《电机DSP控制技术》教学大纲

《电机DSP控制技术》教学大纲课程编号：13220427英文名称：DSPTechnologyofMotorControl 学分：2.0学时：总学时36学时，其中理论28学时，实践8学时先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、C语言、单片机原理及应用课程类别：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为电气工程及其自动化专业学生（电机系统及其控制方向）的专业方向课，课程内容主要涉DSP电机控制基本知识、基本理论及技术方法。通过本课程学习，使学生掌握DSP电机驱动控制技术，培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生一定的动手能力，为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。本课程拟达到的课程目标：课程目标1：能在电机驱动控制相关的设计中，考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。课程目标2：能够针对直流电机、步进电机和直流无刷电机的特征，制定电机驱动控制方法和技术路线，设计电机驱动控制实验方案；课程目标3：知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，关注电气工程相关领域的方针政策和法律法规；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3.4能在电气工程相关的设计中，考虑安全、健康、法律、文化及环境等制约因素。课程目标1H4.2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2M7.1知晓和理解环境保护和可持续发展的理念和内涵，关注电气工程相关领域的方针政策和法律法规；课程目标3L（注：要求课程目标与毕业要求指标点应是一一对应支撑）三、教学内容、基本要求与学时分配1．理论教学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控制电机基础理论及分类概述课程概述；介绍电机控制相关的基础理论，电机分类及应用选型，电机旋转核心思想。基本要求：了解电机分类、特征及应用，理解电机旋转本质。重点难点：控制电机种类、优缺点及应用。德育要求：社会责任。2集中讲授、讨论1,2,32DSP编程技术基础对DSP技术进行概述，介绍2000系列DSP的基础知识，包括芯片的结构及性能、存储系统、时钟系统，及用于电机驱动控制的DSP关键片上外设（如事件管理器、A/D转换器）。基本要求：了解DSP的种类和及特点；掌握与电机驱动有关的2000系列DSP基础理论与技术。重点难点：：DSP结构特点、存储系统、时钟系统、中断系统。德育要求：社会责任。10集中讲授、讨论1,2,33电机控制编程技术基础介绍定点DSP的数据Q格式，带有死区的PWM波形，数字PID调节器的DSP实现方法，数字测试方法，六拍换向控制技术、电压PWM（SVPWM）控制技术，以及矢量变换控制技术。基本要求：掌握定点DSP的Q格式；理解带死区的PWM波形；掌握PI调节器的DSP实现原理，SVPWM控制技术实现原理和矢量变换控制技术。重点难点：数字测速，PID调节器的DSP实现方法，SVPWM控制技术。德育要求：创新意识。8集中讲授、讨论1,2,34控制系统的硬件设计介绍电源模块、功率电路和DSP控制电路的设计。基本要求：了解系统整体电路设计，熟悉功率电路设计，控制电路设计，重点掌握电流采样电路，电压检测电路；重点难点：控制系统的硬件设计；功率电路设计，控制电路设计。德育要求：爱岗敬业。2集中讲授、讨论1,2,35直流电机的DSP驱动控制介绍直流电机的组成结构及工作原理，直流电机的DSP控制技术。基本要求：掌握直流电机的组成结构和工作原理、DSP控制技术、系统硬件结构、控制程序设计。重点难点：直流电机的DSP控制。德育要求：创新意识。2集中讲授、讨论1,2,36步进电动机的DSP驱动控制介绍步进电机的组成结构及工作原理，步进电机的DSP控制技术。基本要求：掌握步进电动机的组成结构和工作原理、DSP控制、系统硬件结构、控制程序设计。重点难点：步进电机的DSP控制。德育要求：创新意识。2集中讲授、讨论1,2,37无刷直流电动机的DSP驱动控制介绍无刷电机的结构和工作原理，无刷直流电机的DSP控制，无刷直流电机相序测定方法，无刷直流电机的无霍尔传感器控制方法与实现。基本要求：掌握无刷直流电动机的组成结构和工作原理、DSP控制、系统硬件结构、控制程序设计。重点难点：无刷直流电机的DSP控制技术。德育要求：创新意识。2集中讲授、讨论1,2,3合计282．实验教学序号实验项目实验内容与要求学时类型对应课程目标1CCS开发环境实验熟悉CCS开发环境，熟练进行工程新建、编译、链接、调试。理解新建工程各类型文件。要求：必修2验证1,22直流电机驱动控制实验熟悉开发平台软硬件资源；实现直流电机驱动控制；允许用户改变电机转速和旋转方向，并LCD显示当前运行状态。要求：必修2验证1,2,33步进电机驱动控制实验实现步进电机驱动控制，提供友好人机交互接口，允许用户输入电机驱动关键参数，LCD显示电机当前状态。要求：必修2验证1,2,34直流无刷电机驱动控制实验验证DSP驱动控制直流无刷电机驱动控制，捕获并分析霍尔传感器状态，通过电压输入改变电机转速。要求：必修2验证1,2,3合计8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）理论教学以集中授课的形式为主，讨论为辅；（2）实验教学所涉及项目开发以小组合作形式开展。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，考核内容主要由平时作业、实验考核、学习报告、项目设计和期末考试组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占50%，平时作业成绩占15%，实验考核15%，项目设计占20%。备注：期末总成绩不能低于50分；低于50分者，其总评成绩为不及格。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）课程目标3（分值）合计1平时作业15152实验考核15154项目设计1010205期末考试401050课程目标对应分值553510100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准平时作业根据作业题目及评分标注进行打分（百分制）。2.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分实验考核完成电机控制系统设计相关实验任务，并体现出较优的系统分析和设计能力，且在实验过程中践行工程师规范和社会责任。完成电机系统设计相关实验任务，具有一定的系统分析和设计能力，且在实验过程中践行工程师规范和社会责任。完成电机控制系统设计相关实验任务，系统分析和设计实现能力较弱，实验过程中基本践行工程师规范和社会责任。无法根据要求完成部分实验任务，不具备系统分析和设计实践能力，工程师规范和社会责任意识较差。3.项目设计考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分项目设计设计方案合理，研究方法和技术线路正确，能从安全、健康、实用等角度选择正确元件和控制策略。实践过程践行电气工程师的职业道德、社会责任和工程规范。系统功能指标达到任务要求，系统性能较好。设计方案较合理，研究方法和技术线路较正确，能从安全、健康、实用等角度选择较正确元件和控制策略。实践过程践行电气工程师的职业道德、社会责任和工程规范。系统功能指标达到任务要求80%以上，系统性能较好。设计方案基本合理，研究方法和技术线路基本正确，能从安全、健康、实用等角度选择基本正确的元件和控制策略。实践过程未能完全践行电气工程师的职业道德、社会责任和工程规范。系统功能指标基本达到任务要求。设计方案不合理，研究方法和技术线路较多不正确，未能从安全、健康、实用等角度选择正确元件和控制策略。实践过程未能践行电气工程师的职业道德、社会责任和工程规范。系统功能指标未达到任务要求。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