《电力电子建模仿真实训》教学大纲

《电力电子建模仿真实训》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：5163043课程性质：集中实践课学分：1学分周数：1周先修课程：自动控制原理、电力电子技术、Matlab与电力拖动控制仿真并修课程：无适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《电力电子建模与仿真实训》是电气工程及其自动化专业教学计划所设的重要实践性教学环节，是学生理论联系实际的课堂，为学生将来进行课程设计、毕业设计以及走向工作岗位后从事电力电子电路相关设计提供有力的计算机仿真工具。在教学内容方面着重基础知识、基本概念、仿真方法的讲解；在实践能力方面着重培养学生的系统建模能力和仿真分析能力，使学生具备一定的使用MATLAB\SIMULINK仿真软件解决实际电力电子工程问题的能力。学生掌握当今广泛流行的MATLAB\SIMULINK仿真软件、仿真环境。掌握电力电子变流电路、电机调速系统计算机仿真的基本原理及方法。二、课程目标通过实训，使学生达到如下目标：课程目标1：在教学过程中适当讲解使用MATLAB\SIMULINK软件如何解决实际的电力电子工程问题，如何对实际工程问题进行适当的简化，并且在模拟过程中能够综合考虑模型简化所带来的局限性，以及如何处理实际工程问题中的约束，并得到合理的设计。课程目标2：掌握MATLAB\SIMULINK仿真环境和模块库；掌握电力电子器件模型和电动机模型；掌握电力电子变流电路的仿真；掌握直流调速系统的仿真；能用MATLAB/SIMULINK仿真工具对电力电子工程问题进行合理的建模和仿真计算。课程目标3：在上机过程中布置分组讨论，联合建模，培养学生的团队合作能力，以及清晰表达自己观点的能力。了解我国目前电力电子的发展现状和技术痛点，树立为国家发展作出贡献的观念，增强责任意思。课程目标4：在教学过程中，以项目式教学为依托，使学生树立项目管理意识，考虑项目实施难度、成本以及效果，综合运用多种评价方法对仿真项目进行评估和管理。三、课程目标与毕业要求《电力电子建模与仿真实训》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支持强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：在教学过程中适当讲解使用MATLAB\SIMULINK软件如何解决实际的电力电子工程问题，如何对实际工程问题进行适当的简化，并且在模拟过程中能够综合考虑模型简化所带来的局限性，以及如何处理实际工程问题中的约束，并得到合理的设计。M5.使用现代工具5.2能够选择与使用恰当的现代仪器、工程工具、信息资源、信息技术工具对复杂电气工程问题进行分析、计算和设计。课程目标2：掌握SIMULINK仿真环境和模块库；掌握电力电子器件模型和电路拓扑结构；掌握电力电子变流电路的仿真；用SIMULINK仿真工具对电力电子工程问题进行合理的建模和仿真计算。H9.个人和团队及负责人的角色。9.2能够主动与团队成员合作、沟通，并组织、协调团队开展工作，胜任团队负责人的角色。课程目标3：在上机过程中布置分组讨论，联合建模，培养学生的团队合作能力，以及清晰表达自己观点的能力。了解我国目前电力电子的发展现状和技术痛点，树立为国家发展作出贡献的观念，增强责任意思。M11.项目管理11.2能够在多学科环境下，运用工程管理与经济决策方法对电气工程项目进行决策和管理。课程目标4：在教学过程中，以项目式教学为依托，使学生树立项目管理意识，考虑项目实施难度、成本以及效果，综合运用多种评价方法对仿真项目进行评估和管理。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、教学要求与学时分配《电力电子建模与仿真实训》的教学内容、教学方式与学时分配见表2。表2教学内容、教学要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点教学方式课时安排对应的课程目标1.实训动员与实训准备教学要求：使学生了实训内容、目的和要求。重点：实训目的和要求；难点：实训要求。讲授0.5天1、2、32.熟悉MATLAB/SIMULINK仿真环境教学要求：了解课程的基本内容；熟悉SIMULINK系统仿真环境；掌握SIMULINK模块库中的模块；掌握电力电子模型库。重点：系统化梳理机械产品生产过程所涉及到专业知识；难点：掌握SIMULINK模块库中的模块；掌握电力电子模型库。讲授上机1.5天1、2、33.熟悉MATLAB/SIMULINK的电力电子模型库教学要求：掌握SIMULINK模块库中的模块；掌握电力电子模型库。重点：掌握SIMULINK模块库中的模块；掌握电力电子模型库；难点：掌握电力电子模型库。讲授上机1天1、2、34.熟悉各种电力电子器件模型和电动机模型的参数设置教学要求：熟悉二极管模型；晶闸管模型；可关断晶闸管模型；电力场效应晶体管模型；绝缘栅双极型晶体管模型；理想开关模型；三相桥式整流电路模块；通用桥式电路模块；三电平变流器模块；驱动模块。重点：三相桥式整流电路模块；通用桥式电路模块；三电平变流器模块；驱动模块；难点：三相桥式整流电路模块；通用桥式电路模块。讲授上机1天1、2、35.熟悉电力电子变流电路的仿真教学要求：掌握直流-直流变换器、直流-交流变换器仿真电路及仿真方法。重点：掌握直流-直流变换器、直流-交流变换器仿真电路及仿真方法；难点：掌握直流-交流变换器仿真电路及仿真方法。讲授上机1天1、2、3、46.实训考核（面试）：涉及到基础理论、专业基础与专业知识；实训过程中遇到的问题及解决方案等。教学要求：掌握基础理论，仿真软件应用和项目管理方法。重点：仿真软件应用和项目管理方法；难点：项目管理方法。面试考核1天1、2、3、4合计6天（1周）五、教学方法及手段本课程以集中讲授和上机操作为主，结合大作业、讨论、自学等教学手段和形式完成实训教学任务。在集中讲授中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解各种电力电子电路的拓扑结构、电路的分析方法以及应用MATLAB/SIMULINK对其建模的过程、手段以及仿真结果的分析方法。在上机操作教学环节中，通过启发式教学培养学生初步运用MATLAB/SIMULINK对电力电子电路问题的能力。培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的能力、发现问题与解决问题的能力、获取和整理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。在自学教学环节中，对课程中某些有助于进一步拓宽电路理论知识的内容，通过教师的指导，由学生自学完成。通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。六、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由实训表现、实训报告、实训总结、实训答辩四部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节分值考核/评价细则课程目标1234实训表现35参加实训的主动性、积极性、实训记录的完整性以及在实训中与带队老师的互动。√√√51515实训报告20根据实训报告的规范性以及实训内容的论述评判。√√1010实训总结20阐述基本概念、基本理论、设计（论文）思想的正确性，语言表达的逻辑严密性和精炼性等。√√1010实训答辩25教师依据学生提交材料或报告答辩论述、回答问题进行评价。√√√10510合计：10035201530七、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定实训采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分以上为优，80~89分为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分四部分：实训表现、实训报告、实训总结和实训答辩。其中：（1）实训表现占35%，无故旷课达3次取消总成绩；（2）实训报告占20%；（3）实训总结占20%；（4）实训答辩占25%。2.成绩评定标准考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60实训表现35正常参加实训，无迟到、早退情况，认真听讲，笔记完整。正常参加实训，无迟到、早退情况，认真听讲，笔记基本完整。正常参加实训，无迟到、早退情况，认真听讲，笔记不全。正常参加实训，无迟到，偶尔早退，笔记不全。缺席实训较多，无实训笔记。实训报告20报告内容全面、详实，字迹工整，课程建议好。报告内容全面、详实，字迹工整，课程建议认识不到位。报告内容较全面、详实，字迹较工整，课程建议认识不到位。报告内容不全面，字迹较差。报告内容不全面，字迹较差，字数未达到要求。实训总结20总结内容全面详实，完整，思路清晰，有独到的见解和