PAGEPAGE1《電機系統(tǒng)綜合實驗》課程編號：100063236課程名稱：電機系統(tǒng)綜合實驗英文名稱：ControlTheoryExperiment課程性質(zhì)：必修課程總學分：1總學時:32（電機學實驗10學時、電機控制實驗22學時）開課學年及學期：第六學期先修課程：電機學，自動控制理論，微機原理與接口技術(shù)，C++程序設計一、課程內(nèi)容簡介本課程是一門專業(yè)技術(shù)綜合實驗課程，適合于電氣工程及自動化等專業(yè)。本課程分為兩個部分，第一部分為電機學基礎知識部分，目的是讓學生掌握基本電機學實驗原理和方法，認識變壓器、直流電機、三相鼠籠電機、三相異步電機、同步電機和特種電機的啟動特性和運行特性，學習電機本體原理和控制原理，加深電機學工程應用的認識。第二部分為自控理論部分，目的是通過對電機控制系統(tǒng)進行理解、分析、設計、仿真實驗和工程實踐的基本訓練，培養(yǎng)學生對電機控制系統(tǒng)仿真實驗的基本能力以及控制系統(tǒng)分析、設計和應用的基本能力。課程的任務是使學生掌握電機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，通過對多種電機的特性學習掌握電機的基本原理，另一方面，通過對控制系統(tǒng)的時域分析和頻域分析的仿真實驗，培養(yǎng)學生控制系統(tǒng)建模、仿真分析、研究的基本能力。以實際控制系統(tǒng)作為研究對象，理論與實踐相結(jié)合，以階躍響應和正弦跟蹤控制的控制算法設計作為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學生控制系統(tǒng)分析、設計和工程實驗的基本能力。二、課程目標1.知悉和理解電機學、經(jīng)典自動控制理論和相關方法，并能夠應用于典型被控對象的分析和設計。2.能夠掌握基本電機學實驗原理和方法，認識變壓器、直流電機、三相鼠籠電機、三相異步電機、同步電機和特種電機的啟動特性和運行特性，學習電機本體原理和控制原理，加深電機學工程應用的認識。3.能夠掌握完成應用SIMULINK控制系統(tǒng)工具箱搭建控制系統(tǒng)，解決線性系統(tǒng)時域、頻域及狀態(tài)空間仿真和實驗的問題，掌握使用MATLAB軟件提取相關數(shù)據(jù)并應用恰當?shù)挠嬎銠C技術(shù)解決不熟悉的新問題的能力。4.能夠駕馭針對典型電機被控對象設計控制系統(tǒng)，擁有根據(jù)實驗目的確定需要數(shù)據(jù)的能力，掌握實際系統(tǒng)與理論數(shù)學模型的聯(lián)系，具有解決問題的方法和思路，形成運用建模-仿真-實驗方法進行控制系統(tǒng)設計的意識。應用C++語言進行編程，設計以階躍響應和正弦跟蹤控制的控制算法設計作為主要內(nèi)容，培養(yǎng)學生控制系統(tǒng)分析、設計和工程實驗的基本能力。5.能夠進行在團隊中進行角色分工和項目設計，與小組成員共同推動項目進行，組織、協(xié)調(diào)并與團隊一起開展工作。三、課程目標與畢業(yè)要求指標點對應關系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標點對應的課程目標畢業(yè)要求3：研究能夠基于科學原理并采用科學方法對電氣工程領域中的復雜工程問題進行研究，包括設計實驗、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)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。0.3課程目標1課程目標23.4能夠?qū)嶒炦^程和結(jié)果進行評估，并對實驗進行優(yōu)化和改進。0.3課程目標2課程目標3畢業(yè)要求7：團隊合作和溝通能夠在多學科背景下的團隊中承擔團隊成員以及負責人的角色，能夠就復雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括撰寫報告、陳述發(fā)言、清晰表達或回應指令，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。7.1能夠理解一個多角色團隊中每個角色的作用，并能在團隊中做好自己承擔的角色，促進團隊建設，能夠組織、協(xié)調(diào)和指揮團隊開展工作。0.3課程目標4三、課程教學內(nèi)容教學內(nèi)容學時所支撐課程目標教學方法與策略電機學實驗10學時單相變壓器實驗2課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4講授與實驗直流電機實驗2課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4講授與實驗三相鼠籠式異步電動機實驗2課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4講授與實驗三相繞線式異步電動機實驗2課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4講授與實驗三相同步電動機實驗2課程目標1課程目標2課程目標3課程目標4講授與實驗電機控制實驗22學時第1章MATLAB在自動控制理論中的應用1.1.MATLAB的基礎知識1.2.MATLAB傳遞函數(shù)的建立與框圖化簡1.3.MATLAB繪圖方法1.4.控制系統(tǒng)MATLAB時域分析方法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學時講授和輔導課程目標1課程目標2基于構(gòu)建主義的實驗課堂第2章SIMULINK在自動控制理論中的應用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學時講授和輔導課程目標1課程目標2基于構(gòu)建主義的實驗課堂第3章電機控制系統(tǒng)介紹與數(shù)學建模3.1電機控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)3.2電機控制系統(tǒng)數(shù)學模型2課程目標1課程目標3講授，作業(yè)。第4章電機控制系統(tǒng)實驗（C++語言進行電機控系統(tǒng)設計）4.1電機控制系統(tǒng)階躍響應實驗4.1.1控制器軟件設計4.1.2實驗結(jié)果與性能指標分析4.2電機控制系統(tǒng)正弦跟蹤實驗4.2.1控制器軟件設計4.2.2實驗結(jié)果與性能指標分析12課程目標3課程目標4實驗，課堂討論四、課程考核與成績評定考核方式權(quán)重%課程目標1234電機學部分預習報告10√√√√電機學部分課堂表現(xiàn)5√√√√電機學部分實驗報告15√√√√設計討論7√√MATLAB仿真14√√項目答辯14√√√√課程報告35√√√√總評100五、