電力傳動(dòng)與控制 教案全套 第1-5章 緒論、直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)-永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)

電力傳動(dòng)與控制課程教案課程名稱：電力傳動(dòng)與控制課程編號：學(xué)分學(xué)時(shí)：學(xué)分；學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配:理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)授課時(shí)間:學(xué)年第學(xué)期授課班級：學(xué)生人數(shù):開課學(xué)院：任課教師：選用教材：《電力傳動(dòng)與控制》

第一章緒論主要知識點(diǎn)、思政內(nèi)容及教學(xué)用時(shí)安排主要知識點(diǎn)：本章主要介紹了電力傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域、控制系統(tǒng)的構(gòu)成、控制系統(tǒng)從直流到交流的發(fā)展歷程和存在的困難、電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律及特點(diǎn)。主要思政點(diǎn)：圍繞電機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域提出我國制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)電力傳動(dòng)與控制在現(xiàn)代工業(yè)、能源、交通、軍事等領(lǐng)域的重要性，講解本學(xué)科目前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及差異、所涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)、所遇到的研究瓶頸，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)關(guān)注與課程有關(guān)的國際形勢、國家政策和發(fā)展方向，激發(fā)學(xué)生對本課程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感、愛國情懷及創(chuàng)新精神?！?學(xué)時(shí)備注（實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、課外學(xué)習(xí)等安排）無實(shí)驗(yàn)和上機(jī)。課后復(fù)習(xí)先修課程——直流電機(jī)及其拖動(dòng)的相關(guān)知識點(diǎn)。圍繞電機(jī)控制的技術(shù)，結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略和環(huán)境保護(hù)，提交一份電機(jī)傳動(dòng)控制的未來發(fā)展規(guī)劃書。本章教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：了解運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成；掌握運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律和生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。能力目標(biāo)：能夠分析任意一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的組成部分、工作狀態(tài)。學(xué)習(xí)態(tài)度與價(jià)值觀（情感）目標(biāo)：督促學(xué)生關(guān)心行業(yè)動(dòng)態(tài)和國家發(fā)展方向；激發(fā)學(xué)生電機(jī)強(qiáng)國的信念和使命擔(dān)當(dāng)。本章教學(xué)內(nèi)容摘要：（1）電力傳動(dòng)與控制系統(tǒng)及其組成；（2）介紹電力傳動(dòng)與控制的應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及制造強(qiáng)國戰(zhàn)略目標(biāo)中與電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制有關(guān)的內(nèi)容；（3）電力傳動(dòng)與控制的歷史與發(fā)展；（4）電力傳動(dòng)與控制的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律；（5）生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性。本章教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及相應(yīng)的教學(xué)方法、手段：重難點(diǎn)：（1）先修課程的掌握情況；（2）電力傳動(dòng)與控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律。教學(xué)方法、手段：課堂采用課堂講授法，將多媒體教學(xué)、板書與學(xué)生課后自學(xué)相結(jié)合，利用知識點(diǎn)直接導(dǎo)入法介紹與電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制相關(guān)的思政內(nèi)容，并配合一定課后思考。教學(xué)反饋（作業(yè)、測試、答疑、交流等情況）：第二章直流電機(jī)控制系統(tǒng)主要知識點(diǎn)、思政內(nèi)容及教學(xué)用時(shí)安排主要知識點(diǎn)：本章主要學(xué)習(xí)了直流調(diào)速系統(tǒng)用的可控直流電源；穩(wěn)態(tài)調(diào)速性能指標(biāo)和直流調(diào)速系統(tǒng)的機(jī)械特性；開環(huán)直流電機(jī)控制系統(tǒng)的局限性；轉(zhuǎn)速單閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)建；轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的構(gòu)建；單閉環(huán)和雙閉環(huán)控制時(shí)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)特性分析；基于工程設(shè)計(jì)法對雙閉環(huán)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)；直流PWM-電動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真分析。主要思政點(diǎn)：中國半導(dǎo)體科技的過去、現(xiàn)在及將來；誠實(shí)守信、嚴(yán)守初心的電氣精神；中國高鐵中的牽引電機(jī)；我國直流電機(jī)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新成果和國產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況；電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的非技術(shù)因素指標(biāo)；能源利用效率、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展?！?學(xué)時(shí)備注（實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、課外學(xué)習(xí)等安排）實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)：雙閉環(huán)可逆直流PWM（H）橋調(diào)速系統(tǒng)；課后作業(yè)：第二章思考題與習(xí)題；課后以小組為單位，設(shè)計(jì)第二章課后習(xí)題第2-19中的兩個(gè)PI調(diào)節(jié)器，參考第2-7節(jié)的內(nèi)容，利用Matlab軟件嘗試搭建雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的模型。本章教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：（1）了解直流電動(dòng)機(jī)的三種調(diào)速方法，引出可控直流電源，重點(diǎn)介紹常見的幾種直流PWM變換器的結(jié)構(gòu)和工作原理；（2）掌握開環(huán)不可逆和可逆兩種PWM-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性和數(shù)學(xué)模型；（3）掌握穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的定義及它們之間的內(nèi)在聯(lián)系；（4）掌握閉環(huán)系統(tǒng)靜特性與開關(guān)機(jī)械特性的比較；（5）掌握轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算方法；（6）掌握反饋控制的三個(gè)基本規(guī)律；（7）了解反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型；（8）掌握比例積分控制規(guī)律和實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)的原理；（9）了解直流調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)的測定方法；（10）了解單閉環(huán)無靜差調(diào)速系統(tǒng)的局限性；（11）掌握雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性；（12）掌握雙環(huán)系統(tǒng)起動(dòng)和和制動(dòng)過程及其分析方法，雙環(huán)系統(tǒng)抗擾性能及兩個(gè)調(diào)節(jié)器的作用；（13）掌握工程設(shè)計(jì)方法的思路、典型系統(tǒng)的性能指標(biāo)及非典型系統(tǒng)的典型化；（14）掌握利用工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。能力目標(biāo)：能夠掌握直流PWM控制器-可控的直流電源的結(jié)構(gòu)原理；能夠掌握比例積分控制規(guī)律和實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)的原理；掌握幾種數(shù)字化的測速方法，并根據(jù)具體的應(yīng)用場合選擇合適的測速裝置；能夠?qū)⒉煌a(chǎn)工藝的要求，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)，并能夠利用反饋控制規(guī)律來分析其系統(tǒng)；掌握閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、靜特性和穩(wěn)態(tài)參數(shù)的計(jì)算方法；會(huì)用工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)器；能夠利用Matlab仿真軟件搭建直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)模型，并會(huì)根據(jù)要求進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)；能夠按要求進(jìn)行正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，得出正確結(jié)論。學(xué)習(xí)態(tài)度與價(jià)值觀（情感）目標(biāo)：讓學(xué)生意識到本領(lǐng)域中的不足之處，激發(fā)其科技報(bào)國的使命感；給學(xué)生注入電氣工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)和要求；了解電機(jī)先輩們創(chuàng)業(yè)的艱辛，學(xué)習(xí)其艱苦奮斗、勇于奉獻(xiàn)的電氣精神。從電機(jī)傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。本章教學(xué)內(nèi)容摘要：（1）直流PWM變換器及其動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型；（2）開環(huán)直流PWM變換器-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械特性（3）中國半導(dǎo)體科技的過去、現(xiàn)在及將來；（4）調(diào)速范圍和靜差率，開環(huán)控制的局限性；（5）討論誠實(shí)守信、嚴(yán)守初心的電氣精神；（6）轉(zhuǎn)速閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)、比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)；（7）反饋控制規(guī)律；（8）電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的非技術(shù)因素指標(biāo)；（9）轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖及其靜特性；（10）轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的啟動(dòng)和制動(dòng)過程分析；（11）典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（12）按工程設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)雙閉環(huán)系統(tǒng)的兩個(gè)調(diào)節(jié)器。本章教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及相應(yīng)的教學(xué)方法、手段：重點(diǎn)：（1）穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)以及之間的關(guān)系及反饋控制的三個(gè)基本規(guī)律；（2）比例積分控制規(guī)律；無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)；（3）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的組成、特點(diǎn)及穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖和靜特性；（4）雙閉環(huán)系統(tǒng)起動(dòng)和制動(dòng)過程及其波形，波形的各關(guān)鍵點(diǎn)，雙閉環(huán)系統(tǒng)抗擾性能分析；（5）工程設(shè)計(jì)方法的基本思路，典型系統(tǒng)的性能指標(biāo)及參數(shù)變化對系統(tǒng)性能影響的趨勢。難點(diǎn)：（1）反饋控制閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立；（2）非典型系統(tǒng)典型化；（3）電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)的設(shè)計(jì)；（4）轉(zhuǎn)速、電流負(fù)反饋雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的Matlab模型的建立和調(diào)試。教學(xué)方法、手段：課程采用多種教學(xué)方法，有：1）課堂上以多媒體課件和板書結(jié)合的講授法；2）討論分析法；3）案例分析法；4）頭腦風(fēng)暴等多種方法。同時(shí)課后布置有自學(xué)內(nèi)容和小組學(xué)習(xí)討論作業(yè)；課上開設(shè)半堂習(xí)題課，并配有課后習(xí)題鞏固相關(guān)知識。教學(xué)反饋（作業(yè)、測試、答疑、交流等情況）：課程負(fù)責(zé)人：電力傳動(dòng)與控制課程教案課程名稱：電力傳動(dòng)與控制課程編號：學(xué)分學(xué)時(shí)：學(xué)分；學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配:理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)授課時(shí)間:學(xué)年第學(xué)期授課班級：學(xué)生人數(shù):開課學(xué)院：任課教師：選用教材：《電力傳動(dòng)與控制》

第三章基于穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型的異步電機(jī)控制主要知識點(diǎn)、思政內(nèi)容及教學(xué)用時(shí)安排主要知識點(diǎn)：本章學(xué)習(xí)了異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法的基本原理及穩(wěn)態(tài)機(jī)械特性；變壓恒頻和變壓變頻控制系統(tǒng)的機(jī)械特性與數(shù)學(xué)模型；針對變壓恒頻控制系統(tǒng)介紹了其機(jī)械特性與功率損耗計(jì)算；針對變壓變頻控制系統(tǒng)則主要強(qiáng)調(diào)基本思想和基頻以上、基頻以下兩種轉(zhuǎn)速控制思想；變壓變頻控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式，即PWM調(diào)制技術(shù)及其各自的實(shí)現(xiàn)方法；轉(zhuǎn)速開環(huán)/閉環(huán)變壓變頻控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)的基本概念及特點(diǎn)；轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)；異步電動(dòng)機(jī)的仿真模型與三相異步電動(dòng)機(jī)的仿真。主要思政點(diǎn)：氣候問題、碳達(dá)峰、碳中和問題是目前國際政治領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題。對于電力傳動(dòng)控制系統(tǒng)領(lǐng)域來說，也要以碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)為契機(jī)，實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展；電力傳動(dòng)與控制技術(shù)作為先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，是新型工業(yè)化不可或缺的技術(shù)支撐?！?學(xué)時(shí)備注（實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、課外學(xué)習(xí)等安排）實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)：三相異步電動(dòng)機(jī)PWM變壓恒頻控制系統(tǒng)。課后作業(yè)：第三章思考題與習(xí)題；課后以小組為單位，設(shè)計(jì)第三章課后習(xí)題3-4中的異步電機(jī)，以圖3-37為例，利用Matlab軟件嘗試搭建該系統(tǒng)。本章教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：（1）了解異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)，掌握轉(zhuǎn)速控制方法和機(jī)械特性的基礎(chǔ)計(jì)算；（2）掌握異步電動(dòng)機(jī)PWM變壓恒頻控制系統(tǒng)的機(jī)械特性和數(shù)學(xué)模型；（3）掌握變壓恒頻控制系統(tǒng)下的機(jī)械特性與功率損耗計(jì)算；（4）掌握異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻控制系統(tǒng)的基本思想；（5）掌握基頻以下轉(zhuǎn)速控制和基頻以上轉(zhuǎn)速控制的基本原理及其差別與各自的優(yōu)勢；（6）掌握異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻控制的實(shí)現(xiàn)方式；（7）掌握三種基礎(chǔ)的PWM調(diào)制技術(shù)；（8）掌握轉(zhuǎn)速開環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（9）掌握轉(zhuǎn)差頻率控制的基本概念及特點(diǎn)；（10）掌握轉(zhuǎn)速閉環(huán)變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與機(jī)械特性計(jì)算。能力目標(biāo)：能夠掌握三種PWM調(diào)制技術(shù)的原理；能夠針對不同的調(diào)速系統(tǒng)計(jì)算其基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)與機(jī)械特性；掌握變壓恒頻與變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的組成、靜態(tài)性能與穩(wěn)態(tài)性能參數(shù)的計(jì)算；會(huì)用工程設(shè)計(jì)簡單的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)；能夠利用Matlab仿真軟件搭建異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)模型，并根據(jù)要求進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)；能夠按要求進(jìn)行正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，得出正確結(jié)論。學(xué)習(xí)態(tài)度與價(jià)值觀（情感）目標(biāo)：讓學(xué)生意識到本領(lǐng)域中的不足之處，激發(fā)其科技報(bào)國的使命感；給學(xué)生注入電氣工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)和要求；了解電機(jī)先輩們創(chuàng)業(yè)的艱辛，學(xué)習(xí)其艱苦奮斗、勇于奉獻(xiàn)的電氣精神。從電機(jī)傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。本章教學(xué)內(nèi)容摘要：（1）異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法及穩(wěn)態(tài)機(jī)械性能；（2）異步電動(dòng)機(jī)PWM變壓恒頻（VVCF）控制系統(tǒng)；（3）異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻（VVVF）控制系統(tǒng)；（4）異步電動(dòng)機(jī)變壓變頻（VVVF）的實(shí)現(xiàn)方式；（5）轉(zhuǎn)速開環(huán)/閉環(huán)變壓變頻控制系統(tǒng)。本章教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及相應(yīng)的教學(xué)方法、手段：重點(diǎn)：三種PWM調(diào)制技術(shù)的原理與實(shí)際應(yīng)用差別及其優(yōu)缺點(diǎn)；異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制方法及穩(wěn)態(tài)機(jī)械性能計(jì)算；異步電動(dòng)機(jī)PWM變壓恒頻（VVCF）控制系統(tǒng)構(gòu)成與機(jī)械特性分析；變壓變頻控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方式；異步電動(dòng)機(jī)仿真的波形，波形的各關(guān)鍵點(diǎn)，機(jī)械性能分析；工程設(shè)計(jì)方法的基本思路，典型系統(tǒng)的性能指標(biāo)及參數(shù)變化對系統(tǒng)性能影響的趨勢。難點(diǎn)：各項(xiàng)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的性能分析與計(jì)算；三種PWM調(diào)制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場景；變壓變頻系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算；三相異步電動(dòng)機(jī)的Matlab模型的建立和調(diào)試。教學(xué)方法、手段：課程采用多種教學(xué)方法，有：1）課堂上以多媒體課件和板書結(jié)合的講授法；2）討論分析法；3）案例分析法；4）頭腦風(fēng)暴等多種方法。同時(shí)課后布置有自學(xué)內(nèi)容和小組學(xué)習(xí)討論作業(yè)；課上開設(shè)半堂習(xí)題課，并配有課后習(xí)題鞏固相關(guān)知識。教學(xué)反饋（作業(yè)、測試、答疑、交流等情況）：課程負(fù)責(zé)人：電力傳動(dòng)與控制課程教案課程名稱：電力傳動(dòng)與控制課程編號：學(xué)分學(xué)時(shí)：學(xué)分；學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配:理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)授課時(shí)間:學(xué)年第學(xué)期授課班級：學(xué)生人數(shù):開課學(xué)院：任課教師：選用教材：《電力傳動(dòng)與控制》第四章異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)主要知識點(diǎn)、思政內(nèi)容及教學(xué)用時(shí)安排主要知識點(diǎn)：本章主要學(xué)習(xí)了矢量控制的基本原理；異步電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)軸系以及坐標(biāo)變換；三相動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建；同步旋轉(zhuǎn)軸系上的數(shù)學(xué)模型；兩相坐標(biāo)軸上的狀態(tài)方程；異步電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)模型；按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)建；電流閉環(huán)控制方式；轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算模型；矢量控制的特點(diǎn)與局限性；矢量控制系統(tǒng)仿真模型。主要思政點(diǎn)：中國科學(xué)家們在研究過程中對真理不斷追求的探索精神；中國工業(yè)領(lǐng)域的異步電動(dòng)機(jī)；中國異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)領(lǐng)域自主創(chuàng)新成果和國產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展情況；異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中涉及到的工程倫理問題；汽車的動(dòng)力性能和能源利用率?！?學(xué)時(shí)備注（實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、課外學(xué)習(xí)等安排）實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)：異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真；課后作業(yè)：第四章思考題與習(xí)題；課后以小組為單位，參考第1-5節(jié)的內(nèi)容，利用Matlab軟件嘗試搭建異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的模型。本章教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：了解直流電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，引出矢量控制；了解矢量控制的基本思想；掌握異步電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)軸系以及坐標(biāo)變換了解三相動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型構(gòu)建；掌握同步旋轉(zhuǎn)軸系上的數(shù)學(xué)模型；了解兩相坐標(biāo)軸上的狀態(tài)方程；掌握異步電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)模型；掌握按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)建；掌握電流閉環(huán)控制方式；掌握轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算模型；異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中涉及到的工程倫理問題；了解矢量控制的特點(diǎn)與局限性；掌握矢量控制系統(tǒng)仿真模型的搭建。能力目標(biāo)：能夠掌握矢量控制的概念和基本原理；能夠掌握異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)變換并應(yīng)用于實(shí)際計(jì)算；掌握同步旋轉(zhuǎn)軸系上的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)；掌握按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)建；掌握電流閉環(huán)方式和轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算模型，并根據(jù)具體的應(yīng)用場合選擇。能夠利用Matlab仿真軟件搭建異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)模型，并會(huì)根據(jù)要求進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)；能夠按要求進(jìn)行正確規(guī)范的實(shí)驗(yàn)操作，得出正確結(jié)論。學(xué)習(xí)態(tài)度與價(jià)值觀（情感）目標(biāo)：給學(xué)生注入電氣工程師應(yīng)該具備的基本素質(zhì)和要求；學(xué)習(xí)中國科學(xué)家們在研究過程中對真理不斷追求的探索精神。注重異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中涉及到的工程倫理問題；從異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。本章教學(xué)內(nèi)容摘要：直流電動(dòng)機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩；矢量控制的基本思想；異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)軸系和變換矩陣；異步電動(dòng)機(jī)的三相初始動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型；同步旋轉(zhuǎn)軸上的數(shù)學(xué)模型；正交坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程；研究過程中對真理不斷追求的探索精神；轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制的基本原理；異步電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)模型；電流閉環(huán)控制；轉(zhuǎn)子磁鏈計(jì)算；異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中涉及到的工程倫理問題；矢量控制系統(tǒng)的特點(diǎn)與存在的問題；矢量控制系統(tǒng)仿真模型。本章教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及相應(yīng)的教學(xué)方法、手段：重點(diǎn)：異步電動(dòng)機(jī)的坐標(biāo)變換；計(jì)算轉(zhuǎn)子磁鏈的電壓模型和電流模型；異步電動(dòng)機(jī)等效直流電動(dòng)機(jī)模型；對同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)；矢量控制系統(tǒng)仿真模型的搭建。難點(diǎn)：不同坐標(biāo)軸系下的坐標(biāo)變換；同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的Matlab模型的建立和調(diào)試。教學(xué)方法、手段：課程采用多種教學(xué)方法，有：1）課堂上以多媒體課件和板書結(jié)合的講授法；2）討論分析法；3）案例分析法等多種方法。同時(shí)課后布置有自學(xué)內(nèi)容和小組學(xué)習(xí)討論作業(yè)；課上開設(shè)半堂習(xí)題課，并配有課后習(xí)題鞏固相關(guān)知識。教學(xué)反饋（作業(yè)、測試、答疑、交流等情況）：課程負(fù)責(zé)人：電力傳動(dòng)與控制課程教案課程名稱：電力傳動(dòng)與控制課程編號：學(xué)分學(xué)時(shí)：學(xué)分；學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配:理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)授課時(shí)間:學(xué)年第學(xué)期授課班級：學(xué)生人數(shù):開課學(xué)院：任課教師：選用教材：《電力傳動(dòng)與控制》

第五章永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)主要知識點(diǎn)、思政內(nèi)容及教學(xué)用時(shí)安排主要知識點(diǎn)：本章主要介紹了永磁同步電動(dòng)機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及數(shù)學(xué)模型的建立，對其穩(wěn)態(tài)性能進(jìn)行了分析，詳細(xì)介紹了包括矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制和模型預(yù)測控制的幾種常用控制方法，最后對多相永磁電機(jī)的容錯(cuò)控制及永磁無刷直流電機(jī)的控制作了簡單介紹。主要思政點(diǎn)：強(qiáng)調(diào)高效節(jié)能技術(shù)在推動(dòng)“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)中的重要性；結(jié)合我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，分析永磁同步電動(dòng)機(jī)在綠色交通中的關(guān)鍵作用；介紹我國在永磁電機(jī)及其控制技術(shù)領(lǐng)域的自主創(chuàng)新成果；討論電機(jī)控制在國防、航空航天和工業(yè)制造中的戰(zhàn)略地位，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷和社會(huì)責(zé)任感；強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展理念，倡導(dǎo)學(xué)生關(guān)注能源利用效率與環(huán)境保護(hù)；通過實(shí)際案例分析，激勵(lì)學(xué)生在綠色能源與智能制造領(lǐng)域勇于創(chuàng)新、追求卓越?！?學(xué)時(shí)備注（實(shí)驗(yàn)、上機(jī)、課外學(xué)習(xí)等安排）無實(shí)驗(yàn)和上機(jī)。課后作業(yè)：第五章思考題與習(xí)題；對矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制與模型預(yù)測控制三種常用控制方法任選其一，以小組為單位利用Matlab軟件嘗試搭建其控制系統(tǒng)的仿真模型。本章教學(xué)目標(biāo)：知識目標(biāo)：（1）理解永磁同步電動(dòng)機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；（2）熟悉永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其穩(wěn)態(tài)性能分析方法；（3）熟練掌握矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制和模型預(yù)測控制的基本原理與實(shí)現(xiàn)方法；（4）掌握三種基本常用控制方法各自的優(yōu)勢與不足之處，通過對比加深對每種方法的理解；（5）了解多相永磁電機(jī)的容錯(cuò)控制技術(shù)及永磁無刷直流電機(jī)的控制。能力目標(biāo)：（1）能夠獨(dú)立分析永磁同步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性與控制需求；（2）掌握幾種基本控制方法的實(shí)現(xiàn)步驟，并能進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真分析；（3）能