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1、控制电机教学大纲课程英文名Control Motors课程代码01M0079学分2总学时32理论学时32实验/实践学时0课程类别学科基础课课程性质任选先修课程电机与电力拖动基础适用专业电气工程及其自动化专业开课学院机电工程学院执笔人审定人制定时间2020年12月注：课程类别是指公共基础课/学科基础课/专业课；课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与课程目标（一）课程地位电力电子技术、控制技术、信号处理技术、微电子技术、材料技术以及计算机技术的飞速发 展带动了现代电机技术的发展，推动了新型电机的产生，拓宽了电机的应用领域，并将电机技术 与电力电子、控制理论、数字信号处理、计算机技术等融为一体
2、。在传统电机之外的控制电机与 特种电机，已不能仅用传统电机的概念来理解，因此对控制电机与特种电机进行深入研究具有非 常重要的意义。本课程是电气工程及其自动化专业的学科基础课。课程在传统电机的结构、原理、电磁关系、 特性与应用等基础知识上,对控制电机与特种电机展开论述,对各种控制电机与特种电机的原理、 电磁关系、特性、控制方法与设计、应用等内容进行详细的介绍，使学生获得各种控制电机的基 本理论知识，掌握常用控制电机的基本结构、工作原理和控制策略，从而对控制电机与特种电机 及其控制系统有一个整体的认识。（二）课程目标1 .熟悉常用控制电机与特种电机的工作原理、运行特性、调节特性等基本知识，具有利用
3、 控制电机的相关知识解决电气领域专业工程问题的能力；培养大学生的环保意识和科学精神，把 握工程伦理的内涵，缘事析理、明辨是非。（支撑毕业要求1-4/M）2 .掌握常用控制电机与特种电机及其控制系统的控制策略,具有通过文献研究寻求解决电气 工程领域问题的多种方案的能力；培养大学生敬业、精益、专注、创新的工匠精神以及职业素养。 （支撑毕业要求2-3/M）3 .熟悉和掌握控制电机与特种电机的数学分析方法，具有运用数学方法分析电机的工作原 理，选择合适的控制策略设计控制系统，从而解决电气工程领域复杂工程问题的能力；培养大学 生爱国热情及使命感，勇于担当，为成为德才兼备、全面发展的人才。（支撑毕业要求4
4、-1/M）二、课程目标达成的途径与方法课程教学以课堂教学为主，结合课堂讨论和课外作业等共同实施。L课堂教学。主要讲解控制电机的发展、应用领域、与传统电机的区别；讲解控制电机，包 括测速发电机、自整角机、旋转变压器、伺服电动机和步进电动机的结构、工作原理、基本特性 和控制策略；讲解特种电机，包括无刷直流电动机、开关磁阻电动机的结构、工作原理、基本特 性和控制策略。通过实例的讲解，使同学们更好地熟悉或掌握各种控制电机和特种电机的控制策略，增强学生对各种控制电机应用领域的进一步了解，为后续相关实践类课程奠定基础。课堂教 学尽量引入互动环节，使同学们能更好地融入课堂教学，提高教学效果。4 .课堂讨论。
5、结合章节知识点，以主题讨论为主，单独提问或分组讨论，完善课堂讨论评价 机制，激发同学们参与讨论的热情，增强同学们的专业思维和语言表达等能力，提升专业团队合 作意识和创新思维等素质。5 .课外作业。习题包括各种控制电机及特种电机的原理、特性、控制等方面的分析，从各类 控制电机的工作原理、引起特性畸变的原因、减小误差的方法、现有相关控制技术等方面进行总 结整理，从而加深基本概念的理解，提高分析问题能力，培养综合应用能力。三、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1 .支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）1-42-3
6、4-1课程目标1M课程目标2M课程目标3M四、课程主要内容与基本要求知识点主要内容基本要求第1章绪论控制电机、特种电机和传统电机的区别L1控制电机与特种电机的应用L1控制电机在自动控制系统中的作用L2控制电机的种类、特点和发展概况L1第2章测速发电机直流发电机的工作原理L1直流电势的关系式L2直流测速发电机及其输出特性L3直流测速发电机的误差及其减小的方法L3直流测速发电机的性能指标及应用L2交流异步测速发电机结构和工作原理L3异步测速发电机的特性和主要技术指标L2异步测速发电机的使用L2第3章自整角机自整角机概述L1控制式自整角机L3力矩式自整角机L3其他自整角机L1自整角机的选用和技术数据
7、L2第4章旋转变压器旋转变压器概述L1正余弦旋转变压器L3线性旋转变压器L3数字式旋转变压器L1旋转变压器的典型应用L2感应移相器L2第5章伺服电动机伺服电动机概述L1直流伺服电动机的结构和分类L2直流伺服电动机的控制方式L3直流伺服电动机的稳态特性及过渡过程L3直流伺服控制技术及应用L2异步伺服电动机的结构和分类L1异步伺服电动机的运行原理及分析L2圆形旋转磁场及椭圆形旋转磁场下的运行分析L3幅值控制时的特性及主要性能指标L3异步伺服电动机的应用L2第6章步进电动机步进电动机概述L1反应式步进电动机的工作原理和基本特点L3反应式步进电动机的运行特性L3电源及分配方式对电机性能的影响L2步进电
8、动机的性能指标、选择和使用L2第7章无刷直流电动机无刷直流电动机结构原理L3无刷直流电动机运行特性L2无刷直流电动机控制方式方法L2无刷直流电动机专用控制集成电路及实例L2无刷直流电动机转矩脉动抑制L1第8章开关磁阻电机开关磁阻电机结构原理L2开关磁阻电动机控制方式开关磁阻电动机功率变换器L2L3开关磁阻电动机控制器开关磁阻发电机L2L2五、课程学时安排章节号教学内容学时 数学生任务对应课 程目标第1章1. 1控制电机、特种电机和传统电机的 区别1. 2控制电机与特种电机的应用1. 3控制电机在自动控制系统中的作用L4控制电机的种类、特点和发展概况21、2第2章2. 1直流发电机的工作原理2.
9、2直流电势的关系式2. 3直流测速发电机及其输出特性2完成P19, 2-1、2-4作业1、32. 4直流测速发电机的误差及其减小的 方法2. 5直流测速发电机的性能指标及应用2. 6交流异步测速发电机结构和工作原2完成P19, 2-3作业1、2、3理2. 7异步测速发电机的特性和主要技术 指标2. 8异步测速发电机的使用1完成P19, 2-7作业1、3第3章3.1自整角机概述3. 2控制式自整角机11、23. 3力矩式自整角机3. 4其他自整角机3.5自整角机的选用和技术数据2完成P40, 3-2、3-7作业1、2、3第4章4.1旋转变压器概述4. 2正余弦旋转变压器4. 3线性旋转变压器22
10、、34. 4数字式旋转变压器4. 5旋转变压器的典型应用4. 6感应移相器21 ,完成 P62, 4-7 4-12作业2.完成课堂练习1、2、3第5章5.1伺服电动机概述5. 2直流伺服电动机的结构和分类5. 3直流伺服电动机的控制方式5. 4直流伺服电动机的稳态特性21、2、35. 5直流伺服电动机的过渡过程5. 6直流伺服控制技术及应用2完成P121, 5-4、5-6作业2、35. 7异步伺服电动机的结构和分类5. 8异步伺服电动机的运行原理及分析21、35. 9圆形旋转磁场下的运行分析5.10椭圆形旋转磁场下的运行分析21、35.11幅值控制时的特性及主要性能指标5. 12异步伺服电动机
11、的应用2完成 P122, 5-11、5-12作业1、2、3第6章6.1步进电动机概述6. 2反应式步进电动机的工作原理和基 本特点21、36. 3反应式步进电动机的运行特性6. 4电源及分配方式对电机性能的影响6. 5步进电动机的性能指标、选择和使 用2完成 P155, 6-13、6-14作业1、2、3第7章7. 1无刷直流电动机结构原理7. 2运行特性7. 3控制方法7. 4无位置传感器控制7.5专用集成电路7. 6控制系统实例7. 7转矩脉动抑制方法7.8应用简介2完成课后全部习题1、2、3第8章8.1开关磁阻电动机系统结构原理8. 2控制方式8. 3功率变换器8.4 控制器8.5 开关磁
12、阻发电机2完成课后全部习题1、2、3六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、课堂 练习、平时作业等点名记录、课堂发言记 录、课堂练习和作业完成30%期末考核开卷卷面成绩70%考核类别考查成绩登记方式百分制七、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1 .控制电机与特种电机（第2版），孙冠群，蔡慧，李璟编，清华大学出版社，2016.控制电机（第3版），陈隆昌编，西安电子科技大学出版社，2000（二）主要参考书：1 .控制电机与特种电机及其控制系统，孙冠群，于少娟编，北京大学出版社，2011.控制电机（第2版），杨俞汝编，机械工业出版社，2005