《控制电机及应用》教学大纲

《控制电机及应用》教学大纲课程编号：13220425英文名称：MotorControlandApplication学分：2学时：总学时40学时，其中理论24学时，实践16学时先修课程：电机与电力拖动、单片机原理与接口技术课程类别：专业拓展课程授课对象：电气工程及其自动化专业学生教学单位：机械与电气工程学院修读学期：第6学期一、课程描述和目标本课程的主要教学任务是使学生掌握常见电机的基本知识、工作原理，控制与应用等，本课程结合大量工程应用实例，使学生能制定正确的控制电机及应用方案，解决电机控制应用工程问题，了解本行业发展动态和行业规范，增强社会责任感，促进全面素质的提高。本课程拟达到的课程目标如下：课程目标1：能够根据具体的任务需求、控制对象特征，制定研究方法和技术路线，设计电机控制与应用方案；课程目标2：了解控制电机及应用相关领域的技术标准和法律法规等，在法律和技术规范框架下开展电机控制应用。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重4.2.能够根据具体的检测、控制对象及其特征，制定研究方法和技术路线，设计实验方案；课程目标1H6.1.了解电气工程相关领域的技术标准体系、知识产权、产业政策和法律法规，能够在法律和技术规范的框架下开展工作，理解不同社会文化对工程活动的影响。课程目标2H三、教学内容、基本要求与学时分配1．理论教学内容序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1控制电机概述基本要求：了解常见电机的发展动态、分类和应用。重点难点：常见电机的分类德育要求：立德树人4集中讲授课程目标1课程目标22直流电动机基本结构、工作原理、控制技术及应用基本要求：了解直流电机的现状、主要类型，掌握电流电机理论中常用的基本原理。掌握无刷直流电动机的控制方法，及无刷直流电动机的应用。重点难点：无刷直流电机的驱动控制德育要求：爱岗敬业4集中讲授课程目标1课程目标23伺服电动机基本结构、工作原理、控制技术及应用基本要求：掌握同步伺服电动机的控制，三相永磁同步伺服电动机的基本控制方法，位置环的控制策略，速度环的控制策略，电流环的控制模型，电流环的PID控制，同步伺服电动机的闭环控制系统。重点难点：伺服电动机的驱动控制德育要求：创新意识4集中讲授课程目标1课程目标24步进电动机基本结构、工作原理、控制技术及应用基本要求：了解步进电动机的工作原理，步距角，步进电动机的结构。步进电动机转速控制，加减速定位控制。重点难点：步进电机的加减速控制德育要求：社会责任4集中讲授课程目标1课程目标25开关磁阻电动机基本结构、工作原理、控制技术及应用基本要求：了解开关磁阻电动机传动系统，开关磁阻电动机的工作原理，开关磁阻电动机的运行状态及控制方式。重点难点：开关磁阻电动机工作原理德育要求：科学素养4集中讲授课程目标1课程目标26直线电动机基本结构、工作原理、控制技术及应用基本要求：了解直线电动机的结构与原理，直线电动机的结构与分类。掌握直线感应电动机的控制。重点难点：直线电动机工作原理德育要求：乐于奉献4集中讲授课程目标1课程目标2合计242．实验教学内容序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1直流电动机控制实验根据具体要求，完成直流电动机的启停控制、转速控制、正反转控制4演示课程目标22直流电动机应用实验结合控制对象和目标，基于直流电动机完成控制任务4演示课程目标13步进电动机控制实验根据具体要求，完成步进电动机的加减速控制、转速控制、正反转控制、定位控制4演示课程目标24步进电动机应用实验结合控制对象和目标，基于步进电动机完成控制任务4演示课程目标1合计16注：实验要求包括必修、选修；实验类型包括演示、验证、综合、设计等。四、课程教学方法1.总体设计采用项目驱动的教学模式，虚实结合，将电机驱动控制相关项目设计贯穿于整个教学过程中，分析学生设计过程产生的错误，通过师生互动完成教学任务，激发学生的学习兴趣，增强对所学知识的理解和掌握。课堂教学方法：理论讲授、实践演示、项目讨论。实验教学方法：项目驱动、集中指导、自主练习、个别答疑。课外学习方法：预习教材相关章节。2.课堂教学课堂讲授：在课前预习的基础上，按知识模块，通过项目案例来演示和归纳主要知识点的应用，通过问题引导学生学习和讨论，不断强化学生对知识的理解。在讲授、讨论中，引导学生掌握分析、设计和调试的基本方法，使学生体验项目设计的过程，获得项目设计的成就感。课内小组讨论：围绕实际项目设计任务，引导学生进行设计、优化、完善和补充。3.实验教学在课外学习和作业实施的基础上，通过具体任务要求和集中实验，理解有关知识点，开展电机常用驱动和控制方法的演示。4.课外学习课前预习：要求学生在课前按预习计划完成自主学习内容，即自学教材相关章节。课后作业：要求学生按时完成课后作业。五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核注重形成性和终结性评价相结合，考核内容主要由课堂表现、平时作业、实验考核、期末考试组成，均按百分制计分，其中课堂表现成绩占10%、平时作业成绩占15%、实验成绩占20%、期末闭卷考试成绩占55%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）合计1课堂表现55102平时作业105153实验考核1010204期末考试253055课程目标对应分值5050100（二）考核与评价标准1.课堂表现考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课堂表现课堂积极学习电机驱动与控制设计及安全规范知识，回答问题主动性高，项目设计应用讨论参与度强。课堂较积极学习电机驱动与控制设计及安全规范知识，回答问题主动性较高，项目设计应用讨论参与度较强。课堂学习电机驱动与控制设计及安全规范知识的态度一般，回答问题主动性尚可，项目设计应用讨论参与度一般。课堂学习电机驱动与控制设计及安全规范知识的态度差，不参与问题解答与项目设计应用讨论。2.平时作业考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分平时作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，电机驱动控制相关基本知识点理解、掌握到位，设计方案合理。按时完成，70%以上的作业内容齐全，电机驱动控制相关基本知识点理解、掌握较到位，设计方案较合理。延时完成，60%以上的作业内容齐全，电机驱动控制相关基本知识点理解、掌握基本到位，设计方案基本合理。不交和补交，50%以上的作业内容齐全，电机驱动控制相关基本知识点理解、掌握有偏差，设计方案需改进。3.实验考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分实验考核电机控制应用实验方案合理，设计方法正确，功能演示完整，很好地完成了实验要求内容，实验报告格式规范，符合实验报告写作要求。电机控制应用实验方案较合理，设计方法较正确，功能演示较完整，较好地完成了实验要求内容，实验报告格式较规范，较符合实验报告写作要求。电机控制应用实验方案与设计方法一般，部分功能可以演示，实验要求内容完成度一般，实验报告格式基本符合实验报告写作要求。电机控制应用实验方案与设计方法较差，功能演示效果差，实验要求内容完成度差，实验报告格式不符合实验报告写作要求。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《控制电机及