《電機(jī)現(xiàn)代控制技術(shù)》課程教學(xué)大綱（基于RGB三原色育人模型）一、課程基本信息課程編號(hào)：XXX課程名稱：電機(jī)現(xiàn)代控制技術(shù)英文名稱：ModernControlTechnologyofElectricMachines課程類型：專業(yè)核心課課程要求：XXX學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2（講課學(xué)時(shí)：20|研討/項(xiàng)目學(xué)時(shí)：8|上機(jī)/實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4）開課學(xué)期：第7學(xué)期適用專業(yè)：自動(dòng)化授課語(yǔ)言：中文先修課程：電機(jī)與拖動(dòng)、自動(dòng)控制原理、電力電子技術(shù)二、課程性質(zhì)與任務(wù)本課程是電氣及其自動(dòng)化專業(yè)、自動(dòng)化專業(yè)銜接基礎(chǔ)理論與工程實(shí)踐的核心課程，以RGB三原色育人模型為頂層設(shè)計(jì)邏輯，構(gòu)建“知識(shí)-能力-素養(yǎng)”三位一體的培養(yǎng)體系：R（紅色-價(jià)值引領(lǐng)）G（綠色-創(chuàng)新生長(zhǎng)）：以“解決真實(shí)電機(jī)控制問(wèn)題”為驅(qū)動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生突破傳統(tǒng)理論框架，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)優(yōu)化、仿真驗(yàn)證中培養(yǎng)創(chuàng)新思維；通過(guò)前沿技術(shù)（如AI+電機(jī)控制）拓展，激發(fā)終身學(xué)習(xí)潛能。B（藍(lán)色-理性秩序）：構(gòu)建“數(shù)學(xué)建模-理論推導(dǎo)-系統(tǒng)仿真”的嚴(yán)謹(jǐn)知識(shí)鏈，使學(xué)生掌握矢量控制的核心原理與邏輯體系，形成系統(tǒng)化分析復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。三者通過(guò)“加色效應(yīng)”深度融合，最終“涌現(xiàn)”出具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)、創(chuàng)新實(shí)踐能力與崇高價(jià)值追求的卓越工程人才（對(duì)應(yīng)“白光”育人目標(biāo)），為我國(guó)高端裝備制造、新能源等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)輸送核心技術(shù)力量。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求課程目標(biāo)（RGB三維度）維度具體目標(biāo)B（理性秩序）Clark變換、Park（PMSM）熟練運(yùn)用Matlab/Simulink動(dòng)態(tài)G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）（））；（（），R（價(jià)值引領(lǐng)）），課程目標(biāo)與畢業(yè)要求支撐關(guān)系畢業(yè)要求具體指標(biāo)點(diǎn)支撐程度（H=高/M=中/L=低）對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)（RGB）權(quán)重1.工程知識(shí)1.4能將數(shù)學(xué)（如HB目標(biāo)（矢量0.4矩陣變換）、工程方程推導(dǎo)、?；A(chǔ)（如電路理型建立）論）與專業(yè)知識(shí)（如電機(jī)原理）結(jié)合，推導(dǎo)復(fù)雜電機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并用于方案設(shè)計(jì)3.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.2HG目標(biāo)（個(gè)性化方案設(shè)計(jì)、仿真優(yōu)化）0.23.設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案3.3能針對(duì)控制系統(tǒng)中的技術(shù)難題（MG目標(biāo)（故障排查、改進(jìn)策略）0.14.研究4.2能設(shè)計(jì)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)方案，規(guī)范記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析（如轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線、電流波形）驗(yàn)證控制策略有效性，遵守學(xué)術(shù)誠(chéng)信規(guī)范MB目標(biāo)（仿真性能分析）、R目標(biāo)（倫理意識(shí)）0.17.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展7.2理解電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)能源效率（如變頻節(jié)能）、環(huán)境影響（如電磁兼容）的作用，能在方案中融入綠色設(shè)計(jì)理念MR目標(biāo)（戰(zhàn)略認(rèn)知、倫理權(quán)衡）0.19.個(gè)人與團(tuán)9.2能在多學(xué)科團(tuán)MR目標(biāo)（團(tuán)隊(duì)0.1隊(duì)隊(duì)（如包含機(jī)械、協(xié)作、責(zé)任擔(dān)電子專業(yè)的項(xiàng)目當(dāng)）組）中明確分工，通過(guò)協(xié)作完成復(fù)雜電機(jī)控制項(xiàng)目，有效溝通技術(shù)思路與成果說(shuō)明：畢業(yè)要求及具體指標(biāo)點(diǎn)應(yīng)依據(jù)各學(xué)校的規(guī)劃目標(biāo)進(jìn)行針對(duì)性修改。對(duì)于本科生教學(xué)內(nèi)容，建議適當(dāng)增加工程知識(shí)部分的占比，相應(yīng)減少研究與設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案相關(guān)內(nèi)容的占比；對(duì)于研究生教學(xué)內(nèi)容，則建議提高設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案及研究相關(guān)內(nèi)容的占比，適當(dāng)降低工程知識(shí)部分的占比。四、教學(xué)方法與教學(xué)策略（RGB融合實(shí)施路徑）整體策略：項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）貫穿全程以“工業(yè)伺服電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為貫穿式項(xiàng)目，將課程內(nèi)容拆解為4個(gè)階段任務(wù)，每個(gè)階段均實(shí)現(xiàn)RGB三維度融合：B維度奠基：通過(guò)“精講+案例推導(dǎo)”，確保核心理論（如坐標(biāo)變換）的系統(tǒng)性；配套“即時(shí)練習(xí)”（如課堂推導(dǎo)小任務(wù)），強(qiáng)化數(shù)理邏輯。G維度驅(qū)動(dòng)：每個(gè)項(xiàng)目階段設(shè)置“開放性問(wèn)題”（如“如何優(yōu)化PMSM弱磁控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)？”），引導(dǎo)學(xué)生自主查文獻(xiàn)、試錯(cuò)調(diào)試，教師僅提供方法論指導(dǎo)（如故障排查思路）。R維度升華：每個(gè)階段嵌入“思政觸點(diǎn)”（如階段1結(jié)合“唐任遠(yuǎn)院士制作的第一臺(tái)高速永磁電機(jī)案例”或“中國(guó)高鐵電機(jī)自主化歷程”講解模型意義；階段3結(jié)合“工業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)”研討倫理邊界），通過(guò)小組反思會(huì)分享協(xié)作體會(huì)。分維度教學(xué)方法設(shè)計(jì)維度教學(xué)形式具體策略B（理性秩序）課堂講授、仿真實(shí)操1.采用“問(wèn)題導(dǎo)向”講授：從“為何需要坐標(biāo)變換”切入，推導(dǎo)過(guò)程中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)與物理意義的結(jié)合；2.提供“仿真模板+分步指南”，引導(dǎo)學(xué)生從“照做”到“理解”，掌握模型搭建邏輯。G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）項(xiàng)目研討、前沿講座1.組織“方案辯論會(huì)”：如“轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向vs定子磁場(chǎng)定向，哪種更適合伺服場(chǎng)景？”，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合文獻(xiàn)與數(shù)據(jù)論證；2.教師或邀請(qǐng)企業(yè)工程師分享“實(shí)際項(xiàng)目中的創(chuàng)新案例”（如抗干擾設(shè)計(jì)），拓寬視野。R（價(jià)值引領(lǐng)）案例教學(xué)、團(tuán)隊(duì)反思1.播放“大國(guó)重器”中電機(jī)技術(shù)相關(guān)片段，組織“技術(shù)與國(guó)運(yùn)”主題討論；2.項(xiàng)目中期開展“協(xié)作互評(píng)”，要求學(xué)生反思“如何改進(jìn)團(tuán)隊(duì)溝通”“是否承擔(dān)了應(yīng)有責(zé)任”。五、教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度安排（項(xiàng)目階段劃分）周次教學(xué)模塊項(xiàng)目階段任務(wù)RGB融合設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)教學(xué)方式支撐目標(biāo)1導(dǎo)論：電項(xiàng)目啟動(dòng)：明R：分析中國(guó)電機(jī)2講授+分R,B機(jī)控制的確“工業(yè)伺服產(chǎn)業(yè)“從進(jìn)口依組研討戰(zhàn)略價(jià)值電機(jī)控制”項(xiàng)賴到自主可控”與技術(shù)框目需求，分組的歷程，激發(fā)家架；第1并制定計(jì)劃國(guó)情懷；B：梳理章機(jī)電能電機(jī)控制技術(shù)演量轉(zhuǎn)換及進(jìn)（從標(biāo)量控制轉(zhuǎn)矩生成到矢量控制），建立知識(shí)框架；構(gòu)建了“磁路→能量轉(zhuǎn)換→轉(zhuǎn)矩→控制”的嚴(yán)謹(jǐn)知識(shí)鏈2-4模塊1：階段1：推導(dǎo)B：精講6講授+仿B,G,R矢量控制感應(yīng)電機(jī)ABC-Clark/Park變換真工作坊的數(shù)學(xué)基DQ坐標(biāo)系變換的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，結(jié)礎(chǔ)-（第2方程，完成合幾何意義幫助章空間矢理解；G：設(shè)置量與轉(zhuǎn)矩Simulink基礎(chǔ)“變換矩陣驗(yàn)控制）模型搭建證”小任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同參數(shù)觀察結(jié)果；R：強(qiáng)調(diào)“數(shù)學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性”對(duì)工程安全的意義（如參數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致的設(shè)備故障）5-7模塊2：感應(yīng)電機(jī)矢量控制-（4階段2：搭建轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制系統(tǒng)仿真模型，完成穩(wěn)態(tài)性能（轉(zhuǎn)速精度、電流諧波）分析B：對(duì)比不同磁場(chǎng)定向策略的原理差異，推導(dǎo)轉(zhuǎn)矩控制公式；G：要求小組設(shè)計(jì)調(diào)），記6講授驗(yàn)+匯報(bào)+實(shí)小組B,G,RR：研討“工業(yè)電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)”，引導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計(jì)中關(guān)注節(jié)能需求8-10模塊3：永磁同步電機(jī)控制-（7階段3：完成PMSM矢量控制模型搭建，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速功能并分析動(dòng)態(tài)性能B：推導(dǎo)PMSM弱磁控制的數(shù)學(xué)條件，理解電壓極限與電流極限的約束；G：鼓勵(lì)小組嘗試創(chuàng)新優(yōu)化（如加入前饋控制抑制擾動(dòng)）；6講授真+案例+仿前沿B,G,RR：介紹我國(guó)稀土永磁材料優(yōu)勢(shì)與PMSM在新能源汽車中的應(yīng)用，增強(qiáng)技術(shù)自信11-12模塊4：系統(tǒng)集成與創(chuàng)新設(shè)計(jì)階段4：整合各模塊功能，完成項(xiàng)目報(bào)告撰寫與答辯準(zhǔn)備G：要求小組提煉1-2個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)（如抗干擾設(shè)計(jì)、算法簡(jiǎn)化），制作技術(shù)海報(bào)；R：組織“協(xié)作復(fù)盤會(huì)”，反思團(tuán)隊(duì)分工與溝通問(wèn)題，強(qiáng)化集體意識(shí)；B：梳理課程知識(shí)體系，形成“理論-仿真-實(shí)踐”的邏輯閉環(huán)4項(xiàng)目答辯+復(fù)盤研討G,R,B13-14前沿展望與課程總結(jié)階段5：前沿技術(shù)分享（如模型預(yù)測(cè)控制、AI融合）+個(gè)人學(xué)習(xí)反思G：邀請(qǐng)科研團(tuán)隊(duì)介紹電機(jī)控制前沿方向，指導(dǎo)學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述；R：要求提交“學(xué)習(xí)反思報(bào)告”，闡述對(duì)“技術(shù)報(bào)國(guó)”“工程倫理”的理解；B：通過(guò)“知識(shí)圖譜”回顧課程核心內(nèi)容，強(qiáng)化記憶4前沿講座+個(gè)人反思R,G,B15-16考核與反饋?lái)?xiàng)目最終答辯+成績(jī)反饋RGB綜合：答辯評(píng)分包含“技術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)性（B）”“創(chuàng)新點(diǎn)4答辯+反饋R,G,B（G）”“團(tuán)隊(duì)協(xié)作（R）”三維度；教師針對(duì)性反饋各維度不足，提出改進(jìn)建議六、課程考核與評(píng)價(jià)方式（RGB多元評(píng)價(jià)體系）考核結(jié)構(gòu)（取消“一考定乾坤”，注重過(guò)程性評(píng)價(jià)）考核環(huán)節(jié)考核內(nèi)容評(píng)價(jià)維度（RGB）占比評(píng)價(jià)方式1.理論課堂測(cè)驗(yàn)（坐標(biāo)變換B（理性秩序）：數(shù)學(xué)推20%教師批改+錯(cuò)題講基礎(chǔ)測(cè)評(píng)推導(dǎo)、矢量方程應(yīng)導(dǎo)準(zhǔn)確性、模型理解深解用）、課后作業(yè)（仿度真模型驗(yàn)證報(bào)告）2.項(xiàng)目過(guò)程評(píng)價(jià)階段任務(wù)完成度（如模型搭建進(jìn)度、調(diào)試記錄完整性）、團(tuán)隊(duì)貢獻(xiàn)度（同伴互評(píng)、組長(zhǎng)打分）G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）：任務(wù)完成質(zhì)量、問(wèn)題解決主動(dòng)性；R（價(jià)值引領(lǐng)）：協(xié)作參與度、責(zé)任擔(dān)當(dāng)30%（占50%）：采用“貢獻(xiàn)度矩陣”打分；（占50%）：結(jié)合過(guò)程記錄與溝通表現(xiàn)3.項(xiàng)目最終成果（（邏B（理性秩序）：報(bào)告技術(shù)規(guī)范性、仿真數(shù)據(jù)可靠性；G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）：方案創(chuàng)新性、性能優(yōu)化效果30%答辯委員會(huì)評(píng)分（教師+企業(yè)工程師），含提問(wèn)環(huán)節(jié)考察知識(shí)掌握度4.素養(yǎng)與參與課堂研討發(fā)言（如“技術(shù)與倫理”討論）、學(xué)習(xí)反思報(bào)告（RGB三維度收獲）R（價(jià)值引領(lǐng)）：工程倫理認(rèn)知、家國(guó)情懷體現(xiàn)；G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）：前沿技術(shù)關(guān)注度、反思深度20%1.課堂參與度記錄（占40%）；2.反思報(bào)告評(píng)分（占60%）：考察思維深度與價(jià)值觀導(dǎo)向評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（分維度細(xì)化等級(jí)）以“項(xiàng)目最終成果”為例，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：等級(jí)B（理性秩序）G（創(chuàng)新生長(zhǎng)）R（價(jià)值引領(lǐng)）優(yōu)秀（90-100分）創(chuàng)新點(diǎn)明確（如提出新型抗干擾算法），有文獻(xiàn)支撐且經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證報(bào)告中體現(xiàn)對(duì)技術(shù)戰(zhàn)略價(jià)值的深度理解，答辯中展現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作成果良好（80-89分）模型推導(dǎo)基本正確，仿真數(shù)據(jù)完整，性能指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求有改進(jìn)設(shè)計(jì)（如參數(shù)優(yōu)化方法），但創(chuàng)新性一般報(bào)告中提及技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的關(guān)系，團(tuán)隊(duì)協(xié)作無(wú)明顯問(wèn)題中等（70-79分）模型推導(dǎo)存在minor錯(cuò)誤（如符號(hào)疏漏），仿真數(shù)據(jù)基本完整，性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)按模板完成設(shè)計(jì)，無(wú)明顯創(chuàng)新，但能解決基礎(chǔ)問(wèn)題對(duì)工程倫理有基本認(rèn)知，團(tuán)隊(duì)協(xié)作中能配合完成任務(wù)及格（60-69分）不及格（<60分）模型推導(dǎo)錯(cuò)誤嚴(yán)重，無(wú)法完成仿真，性能指標(biāo)未達(dá)標(biāo)未完成設(shè)計(jì)方案，或存在重大技術(shù)漏洞缺乏工程倫理意識(shí)，或團(tuán)隊(duì)協(xié)作中存在責(zé)任缺失問(wèn)題七、課程資源核心資源教材：王成元、彭兵、吳偉、夏加寬《現(xiàn)代電機(jī)控制技術(shù)（第3版）》（“十二五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，機(jī)械工業(yè)出版社），側(cè)重B維度理論體系構(gòu)建。仿真工具：Matlab/Simulink（提供定制化“電機(jī)控制仿真模板庫(kù)”，含Clark/Park變換、PWM生成等基礎(chǔ)模塊）。案例庫(kù)：技術(shù)案例：中國(guó)高鐵牽引電機(jī)控制系統(tǒng)、比亞迪新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)方案、匯川技術(shù)工業(yè)伺服系統(tǒng)（支撐G維度創(chuàng)新）；思政案例：《大國(guó)重器》之“電機(jī)國(guó)產(chǎn)化歷程”、電機(jī)行業(yè)院士奮斗故事、工程倫理典型案例（如設(shè)備安全事故分析，支撐R維度）。拓展資源學(xué)術(shù)資源：IEEEXplore（電機(jī)控制領(lǐng)域頂刊/會(huì)議論文）、《電機(jī)與控制學(xué)報(bào)》（國(guó)內(nèi)核心期刊），用于G維度前沿跟蹤；企業(yè)資源：與臥龍電驅(qū)、匯川技術(shù)等企業(yè)合作，提供技術(shù)白皮書、工程師在線答疑，支撐工程實(shí)踐認(rèn)知；在線課程：中國(guó)大學(xué)MOOC“電機(jī)控制技術(shù)”（哈爾濱工業(yè)大學(xué)）、Coursera“ElectricMachineControl”（UniversityofColoradoBoulder），用于自主學(xué)習(xí)。八、大綱修訂說(shuō)明修訂依據(jù)：基于“RGB三原色育人模型”，將價(jià)值引領(lǐng)（