《Matlab与电力拖动控制仿真》教学大纲.docx

《Matlab与电力拖动控制仿真》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码课程性质：专业选修课

学分：1.5学分

学时：24学时（理论8学时，上机16学时）

先修课程：电机学、电路等

后续课程：电气设备在线监测与故障诊断

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

《Matlab与电力拖动控制仿真》是电气工程及其自动化专业的一门专业选修课。本课程主要传授直流和交流调速系统的组成原理和应用，以及调速系统的建模与仿真技术，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，重点介绍系统的分析和工程应用，强调培养运用理论知识与建模分析方法来解决实际生产与研究中问题的能力，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：掌握直流电动机、交流电动机的控制、调速等关键过程与问题的建模方法，能够采用Matlab软件对直流调速系统的开环、闭环、双环控制以及交流电动机开环恒压频比调速和磁链等复杂问题进行建模仿真与模拟分析；能够认识Matlab软件在电力拖动控制系统中的局限性，培养学生树立正确的科学理念。

课程目标3：能够根据电力拖动控制项目，使用Matlab/simulink对电力拖动控制系统进行针对性建模，建模过程中，需要有针对性的查阅文献，展开技术问题探索、归纳总结，所搭模型对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。

三、课程目标与毕业要求

《Matlab与电力拖动控制仿真》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

2.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。

M

4.研究

4.2能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案。

课程目标2：掌握直流电动机、交流电动机的控制、调速等关键过程与问题的建模方法，能够采用Matlab软件对直流调速系统的开环、闭环、双环控制以及交流电动机开环恒压频比调速和磁链等复杂问题进行建模仿真与模拟分析；能够根据复杂电气工程问题的特征，选择研究路线，设计实验方案，培养学生树立正确的科学理念；能够认识Matlab软件在电力拖动控制系统中的局限性，培养学生树立正确的科学理念。

M

5.使用现代工具

5.3能够开发或选用满足特定需求的现代工具对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。

课程目标3：能够根据电力拖动控制项目，使用Matlab/simulink对电力拖动控制系统进行针对性建模，建模过程中，需要有针对性的查阅文献，展开技术问题探索、归纳总结，所搭模型对复杂电气工程具体问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。

H

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

上机学时

对应的课程目标

1.MATLAB基础

1.1MATLAB基础

1.2MATLAB的安装与启动

1.3MATLAB环境

1.4MATLAB的计算基础

1.5MATLAB程序设计基础

1.6MATLAB常用的其他命令

1.7MATLAB的绘图功能

教学要求：使学生了解MATLAB工作环境；掌握MATLAB常用运算和基本数学函数；掌握MATLAB程序设计基础和绘图功能。

重点：MATLAB工作环境、计算基础、绘图功能。

难点：MATLAB程序设计基础、绘图功能。

1

2

1、2

2.Simulink环境和模型库

2.1系统仿真（SIMULINK）环境

2.2SIMULINK模型库中的模块

2.3电力系统模型库

教学要求：使学生掌握Simulink模块库及操作；掌握常用模型的查找方法。

重点：模型库的认识与查找。

难点：模型的查找。

1

2

1、2

3.电力电子器件模型

3.1二极管模型

3.2晶闸管模型

3.3可关断晶闸管模型

3.4电力场效应管模型

3.6理想开关模型

3.7三相桥式整流电路模型

3.9驱动模型

4.变压器和电动机模型

4.1变压器模型

4.2直流电机模型

4.3