《電力電子建模仿真實(shí)訓(xùn)》教學(xué)大綱

《電力電子建模仿真實(shí)訓(xùn)》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：5163043課程性質(zhì)：集中實(shí)踐課學(xué)分：1學(xué)分周數(shù)：1周先修課程：自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)、Matlab與電力拖動(dòng)控制仿真并修課程：無(wú)適用專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化開(kāi)課單位：電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院一、課程說(shuō)明《電力電子建模與仿真實(shí)訓(xùn)》是電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃所設(shè)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的課堂，為學(xué)生將來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及走向工作崗位后從事電力電子電路相關(guān)設(shè)計(jì)提供有力的計(jì)算機(jī)仿真工具。在教學(xué)內(nèi)容方面著重基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念、仿真方法的講解；在實(shí)踐能力方面著重培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)建模能力和仿真分析能力，使學(xué)生具備一定的使用MATLAB\SIMULINK仿真軟件解決實(shí)際電力電子工程問(wèn)題的能力。學(xué)生掌握當(dāng)今廣泛流行的MATLAB\SIMULINK仿真軟件、仿真環(huán)境。掌握電力電子變流電路、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的基本原理及方法。二、課程目標(biāo)通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)講解使用MATLAB\SIMULINK軟件如何解決實(shí)際的電力電子工程問(wèn)題，如何對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，并且在模擬過(guò)程中能夠綜合考慮模型簡(jiǎn)化所帶來(lái)的局限性，以及如何處理實(shí)際工程問(wèn)題中的約束，并得到合理的設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)2：掌握MATLAB\SIMULINK仿真環(huán)境和模塊庫(kù)；掌握電力電子器件模型和電動(dòng)機(jī)模型；掌握電力電子變流電路的仿真；掌握直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真；能用MATLAB/SIMULINK仿真工具對(duì)電力電子工程問(wèn)題進(jìn)行合理的建模和仿真計(jì)算。課程目標(biāo)3：在上機(jī)過(guò)程中布置分組討論，聯(lián)合建模，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，以及清晰表達(dá)自己觀點(diǎn)的能力。了解我國(guó)目前電力電子的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)痛點(diǎn)，樹(shù)立為國(guó)家發(fā)展作出貢獻(xiàn)的觀念，增強(qiáng)責(zé)任意思。課程目標(biāo)4：在教學(xué)過(guò)程中，以項(xiàng)目式教學(xué)為依托，使學(xué)生樹(shù)立項(xiàng)目管理意識(shí)，考慮項(xiàng)目實(shí)施難度、成本以及效果，綜合運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方法對(duì)仿真項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估和管理。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《電力電子建模與仿真實(shí)訓(xùn)》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)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)支持強(qiáng)度1.工程知識(shí)1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣?dòng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)用于復(fù)雜電氣工程問(wèn)題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標(biāo)1：在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)講解使用MATLAB\SIMULINK軟件如何解決實(shí)際的電力電子工程問(wèn)題，如何對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，并且在模擬過(guò)程中能夠綜合考慮模型簡(jiǎn)化所帶來(lái)的局限性，以及如何處理實(shí)際工程問(wèn)題中的約束，并得到合理的設(shè)計(jì)。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)默F(xiàn)代儀器、工程工具、信息資源、信息技術(shù)工具對(duì)復(fù)雜電氣工程問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算和設(shè)計(jì)。課程目標(biāo)2：掌握SIMULINK仿真環(huán)境和模塊庫(kù)；掌握電力電子器件模型和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；掌握電力電子變流電路的仿真；用SIMULINK仿真工具對(duì)電力電子工程問(wèn)題進(jìn)行合理的建模和仿真計(jì)算。H9.個(gè)人和團(tuán)隊(duì)及負(fù)責(zé)人的角色。9.2能夠主動(dòng)與團(tuán)隊(duì)成員合作、溝通，并組織、協(xié)調(diào)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展工作，勝任團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人的角色。課程目標(biāo)3：在上機(jī)過(guò)程中布置分組討論，聯(lián)合建模，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，以及清晰表達(dá)自己觀點(diǎn)的能力。了解我國(guó)目前電力電子的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)痛點(diǎn)，樹(shù)立為國(guó)家發(fā)展作出貢獻(xiàn)的觀念，增強(qiáng)責(zé)任意思。M11.項(xiàng)目管理11.2能夠在多學(xué)科環(huán)境下，運(yùn)用工程管理與經(jīng)濟(jì)決策方法對(duì)電氣工程項(xiàng)目進(jìn)行決策和管理。課程目標(biāo)4：在教學(xué)過(guò)程中，以項(xiàng)目式教學(xué)為依托，使學(xué)生樹(shù)立項(xiàng)目管理意識(shí)，考慮項(xiàng)目實(shí)施難度、成本以及效果，綜合運(yùn)用多種評(píng)價(jià)方法對(duì)仿真項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估和管理。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、教學(xué)要求與學(xué)時(shí)分配《電力電子建模與仿真實(shí)訓(xùn)》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)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)教學(xué)方式課時(shí)安排對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.實(shí)訓(xùn)動(dòng)員與實(shí)訓(xùn)準(zhǔn)備教學(xué)要求：使學(xué)生了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、目的和要求。重點(diǎn)：實(shí)訓(xùn)目的和要求；難點(diǎn)：實(shí)訓(xùn)要求。講授0.5天1、2、32.熟悉MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境教學(xué)要求：了解課程的基本內(nèi)容；熟悉SIMULINK系統(tǒng)仿真環(huán)境；掌握SIMULINK模塊庫(kù)中的模塊；掌握電力電子模型庫(kù)。重點(diǎn)：系統(tǒng)化梳理機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程所涉及到專(zhuān)業(yè)知識(shí)；難點(diǎn)：掌握SIMULINK模塊庫(kù)中的模塊；掌握電力電子模型庫(kù)。講授上機(jī)1.5天1、2、33.熟悉MATLAB/SIMULINK的電力電子模型庫(kù)教學(xué)要求：掌握SIMULINK模塊庫(kù)中的模塊；掌握電力電子模型庫(kù)。重點(diǎn)：掌握SIMULINK模塊庫(kù)中的模塊；掌握電力電子模型庫(kù)；難點(diǎn)：掌握電力電子模型庫(kù)。講授上機(jī)1天1、2、34.熟悉各種電力電子器件模型和電動(dòng)機(jī)模型的參數(shù)設(shè)置教學(xué)要求：熟悉二極管模型；晶閘管模型；可關(guān)斷晶閘管模型；電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管模型；絕緣柵雙極型晶體管模型；理想開(kāi)關(guān)模型；三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊；三電平變流器模塊；驅(qū)動(dòng)模塊。重點(diǎn)：三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊；三電平變流器模塊；驅(qū)動(dòng)模塊；難點(diǎn)：三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊。講授上機(jī)1天1、2、35.熟悉電力電子變流電路的仿真教學(xué)要求：掌握直流-直流變換器、直流-交流變換器仿真電路及仿真方法。重點(diǎn)：掌握直流-直流變換器、直流-交流變換器仿真電路及仿真方法；難點(diǎn)：掌握直流-交流變換器仿真電路及仿真方法。講授上機(jī)1天1、2、3、46.實(shí)訓(xùn)考核（面試）：涉及到基礎(chǔ)理論、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)與專(zhuān)業(yè)知識(shí)；實(shí)訓(xùn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方案等。教學(xué)要求：掌握基礎(chǔ)理論，仿真軟件應(yīng)用和項(xiàng)目管理方法。重點(diǎn)：仿真軟件應(yīng)用和項(xiàng)目管理方法；難點(diǎn)：項(xiàng)目管理方法。面試考核1天1、2、3、4合計(jì)6天（1周）五、教學(xué)方法及手段本課程以集中講授和上機(jī)操作為主，結(jié)合大作業(yè)、討論、自學(xué)等教學(xué)手段和形式完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。在集中講授中，通過(guò)講授、提問(wèn)、討論、演示等教學(xué)方法和手段讓學(xué)生理解各種電力電子電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電路的分析方法以及應(yīng)用MATLAB/SIMULINK對(duì)其建模的過(guò)程、手段以及仿真結(jié)果的分析方法。在上機(jī)操作教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生初步運(yùn)用MATLAB/SIMULINK對(duì)電力電子電路問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、與其他同學(xué)合作解決問(wèn)題的能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力、獲取和整理信息的能力、準(zhǔn)確運(yùn)用語(yǔ)言文字的表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在自學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)中，對(duì)課程中某些有助于進(jìn)一步拓寬電路理論知識(shí)的內(nèi)容，通過(guò)教師的指導(dǎo)，由學(xué)生自學(xué)完成。通過(guò)自學(xué)這一教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。六、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、實(shí)訓(xùn)總結(jié)、實(shí)訓(xùn)答辯四部分構(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(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)1234實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)35參加實(shí)訓(xùn)的主動(dòng)性、積極性、實(shí)訓(xùn)記錄的完整性以及在實(shí)訓(xùn)中與帶隊(duì)老師的互動(dòng)?！獭獭?1515實(shí)訓(xùn)報(bào)告20根據(jù)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的規(guī)范性以及實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的論述評(píng)判?！獭?010實(shí)訓(xùn)總結(jié)20闡述基本概念、基本理論、設(shè)計(jì)（論文）思想的正確性，語(yǔ)言表達(dá)的邏輯嚴(yán)密性和精煉性等?！獭?010實(shí)訓(xùn)答辯25教師依據(jù)學(xué)生提交材料或報(bào)告答辯論述、回答問(wèn)題進(jìn)行評(píng)價(jià)?！獭獭?0510合計(jì)：10035201530七、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定實(shí)訓(xùn)采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級(jí)評(píng)分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格。總成績(jī)分四部分：實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、實(shí)訓(xùn)總結(jié)和實(shí)訓(xùn)答辯。其中：（1）實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)占35%，無(wú)故曠課達(dá)3次取消總成績(jī)；（2）實(shí)訓(xùn)報(bào)告占20%；（3）實(shí)訓(xùn)總結(jié)占20%；（4）實(shí)訓(xùn)答辯占25%。2.成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4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實(shí)訓(xùn)表現(xiàn)35正常參加實(shí)訓(xùn)，無(wú)遲到、早退情況，認(rèn)真聽(tīng)講，筆記完整。正常參加實(shí)訓(xùn)，無(wú)遲到、早退情況，認(rèn)真聽(tīng)講，筆記基本完整。正常參加實(shí)訓(xùn)，無(wú)遲到、早退情況，認(rèn)真聽(tīng)講，筆記不全。正常參加實(shí)訓(xùn)，無(wú)遲到，偶爾早退，筆記不全。缺席實(shí)訓(xùn)較多，無(wú)實(shí)訓(xùn)筆記。實(shí)訓(xùn)報(bào)告20報(bào)告內(nèi)容全面、詳實(shí)，字跡工整，課程建議好。報(bào)告內(nèi)容全面、詳實(shí)，字跡工整，課程建議認(rèn)識(shí)不到位。報(bào)告內(nèi)容較全面、詳實(shí)，字跡較工整，課程建議認(rèn)識(shí)不到位。報(bào)告內(nèi)容不全面，字跡較差。報(bào)告內(nèi)容不全面，字跡較差，字?jǐn)?shù)未達(dá)到要求。實(shí)訓(xùn)總結(jié)20總結(jié)內(nèi)容全面詳實(shí)，完整，思路清晰，有獨(dú)到的見(jiàn)解和