《微特电机及系统》教学大纲

PAGEPAGE1《微特电机及系统》教学大纲适用范围：202X版本科人才培养方案课程代码：05153071课程性质：专业选修课学分：2学分学时：32学时（理论32学时）先修课程：电机学、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术等后续课程：电力电子装置及应用、现代电机控制技术等适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电气工程与自动化学院一、课程说明《微特电机及系统》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程主要讲授电气控制中常用的微型、特种电机的结构、原理与应用，以及对应的驱动电源和控制系统。通过本门课程的学习，使学生掌握常用的微型、特种电机的结构、原理及应用，了解微型、特种电机的应用技术前沿及其驱动电源和控制系统的工作原理，为学习其他有关课程及以后从事电气工程领域技术工作打下必要的基础。本课程在适当阐述理论的基础上，重点介绍微特电机的前沿应用，兼顾新技术及其发展方向的介绍。二、课程目标通过本课程的学习，使学生达到如下目标：课程目标1：能够基于数学模型对直流电动机、异步电动机、变压器、晶闸管等元件及系统进行仿真建模；能够将工程基础和专业知识用于电力拖动系统问题的分析和优化。课程目标2：掌握伺服电机、测速发电机、步进电机、自整角机、旋转变压器、永磁无刷直流电机、交流串励电机等常用特种电机的结构、原理基础知识，了解各种电机的前沿应用及其控制方法，能够对相关的工程问题进行分析，提升学生工程技术能力。课程目标3：了解微特电机及系统的典型应用，并从实际应用的角度去分析和掌握各种典型控制系统，提高动手和分析能力。能够将创新、工匠精神等有机融入课程，在工程设计中得到锻炼。三、课程目标与毕业要求《微特电机及系统》课程教学目标对电气工程及其自动化专业毕业要求的支撑见表1。表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑强度1.工程知识1.4能够将电气工程及其自动化专业知识用于复杂电气工程问题解决方案的比较与优化。课程目标1：能够根据工程需求，选择合适的电机类型并整定电机参数，选取合适的电机产品与控制策略，并进行系统设计。H2.问题分析2.2能够运用数学、自然科学和工程科学的基本原理，分析并表达复杂电气工程问题的特性，获得多种解决方案。课程目标2：针对特种电机控制系统，能够在仿真的基础上，设计电机控制系统策略。能够了解特种电机在现代驱动领域中的前沿应用，培养学生树立正确的科学理念和工程意识。M3.设计/开发解决方案3.1能够掌握工程设计和产品开发全周期、全流程的基本方法和技术，了解影响设计目标和技术方案的各种因素。课程目标3：了解微特电机及系统的典型应用，并从实际应用的角度去分析和掌握各种典型控制系统，提高动手和分析能力。能够将创新、工匠精神等有机融入课程，在工程设计中得到锻炼。M注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。表2教学内容、基本要求与学时分配教学内容教学要求，教学重点难点理论学时对应的课程目标1.绪论教学要求：了解微特电机发展概况和应用前沿。重点：微特电机的分类。难点：微特电机控制系统组成及原理。21、32.无刷直流电机及其控制2.1无刷直流电动机基本结构2.2无刷直流电动机工作原理2.3无刷直流电动机控制方法2.4无刷直流电动机的设计、控制系统设计与开发教学要求：掌握无刷直流电机系统构成，掌握无刷直流电机的换向方法，掌握无刷直流电机控制方法及控制系统设计。重点：无刷直流电机工作原理，无刷直流电机控制方法。难点：无刷直流电机控制系统设计。61、2、33.开关磁阻电机及其控制3.1开关磁阻电机基本结构3.2开关磁阻电机工作原理3.3开关磁阻电机控制方法3.4开关磁阻电机控制系统开发教学要求：掌握开关磁阻电机的基本结构、工作原理、控制方法，了解开关磁阻电机的前沿应用及系统设计方法。重点：开关磁阻电机的结构与工作原理难点：开关磁阻电机系统设计。61、2、34.步进电机及其控制4.1步进电机基本结构4.2步进电机工作原理4.3步进电机控制方法4.4步进电机控制系统开发教学要求：掌握步进电机的基本结构、工作原理及控制方法，了解步进电机控制系统设计方法。重点：步进电机的结构与工作原理。难点：步进电机系统的设计。61、2、35.伺服电动机与伺服系统5.1伺服电动机的基本结构与工作原理5.2伺服电动机的控制方法5.3伺服电动机及其控制系统设计教学要求：掌握伺服电动机的基本结构与工作原理，了解伺服电动机系统设计方法，了解伺服系统的应用前沿。重点：伺服电动机的解百纳结构与工作原理。难点：伺服系统的设计。61、2、36.测速发电机6.1测速发电机概述与工作原理6.2测速发电机的应用举例教学要求：掌握测速发电机结构与工作原理，了解测速发电机的应用。重点：测速发电机工作原理。难点：测速发电机工作原理。21、2、37.旋转变压器7.1正余弦旋转变压器7.2线性旋转变压器7.3旋转变压器的误差及其改进措施7.4感应移相器与感应同步器7.5旋转变压器产品的选择与应用7.6旋转变压器应用举例教学要求：掌握不同类型旋转变压器的结构与工作原理，了解旋转变压器的工程应用及产品的选择方法。重点：旋转变压器的结构与工作原理。难点：旋转变压器的选择与应用。41、2、3合计32五、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合讨论、案例分析、视频资源共享等教学手段完成课程教学任务和相关能力的培养。使学生掌握常用的特种电机结构与工作原理，了解本机与系统设计的基本方法，具备进行相关工程应用系统设计的初步能力。六、课程资源1.推荐教材：（1）程明.微特电机及系统[M].北京:中国电力出版社,2008.2.参考书：（1）莫会成.微特电机[M].北京:中国电力出版社,2015.（2）孙建忠,白凤仙.微特电机原理与控制[M].北京:机械工业出版社,2022.3.期刊：（1）微特电机,中国电机工程学会（2）电工技术学报,中国电工技术学会（3）微电机,西安微电机研究所（4）IEEETRANSACTIONSONPOWERELECTRONICS,IEEE（5）IEEETransactionsonElectronDevices,IEEE4.网络资源：（1）中国电机工程学会./index.html.（2）IEEETransactionsonIndustryApplications./xpl/RecentIssue.jsp?punumber=28#opennewwindow.（3）爱课程网./home/七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和机试成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支撑关系见表3。表3课程考核对课程目标的支撑考核环节占比考核/评价细则课程目标123过程性考核课堂表现18（1）根据课堂出勤情况和课堂回答问题情况进行考核，满分100分；（2）以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√666作业21（1）主要知识点理解系统设计方法的掌握程度，满分100分；（2）每次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√777阶段性测试21（1）根据每次的测试的完成情况与正确率单独评分，满分100分；（2）每次测试单独评分，取各次测试成绩的平均值作为此环节的最终成绩；（3）以测试成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩。√√√777期末考核40（1）期末考核成绩100分，以期末考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩；（2）主要考核电特种电机类型及各类型电机的结构与工作原理及控制系统设计等内容；（3）考试题型为：填空题、选择题、判断题、论述题和分析设计题等类型；（4）考试形式为开卷考试，允许学生携带参考书及课堂笔记等纸质材料，不允许携带手机。√√√141214合计：100分343234八、考核与成绩评定1.考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、阶段性测验、期末考核（大作业）等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末考核（大作业）成绩和过程性考核成绩组成。其中：期末考核（大作业）成绩为100分（权重40%）；课堂表现、作业、阶段性测验等过程性考核成绩为100分（权重60%）；期末考核（大作业）和过程性考核分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。2.过程性考核成绩的标准过程性考核方式重点考核内容、评价标准、所占比重见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60课堂表现30按时出勤，积极参与教学活动，踊跃回答问题，准确率大于90%。按时出勤，认真参与教学活动，回答问题准确率大于80%。按时出勤，偶尔参与教学活动，回答问题准确率大于70%。缺勤1次，上课不认真，偶尔参与教学活动。缺勤2次，上课不认真，不参与教学活动。作业35作业完整，思路清晰，准确率大于9