《電機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》課程教學(xué)大綱

PAGEPAGE1《電機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)》課程編號(hào)：100063236課程名稱：電機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)英文名稱：ControlTheoryExperiment課程性質(zhì)：必修課程總學(xué)分：1總學(xué)時(shí):32（電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)、電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)22學(xué)時(shí)）開課學(xué)年及學(xué)期：第六學(xué)期先修課程：電機(jī)學(xué)，自動(dòng)控制理論，微機(jī)原理與接口技術(shù)，C++程序設(shè)計(jì)一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介本課程是一門專業(yè)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程，適合于電氣工程及自動(dòng)化等專業(yè)。本課程分為兩個(gè)部分，第一部分為電機(jī)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)部分，目的是讓學(xué)生掌握基本電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法，認(rèn)識(shí)變壓器、直流電機(jī)、三相鼠籠電機(jī)、三相異步電機(jī)、同步電機(jī)和特種電機(jī)的啟動(dòng)特性和運(yùn)行特性，學(xué)習(xí)電機(jī)本體原理和控制原理，加深電機(jī)學(xué)工程應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。第二部分為自控理論部分，目的是通過對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行理解、分析、設(shè)計(jì)、仿真實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)的基本能力以及控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和應(yīng)用的基本能力。課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握電機(jī)的基本特性以及系統(tǒng)建模、MATLAB/Simulink仿真工具的基本原理與使用方法。一方面，通過對(duì)多種電機(jī)的特性學(xué)習(xí)掌握電機(jī)的基本原理，另一方面，通過對(duì)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析和頻域分析的仿真實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生控制系統(tǒng)建模、仿真分析、研究的基本能力。以實(shí)際控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象，理論與實(shí)踐相結(jié)合，以階躍響應(yīng)和正弦跟蹤控制的控制算法設(shè)計(jì)作為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和工程實(shí)驗(yàn)的基本能力。二、課程目標(biāo)1.知悉和理解電機(jī)學(xué)、經(jīng)典自動(dòng)控制理論和相關(guān)方法，并能夠應(yīng)用于典型被控對(duì)象的分析和設(shè)計(jì)。2.能夠掌握基本電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)原理和方法，認(rèn)識(shí)變壓器、直流電機(jī)、三相鼠籠電機(jī)、三相異步電機(jī)、同步電機(jī)和特種電機(jī)的啟動(dòng)特性和運(yùn)行特性，學(xué)習(xí)電機(jī)本體原理和控制原理，加深電機(jī)學(xué)工程應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。3.能夠掌握完成應(yīng)用SIMULINK控制系統(tǒng)工具箱搭建控制系統(tǒng)，解決線性系統(tǒng)時(shí)域、頻域及狀態(tài)空間仿真和實(shí)驗(yàn)的問題，掌握使用MATLAB軟件提取相關(guān)數(shù)據(jù)并應(yīng)用恰當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)技術(shù)解決不熟悉的新問題的能力。4.能夠駕馭針對(duì)典型電機(jī)被控對(duì)象設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，擁有根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定需要數(shù)據(jù)的能力，掌握實(shí)際系統(tǒng)與理論數(shù)學(xué)模型的聯(lián)系，具有解決問題的方法和思路，形成運(yùn)用建模-仿真-實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意識(shí)。應(yīng)用C++語言進(jìn)行編程，設(shè)計(jì)以階躍響應(yīng)和正弦跟蹤控制的控制算法設(shè)計(jì)作為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和工程實(shí)驗(yàn)的基本能力。5.能夠進(jìn)行在團(tuán)隊(duì)中進(jìn)行角色分工和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，與小組成員共同推動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行，組織、協(xié)調(diào)并與團(tuán)隊(duì)一起開展工作。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)畢業(yè)要求3：研究能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對(duì)電氣工程領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。3.3能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。0.3課程目標(biāo)1課程目標(biāo)23.4能夠?qū)嶒?yàn)過程和結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。0.3課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3畢業(yè)要求7：團(tuán)隊(duì)合作和溝通能夠在多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)中承擔(dān)團(tuán)隊(duì)成員以及負(fù)責(zé)人的角色，能夠就復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會(huì)公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括撰寫報(bào)告、陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進(jìn)行溝通和交流。7.1能夠理解一個(gè)多角色團(tuán)隊(duì)中每個(gè)角色的作用，并能在團(tuán)隊(duì)中做好自己承擔(dān)的角色，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，能夠組織、協(xié)調(diào)和指揮團(tuán)隊(duì)開展工作。0.3課程目標(biāo)4三、課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)所支撐課程目標(biāo)教學(xué)方法與策略電機(jī)學(xué)實(shí)驗(yàn)10學(xué)時(shí)單相變壓器實(shí)驗(yàn)2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授與實(shí)驗(yàn)直流電機(jī)實(shí)驗(yàn)2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授與實(shí)驗(yàn)三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授與實(shí)驗(yàn)三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授與實(shí)驗(yàn)三相同步電動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授與實(shí)驗(yàn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)22學(xué)時(shí)第1章MATLAB在自動(dòng)控制理論中的應(yīng)用1.1.MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)1.2.MATLAB傳遞函數(shù)的建立與框圖化簡(jiǎn)1.3.MATLAB繪圖方法1.4.控制系統(tǒng)MATLAB時(shí)域分析方法1.5.控制系統(tǒng)MATLAB頻域分析方法1.6.控制系統(tǒng)MATLAB根軌跡分析方法4學(xué)時(shí)講授和輔導(dǎo)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2基于構(gòu)建主義的實(shí)驗(yàn)課堂第2章SIMULINK在自動(dòng)控制理論中的應(yīng)用2.1.基于SIMULINK典型環(huán)節(jié)的仿真2.2.基于SIMULINK二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)仿真2.3.基于SIMULINK串聯(lián)系統(tǒng)校正仿真2.4.基于SIMULINK的PID控制器參數(shù)仿真4學(xué)時(shí)講授和輔導(dǎo)課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2基于構(gòu)建主義的實(shí)驗(yàn)課堂第3章電機(jī)控制系統(tǒng)介紹與數(shù)學(xué)建模3.1電機(jī)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)3.2電機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型2課程目標(biāo)1課程目標(biāo)3講授，作業(yè)。第4章電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)（C++語言進(jìn)行電機(jī)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)）4.1電機(jī)控制系統(tǒng)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)4.1.1控制器軟件設(shè)計(jì)4.1.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能指標(biāo)分析4.2電機(jī)控制系統(tǒng)正弦跟蹤實(shí)驗(yàn)4.2.1控制器軟件設(shè)計(jì)4.2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與性能指標(biāo)分析12課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4實(shí)驗(yàn)，課堂討論四、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式權(quán)重%課程目標(biāo)1234電機(jī)學(xué)部分預(yù)習(xí)報(bào)告10√√√√電機(jī)學(xué)部分課堂表現(xiàn)5√√√√電機(jī)學(xué)部分實(shí)驗(yàn)報(bào)告15√√√√設(shè)計(jì)討論7√√MATLAB仿真14√√項(xiàng)目答辯14√√√√課程報(bào)告35√√√√總評(píng)100五、