《电力拖动控制系统》课程教学大纲

《电力拖动控制系统》课程教学大纲

一、教师或教学团队信息

教师姓名职称办公室电话电子信箱

（教师或教学团队中每位教师主要讲授的本科课程，课程受欢迎情况；主要研究

领域和研究成果。）

二、课程基本信息

课程名称（中文）：电力拖动控制系统

课程名称（英文）:Electricaltowagecontrolsystems

课程类别：口通识必修课口通识选修课口专业必修课■专业方向课

□专业拓展课□实践性环节

课程性质*:■学术知设性口方法技能性口研究探索性口实践体验性

课程代码：2130202

周学时：总学时48：学分:3

先修课程：先修课程：《自动控制原理》、《电机及拖动基础》、《电力电子技术》

授课对象：电气工程及其自动化

三、课程简介

（课程在实现专业培养目标中的作用，课程在专业知识体系中的位置，课程学习

对学生专业成长具有的价值。课程主要内容及知识结构。）

本课程大纲是根据高等教育要求，为加强学生专业课程的教学需要而制定的。

《电力拖动控制系统》课程是本科四年制电气工程及其自动化专业的重要专业限

选课。

通过本课程的学习，学生可在初步掌握自动控制理论知识的基础上，进一步

对实际的自动控制系统进行分析、计算和调试，以求对自动控制系统有一个完整

的概念，力求做到理论联系实际有简入繁、由低到高的进行系统分析，并学习了

解各种交直流控制系统的静态和动态设计方法。

主要内容：闭环控制的直流调速系统：直流调速系统的主要问题，反馈控制

闭环直流调速系统的稳态分析和设计、动态分析和设计，PI控制规律和无静差调

速系统，电压反馈电沅补偿直流调速。

转速电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计：双闭环系统组成及其静

特性，双闭环系统数学模型和动态性能分析，调节器工程设计方法，按工程设计

方法设计双闭环系统调节器，转速微分负反馈，弱磁控制。

直流调速系统的数字控制：数字控制主要特点，双闭环数字控制的硬件和软

件，数字测速和滤波。

可逆控制和弱磁控制的直流调速系统：直流PWM可逆调速系统，可逆V-M

直流调速系统。

异步电动机变压变频调速系统：基本控制方式，机械特性，变频器主要类型，

变频调速中的PWM技术，稳态模型，动态模型和坐标变换，磁场定向矢量控制，

直接转矩速度控制。

四、课程目标

（课程教学要讲授的核心知识、要训练的关键技能及须形成的综合素养的目

标。）

本课程是电气工程及其自动化专业的专业限选课，3分，学时48,实验6

学时。

通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析、设计电力拖动自动控制系统

的基本理论和基本方法；掌握工业生产中常见单闭环系统、双闭环系统的工作原

理及设计方法；掌握WVF系统的控制原理。

本课程着眼于培养学生在控制系统方面的分析和设计能力，为进一步从事有

关方面的学习及设计研究工作奠定必要的基础。

五、教学内容与进度安排*（满足对应课程标准的第2条）

（需要清晰地呈现每一章或教学单元的教学内容、学习要求、授课形式和课

后作业等，学生由此可以准确地了解每一章或教学单元的学习任务，课后可根据

教学进程，规划、开展自主学习。）

第一章绪论

1.课时数2

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

讲授内容:、

（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

本章教学重点：

（1）掌握运动控制系统的组成。

（2）掌握运动控制系统的转矩控制规律和负载转矩特性。

本章教学难点：

运动控制系统的转矩控制规律

3.学生学习任务

（1）了解运动控制系统的历史与发展。

（2）掌握运动控制系统的组成。

（3）掌握运动控制系统的转矩控制规律和负载转矩特性。

4.教学方法

（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑

活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂

活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）

教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加

平时成绩。

5.课外学习要求

复习教材P1~P9及阅读相应参考文献。

第二章转矩反馈控制的直流调速系统

1.课时数10

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

讲授内容：

(1)转速、电流反馈控制的直流调速系统的组成及其特性

(2)转速、电流反馈控制的直流调速系统的数学模型和动态性能分析

(3)转速、电流反馈控制直流调速系统的设计

实验：实验双闭环直流调速系统

本章教学重点：

(1)转速、电流反馈控制的直流调速系统的组成及其特性

(2)转速、电流反馈控制直流调速系统的设计

本章教学难点：

转速、电流反馈控制的直流调速系统的数学模型和动态性能分析；转速、电

流反馈控制直流调速系统的设计

3.学生学习任务

(1)掌握转速、电流反馈控制的直流调速系统的数学模型和动态性能分析

(2)掌握转速、电流反馈控制的直流调速系统的组成及其特性

(3)重点掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的设计

4.教学方法

(课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑

活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂

活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。)

教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加

平时成绩。

5.课外学习要求

作业习题三

3-1、3-2、3-6、3-7、3-8、3-11

复习P59~p89,阅读相关参考文献

第四章可逆控制和弱磁控制的直流调速系统

1.课时数9

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

讲授内容：

（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

实验直流脉宽PWM可逆调速系统

本章教学重点：

直流PWM可逆调速系统

本章教学难点：

直流PWM可逆调速系统

3.学生学习任务

（1）重点掌握直流PWM可逆调速系统

（2）掌握直流PWM可逆调速系统

（3）了解弱磁控制的直流调速系统

4.教学方法

（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑

活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂

活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）

教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加

平时成绩。

5.课外学习要求

作业习题四

4-1、4-3

复习P96-pll5,阅读相关参考资料。

第五章基于稳态模型的异步电动机调速系统

1.课时数8

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

讲授内容：

（1）异步电动机的稳态数学模型和调速系统。

（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。

本章教学重点：

（1）异步电动机的变压变频调速

（2）转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

本章教学难点：

转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统

3.学生学习任务

（1）了解异步电动机的稳态数学模型和调速系统及异步电动机的调压调速

方法

（2）掌握异步电动机的变压变频调速原理

（3）掌握转速闭环转差频率控制的变压变频调速方法原及原理.

4.教学方法

（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑

活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂

活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）

教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加

平时成绩。

5.课外学习要求

作业习题五作业:5T、5-3、5-6、5-8、5~12

复习P115>153

第六章基于动态模型的异步电动机调速系统

1.课时数10

2.讲授内容或训练技能，重点、难点

讲授内容:6.1-6.4、、、。6.5~6.8、、。

（1）异步电动机动态数学模型的性质。

（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模型

（5）异步电动机在正交坐标系的状态方程

（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控制的直接转矩控制系统

（8）直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较

本章教学重点：

（1）异步电动机的三相数学模型

（2）坐标变换

（3）异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统

（4）异步电动机按定子磁链控制的直接转矩控制系统

本章教学难点：

坐标变换

3.学生学习任务

（1）了解异步电动机动态数学模型的性质和二相数学模型

（2）熟练分析异步电动机在正交坐标系上的动态模型和状态方程

（3）掌握坐标变换的原理。

（4）掌握按转子磁链定向的矢量控制系统和按定子磁链控制的直接转矩控

制系统的原理。

4.教学方法

（课程教学过程以学生的探究、阅读、讨论、尝试练习、创造等动手、动脑

活动为主的课程教学环节，应说明活动的形式、学生的组织方式、学生参与课堂

活动需满足的条件、学生活动情况评价方式、师生互动模式等。）

教师主讲，学生尝试练习相关习题；教师提问，主动回答的学生可适当增加

平时成绩。

5.课外学习要求

作业习题六

6T、6-2、6-4

复习P155〜p202及相关参考文献。

六、修读要求（满足对应课程标准的第3条）

（课程学习应遵守的纪律，学术诚信要求，课堂内外学习应达到的标准，教

师对学生参与课程学习的期待等。不论文科或理科、工科专业，都应把一定数量

的深度阅读和写作作为课程学习的基本要求，给予明确说明。）

本课程的作业和报告应独立完成，杜绝抄袭行为，若出现该种情况，作业和

设计报告以。分处理。学生事假、病假等原因无法上课的，必须履行请假手续。

学生旷课三次将被取消考试资格。课程考核依据包括点名、作业、考试和课堂参

与度几个方面。

七、学习评价方案（满足对应课程标准的第4、5、6条）

（课程过程性的、终结性的考核与评价规则，包括评价形式和评价标准，一般包

括课堂表现、课后作业、课程实践及期末考评等部分。教师应逐步提高学期教学

过程中学生学习表现和能力提高的评价比重，降低期末考试环节在课程评价中的

比重。过程性评价利期末考试，都要注重对学生学习进步、学生习得和掌握创造

性问题解决能力、独立思考和批判性思维能力等高阶认知能力的评价。）

（一）对学生的要求

1、上课做到不迟到不早退；学生上课时必须认真听讲；积极参与课堂讨论

2、阅读所布置的相关教材及教参材料

3、学生必须按时完成教师布置的课后作业及相关任务。

4、课程考核依据包括作业、课堂讨论参与度、实验、报告和答疑情况粽合考评。

（二）课程考核方式及评分标准

考核方式：期终闭卷笔试。

评分标准：期终闭卷笔试成绩占总成绩的70%,平时成绩（包括考勤、平时表现、

作业、实验）占30%,其中实验占10%

八、课程资源

（教材；补充材料和扩展阅读；专业资源网站；课件；作业交流、学习讨论、思

考题等。）

教材阮毅、陈伯时主编电力拖动自动控制系统一运动控制系统机械工业出

版社

参考书目：尔桂花窦曰轩编著运动控制系统清华大学出版社

王兆安电力电子技术机械工业出版社

王离九电力拖动自动控制系统华中理工大学出版社

课件：电力拖动自动控制系