？己嘶疽螅嚎己丝偝煽?jī)由期末考核（大作業(yè)）成績(jī)和過程性考核成績(jī)組成。其中：期末考核（大作業(yè)）成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重40%）；課堂表現(xiàn)、作業(yè)、階段性測(cè)驗(yàn)等過程性考核成績(jī)?yōu)?00分（權(quán)重60%）；期末考核（大作業(yè)）和過程性考核分值分配應(yīng)與教學(xué)大綱各章節(jié)的學(xué)時(shí)基本成比例。2.過程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見表4。表4過程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60課堂表現(xiàn)30按時(shí)出勤，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問題，準(zhǔn)確率大于90%。按時(shí)出勤，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于80%。按時(shí)出勤，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，回答問題準(zhǔn)確率大于70%。缺勤1次，上課不認(rèn)真，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)。缺勤2次，上課不認(rèn)真，不參與教學(xué)活動(dòng)。作業(yè)35作業(yè)完整，思路清晰，準(zhǔn)確率大于9