《运动控制系统(B)》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 运动控制系统(B) Motion control system(B) 课程编号 D12356 课程性质 专业核心课 适用专业 自动化 总学时 56学时 理论学时 48学时 实验学时8学时 学分 3.5学分 开课学期 第6学期 先修课程 电路、自动控制原理、电力电子技术、机电控制元件、自动检测技术 后续课程 控制系统仿真、计算机控制技术、自动化专业综合课程设计 二、课程性质和课程目标 1课程性质 运动控制系统()》是自动化大科专的业核心课，是程件和合进都很强的专出的内容王 学生通过学习本课程，获得交、直流调速系统的工程设计方法和工程实践知识，具有一定的计算、分析、设计实验 能力、综合分析能力、交直流调速系统的调试能力，为学习后续课程及从事本专业的工程技术 2.课程目标 双闭环直流调速 电力电子技术等基本知识与基本原理 速以及双馈法等系的型流 性台析评价了解上述系统在运行过程中的所受到的名种干扰影吸及解铁方法，并获得看 能够针对 直流调速务 按照工程 化设计方法 的控 HA 系统进行静、 动态分析设计的能力同 体现创新意 课程目标3：能够针对闭环控制的直流调速系统、随动系统、交流变频系统、串级调速系等复杂工程问题，根据实际 被控对象特征和控制性能要求，选择合理可行的研究路线，设计实验装置，搭建和调试系统，安全的开展实验工作。 课程目标4：能够基于控制工程相关背景知识，从工程师的角度对交流调压调速、电力电子变压变频调速、串级调速 等运动控制系统进行合理性分析和设计，正确评价电机软启动、变压变频等复杂工程问题的解决方案对健康、安全的影 响，并理解应承担的责任。 课程目标5：能够通过对电力电子变压变频调速系和串级调速系统的设计、控制以及投运等工程实践，理解并遵守工 程职业道德和规范，同时综合考虑公众安全以及环境保护等因素，自觉履行责任，增强社会责任感， 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业 要求 毕业要求指标点 聚 器 騾 2问题 2.4能够运用工程科学原理和专业知识分 分析 析评价自动化领域复杂工程问题的影响 因素与解决途径，并获得有效结论。 3.设计开 3.3能够根据市场信息、新技术发展或生 发解决方 产需求，设计实施技术方案所需的控制 单元部件或工艺流程，并体现仓 案 4研究 4.2能够根据所研究的 化复杂
《运动控制系统(B)》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程名称 运动控制系统（B） Motion control system (B) 课程编号 D12356 课程性质 专业核心课 适用专业 自动化 总 学 时 56学时 理论学时 48学时 实验学时 8学时 学 分 3.5学分 开课学期 第6学期 先修课程 电路、自动控制原理、电力电子技术、机电控制元件、自动检测技术 后续课程 控制系统仿真、计算机控制技术、自动化专业综合课程设计 二、课程性质和课程目标 1. 课程性质 《运动控制系统（B）》是自动化本科专业的专业核心课，是一门工程性和综合性都很强的专业课。它的内容属于 电气传动控制学科范畴，针对复杂工程系统的控制问题，根据工业生产中电机与电气控制的特点，以自动控制理论为基 础，以直流电动机和交流电机为对象，系统地学习典型交、直流调速控制系统的组成、原理、特性，以及在工业应用中 必须注意的有关问题。 学生通过学习本课程，获得交、直流调速系统的工程设计方法和工程实践知识，具有一定的计算、分析、设计实验 能力，同时具有逻辑思维能力、综合分析能力、交直流调速系统的调试能力，为学习后续课程及从事本专业的工程技术 工作和科学研究打下基础。 2. 课程目标 课程目标1：能够综合运用自动控制理论、机电控制元件、电力电子技术等基本知识与基本原理，对单闭环直流调 速、双闭环直流调速、可逆直流调速、位置随动、交流变压调速、变压变频调速以及双馈调速等系统的工作原理与机械 特性进行分析评价，了解上述系统在运行过程中的所受到的各种干扰影响及解决方法，并获得有效结论。 课程目标2：能够针对闭环控制的交、直流调速系统，按照工程化设计方法，选择合适的控制器与合理的典型系统； 具备绘制系统的原理图和对系统进行静、动态分析设计的能力；同时，能够根据实际工程的需要，合理选择元器件，并 能在设计过程中体现创新意识。 课程目标3：能够针对闭环控制的直流调速系统、随动系统、交流变频系统、串级调速系等复杂工程问题，根据实际 被控对象特征和控制性能要求，选择合理可行的研究路线，设计实验装置，搭建和调试系统，安全的开展实验工作。 课程目标4：能够基于控制工程相关背景知识，从工程师的角度对交流调压调速、电力电子变压变频调速、串级调速 等运动控制系统进行合理性分析和设计，正确评价电机软启动、变压变频等复杂工程问题的解决方案对健康、安全的影 响，并理解应承担的责任。 课程目标5：能够通过对电力电子变压变频调速系和串级调速系统的设计、控制以及投运等工程实践，理解并遵守工 程职业道德和规范，同时综合考虑公众安全以及环境保护等因素，自觉履行责任，增强社会责任感。 三、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业 要求 毕业要求指标点 课程 目标1 课程 目标2 课程 目标3 课程 目标4 课程 目标5 2.问题 分析 2.4能够运用工程科学原理和专业知识分 析评价自动化领域复杂工程问题的影响 因素与解决途径，并获得有效结论。 √ 3.设计/开 发解决方 案 3.3能够根据市场信息、新技术发展或生 产需求，设计实施技术方案所需的控制 系统、单元部件或工艺流程，并体现创 新意识。 √ 4.研究 4.2能够根据所研究的自动化复杂工程问 题的对象特征，选择合理可行的研究路 √
线，并设计实验方案， 6.2能够从工程师的角度，分析和评价自 动化领域新产品、新工艺、新技术的开 发与应用对 建康、安全、法律、 文化的潜在影响， 目实施的影响 以及这 的因系 并理解应承担的责 8.3只有服务意识，能够理解工程师的职 8职业规 售，服务等方面的工程实践中能够考虑 范 公众的安全、 健康和福祉以及环境保护 等因幸，自微履行需任 四、教学内容与课程目标的关系 序号 知识点 学习要求 教蔽 1运动控制系统基本概 能 阳确青流调违系统的条成 2理解运动控制系统的发展与历 调速系 与岩园 2 统概论 3.基本的转矩控制规 多媒体 3.能分析基本的转矩控制规律： 教学 3.能判别系统所带负载的转拒特 4工程中常见负载转矩 法 性 特性。 1明确运动控制系统的转矩控制规 分电的原理 元的灯 运动控制系统的转 分析转速负反馈单闭环有静差 2.直流调速系统的电 直流调速系统的组成 工作原理， 静特性，能针对各控制环节，求取 任务驱 转速负反馈单闭环 系统传涕函数，并能对反馈控制闭 动教学 有静差直流调速系 单闭环 环直流调速进行稳态和动态的分析 法，理 控制的 设 论仿真 速反馈 控制 流调 针 对调速系统的过电流问题， 14 器 百的 1,2 能合 作原理 特性 能针对各控制环节 6电压反馈电流补偿 系统传递函数，并能对反馈控制闭 制的直流调速系 环直流调速进行稳态和动态的分析 统 与设计 6.能分析电压反馈电流补偿控制的 作原埋
线，并设计实验方案。 6.工程与 社会 6.2能够从工程师的角度，分析和评价自 动化领域新产品、新工艺、新技术的开 发与应用对社会、健康、安全、法律、 文化的潜在影响，以及这些制约因素对 项目实施的影响，并理解应承担的责 任。 √ 8.职业规 范 8.3具有服务意识，能够理解工程师的职 业性质和责任，在产品设计、制造、销 售、服务等方面的工程实践中能够考虑 公众的安全、健康和福祉以及环境保护 等因素，自觉履行责任。 √ 四、教学内容与课程目标的关系 序号 知识 模块 知识点 学习要求 参考 课时 教学方 法建议 对应课 程目标 1 调速系 统概论 1.运动控制系统基本概 念、功能、组成； 2.运动控制系统的历史 与发展； 3.基本的转矩控制规 律； 4.工程中常见负载转矩 特性。 1.明确直流调速系统的任务要求； 2.理解运动控制系统的发展与历 史； 3.能分析基本的转矩控制规律； 3.能判别系统所带负载的转矩特 性。 2 案例教 学法， 多媒体 教学 法。 课程 目标1 2 单闭环 控制的 直流调 速系统 1. 运动控制系统的转 矩控制规律； 2. 直流调速系统的电 源； 3. 转速负反馈单闭环 有 静 差 直 流 调 速 系 统； 4.转速反馈控制直流调 速系统的限流保护； 5. 转速负反馈单闭环 无 静 差 直 流 调 速 系 统； 6. 电压反馈电流补偿 控 制 的 直 流 调 速 系 统。 1.明确运动控制系统的转矩控制规 律，认清转矩与电流的对应关系； 2.能分析3种直流调速用电源的原理 与特性； 3.能分析转速负反馈单闭环有静差 直流调速系统的组成，工作原理， 静特性，能针对各控制环节，求取 系统传递函数，并能对反馈控制闭 环直流调速进行稳态和动态的分析 与设计； 4.针对调速系统的过电流问题，能 选择并设计合适的限流保护装置； 5.能分析转速负反馈单闭环无静差 直流调速系统的组成，工作原理， 静特性，能针对各控制环节，求取 系统传递函数，并能对反馈控制闭 环直流调速进行稳态和动态的分析 与设计； 6. 能分析电压反馈电流补偿控制的 直流调速系统的组成，工作原理， 静特性，并能进行设计。 14 任务驱 动教学 法，理 论仿真 教学 法，翻 转课堂 教学 法。 课程 目标 1，2
转速申流双闭环直治 调速系统的组成及其 2,求取各关键环节的传递函数， 特性 转速 立转速电流双闭环直流调速系统的 任务驱 2双闭环直流调速系 流双闭 数学横型，分析系统的动态性能： 动教学 环直流 统的数学模型与动态 .明确工程设计方法的思路，确立 调速 典型系统性能指标与参数的关系， 对高阶 传 递函数，能进行非典型 10 统和 琴 1,2 速 设计转速 闭王 收进方 5.弱磁控制的直流调 5.明确变压与弱磁的配合控制， 速系统 析非独立励磁的调速系统的组成与 工作过程。 1位置随动系统的组成 1能分析位置随动系统的组成与特 2位传感器 对位置随动系统，能选着合适 统的误差 的 分计算位置随动系统的误 器 位置随动系统的动态 法 校正与控制， 4针对位置随动系统，设计合适的 动态校正与控制装置 1能明确异步电机变压调速系统的 1异步电机变压调速系 电路结构： 统的电路细成 2.能建立并分析异步电机变压调速 2异步电机变压调速系 系统的机械特性， 异步电 统机械特性 明确异步电机变压调速系统的 .P 玉调速 机变 结 性 制 玉速系统的静特 4 结构图及其 动态结构图， 5软启动器及其节能运 功率损耗： 5,能明确电机的软启动器的作用， 并能设计系统的节能措施， 1变压变频调速的基本 1.能识别变压变频调速的3种基本控 制方式 万式： 步电机电厅 能分析异步电机电压频率协调控 协调控制时的机械特 分 笼型异 日成与T作 先电机 变压变 4变压变频调速系统的 酒琴 4.能分析井运用不同类型的PWM技 10 PWM技术 频调速 术，并能分析死区对系统的影知响 系统 5基于异步电机稳态模 4,5 型变压变频调速系 5能识别通用变器异步电机调速 系统，能分析并设计转速闭环转差 6. 基于动态模型 向的直接转矩 用确直接转矩控制的 必 接 矩技定子磁链定向的 线车 异步电机双馈调速的 能明确异步电机双馈调速的组成 步 电机双 2串级调速系统， 2能分析串级调速系统的结构与工 作原理； 45
3 转 速 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 和 调 节 器 的 工 程 设 计 方 法 1.转 速 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 组 成 及 其 静 特 性 ； 2. 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 数 学 模 型 与 动 态 性 能 分 析 ； 3.调 节 器 的 工 程 设 计 方 法 ； 4. 按 工 程 设 计 方 法 设 计 双 闭 环 系 统 的 调 节 器 ； 5. 弱 磁 控 制 的 直 流 调 速 系 统 。 1.明 确 转 速 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 组 成 ， 能 分 析 系 统 的 静 特 性 ； 2.求 取 各 关 键 环 节 的 传 递 函 数 ， 建 立 转 速 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 的 数 学 模 型 ， 分 析 系 统 的 动 态 性 能 ； 3.明 确 工 程 设 计 方 法 的 思 路 ， 确 立 典 型 系 统 性 能 指 标 与 参 数 的 关 系 ， 针 对 高 阶 传 递 函 数 ， 能 进 行 非 典 型 系 统 的 典 型 化 ； 4.能 按 照 工 程 设 计 方 法 ， 设 计 转 速 电 流 双 闭 环 直 流 调 速 系 统 ， 改 进 方 案 ； 5.明 确 变 压 与 弱 磁 的 配 合 控 制 ， 分 析 非 独 立 励 磁 的 调 速 系 统 的 组 成 与 工 作 过 程 。 1 0 任 务 驱 动 教 学 法 ， 理 论 仿 真 教 学 法 ， 翻 转 课 堂 教 学 法 。 课 程 目 标 1 ， 2 4 位 置 随 动 系 统 1.位 置 随 动 系 统 的 组 成 与 特 征 ； 2.位 置 传 感 器 ； 3.位 置 随 动 系 统 的 误 差 与 参 数 计 算 ； 4.位 置 随 动 系 统 的 动 态 校 正 与 控 制 。 1.能 分 析 位 置 随 动 系 统 的 组 成 与 特 征 ； 2.针 对 位 置 随 动 系 统 ， 能 选 着 合 适 的 位 置 传 感 器 ； 3.能 分 析 并 计 算 位 置 随 动 系 统 的 误 差 ； 4.针 对 位 置 随 动 系 统 ， 设 计 合 适 的 动 态 校 正 与 控 制 装 置 。 2 多 媒 体 教 学 法 ， 案 例 教 学 法 。 课 程 目 标 1 ， 2 5 异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 1.异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 的 电 路 组 成 ； 2.异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 机 械 特 性 ； 3.闭 环 控 制 的 变 压 调 速 系 统 及 其 静 特 性 ； 4.闭 环 控 制 的 变 压 调 速 系 统 动 态 结 构 图 及 其 转 差 功 率 损 耗 ； 5.软 启 动 器 及 其 节 能 运 行 。 1.能 明 确 异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 的 电 路 结 构 ； 2.能 建 立 并 分 析 异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 的 机 械 特 性 ； 3.能 明 确 异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 的 电 路 结 构 ； 并 能 建 立 并 分 析 闭 环 控 制 异 步 电 机 变 压 调 速 系 统 的 静 特 性 ； 4.能 绘 制 闭 环 控 制 的 变 压 调 速 系 统 动 态 结 构 图 ， 并 能 分 析 系 统 的 转 差 功 率 损 耗 ； 5.能 明 确 电 机 的 软 启 动 器 的 作 用 ， 并 能 设 计 系 统 的 节 能 措 施 。 4 问 题 导 向 教 学 法 ， 讨 论 教 学 法 。 课 程 目 标 1 ， 2 ， 4 6 笼 型 异 步 电 机 变 压 变 频 调 速 系 统 1.变 压 变 频 调 速 的 基 本 控 制 方 式 ； 2.异 步 电 机 电 压 - 频 率 协 调 控 制 时 的 机 械 特 性 ； 3.电 力 电 子 变 频 器 ； 4.变 压 变 频 调 速 系 统 的 P W M 技 术 ； 5.基 于 异 步 电 机 稳 态 模 型 变 压 变 频 调 速 系 统 ； 6.基 于 动 态 模 型 按 定 子 磁 链 定 向 的 直 接 转 矩 控 制 系 统 。 1.能 识 别 变 压 变 频 调 速 的 3 种 基 本 控 制 方 式 ； 2.能 分 析 异 步 电 机 电 压 - 频 率 协 调 控 制 时 的 机 械 特 性 ； 3.能 分 析 不 同 类 型 电 力 电 子 变 压 变 频 器 的 组 成 与 工 作 原 理 ， 能 正 确 使 用 ； 4.能 分 析 并 运 用 不 同 类 型 的 P W M 技 术 ， 并 能 分 析 死 区 对 系 统 的 影 响 ； 5.能 识 别 通 用 变 频 器 - 异 步 电 机 调 速 系 统 ， 能 分 析 并 设 计 转 速 闭 环 转 差 频 率 控 制 的 变 压 变 频 调 速 系 统 ； 6.能 明 确 直 接 转 矩 控 制 的 涵 义 ， 并 能 分 析 与 设 计 按 定 子 磁 链 定 向 的 直 接 转 矩 控 制 系 统 。 1 0 问 题 导 向 教 学 法 ， 讨 论 教 学 法 ， 翻 转 课 堂 教 学 法 。 课 程 目 标 1 ， 2 ， 4 ， 5 7 绕 线 转 子 异 步 电 机 双 1.异 步 电 机 双 馈 调 速 的 工 作 原 理 ； 2.串 级 调 速 系 统 ； 1.能 明 确 异 步 电 机 双 馈 调 速 的 组 成 与 工 作 原 理 ； 2.能 分 析 串 级 调 速 系 统 的 结 构 与 工 作 原 理 ； 6 问 题 导 向 教 学 法 ， 任 务 驱 动 课 程 目 标 1 ， 2 ， 4 ， 5
馈调速 3.串级调速系统的机城 3.能分析串级调速系统的机械特 系统 行性。 教学 1能明确串级调速系统的技术经济 速系统 1熟悉实验装置和测试仪器的使用 1单闭环直流调速系统 2.对单闭环直流调速系统进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对性能的影响」 1熟悉实验装置和测试仪器使用方 2双闭环直流调速系统 对双闭环直流调速系统进行搭 化对系统特性的影响， 熟悉实验装置和测试仪器使用方 3.pWM可逆直流调讳 2对PWM可逆直流调速系统，进行 系统 搭建、调试，对相应指标进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对系统特性的影响」 实验 熟悉实验装置和测侧试仪器使用方 对异步电机清 有效结 法熟实验装置和澳试仪架使用方 5.异步电机变压变频调 2对异步电机变压变频调速系统进 速系统 行搭建、调试，对相应指标进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对系统特性的影响。 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 去 6.串级调速系统 2.对绕线式异步电机串级调速系统 测则量 分析系统 五、教学方法和学习建议 1.教学方法建议 根据本课程的特点，按照模块化教学理念，有针对性的应用板书教学、多媒体教学、视频教学、网络教学、工程实 经器老的天是算哈论与方波方发学生的主体作用，黄 (1)传统教学与多媒体教学结合法：板书和多媒体教学相结合，采用动画、 教学的直观性 实物演示等，提高课堂教学信息量，增强 (2)案例敏学法：对于每 知识模块，通过分析和研究已有的案伤例组织教学，使学生在分析和学习案例的过程中，提 高理论联系实际的能力，了解理论知识的工程应用。 (3任务驱动教学法： 在每一知识横块开始学习之前，先讲述该模块要解决的问题，并据此给学生布置任务，使学生 带着任务去学习
馈调速 系统 3.串级调速系统的机械 特性。 4.串级调速系统的技术 经 济 指 标 与 提 高 方 案； 5.双闭环控制的串级调 速系统。 3.能分析串级调速系统的机械特 性； 4.能明确串级调速系统的技术经济 指标并能给出提高方案； 5.能分析并设计双闭环控制的串级 调速系统，并能提出改进措施。 教学 法。 8 实验 1.单闭环直流调速系统 1.熟悉实验装置和测试仪器的使用 方法； 2.对单闭环直流调速系统进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对性能的影响。 8学时 （选择其中 4个 实验） 课程目 标3 2.双闭环直流调速系统 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 法； 2.对双闭环直流调速系统进行搭 建、调试，对相应指标进行测量， 得出有效结果，并分析系统参数变 化对系统特性的影响。 3.PWM可逆直流调速 系统 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 法； 2.对PWM可逆直流调速系统，进行 搭建、调试，对相应指标进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对系统特性的影响。 4.异步电机调压调速系 统 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 法； 2.对异步电机调压调速系统的相关 参数进行测量，得出有效结果，并 分析系统参数变化对性能的影响。 5.异步电机变压变频调 速系统 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 法； 2.对异步电机变压变频调速系统进 行搭建、调试，对相应指标进行测 量，得出有效结果，并分析系统参 数变化对系统特性的影响。 6. 串级调速系统 1.熟悉实验装置和测试仪器使用方 法； 2.对绕线式异步电机串级调速系统 进行搭建、调试，对相应指标进行 测量，得出有效结果，并分析系统 参数变化对系统特性的影响。 五、教学方法和学习建议 1. 教学方法建议 根据本课程的特点，按照模块化教学理念，有针对性的应用板书教学、多媒体教学、视频教学、网络教学、工程实 例、实验教学、软件仿真等手段优化教学过程，激发学生的热情，以小组讨论与问题启发方式发挥学生的主体作用，真 正做到"授人以鱼，更要教人以渔"。采用形式多样的课程教学方式，包括： (1)传统教学与多媒体教学结合法：板书和多媒体教学相结合，采用动画、实物演示等, 提高课堂教学信息量，增强 教学的直观性。 (2)案例教学法：对于每一知识模块，通过分析和研究已有的案例组织教学，使学生在分析和学习案例的过程中，提 高理论联系实际的能力，了解理论知识的工程应用。 (3)任务驱动教学法：在每一知识模块开始学习之前，先讲述该模块要解决的问题，并据此给学生布置任务，使学生 带着任务去学习
时流装宽控装3号不。酸与 (5)反转课堂教学法：建立课前学习、课中活动、课后检测之间的联系，以培养学生分析问题和解决问题的能力，敢 于表达自己的主张，形成探究学习的习惯。 6问向教学法·引学生学问 学会问，用问题驱动教学激发学生的学习热情、调动思维活力、加强讨论交 流、写引得探究活动，增加自主学与，促进学以数用和创新活动， (门理论仿真牧学法：在课堂教学和实验中充分而灵活地应用仿真软件，软硬结合，确立实际操作与计算机仿真相结 实选方式，以帮助学生较快地理解和掌握那些用传统的教学手段难以表现的内容。 2.学生学习建议 ()重点学习转速负反馈闭环控制系统的基本概念、基本分析方法和设计方法，注意工程化设计方法在简化分析的条 件与处理方法， (2)要借助MATLAB仿真软件对控制系统进行仿真分析和设计，主要围绕着重点和难于理解的内容进行。 (3)要重视实验，通过验证、设计和综合实验，在实验中将知识由抽象变形象、由难懂变易懂，提高自己综合运用知 识的能力。 号吉注网平台发布的自主学习任务学习指，通文所材。规看专领 行自主学习. 听老师讲解提问，听同学发言：看课本、看板书 PPT: 的 于在父人面前发表自己的见解，普于多角度验证答架 理解他人的观点，为别人解答为自己释 (6加强课后的复习，加强新旧知识之间的联系和对此，及时复习巩固，按时完成在线测试、虚拟实验、作业、小论 文等 (门)积极参与小组协作探究学习，根据牧师在网络平台上发布的小组协作探究项目，小组成员既要积极承担个人责 任，又要相互帮助、相互启发、密切配合，发挥团队精神，有效完成小组的探究项目。 六、考核方式与对应的课程目标及成绩评定标准 1.综合计分方法与对应的课程目标 序号 项目 比例 对应的课程目标 小组项目作业 10% 课程目标1、2 2 综合作业 10% 课程目标2、5 3 课程讨论与笔记 10% 课程目标1、2 4 在线灵测试 10% 课程目标1、2 5 专题报告 10% 课程目标4、5 6 实验 10% 课程目标3 7 期终考试 40% 课程目标1、2、4 总计 100% 2.课程目标、考核内容与评价依据的对应关系 课程目标 考核内容 评价依据 (%) 能够综合运用自动控制理 I)V~M系统和PWM-M系统的数学 1)课堂讨论与 35-45 机电 单闭环、双闭环、可逆直流调速系 对单闭环直流调速 统的 2小组项目作 闭环直流调速可逆直流调 3)有静差与无静差调速系统的调节过 3)在线测试 速、位置随动、交流变压调 程及抗扰性能： 4)期终考试 速、变压变频调速以及双馈
(4)讨论教学法：学生以小组为单位，根据教师提出的问题或提供的教学资料，在教师的组织和引导下，积极参与课 堂讨论，从而实现教与学的互动；增强学生思维的灵活性，提高学生交流、沟通的能力。 (5)反转课堂教学法：建立课前学习、课中活动、课后检测之间的联系，以培养学生分析问题和解决问题的能力，敢 于表达自己的主张，形成探究学习的习惯。 (6)问题导向教学法：引导学生学着问，学会问，用问题驱动教学,激发学生的学习热情、调动思维活力、加强讨论交 流、引导探究活动，增加自主学习，促进学以致用和创新活动。 (7)理论仿真教学法：在课堂教学和实验中充分而灵活地应用仿真软件，软硬结合，确立实际操作与计算机仿真相结 合的教学模式和实践方式，以帮助学生较快地理解和掌握那些用传统的教学手段难以表现的内容，培养学生的创新能 力。 2.学生学习建议 (1)重点学习转速负反馈闭环控制系统的基本概念、基本分析方法和设计方法，注意工程化设计方法在简化分析的条 件与处理方法。 (2)要借助MATLAB仿真软件对控制系统进行仿真分析和设计, 主要围绕着重点和难于理解的内容进行。 (3)要重视实验，通过验证、设计和综合实验，在实验中将知识由抽象变形象、由难懂变易懂，提高自己综合运用知 识的能力。 (4)注意课前自主学习，注意网络平台发布的自主学习任务单和学习指导，通过查阅文献、研读教材，观看老师的微 视频等资源，进行自主学习。 (5) 认真对待课中听课和研课。听课专心，尽快进入学习状态，听老师讲解、提问，听同学发言；看课本、看板书、 看PPT；做笔记、圈重点、做练习；多动脑筋、积极思维、大胆质疑。研课要积极参与课堂内的全部学习活动，比如小组 讨论，能清楚地阐述自己的观点，能被他人正确理解，同时学会倾听，准确理解他人的观点，为别人解答，为自己释 疑。要大胆质疑，敢于在众人面前发表自己的见解，善于多角度验证答案。 (6)加强课后的复习，加强新旧知识之间的联系和对比，及时复习巩固，按时完成在线测试、虚拟实验、作业、小论 文等。 (7)积极参与小组协作探究学习，根据教师在网络平台上发布的小组协作探究项目，小组成员既要积极承担个人责 任，又要相互帮助、相互启发、密切配合，发挥团队精神，有效完成小组的探究项目。 六、考核方式与对应的课程目标及成绩评定标准 1．综合计分方法与对应的课程目标 序号 项 目 比例 对应的课程目标 1 小组项目作业 10% 课程目标1、2 2 综合作业 10% 课程目标2、5 3 课程讨论与笔记 10% 课程目标1、2 4 在线测试 10% 课程目标1、2 5 专题报告 10% 课程目标4、5 6 实验 10% 课程目标3 7 期终考试 40% 课程目标1、2、4 总计 100% 2．课程目标、考核内容与评价依据的对应关系 序 号 课程目标 考核内容 评价依据 占比 (%) 1 能够综合运用自动控制理 论、机电控制元件、电力电 子技术等基本知识与基本原 理，对单闭环直流调速、双 闭环直流调速、可逆直流调 速、位置随动、交流变压调 速、变压变频调速以及双馈 1）V－M系统和PWM－M系统的数学 模型； 2）单闭环、双闭环、可逆直流调速系 统的工作原理； 3）有静差与无静差调速系统的调节过 程及抗扰性能； 1）课堂讨论与 笔记 2）小组项目作 业 3）在线测试 4）期终考试 35-45
调速等系统的工作原理与机 4)交流调压调速系统的静特性及其数 械特性进行分析评价，了解 字模型 串级调速系统的工作原理及其数学 频调速系统的控制方式、机械特 7)位置随动系统的分类、数学模型及 其稳态误差计算， 能够针对闭环控制的交 1)典型1型、Ⅱ型系统和工程设计方 流调速系统，按照工程化设 法，系统的设计步骤、参数计算、工程 计方法，选择合适的控制器 校验和申路原理图设计 1)课堂讨论与 笔记 与合理的典型系统：具备绘 2)可逆直流调速系统的回馈制动分 制系统的原理 析，环流的分类及其抑止方法： 2)综合作业 和对系统进 业小组项目作 25-35 计的能 压变 能在设计过程中体现创新意 识 6)位随动系统的动态综合设计 能够针时闭环控制的直流调 速系随动系统衣流 频系统、串级调速系，根据 实际被控对象特征和控制性 4个实物实验 1)实验操作 能要求，选择合理可行的研 2)实验报告 10 系统，安全的开 路线，设计买 装 流调压调速、电力电子变示 由机饮启动哭的作上与节能措袖 变频调速、串级调速等运动 2电力电子变压变频器的类型 能 控制系统进行合理性分析和 使用方法： 3.串级调速系统的技术经济指标， 1)期终考试 设计，正确评价电机软启 2)专题报告 5-15 动、变压变频等复杂工程问 4,撰写电机软启动、变压变频等复杂工 程问题的解决方案对健康、安全影响的 题的解决万案对健康、安 的影响，并理解应承担的责 专题报告。 由力由子 体 电力电子变压变频器的应用场合及使 计、控制以及投运等 践， 用调速系统功率因数的因素及 道德和规范，同时综合考虑 其改善措施： 1)综合作业 3通过设计变频调速、串级调速等运动 2)专题报告 5-15 公众安全以及环境保护等因 素，自觉履行责任，增强社 控制系统，撰写综合考虑公众安全以及 会责任感， 环境保护等因索的专题报告。 3.评分标准 (1)小组项目作业 小组项目作业不少于4次，每次按100分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩， 小组项目作业 得分 项目设计合理，严格按要求并及时完成书写清晰渐整齐，逻辑性强，数据准确率 90%以上，没有抄袭情况 90-100分 项目设计合理按要求并乃时完成：书写洁晰整文.罗辑性较好，数棍准确率8% 以上，没有抄袭情况。 80-90分
调速等系统的工作原理与机 械特性进行分析评价，了解 上述系统在运行过程中的所 受到的各种干扰影响及解决 方法，并获得有效结论。 4）交流调压调速系统的静特性及其数 学模型； 5）串级调速系统的工作原理及其数学 模型； 6）变频调速系统的控制方式、机械特 性及工作原理； 7）位置随动系统的分类、数学模型及 其稳态误差计算。 2 能够针对闭环控制的交、直 流调速系统，按照工程化设 计方法，选择合适的控制器 与合理的典型系统；具备绘 制系统的原理图和对系统进 行静动态分析设计的能力； 同时，能够根据实际工程的 需要，合理选择元器件，并 能在设计过程中体现创新意 识。 1）典型Ⅰ型、Ⅱ型系统和工程设计方 法，系统的设计步骤、参数计算、工程 校验和电路原理图设计； 2）可逆直流调速系统的回馈制动分 析，环流的分类及其抑止方法； 3）变压调速系统的转差功率损耗； 4）基于异步电动机稳态模型的变压变 频调速系统的原理分析与工程设计； 5）串级调速系统的工程设计； 6）位置随动系统的动态综合设计。 1）课堂讨论与 笔记 2）综合作业 3）小组项目作 业 4）在线测试 5）期终考试 25-35 3 能够针对闭环控制的直流调 速系统、随动系统、交流变 频系统、串级调速系，根据 实际被控对象特征和控制性 能要求，选择合理可行的研 究路线，设计实验装置，搭 建和调试系统，安全的开展 实验工作。 4个实物实验 1）实验操作 2）实验报告 10 4 能够基于控制工程相关背景 知识，从工程师的角度对交 流调压调速、电力电子变压 变频调速、串级调速等运动 控制系统进行合理性分析和 设计，正确评价电机软启 动、变压变频等复杂工程问 题的解决方案对健康、安全 的影响，并理解应承担的责 任。 1.电机软启动器的作用与节能措施； 2.电力电子变压变频器的类型、功能、 使用方法； 3.串级调速系统的技术经济指标； 4.撰写电机软启动、变压变频等复杂工 程问题的解决方案对健康、安全影响的 专题报告。 1）期终考试 2）专题报告 5-15 5 能够通过对电力电子变压变 频调速系和串级调速系统的 设计、控制以及投运等工程 实践，理解并遵守工程职业 道德和规范，同时综合考虑 公众安全以及环境保护等因 素，自觉履行责任，增强社 会责任感。 1.电力电子变压变频器的应用场合及使 用注意事项； 2.影响串级调速系统功率因数的因素及 其改善措施； 3.通过设计变频调速、串级调速等运动 控制系统，撰写综合考虑公众安全以及 环境保护等因素的专题报告。 1 ） 综 合 作 业 2）专题报告 5-15 3．评分标准 (1)小组项目作业 小组项目作业不少于4次，每次按100分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩。 小组项目作业 得分 项目设计合理，严格按要求并及时完成；书写清晰整齐，逻辑性强，数据准确率 90%以上，没有抄袭情况。 90-100分 项目设计合理，按要求并及时完成；书写清晰整齐，逻辑性较好，数据准确率80% 以上，没有抄袭情况。 80-90分
项目设计基本合理，书写较清晰整齐，数据准确率70%以上，态度端正， 70-80分 项目设计基本合理，书写基本达到要求，数据准确率60%以上，态度基本端正， 60-70分 项目设计不合理， 书写没有达到要求，数据准确率60%以下，态度不端正， 0-60分 (2)综合作业 综合作业不少于3次，每次按100分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩， 综合作业 得分 90-100分 80-90分 书写较清晰整齐，数据准确率70%以上，态度端正 70-80分 书写基本达到要求，数据准确率60%以上，态度基本端正， 60-70分 书写没有达到要求，数据准确率60%以下，态度不端正。 0-60分 (3)课程讨论与笔记 课堂讨论包含授课过程中的讨论和课程笔记，每种可按10分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩。 课堂讨论 得分 基本概 9-10分 基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，积极参与课堂网络交流。课堂笔记比 较规范，较清晰。 7-8分 基本概念清晰，能够提出解决问题的基本方案，能参与课堂网络交流。能完成课堂 笔记 5-6分 不能够提出解决问题的基本方案，参与课堂/网络交流少。课堂比较较少 0-4分 (④专题报告 专题报告 得分 按时提交专题报告，书写清晰，格式规范，内容完整，论据充分，字数符合要求，具 有一定的创新性或独立见解。 9.10分 聚提安专超告，书程清素，格式成危内较完多快杭夫分、子微符合灵 7-8分 按时提交专题报告，书写较清晰，格式较规范，内容基本完整，字数符合要求。 5-6份 超期提交专题报告，书写、格式、内容、字数均不符合要求。 04分 (5)在线测试 ,取其平均值作为此环节的最终成 给出 (6)实验 每次实验按10分制单独评分，取其平均值作为此环节的品终成绩， 实验操作(6分) 实验报告(4分) 得分
项目设计基本合理，书写较清晰整齐，数据准确率70%以上，态度端正。 70-80分 项目设计基本合理，书写基本达到要求，数据准确率60%以上，态度基本端正。 60-70分 项目设计不合理，书写没有达到要求，数据准确率60%以下，态度不端正。 0-60分 (2)综合作业 综合作业不少于3次，每次按100分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩。 综合作业 得分 严格按要求并及时完成；书写清晰整齐，逻辑性强，数据准确率90%以上，没有抄 袭情况。 90-100分 按要求并及时完成；书写清晰整齐，逻辑性较好，数据准确率80%以上，没有抄袭 情况。 80-90分 书写较清晰整齐，数据准确率70%以上，态度端正。 70-80分 书写基本达到要求，数据准确率60%以上，态度基本端正。 60-70分 书写没有达到要求，数据准确率60%以下，态度不端正。 0-60分 (3)课程讨论与笔记 课堂讨论包含授课过程中的讨论和课程笔记，每种可按10分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩。 课堂讨论 得分 基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，能提出不同的解决问题方案，积极参 与课堂/网络交流。课堂笔记规范，清晰。 9-10分 基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，积极参与课堂/网络交流。课堂笔记比 较规范，较清晰。 7-8分 基本概念清晰，能够提出解决问题的基本方案，能参与课堂/网络交流。能完成课堂 笔记。 5-6分 不能够提出解决问题的基本方案，参与课堂/网络交流少。课堂比较较少。 0-4分 (4)专题报告 专题报告 得分 按时提交专题报告，书写清晰，格式规范，内容完整，论据充分，字数符合要求，具 有一定的创新性或独立见解。 9-10分 按时提交专题报告，书写清晰，格式规范，内容较完整，论据较充分，字数符合要 求。 7-8分 按时提交专题报告，书写较清晰，格式较规范，内容基本完整，字数符合要求。 5-6分 超期提交专题报告，书写、格式、内容、字数均不符合要求。 0-4分 (5)在线测试 在线测试按照每章节或者模块或者课次灵活安排，每个测试可按10分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成 绩。成绩的评定采用网络阅卷方式，实时阅卷，实时给出成绩和答案。 (6)实验 每次实验按10分制单独评分，取其平均值作为此环节的最终成绩。 实验操作（6分） 实验报告（4分） 得分
意时纪律认直独立 报告内弃完 正确的 %以上：书 寻找和排除实验电路中 故障的方法，并能 9-10分 遵守纪律、认真独立完成实验：测量数据准 报告内容完整。正确率80%至95% 确，能整理分析实验数据，并能写出整洁、清 书写端正并保留完整清晰的计算过 7-8分 楚、完整的实验报告。 程，没有抄袭 按要求完成实验：原始数据完整准确，且书写 报告内容基本完整，正确率60%至 端正。 80%,且书写端正。 5-6分 按要求完成实验：原始数据完整。 报告内容不完整，指导教师指出后补 充完整， 34分 未能按要求完成实验；原始数据不完整。 报告内容不完整，指导教师指出后补 充仍不完整。 0-2分 (7)期终考试 考核 课程 本概令 考核内容要求 容全面查学生对 学生灵活运用所 、设计的能力 考试形式 采用笔试（开卷）形式，卷面成绩100分，卷面成绩乘以04计入总 成绩， 命题及批改 由课程负责人按牧考分离原则负责命题，试卷采用流水作业、统 批改 试卷结物应为40%的基出题40%的综合题20%的提宫题.难易 试卷结构 程度应适中，并体现出课程的重点和难点。 提目标成 课程目标！ 试题占45-55%，题型以简答题、分析题、计算题为主. 的试题占比及 课程目标2 试题占35-45%，题型以作图题、分析题、综合设计题为主， 题型 课程目标4 试题占10-20%，题型以论述题、分析题为主 七、教材及主要参考资料 1.阮毅主编，电力拖动自动控制系统一运动控制系统（第5版）·北京：机械工业出版社，2020 2.陈伯时主编，电力拖动自动控制系统一运动控制系统（第3版），北京：机械工业出版社，2017 3.曾毅主编，现代运动控制系统工程.北京：机械工业出版社，2006 4.陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第2版）·北京：机减工业出版社，2012 5.尔桂花主编，运动控制系统.北：清华大学出版社，2002 6.针对授课内容与知识要点编写相关《运动控制系统实验指导书》。 八、说明 在该课程实际教学过程中，如有与该大纲有关要求不一致的地方，由课程负责人（或课程组）提出修改意见，经系 主任、主管院长签字后可以修改并执行
遵守纪律、认真独立完成实验；准确读取数据 和观察实验现象，能整理分析实验数据，能分 析、寻找和排除实验电路中故障的方法，并能 写出整洁、清楚、完整的实验报告。 报告内容完整，正确率95％以上；书 写端正并保留完整清晰的计算过程， 没有抄袭；对实验过程中存在问题有 详细透彻的分析。 9-10分 遵守纪律、认真独立完成实验；测量数据准 确，能整理分析实验数据，并能写出整洁、清 楚、完整的实验报告。 报告内容完整，正确率80%至95％； 书写端正并保留完整清晰的计算过 程，没有抄袭。 7-8分 按要求完成实验；原始数据完整准确，且书写 端正。 报告内容基本完整，正确率60%至 80％，且书写端正。 5-6分 按要求完成实验；原始数据完整。 报告内容不完整，指导教师指出后补 充完整。 3-4分 未能按要求完成实验；原始数据不完整。 报告内容不完整，指导教师指出后补 充仍不完整。 0-2分 （7）期终考试 考核内容要求 考核内容应全面考查学生对本课程基本概念、基本原理等知识的理 解和掌握程度，还要考核学生灵活运用所学知识对各种运动控制系 统进行分析、设计的能力。 考试形式 采用笔试（开卷）形式，卷面成绩100分，卷面成绩乘以0.4计入总 成绩。 命题及批改 由课程负责人按教考分离原则负责命题，试卷采用流水作业、统一 批改。 试卷结构 试卷结构应为40%的基出题、40%的综合题、20%的提高题。难易 程度应适中，并体现出课程的重点和难点。 课程目标对应 的试题占比及 题型 课程目标1 试题占45-55%，题型以简答题、分析题、计算题为主。 课程目标2 试题占35-45%，题型以作图题、分析题、综合设计题为主。 课程目标4 试题占10-20%，题型以论述题、分析题为主。 七、教材及主要参考资料 1．阮毅主编，电力拖动自动控制系统—运动控制系统（第5版）．北京：机械工业出版社，2020 2. 陈伯时主编，电力拖动自动控制系统—运动控制系统（第3版）．北京：机械工业出版社，2017 3．曾毅主编，现代运动控制系统工程．北京：机械工业出版社，2006 4．陈伯时主编，电力拖动自动控制系统（第2版）．北京：机械工业出版社，2012 5．尔桂花主编，运动控制系统．北京：清华大学出版社，2002 6．针对授课内容与知识要点编写相关《运动控制系统实验指导书》。 八、说明 在该课程实际教学过程中，如有与该大纲有关要求不一致的地方，由课程负责人（或课程组）提出修改意见，经系 主任、主管院长签字后可以修改并执行