《控制電機》教學(xué)大綱（本科）

《控制電機》教學(xué)大綱課程英文名ControlMotors課程代碼01M0079學(xué)分2總學(xué)時32理論學(xué)時32實驗/實踐學(xué)時0課程類別學(xué)科基礎(chǔ)課課程性質(zhì)任選先修課程《電機與電力拖動基礎(chǔ)》適用專業(yè)電氣工程及其自動化專業(yè)開課學(xué)院機電工程學(xué)院執(zhí)筆人審定人制定時間2020年12月注：課程類別是指公共基礎(chǔ)課/學(xué)科基礎(chǔ)課/專業(yè)課；課程性質(zhì)是指必修/限選/任選。一、課程地位與課程目標(biāo)（一）課程地位電力電子技術(shù)、控制技術(shù)、信號處理技術(shù)、微電子技術(shù)、材料技術(shù)以及計算機技術(shù)的飛速發(fā)展帶動了現(xiàn)代電機技術(shù)的發(fā)展，推動了新型電機的產(chǎn)生，拓寬了電機的應(yīng)用領(lǐng)域，并將電機技術(shù)與電力電子、控制理論、數(shù)字信號處理、計算機技術(shù)等融為一體。在傳統(tǒng)電機之外的控制電機與特種電機，已不能僅用傳統(tǒng)電機的概念來理解，因此對控制電機與特種電機進行深入研究具有非常重要的意義。本課程是電氣工程及其自動化專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課。課程在傳統(tǒng)電機的結(jié)構(gòu)、原理、電磁關(guān)系、特性與應(yīng)用等基礎(chǔ)知識上,對控制電機與特種電機展開論述,對各種控制電機與特種電機的原理、電磁關(guān)系、特性、控制方法與設(shè)計、應(yīng)用等內(nèi)容進行詳細的介紹，使學(xué)生獲得各種控制電機的基本理論知識，掌握常用控制電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和控制策略，從而對控制電機與特種電機及其控制系統(tǒng)有一個整體的認識。（二）課程目標(biāo).熟悉常用控制電機與特種電機的工作原理、運行特性、調(diào)節(jié)特性等基本知識，具有利用控制電機的相關(guān)知識解決電氣領(lǐng)域?qū)I(yè)工程問題的能力；培養(yǎng)大學(xué)生的環(huán)保意識和科學(xué)精神，把握工程倫理的內(nèi)涵，緣事析理、明辨是非。（支撐畢業(yè)要求1-4/M）.掌握常用控制電機與特種電機及其控制系統(tǒng)的控制策略,具有通過文獻研究尋求解決電氣工程領(lǐng)域問題的多種方案的能力；培養(yǎng)大學(xué)生敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新的工匠精神以及職業(yè)素養(yǎng)。（支撐畢業(yè)要求2-3/M）.熟悉和掌握控制電機與特種電機的數(shù)學(xué)分析方法，具有運用數(shù)學(xué)方法分析電機的工作原理，選擇合適的控制策略設(shè)計控制系統(tǒng)，從而解決電氣工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的能力；培養(yǎng)大學(xué)生愛國熱情及使命感，勇于擔(dān)當(dāng)，為成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的人才。（支撐畢業(yè)要求4-1/M）二、課程目標(biāo)達成的途徑與方法課程教學(xué)以課堂教學(xué)為主，結(jié)合課堂討論和課外作業(yè)等共同實施。L課堂教學(xué)。主要講解控制電機的發(fā)展、應(yīng)用領(lǐng)域、與傳統(tǒng)電機的區(qū)別；講解控制電機，包括測速發(fā)電機、自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、伺服電動機和步進電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本特性和控制策略；講解特種電機，包括無刷直流電動機、開關(guān)磁阻電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理、基本特性和控制策略。通過實例的講解，使同學(xué)們更好地熟悉或掌握各種控制電機和特種電機的控制策

略，增強學(xué)生對各種控制電機應(yīng)用領(lǐng)域的進一步了解，為后續(xù)相關(guān)實踐類課程奠定基礎(chǔ)。課堂教學(xué)盡量引入互動環(huán)節(jié)，使同學(xué)們能更好地融入課堂教學(xué)，提高教學(xué)效果。.課堂討論。結(jié)合章節(jié)知識點，以主題討論為主，單獨提問或分組討論，完善課堂討論評價機制，激發(fā)同學(xué)們參與討論的熱情，增強同學(xué)們的專業(yè)思維和語言表達等能力，提升專'業(yè)團隊合作意識和創(chuàng)新思維等素質(zhì)。.課外作業(yè)。習(xí)題包括各種控制電機及特種電機的原理、特性、控制等方面的分析，從各類控制電機的工作原理、引起特性畸變的原因、減小誤差的方法、現(xiàn)有相關(guān)控制技術(shù)等方面進行總結(jié)整理，從而加深基本概念的理解，提高分析問題能力，培養(yǎng)綜合應(yīng)用能力。三、課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系注：1.支撐強度分別填寫H、M或L（其中H表示支撐程度高、M為中等、L為低）。課程目標(biāo)課程目標(biāo)對畢業(yè)要求的支撐程度（H、M、L）1-42-34-1課程目標(biāo)1M課程目標(biāo)2M課程目標(biāo)3M四、課程主要內(nèi)容與基本要求知識點主要內(nèi)容基本要求第1章緒論①控制電機、特種電機和傳統(tǒng)電機的區(qū)別L1②控制電機與特種電機的應(yīng)用L1③控制電機在自動控制系統(tǒng)中的作用L2④控制電機的種類、特點和發(fā)展概況L1第2章測速發(fā)電機①直流發(fā)電機的工作原理L1②直流電勢的關(guān)系式L2③直流測速發(fā)電機及其輸出特性L3④直流測速發(fā)電機的誤差及其減小的方法L3⑤直流測速發(fā)電機的性能指標(biāo)及應(yīng)用L2⑥交流異步測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)和工作原理L3⑦異步測速發(fā)電機的特性和主要技術(shù)指標(biāo)L2⑧異步測速發(fā)電機的使用L2第3章自整角機①自整角機概述L1②控制式自整角機L3③力矩式自整角機L3④其他自整角機L1⑤自整角機的選用和技術(shù)數(shù)據(jù)L2第4章旋轉(zhuǎn)變壓器①旋轉(zhuǎn)變壓器概述L1②正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器L3③線性旋轉(zhuǎn)變壓器L3④數(shù)字式旋轉(zhuǎn)變壓器L1⑤旋轉(zhuǎn)變壓器的典型應(yīng)用L2⑥感應(yīng)移相器L2

第5章伺服電動機①伺服電動機概述L1②直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)和分類L2③直流伺服電動機的控制方式L3④直流伺服電動機的穩(wěn)態(tài)特性及過渡過程L3⑤直流伺服控制技術(shù)及應(yīng)用L2⑥異步伺服電動機的結(jié)構(gòu)和分類L1⑦異步伺服電動機的運行原理及分析L2⑧圓形旋轉(zhuǎn)磁場及橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場下的運行分析L3⑨幅值控制時的特性及主要性能指標(biāo)L3⑩異步伺服電動機的應(yīng)用L2第6章步進電動機①步進電動機概述L1②反應(yīng)式步進電動機的工作原理和基本特點L3③反應(yīng)式步進電動機的運行特性L3④電源及分配方式對電機性能的影響L2⑤步進電動機的性能指標(biāo)、選擇和使用L2第7章無刷直流電動機①無刷直流電動機結(jié)構(gòu)原理L3②無刷直流電動機運行特性L2③無刷直流電動機控制方式方法L2④無刷直流電動機專用控制集成電路及實例L2⑤無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動抑制L1第8章開關(guān)磁阻電機①開關(guān)磁阻電機結(jié)構(gòu)原理L2②開關(guān)磁阻電動機控制方式③開關(guān)磁阻電動機功率變換器L2L3④開關(guān)磁阻電動機控制器⑤開關(guān)磁阻發(fā)電機L2L2五、課程學(xué)時安排

章節(jié)號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時數(shù)學(xué)生任務(wù)對應(yīng)課程目標(biāo)第1章1.1控制電機、特種電機和傳統(tǒng)電機的區(qū)別1.2控制電機與特種電機的應(yīng)用1.3控制電機在自動控制系統(tǒng)中的作用L4控制電機的種類、特點和發(fā)展概況21、2第2章2.1直流發(fā)電機的工作原理2.2直流電勢的關(guān)系式2.3直流測速發(fā)電機及其輸出特性2完成P19,2-1、2-4作業(yè)1、32.4直流測速發(fā)電機的誤差及其減小的方法2.5直流測速發(fā)電機的性能指標(biāo)及應(yīng)用2.6交流異步測速發(fā)電機結(jié)構(gòu)和工作原2完成P19,2-3作業(yè)1、2、3理2.7異步測速發(fā)電機的特性和主要技術(shù)指標(biāo)2.8異步測速發(fā)電機的使用1完成P19,2-7作業(yè)1、3第3章3.1自整角機概述3.2控制式自整角機11、23.3力矩式自整角機3.4其他自整角機3.5自整角機的選用和技術(shù)數(shù)據(jù)2完成P40,3-2、3-7作業(yè)1、2、3第4章4.1旋轉(zhuǎn)變壓器概述4.2正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器4.3線性旋轉(zhuǎn)變壓器22、34.4數(shù)字式旋轉(zhuǎn)變壓器4.5旋轉(zhuǎn)變壓器的典型應(yīng)用4.6感應(yīng)移相器21,完成P62,4-7>4-12作業(yè)2.完成課堂練習(xí)1、2、3第5章5.1伺服電動機概述5.2直流伺服電動機的結(jié)構(gòu)和分類5.3直流伺服電動機的控制方式5.4直流伺服電動機的穩(wěn)態(tài)特性21、2、35.5直流伺服電動機的過渡過程5.6直流伺服控制技術(shù)及應(yīng)用2完成P121,5-4、5-6作業(yè)2、35.7異步伺服電動機的結(jié)構(gòu)和分類5.8異步伺服電動機的運行原理及分析21、35.9圓形旋轉(zhuǎn)磁場下的運行分析5.10橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場下的運行分析21、35.11幅值控制時的特性及主要性能指標(biāo)5.12異步伺服電動機的應(yīng)用2完成P122,5-11、5-12作業(yè)1、2、3第6章6.1步進電動機概述6.2反應(yīng)式步進電動機的工作原理和基本特點21、36.3反應(yīng)式步進電動機的運行特性6.4電源及分配方式對電機性能的影響6.5步進電動機的性能指標(biāo)、選擇和使用2完成P155,6-13、6-14作業(yè)1、2、3

第7章7.1無刷直流電動機結(jié)構(gòu)原理7.2運行特性7.3控制方法7.4無位置傳感器控制7.5專用集成電路7.6控制系統(tǒng)實例7.7轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法7.8應(yīng)用簡介2完成課后全部習(xí)題1、2、3第8章8.1開關(guān)磁阻電動機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理8.2控制方式8.3功率變換器控制器開關(guān)磁阻發(fā)電機2完成課后全部習(xí)題1、2、3六、考核方式及成績評定考核內(nèi)容考核方式評定標(biāo)準(zhǔn)（依據(jù)）占總成績比例過程考核含到課率、課堂討論發(fā)言、課堂練習(xí)、平時作業(yè)等點名記錄、課堂發(fā)言記錄、課堂練習(xí)和作業(yè)完成30%期末考核開卷卷面成績70%考核類別考查成