電力拖動控制系統(tǒng)二課程教學大綱

電力拖動控制系統(tǒng)二課程教學大綱一、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：專業(yè)選修課程開課專業(yè)：電氣工程及其自動化開課學期：7總學時：48（其中理論40學時，實驗8學時）總學分：3二、課程目標課程總體目標：使學生學習并掌握交流電機控制系統(tǒng)總體設計的有關基礎理論知識；能夠應用電氣工程及其自動化專業(yè)工程科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析復雜工程問題，以獲得有效結論；學會如何從設計任務出發(fā)進行交流電力拖動控制在系統(tǒng)總體設計的方法，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)相關的工程問題，可以利用現(xiàn)代設計工具進行工程問題的分析與設計；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)學生創(chuàng)新設計意識和能力；即通過“知識學習-應用指導-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)新設計人才，以適應新的形勢下對綜合型、工程型人才教育的需要。具體目標如下：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、控制技術和實現(xiàn)方法；3、掌握交流電機控制系統(tǒng)設計的設計要求與設計方法；4、掌握解決交流電機控制系統(tǒng)在設計過程中遇到的工程問題的基本方法；5、能夠根據(jù)調速系統(tǒng)性能指標、應用場合等要求，合理選擇調速方案、進行系統(tǒng)設計和器件選型；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、教學基本要求通過本課程的學習，培養(yǎng)學生具備應用交流電力拖動自動控制系統(tǒng)相關知識的能力，能夠解決電力拖動自動控制系統(tǒng)設計過程中相關的系統(tǒng)分析、脈沖調制、參數(shù)設計以及控制系統(tǒng)綜合等問題，形成自主設計和搭建交流電機控制系統(tǒng)的能力，具備以下素質：1、通過學習養(yǎng)成積極思考問題、主動學習的習慣；2、通過學習培養(yǎng)較強的自主學習能力和解決問題的能力；3、通過學習學會收集、分析、整理參考資料的技能，培養(yǎng)對新技術信息的掌握能力；4、通過學習能夠根據(jù)要求，自主完成特定任務的能力；5、通過學習培養(yǎng)良好的團隊合作精神，養(yǎng)成良好的工作責任心。四、教學內容與學時分配1緒論與基礎知識（2學時）1.1交流調速技術的現(xiàn)狀及發(fā)展動向1.2交流電機的機械特性及其調速的方式和基本類型2異步電動機變電壓調速系統(tǒng)（4學時）2.1晶閘管交流調壓控制的異步電動機機械特性2.2轉速閉環(huán)變壓調速系統(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異步電動機變頻調速系統(tǒng)（24學時）3.1異步電動機變頻調速的基本控制方式與機械特性3.2交流電機控制的PWM調制技術3.3變頻調速裝置的種類、通用變頻調速系統(tǒng)的控制結構及特點3.4轉速閉環(huán)轉差頻率控制調速系統(tǒng)的原理3.5異步電動機的多變量數(shù)學模型和坐標變換3.6異步電動機的矢量控制技術3.7異步電動機的直接轉矩控制技術3.8通用變頻器系統(tǒng)的硬件實例介紹4異步電動機雙饋調速與串級調速系統(tǒng)（6學時）4.1雙饋調速原理、典型工況及應用4.2串級調速的原理與機械特性、串級調速系統(tǒng)的技術經(jīng)濟指標4.3串級調速系統(tǒng)雙閉環(huán)控制的特性與雙饋發(fā)電系統(tǒng)5同步電動機變頻調速系統(tǒng)（4學時）5.1同步電動機的調速原理和方式5.2自控變頻BLDC電動機調速原理與控制技術五、教學方法及手段1、以課堂教學形式達成課程目標分析重點難點，精選內容，組織教案；結合多媒體等現(xiàn)代教學手段，對特殊抽象內容進行分析講解；將科研最新成果和相關領域發(fā)展趨勢和新技術引入教學中，保持教學內容的新穎性，啟發(fā)學生對本專業(yè)的興趣；課后提出問題，利于同學深入思考，最終以試卷形式進行考核。2、以實踐性教學形式達成課程目標重視理論教學與實驗環(huán)節(jié)有效結合對達成課程目標的作用，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，將課堂講授內容、仿真分析作業(yè)和實驗內容相結合，通過以問題提出、方法探究、內容歸納、實驗應用作為達成課程相關內容培養(yǎng)目標的主要途徑，并培養(yǎng)學生具備典型系統(tǒng)構建、實驗分析的能力。3、以多種教學檢查環(huán)節(jié)相結合的形式達成課程目標教學過程采用多種形式和多個教學檢查環(huán)節(jié)，督促、檢查并鞏固學生學習成果。具體措施包括：①課后思考：根據(jù)課程教學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)、引導學生參與從問題提出到建構簡單解決方案的思維過程。③項目研討與答辯：針對典型直流調速系統(tǒng)設計和工程設計方法應用設立研究課題，學生通過理論設計、仿真分析、團隊合作完成設計項目，培養(yǎng)學生應用所學解決復雜工程問題的能力，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：內容涉及課程的主要知識點，考核學生對基本概念和基本分析方法、計算方法的掌握程度；考核學生運用所學知識解決工程問題的能力。六、實驗（或）上機內容實驗一：交流調壓調速系統(tǒng)實驗（8學時）七、前續(xù)課程、后續(xù)課程前續(xù)課程：電機學、電力電子技術、電力拖動控制系統(tǒng)（一）后續(xù)課程：畢業(yè)設計八、參考教材及學習資源[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、考核方式教學要求考核形式占總成績的比例通過本課程的學習，培養(yǎng)學生具備應用交流電力拖動自動控制系統(tǒng)相關知識的能力，能夠解決電力拖動自動控制系統(tǒng)設計過程中相關的系統(tǒng)分析、脈沖調制、參數(shù)設計以及控制系統(tǒng)綜合等問題。形成自主設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%通過學習養(yǎng)成積極