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1、电机与控制课程教学大纲课程编号：学 分：3课程性质：专业选修课是否全英/双语课程：否英文课程名称：Electric Motors and Control授课语言：中文课内学时：51先修课程：电工学、大学物理考试/考查：考试一、课程定位和基本要求1. 课程定位本课程是“车用动力工程” “车辆.工程”等方向专业选修课.教学基本FI的是在学习了电工学、自动控制原理等专业基础课之后，熟悉和掌握车用驱动电机的机电能量转换原理和基本控制方法，并熟悉车用电驱动系统的负载特性及其匹配应用方法。2. 课程教学目标课程教学目标1：掌握基本电磁系统（磁场、磁路）定量分析方法，能对常见机电能量转换装置进行建模和计算；
2、理解车用电机定转子构造、工作原理；掌握典型车用电机的空间矢量分析方法；掌握典型车用同步/异步电机的磁场定向控制方法，了解基本功率电子和电压逆变方法和关键问题；熟悉车用电驱动系统的适配应用。具体要求学生做到： 强化磁场的基本概念和基本定理，掌握典型直流和交流磁路的分析计算方法； 理解一般电磁系统的机电能量转换原理、掌握旋转电机的转矩生成原理和分析方法； 了解车用电机典型绕组结构和特点、熟悉三相绕组的磁动势规律； 掌握利用空间矢量数学手段分析交流电机的基本电磁规律； 掌握车用永磁同步电机的空间矢量模型及其转于磁场定向控制原理； 掌握车用感应电机的转子磁场建立过程及其空间矢景模型、了解感应电机转子磁
3、场定向控制的原理和算法实现； 了解车用电压逆变的基本原理和常用器件特性，掌握SVPWM电压逆变算法原理； 熟悉车用电驱动系统的负载特性及其匹配应用方法。课程教学目标2：能够基于车辆工程相关背景知识，分析、评价车辆工程实践和车辆领域复杂工程问题解决方案对社会、健康、安全、法律以及文化的影响，并理解应承担的责任二、课程“立德树人”育人内涵能力训练方面：采取因材施教的能力培养模式，以能力培养为贯穿主线，秉承开放性、互动式的教学方式，让学生参与知识的形成过程，培养独立思考的能力，提高创新意识与实践能力。设定综合性研讨题目，组织学生围绕选题组织材料汇总成研先论文，培养学生分析问题、总结问题的综合技能。素
4、质培养方面：加强基本素质培养。将出勤率作为成绩评定的基本要求，强化组织性纪律性教育。本课程将以社会未来发展需求和相关法律法规要求，使学生了解工程师的基本职业道德和伦理道德，培养诚实为人、实事求是、兼容并蓄的人生哲学，实现“知识、能力、人格的全面发展。课程知识与课程思政育人内涵对应表:序号课程知识单元挖掘课程思政融入点预期育人效果1绪论和电驱动技术发展历程我国在交通强国战略指导下，在轨道交通、公路交通运载工具电气化领域取得举世瞩目的成就弘扬爱国精神、培养科研强国的责任意识。2电磁技术基础我国古代四大发明之一的指南针回顾增强民族日豪感和科学创新的兴趣。3电机基本结构和交流电机绕组原理介绍我国电机工
5、业从蹒跚起步到称为世界电机制造大国的艰辛历程。培养严谨认真的学习态度及工匠精神。4永磁同步电机原理介绍我国稀土工业的成就和产业发展经验。培养节约资源、合理利用能源的观点：强化国家兴亡匹夫有责的责任感。5车用功率半导体技术我国功率半导体行业存在的短板和迫切需求增强学生科技报国的主人翁意识和使命感。6相关实验教学操作现场实验培养学生实践创新能力7当下热点问题互动、讨论等课堂互动引导学生关心时事，关心社会及国家发展，激发学生责任担当意识。三、课程内容、教学要求、学时分配和教学手段主要内容围绕车用电驱动系统的机电能量转换原理及其数学表述、磁场定向控制和匹配应用展开。具体内容包括：教学时段主要知识点及教
6、学要求（了解/熟悉/掌握）实验、上机或实训内容学时（课内/课外）教学手段所对应的课程目标第1周第1章绪论：车用电机的分类，不同电机的技术特点和使用场合2（课内）多媒体教学目标2第2-3周第2章磁场与磁路：磁场的产生和度量（熟悉）（电）磁力（熟悉）电磁感应（掌握）磁介质（了解）磁路的基本定律（掌握）直流磁路（熟悉）典型交流磁路一变压器（熟悉）8（课内）多媒体教学目标1、2第4-5周第3章机电能量转换与电磁转矩的生成磁能、电磁系统的储能（熟悉）电磁转矩的生成和统表达式（掌握）机电能量转换的一般原理（了解）4（课内）多媒体教学目标2第5-7周第4章绕组及其磁动势典型交流绕组结构（熟悉）正弦电流激励单
7、相绕组磁动势（熟悉）三相绕组的磁动势（熟悉）定子电压、电流及磁链矢量（掌握）矢量变换和空间矢量方程（掌握）8（课内）多媒体教学目标1、2第 8-11周第5章 永磁同步电机的空间矢量描述和磁场定向控制内嵌式P（SM物理模型（掌握）定子坐标系下磁链和电压矢量方程（掌握）同步坐标系下磁链和电压矢量方程（掌握）同步坐标系下PMSM磁共能和转矩模型（熟悉）永磁同步电机的磁场定向控制（熟悉）2课内10（课内）多媒体、现场认知教学日标1、2第 11-14周第6章感应电机的空间矢量描述和磁场定向控制感应电机的结构和工作原理（熟悉）感应电机的矢量方程（掌握）转子磁场建立过程及其等效物理模型（掌握）转子磁场定向M
8、T轴系矢量方程（熟悉）转子磁场定向感应电动机与PMSM的类比（熟悉）10（课内）多媒体教学目标1、2第 15-16周第7章车用电机驱动逆变技术三相逆变和空间矢量调制（掌握）车用功率半导体技术（了解）车用电机控制器技术和装置（了解）4课外5（课内）多媒体教学目标1、2第17周第8章车用电驱动系统的集成车用电驱动系统的负载平衡（熟悉）车载电源对电驱动系统的影响（了解）2（课内）多媒体教学目标2合计2 （课内）4 （课外）49四、实验项目和主要仪器设备与器材配置序号实验项目实验类别组人数实验学时主要仪器设备设备复套数主要消耗材料所在实验室验证综合设计1车用驰动电机的磁场定向控制参数标定（现场教学）是
9、4-62PMSM矢量控制套件每组1套无2永磁同步电机磁场定向控制算法快速原型实现是4-6课后PMSM矢量控制套件旬;组1套无课外完成教学器材及教学大纲参见教材网站资源链接。五、考核、成绩评定方式及重修要求重视对实物认知和现场答辩所体现出的知识掌握程度：将平时作业计入总成绩，注重全过程学习，督促学生进行论文提炼总结，将出勤作为成绩评定的基本条件。考核形式考核方式考核内容所对应的课程目标比重（%）考勤签到出勤情况课程目标210%过程考核1（大）作业（1）日常作业：（2）车用电机（永磁同步或感应电机）及其磁场定向控制算法仿真，提交报告。课程目标1、220%过程考核2小组项目永磁同步电机磁场定向控制算法快速原型实现和调试，小组完成并提交报告和汇报课程目标1、210%考试期末考试闭卷考试课程目标1、260%重修要求：跟班重修。六、教材与主要参考书教材名称作者出版社版次ISBN教材性质车用驱动电机原理与控制基础钟再敏机械匚业出版社19787111671794现代机械工程系列精品教材现代电机控制技术王成元机械工业出版社29787111452867国家级规划教材电机学汤蕴琛机械工业出版社59787111447092国家级规划教材
