电力电子与现代控制(电机的控制理论和控制系统)第二部分教学材料

电机与电气控制技术教案
一、教学目标
本课程的目标是培养学生对电机与电气控制技术的基本理论和实际应用有全面的了解，并具备应用该技术进行控制和维修电气设备的能力。

二、教学内容
1.电机基本原理
1.1电机的分类和结构
1.2电机的工作原理
1.3电机的性能指标
2.电气控制技术
2.1电气控制系统的基本要素
2.2电气控制信号的传输与处理
2.3电气控制系统的装置与设备
3.电机控制技术
3.1电机的启动与停止控制
3.2电机速度控制技术
3.3电机转矩控制技术
4.电气设备维修与故障排除
4.1电气设备的维护与保养
4.2电气设备的故障排除方法
4.3常见电气设备故障分析与处理
三、教学方法
1.理论授课：通过讲解和演示，介绍电机与电气控制技术的基本概念和原理。

2.实验操作：组织学生进行电机启动和停止控制、速度控制以及转矩控制的实验操作。

3.讨论研究：组织学生针对实验操作过程中的问题进行讨论，帮助学生深入理解电机控制技术的原理。

4.实践操作：组织学生对电气设备进行维修，并分析和处理故障。

四、教学评价
1.课堂小测：通过课堂小测测试学生对于电机与电气控制技术的基本知识的掌握程度。

2.实验报告：学生根据实验操作结果撰写实验报告，评价学生对电机控制技术实际应用的能力。

3.报告演讲：学生根据自主选择的课程相关主题进行报告演讲，评价学生对电机与电气控制技术的深入理解和研究能力。

五、教学资源。

《电机与电气控制》教案一、教学目标在本课程中，学生将学习电机与电气控制理论基础知识，包括电磁感应、电动机原理、电路图分析与设计、电气控制基本元件等。

通过本课程的学习，学生将能够：1.理解电机的工作原理以及其在实际应用中的作用；2.掌握电气控制的基本理论和实践技能；3.能够进行电路图的分析和设计；4.具备进行电气控制系统搭建和调试的能力。

二、教学内容1.电磁感应和电动机原理–电磁感应的基本原理–直流电机和交流电机的构造和工作原理–电机的特性参数及其测量方法2.电机运行原理及控制技术–电机的启动、制动和运行过程–电机的调速控制方法–电机的保护与维护3.电气控制系统–电气控制系统基本元件的功能与特性–电气控制电路的设计与分析–控制回路的搭建和调试方法三、教学方法1.理论授课：通过讲解基本原理和理论知识，引导学生理解电机与电气控制的基本概念和工作原理。

2.实践操作：组织学生进行实验，通过动手操作和实际观察，帮助学生巩固理论知识，并培养学生的实际操作技能。

3.讨论与交流：组织学生进行小组讨论和展示，鼓励学生之间的互动和交流，提高学生的学习能力和解决问题的能力。

4.实例分析：通过分析实际案例，帮助学生将理论知识应用到实际问题中，提高学生的综合应用能力。

四、教学评估1.平时表现：包括课堂参与、实验操作等，根据学生的表现给予评价和反馈。

2.作业与考核：布置相关的作业，考察学生对于课堂知识的理解和应用能力。

3.实验报告：要求学生进行实验并填写实验报告，评估学生的实际操作能力和实验分析能力。

4.期末考试：对学生进行综合性的考评，检验学生对于电机与电气控制知识的掌握程度。

五、教学资源1.课程教材：《电机与电气控制教程》，作者：XXX，出版社：XXX。

2.实验器材：各类电机、电气控制元件，示波器、万用表等实验设备。

3.网络资源：老师根据课程需要提供相关电机与电气控制的网络资源，供学生参考。

六、教学进度安排本课程共计36学时，按照每周2学时的进度进行教学安排，具体内容如下：课时教学内容1-2 电磁感应和电动机原理3-4 电机特性参数及测量方法5-6 电机运行原理及控制技术7-8 电路图分析与设计9-10 电气控制系统基本元件功能特性11-12 电气控制电路的设计与分析13-14 控制回路的搭建和调试方法15-16 复习与期末考试准备七、教学反馈教师将定期与学生进行教学反馈和评价，以了解学生的学习情况和对教学内容的理解，根据学生的反馈及时调整教学策略和教学方法，确保教学效果的达到。

课程设计现代控制理论一、教学目标本课程的目标是让学生掌握现代控制理论的基本概念、原理和方法，培养学生运用控制理论分析和解决工程问题的能力。

具体目标如下：1.知识目标：（1）理解自动控制系统的分类、特点和基本环节；（2）掌握线性系统的状态空间表示、性质及分析方法；（3）熟悉控制器的设计方法，包括PID控制、状态反馈控制等；（4）了解现代控制理论在工程应用中的局限性和发展趋势。

2.技能目标：（1）能够运用控制理论对实际系统进行建模和分析；（2）具备控制器设计的能力，能够根据系统要求选择合适的控制器；（3）能够利用现代控制理论解决工程中的控制问题。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的科学精神，提高对控制理论的兴趣和自信心；（2）培养学生团队合作意识，提高解决实际问题的能力；（3）培养学生关注社会、关注工程实际的责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.自动控制系统的基本概念和分类；2.线性系统的状态空间表示和分析方法；3.控制器的设计方法，包括PID控制、状态反馈控制等；4.现代控制理论在工程应用中的局限性和发展趋势。

具体安排如下：第1-2周：自动控制系统的基本概念和分类；第3-4周：线性系统的状态空间表示和分析方法；第5-6周：控制器的设计方法；第7-8周：现代控制理论在工程应用中的局限性和发展趋势。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：用于传授基本概念、原理和方法；2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解控制理论；3.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高解决问题的能力；4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行控制系统的设计和调试。

四、教学资源为了支持教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《现代控制理论》；2.参考书：提供相关的控制理论书籍，供学生自学；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，丰富教学手段；4.实验设备：安排实验室，提供控制系统实验所需的设备。

《现代控制理论》课程教学大纲学分：3 理论学时：48适合专业：机械制造及自动化课程性质：学位课大纲执笔人：大纲审定人：课程编号：M041001一、说明1.课程的性质、地位和任务《现代控制理论》是机械制造及自动化专业研究生的学位课。

通过本课程的教学，应当使学生了解现代控制理论的体系结构，掌握线性控制系统的状态空间描述、时域分析与离散化等方法，掌握利用状态空间模型分析系统和校正系统及实现最优控制的方法。

2.课程教学基本要求先修课程：《高等数学》、《矩阵理论》、《普通物理》、《电路原理》、《电子技术》、《电机原理及拖动基础》、《自动控制原理》等。

本课程教学应力求使学生掌握现代控制理论的基本概念、系统分析与设计方法，重在提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和创新意识。

讲授时应及时补充本学科的最新发展成果，使学生了解本学科的重要进展及发展动向。

本课程的教学包括课堂讲授、课外作业和仿真实验等，重点培养学生应用现代控制理论分析和设计控制系统的实际能力。

3.课程教学改革为解决授课学时少授课内容多的矛盾，在有限的教学时间里较好地完成授课任务，授课时应借助多媒体尽量做到突出重点、精讲多练，必要时组织学生进行课堂讨论，调动学生的学习主动性；适当设置一些MATLAB实践课时，提高学生的学习兴趣和拓宽知识面。

二、教学内容绪论（2学时）(1)控制理论的发展(2) 现代控制理论的基本内容学习要求：明确本课程的内容、性质和任务以及学习本课程的意义，了解控制理论的发展概况及现代控制理论的主要特点、内容和研究方法。

第一章控制系统的状态空间数学模型（9学时）(1)状态变量、状态空间表达式(2)系统的一般时域描述化为状态空间描述(3)系统的频域描述化为状态空间描述(4)根据状态变量图列写线性系统的状态空间描述(5)根据系统方框图导出状态空间描述(6)将状态方程化为规范形式学习要求：正确理解线性系统的状态空间数学描述的基本概念，熟练掌握状态空间的表达式，线性变换，线性定常系统状态方程的建立方法。