《运动控制系统》课程教学大纲.docx

运动控制系统课程教学大纲一、课程基本信息二、课程简介和教学目标课程中文名称运动控制系统课程英文名称Motionl Control System课程编号33142205课程模块思想政治理论课口通识教育课专业基础课0专业课课程性质0必修口限选专业任选任选总学时40讲授学时32实验（专题辅导） 学时8总学分2.5开课单位电子与信息 工程学院开课系（室）自动化系授课对象大四本科生适用专业自动化专业1 .课程简介本课程是自动化专业的专业必修课程。通过本课程的学习，使学生了解运动控制系统的 基本原理、分析和设计，以及在工业生产、生活等许多重要国民经济领域中的应用，拿握直 流调速、交流调速的基本概念、基本组成环节和基本控制规律及自动控制系统中调节器的工 程设计方法；培养学生掌握和运用理论分析解决实际问题的能力。为今后走上工作岗位，从 事运动控制及相关工作打下基础。2 .教学目标教学目标1：掌握直流调速系统、交流调速系统、伺服控制系统的基本组成、特点及其工作原理；教学目标2：掌握直流调速系统、交流调速系统、伺服系统的动、静态参数计算及其性能分析；教学目标3：掌握直流调速系统、交流调速系统的工程设计；教学目标4 ：能够坚守客观、公正、诚信的原则；尊重他人，具有良好的合作态度与协 作精神；主动积极的工作态度，持续钻研以提高专业素养。教学目标5 （课程思政）：引导学生树立正确的人生观、世界观和价值观，增强学生 实业报国的理想信念。3.教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标11.工程知识掌握本专业所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识，能够用于 解决自动化领域的一般工程和复杂工程问题。教学目标22 .问题分析具备在自动化领域提出问题、分析问题和解决问题的工程实践能力， 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、分析自动化相关 领域的工程问题，以获得有效结论。3 .设计/开发解决方案树立全面的系统观念，具备较强的自动化及相关系统的设 计、开发和应用的基本能力，能够设计针对自动化相关领域控制工程问题的解决 方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）、流程或算法，并能够在设计环 节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。教学目标34 .研究能够基于科学原理并采用科学方法对自动化控制工程问题进行研究，包 括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。具有开展 学科相关的科学研究、知识或技术创新的基本能力。5.2能够选择与使用恰当的仪器、信息资源、工程工具和专业模拟软件，对自动 化相关领域的工程问题进行分析、计算与设计；能够针对具体的对象，开发或选 用满足特定需求的现代工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。教学目标48.2理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，并能在工程实践中自觉遵 守；理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及环境保护的社会责任，能够在 工程实践中自觉履行责任。9 .个人和团队具有良好的独立工作能力、团队合作能力和组织管理协作能力， 能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。10 .沟通能够就复杂的自动化控制工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟 通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备 一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。12 .终身学习具有跟踪和发展自动化及相关领域新理论、新知识和新技术的能 力，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。教学目标53.2能够针对特定需求，完成单元（部件）的设计；能够进行系统或工艺流程设 计，在设计中体现创新意识，并在设计中能够考虑安全、健康、法律、文化及环 境等制约因素。8.1有正确的价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情。三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1第一章绪论（2）1、运动控制系统及其组成 （*）2、运动控制系统的历史与发 展3、运动控制系统的转矩控制 规律（）4、生产机械的负载转矩特性 （*）以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂 讨论相结合。1, 2, 4, 52第二章转速 反馈控制的1、直流调速系统的可控直流 电源（）2、稳态性能指标和直流调速以多媒体为主， 辅以黑板教学，1, 2, 3, 4, 5序号章节(学时)学习内容(含重点、难点)教学方法、手段支撑教学目标其他直流调速系统(4)系统的机械特性()3、转速反馈控制的直流调速 系统(*)4、直流调速系统的数字控制(*)5、转速反馈控制直流调速系 统的限流保护()()仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。3第三章转速、 电流反馈控 制的直流调 速系统(4)1、转速、电流双闭环直流调 速系统的组成及其静特性(*)2、转速、电流反馈控制直流 调速系统的数学模型和动态 过程分析(*) ()3、转速、电流反馈控制直流 调速系统的设计()()以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 4, 54第四章可逆 控制和弱磁 控制的直流 调速系统(2)1、直流PWM可逆调速系统 (*)2、V-M可逆直流调速系统 ()()3、弱磁控制的直流调速系统以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。2, 3, 45第五章基于 稳态模型的 异步电动机 调速系统(6)1、异步电动机的稳态数模和 调速方法()2、异步电动机的调压调速3、异步电动机的变压变频调速()()4、电力电子变压变频器5、转速开环变压变频调速系 统(*)6、转速闭环转差频率控制的 变压变频调速系统()以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 4, 56第六章基于 动态模型的 异步电动机 调速系统(8)1、异步电动机动态数模的性 质()2、异步电动机的三相数学模 型()3、坐标变换()()4、异步电动机在正交坐标系 上的动态数模()5、异步电动机在正交坐标系 上的状态方程()6、异步电动机按转子磁链定 向的矢量控制系统() () 7、异步电动机按定子磁链定 向的直接转矩控制系统()以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 4, 5序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他（）8、DTC与VC的比较7第七章绕线 式异步机双 馈调速系统（2）1、异步电动机双馈调速工作 原理（）2、串级调速系统（）（）3、异步机串级调速时的机械 特性（*）以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 48第八章同步 电动机变压 变频调速系 统（2）1、同步电动机变压变频调速 的特点及其基本类型（）2、他控变频同步电动机调速 系统3、自控变频同步电动机调速 系统以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 49第九章伺服 系统（2）1、伺服系统的特征及组成 （*）2、伺服系统控制对象的数学 模型（*）3、伺服系统的设计以多媒体为主， 辅以黑板教学， 仿真演示。启发 式教学和课堂讨 论相结合。1, 2, 3, 4四、实验教学表2实验教学安排序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他1V-M系统调节器特性测 试调节器1（速度调节 器）的调试；）调节 器H（电流调节器） 的调试；反号器的 调试。设计性1, 52电流单闭环直流调速系 统学习DJK01 “电源 控制屏”的使用方 法；DJK04上的基 本单元的调试；UCt 不变时直流电动机 开环特性的测定； 电流单闭环直流调速系统特性测试验证性1, 2, 3, 4, 53双闭环不可逆直流调速 系统r解闭环不可逆直 流调速系统的原设计性1, 2, 3, 4, 5序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他理、组成及各主要 单元部件的原理； 掌握双闭环不可逆 直流调速系统的调 试步骤、方法及参 数的整定。4交流调压调速了解交流调压调 速系统的原理、 组成及各主要单 元部件的原理； 测定三相绕线式 异步电动机转子 串电阻时的机械 特性。设计性2, 3, 4, 5五、考核与成绩评定方法表3课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩出勤率10根据学生平时上课的出勒率，视 其对课程学习的态度及积极程 度，按10%计入课程总成绩1, 2, 3, 4, 5课堂练习及讨论10根据学生平时上课的课堂表现及 互动情况，按10%计入课程总成 绩1, 2, 3, 4, 5课后练习10根据学生课后作业完成情况视其 对课程学习的态度及积极程度，按10%计入课程总成绩1, 2, 3, 4, 5实验环节10根据学生实验完成情况，分等级， 按10%计入课程总成绩1, 2, 3, 4, 5考试成绩考试的卷面成绩60根据学生卷面大题完成情况，按 60%计入课程总成绩1、 2、 3, 4, 5六、建议教材及相关教学资源建议教材：1阮毅,陈伯时.电力拖动自动控制系统一运动控制系统M.北京：机械工业出版社,2014建议参考书：1陈伯时，陈敏逊.交流调速系统M.北京：机械工业出版社2005.2刘锦波，张承惠，等.电机与拖动M.北京：清华大学出版社，2006.3李勇东.交流电机数字控制M.北京：机械工业出版社，2002.4阮毅，陈维均.运动控制系统M.北京：清华大学出版社，2006.