《電力電子建模仿真實訓》教學大綱

《電力電子建模仿真實訓》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：5163043課程性質(zhì)：集中實踐課學分：1學分周數(shù)：1周先修課程：自動控制原理、電力電子技術(shù)、Matlab與電力拖動控制仿真并修課程：無適用專業(yè)：電氣工程及其自動化開課單位：電氣工程與自動化學院一、課程說明《電力電子建模與仿真實訓》是電氣工程及其自動化專業(yè)教學計劃所設(shè)的重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是學生理論聯(lián)系實際的課堂，為學生將來進行課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及走向工作崗位后從事電力電子電路相關(guān)設(shè)計提供有力的計算機仿真工具。在教學內(nèi)容方面著重基礎(chǔ)知識、基本概念、仿真方法的講解；在實踐能力方面著重培養(yǎng)學生的系統(tǒng)建模能力和仿真分析能力，使學生具備一定的使用MATLAB\SIMULINK仿真軟件解決實際電力電子工程問題的能力。學生掌握當今廣泛流行的MATLAB\SIMULINK仿真軟件、仿真環(huán)境。掌握電力電子變流電路、電機調(diào)速系統(tǒng)計算機仿真的基本原理及方法。二、課程目標通過實訓，使學生達到如下目標：課程目標1：在教學過程中適當講解使用MATLAB\SIMULINK軟件如何解決實際的電力電子工程問題，如何對實際工程問題進行適當?shù)暮喕⑶以谀M過程中能夠綜合考慮模型簡化所帶來的局限性，以及如何處理實際工程問題中的約束，并得到合理的設(shè)計。課程目標2：掌握MATLAB\SIMULINK仿真環(huán)境和模塊庫；掌握電力電子器件模型和電動機模型；掌握電力電子變流電路的仿真；掌握直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真；能用MATLAB/SIMULINK仿真工具對電力電子工程問題進行合理的建模和仿真計算。課程目標3：在上機過程中布置分組討論，聯(lián)合建模，培養(yǎng)學生的團隊合作能力，以及清晰表達自己觀點的能力。了解我國目前電力電子的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)痛點，樹立為國家發(fā)展作出貢獻的觀念，增強責任意思。課程目標4：在教學過程中，以項目式教學為依托，使學生樹立項目管理意識，考慮項目實施難度、成本以及效果，綜合運用多種評價方法對仿真項目進行評估和管理。三、課程目標與畢業(yè)要求《電力電子建模與仿真實訓》課程教學目標對電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標點課程目標支持強度1.工程知識1.4能夠?qū)㈦姎夤こ碳捌渥詣踊瘜I(yè)知識用于復(fù)雜電氣工程問題解決方案的比較與優(yōu)化。課程目標1：在教學過程中適當講解使用MATLAB\SIMULINK軟件如何解決實際的電力電子工程問題，如何對實際工程問題進行適當?shù)暮喕?，并且在模擬過程中能夠綜合考慮模型簡化所帶來的局限性，以及如何處理實際工程問題中的約束，并得到合理的設(shè)計。M5.使用現(xiàn)代工具5.2能夠選擇與使用恰當?shù)默F(xiàn)代儀器、工程工具、信息資源、信息技術(shù)工具對復(fù)雜電氣工程問題進行分析、計算和設(shè)計。課程目標2：掌握SIMULINK仿真環(huán)境和模塊庫；掌握電力電子器件模型和電路拓撲結(jié)構(gòu)；掌握電力電子變流電路的仿真；用SIMULINK仿真工具對電力電子工程問題進行合理的建模和仿真計算。H9.個人和團隊及負責人的角色。9.2能夠主動與團隊成員合作、溝通，并組織、協(xié)調(diào)團隊開展工作，勝任團隊負責人的角色。課程目標3：在上機過程中布置分組討論，聯(lián)合建模，培養(yǎng)學生的團隊合作能力，以及清晰表達自己觀點的能力。了解我國目前電力電子的發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)痛點，樹立為國家發(fā)展作出貢獻的觀念，增強責任意思。M11.項目管理11.2能夠在多學科環(huán)境下，運用工程管理與經(jīng)濟決策方法對電氣工程項目進行決策和管理。課程目標4：在教學過程中，以項目式教學為依托，使學生樹立項目管理意識，考慮項目實施難度、成本以及效果，綜合運用多種評價方法對仿真項目進行評估和管理。M注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學內(nèi)容、教學要求與學時分配《電力電子建模與仿真實訓》的教學內(nèi)容、教學方式與學時分配見表2。表2教學內(nèi)容、教學要求與學時分配教學內(nèi)容教學要求，教學重點難點教學方式課時安排對應(yīng)的課程目標1.實訓動員與實訓準備教學要求：使學生了實訓內(nèi)容、目的和要求。重點：實訓目的和要求；難點：實訓要求。講授0.5天1、2、32.熟悉MATLAB/SIMULINK仿真環(huán)境教學要求：了解課程的基本內(nèi)容；熟悉SIMULINK系統(tǒng)仿真環(huán)境；掌握SIMULINK模塊庫中的模塊；掌握電力電子模型庫。重點：系統(tǒng)化梳理機械產(chǎn)品生產(chǎn)過程所涉及到專業(yè)知識；難點：掌握SIMULINK模塊庫中的模塊；掌握電力電子模型庫。講授上機1.5天1、2、33.熟悉MATLAB/SIMULINK的電力電子模型庫教學要求：掌握SIMULINK模塊庫中的模塊；掌握電力電子模型庫。重點：掌握SIMULINK模塊庫中的模塊；掌握電力電子模型庫；難點：掌握電力電子模型庫。講授上機1天1、2、34.熟悉各種電力電子器件模型和電動機模型的參數(shù)設(shè)置教學要求：熟悉二極管模型；晶閘管模型；可關(guān)斷晶閘管模型；電力場效應(yīng)晶體管模型；絕緣柵雙極型晶體管模型；理想開關(guān)模型；三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊；三電平變流器模塊；驅(qū)動模塊。重點：三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊；三電平變流器模塊；驅(qū)動模塊；難點：三相橋式整流電路模塊；通用橋式電路模塊。講授上機1天1、2、35.熟悉電力電子變流電路的仿真教學要求：掌握直流-直流變換器、直流-交流變換器仿真電路及仿真方法。重點：掌握直流-直流變換器、直流-交流變換器仿真電路及仿真方法；難點：掌握直流-交流變換器仿真電路及仿真方法。講授上機1天1、2、3、46.實訓考核（面試）：涉及到基礎(chǔ)理論、專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)知識；實訓過程中遇到的問題及解決方案等。教學要求：掌握基礎(chǔ)理論，仿真軟件應(yīng)用和項目管理方法。重點：仿真軟件應(yīng)用和項目管理方法；難點：項目管理方法。面試考核1天1、2、3、4合計6天（1周）五、教學方法及手段本課程以集中講授和上機操作為主，結(jié)合大作業(yè)、討論、自學等教學手段和形式完成實訓教學任務(wù)。在集中講授中，通過講授、提問、討論、演示等教學方法和手段讓學生理解各種電力電子電路的拓撲結(jié)構(gòu)、電路的分析方法以及應(yīng)用MATLAB/SIMULINK對其建模的過程、手段以及仿真結(jié)果的分析方法。在上機操作教學環(huán)節(jié)中，通過啟發(fā)式教學培養(yǎng)學生初步運用MATLAB/SIMULINK對電力電子電路問題的能力。培養(yǎng)學生自主學習能力、與其他同學合作解決問題的能力、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題的能力、獲取和整理信息的能力、準確運用語言文字的表達能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。在自學教學環(huán)節(jié)中，對課程中某些有助于進一步拓寬電路理論知識的內(nèi)容，通過教師的指導(dǎo)，由學生自學完成。通過自學這一教學手段培養(yǎng)學生的自主學習能力。六、課程考核對課程目標的支撐課程成績由實訓表現(xiàn)、實訓報告、實訓總結(jié)、實訓答辯四部分構(gòu)成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關(guān)系見表3。表3課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)分值考核/評價細則課程目標1234實訓表現(xiàn)35參加實訓的主動性、積極性、實訓記錄的完整性以及在實訓中與帶隊老師的互動?！獭獭?1515實訓報告20根據(jù)實訓報告的規(guī)范性以及實訓內(nèi)容的論述評判?！獭?010實訓總結(jié)20闡述基本概念、基本理論、設(shè)計（論文）思想的正確性，語言表達的邏輯嚴密性和精煉性等?！獭?010實訓答辯25教師依據(jù)學生提交材料或報告答辯論述、回答問題進行評價。√√√10510合計：10035201530七、考核與成績評定1.考核方式及成績評定實訓采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級評分制。即90分以上為優(yōu)，80~89分為良，70~79分為中，60~69分為及格，60分以下為不及格?？偝煽兎炙牟糠郑簩嵱柋憩F(xiàn)、實訓報告、實訓總結(jié)和實訓答辯。其中：（1）實訓表現(xiàn)占35%，無故曠課達3次取消總成績；（2）實訓報告占20%；（3）實訓總結(jié)占20%；（4）實訓答辯占25%。2.成績評定標準考核內(nèi)容、評價標準、所占比重見表4。表4考核方式評價標準考核方式所占比重(%)100>x≥9090>x≥8080>x≥7070>x≥60x<60實訓表現(xiàn)35正常參加實訓，無遲到、早退情況，認真聽講，筆記完整。正常參加實訓，無遲到、早退情況，認真聽講，筆記基本完整。正常參加實訓，無遲到、早退情況，認真聽講，筆記不全。正常參加實訓，無遲到，偶爾早退，筆記不全。缺席實訓較多，無實訓筆記。實訓報告20報告內(nèi)容全面、詳實，字跡工整，課程建議好。報告內(nèi)容全面、詳實，字跡工整，課程建議認識不到位。報告內(nèi)容較全面、詳實，字跡較工整，課程建議認識不到位。報告內(nèi)容不全面，字跡較差。報告內(nèi)容不全面，字跡較差，字數(shù)未達到要求。實訓總結(jié)20總結(jié)內(nèi)容全面詳實，完整，思路清晰，有獨到的見解和