Microsoft Word - dq.doc

Transcription

1 本科教学大纲汇编 电气工程及其自动化专业 盐城工学院电气工程学院 汇编 二 一四年四月

2 目录 机械工程基础课程教学大纲... 1 电路与信号系统课程教学大纲... 7 电路系统实验课程教学大纲 电机学教学大纲 模拟电子技术课程教学大纲 数字电子技术课程教学大纲 电子技术实验 1 课程教学大纲 电子技术实验 2 课程教学大纲 自动控制原理课程教学大纲 电力电子技术课程教学大纲 单片机原理与接口技术课程教学大纲 电气控制与 PLC 课程教学大纲 供配电技术课程教学大纲 检测技术课程教学大纲 电气工程概论课程教学大纲 计算机控制技术课程教学大纲 电力拖动控制系统课程教学大纲 伺服电机及其控制课程教学大纲 开关电源及技术课程教学大纲 电力电子与电力传动综合实验课程教学大纲 电力系统分析课程教学大纲 供电系统电能质量课程教学大纲 继电保护课程教学大纲 配电网自动化课程教学大纲 供用电技术综合实验课程教学大纲 建筑电气课程教学大纲

3 专业英语课程教学大纲 工业控制机及应用课程教学大纲 电力电子装置及技术课程教学大纲 城市供用电课程教学大纲 软件学基础课程教学大纲 过程控制及仪表课程教学大纲 控制电机课程教学大纲 计算机网络课程教学大纲 DSP 应用技术课程教学大纲 EDA 技术课程教学大纲 新能源发电技术课程教学大纲 电工实习教学大纲 电子实习教学大纲 电子技术课程设计教学大纲 电子线路 CAD 课程设计教学大纲 电气控制与 PLC 课程设计教学大纲 单片机课程设计教学大纲 供电课程设计教学大纲 生产实习教学大纲 电力电子课程设计教学大纲 专业综合课程设计 ( 电力电子与电力传动方向 ) 教学大纲 专业综合课程设计 ( 供用电技术方向 ) 教学大纲 毕业实习教学大纲 毕业设计教学大纲

4 机械工程基础课程教学大纲 英文名称 : Mechanical Engineering Foundation 课程编号 : 学时数 : 40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 力学等适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 机械工程基础 是一门专业技术基础课, 是自动化等非机械专业学生学习工程材料 机械制图和机械制造的基本工艺方法, 培养工程素质的重要必修课 本课程内容包括工程材料的基础知识 工程制图的基础知识 机器的组成 机械设计综述 机械制造的基本概念 机械加工方法等方面 通过本课程的学习, 学生能够掌握机械和机械工程的基本概念 基本知识和基本内容, 获得常用机构和通用机械零件的基本知识, 培养学生具有初步设计简单机械传动装置的能力, 为学习后续专业课打下基础 本课程的主要任务是 : (1) 掌握工程材料的分类, 力学性能, 内部结构等基本知识 (2) 掌握机械制图的基本知识, 绘图方法, 国标规定等基本知识, 能够绘制和阅读简单的机械图样 (3) 了解机器的组成和平面机构的相关知识, 了解机械传动和常用零部件的基本内容, 正确理解机械制造的相关概念, 了解常用的机械加工方法 二 课程教学内容及基本要求 1 绪论 (1) 教学目的与要求了解本课程的性质 目的 任务 ; 了解本课程的主要学习内容 学习要求 学习方法和教学手段 (2) 主要内容本课程研究的对象和内容 ; 机械工程概论的基本内容 ; 机械工程与国民经济之间的关系 1

5 (3) 本章重点 难点重点 : 机械的分类难点 : 机械 机器 机械工程的概念 2 机械工程简史及其发展 (1) 教学目的与要求了解中国机械发展史 ; 了解机械的未来发展方向 (2) 教学内容中国机械发展史简介 世界机械发展史简介, 机械工程展望 (3) 本章重点 难点重点 : 中国机械发展史 难点 : 世界机械发展史 3 工程材料 (1) 教学目的与要求掌握常用金属材料及非金属材料的性质 类别, 主要的加工方法 (2) 教学内容工程材料的种类与性能, 常用金属材料, 金属材料的改性与成型, 非金属材料及其成型 (3) 本章重点 难点重点 : 工程材料的种类与性能 难点 : 金属材料的改性与成型, 非金属材料及其成型 4 工程制图 (1) 教学目的与要求了解投影法的知识, 理解机件视图的绘制方法 ; 能够绘制和阅读机械图样 ; 了解零件图 装配图的内容和表达方法 (2) 教学内容投影法与投影图 立体与组合体的视图 国标的有关规定 零件图和装配图 (3) 本章重点 难点重点 : 立体与组合体的视图 ; 零件图和装配图 难点 : 零件图和装配图 5 机器的组成 (1) 教学目的与要求 2

6 了解机器的组成 ; 能够绘制机构的运动简图, 掌握机构的主要类型 ; 了解机构的应用场合 (2) 教学内容机器的组成 平面机构的运动简图 机构的主要类型 机构的应用 (3) 本章重点 难点重点 : 机构的运动简图, 机构的主要类型 难点 : 机构的主要类型 6 机械设计综述 (1) 教学目的与要求了解机械设计的主要内容及基本要求 ; 掌握机械零件的主要失效形式及设计准则 ; 了解联接的类型和应用场合, 掌握机械传动的方法和常用零部件的相关知识 (2) 教学内容机械设计的主要内容及基本要求 机械零件的主要失效形式及设计准则 联接 机械传动 轴系零部件 (3) 本章重点 难点重点 : 机械传动的方法和常用零部件的相关知识 难点 : 机械零件的主要失效形式及设计准则 7 机械设计方法简介 (1) 教学目的和要求了解常规设计方法 ; 理解现代设计方法 ; 理解机械创新设计方法和反求设计创新法 (2) 教学内容常规设计方法 现代设计方法 机械创新设计方法和反求设计创新法 (3) 本章重点 难点重点 : 现代设计方法 难点 : 机械创新设计方法 8 机械制造的基本概念 (1) 教学目的与要求了解机械零件制造方法的分类 ; 理解机械制造过程与系统 ; 掌握生产纲领与生产类型的相关知识 (2) 教学内容 3

7 机械零件制造方法的分类 机械制造过程与系统 生产纲领与生产类型 (3) 本章重点 难点重点 : 生产纲领与生产类型 难点 : 机械制造过程与系统 9 机械制造的发展 (1) 教学目的与要求了解设计与制造的发展关系, 以及先进技术与制造的发展过程 (2) 教学内容设计与制造的发展关系, 先进技术与制造的发展过程 (3) 本章重点 难点重点 : 设计与制造的发展关系难点 : 先进技术与制造的发展过程 10 机械加工方法 (1) 教学目的与要求了解常规机械加工方法 ; 掌握常用的特种加工方法 (2) 教学内容常规机械加工方法 特种加工方法 (3) 本章重点 难点重点 : 常规机械加工方法 难点 : 特种加工方法 三 课程实践环节内容及基本要求通过动手实验使学生更深刻的理解课堂讲授的理论, 掌握机构简图的绘制方法, 能够正确测量齿轮参数, 理解齿轮的常用加工方法, 了解常用机构的设计方法, 培养学生的动手操作能力 实验时数为 8 学时, 详细内容和要求见下表 : 4

8 序号 实验项目学时具体内容及要求 机构运动简图测绘 直齿圆柱齿轮参数测定 齿轮范成原理 平面机构运动方案创新设计实验 缓慢地转动或移动被测绘的机器或模型, 从原动件开始观察机构的运动, 认清固定件 原动件和从动件 2 按照运动传递顺序, 仔细分析相互联接的两构件间的接触方式及相对关系, 确定组成机构的构件及运动副的种类和数目 3 合理选择投影面 4 绘制机构运动简图的草图 注意应使草图与实物大致成比例 5 准确测量各运动副的相对位置, 并按一定的比例将草图画成正规的机构运动图 6 计算机构自由度, 并与实际机构相对照, 观察原动件数与机构自由度数是否相符 1. 确定齿数 z 2. 确定模数 m 和分度圆压力角 3. 测定齿顶圆直径 d a 和齿根圆直径 d f 及计算全齿高 h 4. 判定是否标准齿轮并确定变位系数 x 1 计算被加工齿轮的参数, 然后根据计算数据将齿轮的四个圆绘入图纸, 并沿最大圆的圆周剪成圆形纸片, 作为本实验用的 轮坯 2 把图纸( 轮坯 ) 安装在半圆盘上, 对准中心由压环压住, 并放在齿条刀具的下面 3 调节刀具中线, 使其与被加工齿轮 ( 轮坯 ) 分度圆相切 4 切制 齿廓时, 先把刀具移向一端, 使刀具的齿廓退出轮坯中标准齿轮的齿顶圆, 然后每当刀具向另一端移动 2 3mm 距离时, 描下刀刃在图纸轮坯上的位置, 直到形成两个完整的轮齿时为止, 此时应注意轮坯上齿廓的形成过程, 并观察其根切现象 1 掌握实验原理; 2 熟悉机构创新设计实验台的使用方法; 3 选择提供的机构运动方案或课前自拟的机构运动方案作为实验内容 ; 4 将拟定的机构运动方案根据机构的组成原理按杆组进行正确拆分, 并用机构运动简图表示出来 ; 5 正确拼装机构运动方案; 6 完成实验报告 四 几点说明 1 依据本课程大纲制订的理由 : 根据我校自动化专业的培养方案和培养目标, 规范课程教学内容, 提高课程教学质量 5

9 本大纲的依据 : 国家教委机械工程基础基本要求以及结合我校学生的培养目标 而制定的 2 与前后课程的关系 本课程的先修课程 : 高等数学 力学 3 本课程的考核方式 本课程采用闭卷考试, 时间为 2 个小时 4 本课程的教材 张春林, 焦永和. 机械工程概论 [M]. 北京 : 北京理工大学出版社, 主要参考书目 张宪民, 陈忠. 机械工程概论 [M]. 武汉 : 华中科技大学出版社,2011 王丽莉. 机械工程概论 [M]. 北京 : 机械工业出版社,2011 郭绍义. 机械工程概论 [M]. 武汉 : 华中科技大学出版社,2009 朱从容. 机械工程概论 [M]. 北京 : 中国电力出版社,2009 曹国强. 机械设计 [M]. 北京 : 航空工业出版社, 五 学时分配 总学时分配序主要内容时号讲授讨论实验实践其它数 1 绪论 机械工程简史及其发展 工程材料 工程制图 机械的组成 机械设计综述 机械设计方法简介 机械制造的基本概念 机械制造的发展 机械加工方法 4 4 合 计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 6

10 电路与信号系统课程教学大纲 英文名称 :Circuit and Signal System 课程编号 : 学时数 : 112 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 复变函数与积分变换 大学物理适用专业 : 电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与楼宇自动化 新能源 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质电路与信号系统课程是电气工程及其自动化 自动化等电专业的一门重要专业基础课程 2 课程的目的通过本课程的学习, 使学生在头脑中初步建立信号 电路 系统的概念, 熟练掌握信号 电路 系统的基本理论和基本分析方法 培养学生分析问题 解决问题的能力, 为后续课程的学习打下良好的基础 3 课程的任务本课程主要教学任务 : 了解电路 信号 系统的概念, 熟悉电路中的定理 定律, 掌握稳态线性直流电阻电路 交流电路的分析方法 ; 掌握动态电路的时域分析方法 掌握电路和连续系统的频域 复频域的分析方法 了解有关磁路的概念以及简单磁路的分析方法 二 课程教学内容及基本要求 1 电路和电路定律 (1) 教学目的和要求了解电路模型的概念, 深刻理解电路元件特性及约束关系, 理解电压 电流参考方向的概念, 掌握吸收 发出功率的计算和判断方法, 学会运用欧姆定律 基尔霍夫定律求解简单的直流电路 (2) 主要教学内容电路和电路模型 ; 电流和电压的参考方向 ; 电功率和能量 ; 电路元件 ; 电阻元 7

11 件 ; 电压源和电流源 ; 受控源 ; 基尔霍夫定律 2 电阻电路的等效分析法 (1) 教学目的和要求理解等效的概念 等效变换的条件和等效的范围, 掌握利用电路等效变换分析直流电阻电路的方法, 掌握一端口无源电阻网络输入电阻的计算方法 (2) 主要教学内容电路的等效变换 ; 电阻的串联和并联 ; 电阻的星形和三角形等效变换 ; 电源的串 并联 ; 实际电源的两种模型及其等效变换 ; 输入电阻 3 电路定理 (1) 教学目的和要求理解叠加定理 戴维宁定理 诺顿定理的含义, 了解替代定理的内容 ; 熟练运用叠加定理 戴维宁定理 诺顿定理求解电路问题 (2) 主要教学内容叠加定理 ; 戴维宁定理 ; 诺顿定理 ; 替代定理 ; 最大功率传输问题 4 电阻电路的一般分析 (1) 教学目的和要求理解独立方程的概念, 熟练掌握运用支路电流法 网孔电流法 结点电压法分析稳态直流电路 (2) 主要教学内容支路电流法 ; 网孔电流法 ; 结点电压法 5 稳恒交流电路分析 (1) 教学目的和要求熟悉正弦量的三要素, 理解有效值概念, 熟悉正弦量最大值与有效值的关系 熟悉同频率正弦量相位的比较 理解正弦量和相量的关系 掌握电容 电感元件的伏安特性, 储能公式 ; 掌握电容串 并联的等效电容计算方法和电感串 并联等效电感的计算方法, 掌握电路元件伏安特性的相量形式及电路定律的相量形式, 会画相量图 掌握正弦稳态电路的阻抗与导纳 有功功率 无功功率 视在功率和复功率 功率因数等概念及计算, 理解功率因数补偿的意义, 掌握感性负载功率因数补偿的方法, 掌握单一频率稳态正弦电路的响应的一般分析方法, 理解最大功率传输问题, 了解谐振现象以及谐振时电路中电学量的特点 (2) 主要教学内容 8

12 正弦量 ; 相量 ; 电容元件和电感元件 ; 电路元件伏安特性的相量形式 ; 电路定律的相量形式 ; 阻抗和导纳 ; 稳恒正弦交流电路分析 ; 正弦电路的功率 ; 最大功率传输问题 ; 功率因数的提高 ; 谐振 6 含有互感的正弦电路 (1) 教学目的和要求理解磁耦合 互感电压 同名端的概念, 熟悉耦合电感的伏安特性, 掌握含耦合电感电路的分析方法, 掌握空心变压器 理想变压器的特性和含空心变压器 理想变压器的电路分析方法 (2) 主要教学内容互感元件 ; 互感的串联和并联 ; 含互感元件电路的分析方法 ; 空心变压器 ; 理想变压器 7 三相交流电路 (1) 教学目的和要求熟悉三相电源和三相负载的特点, 熟悉三相功率的计算和测量方法, 理解中线的作用, 掌握对称和不对称三相交流电路的分析方法 (2) 主要教学内容三相电路 ; 线电压和相电压的关系 ; 对称三相交流电路计算 ; 不对称三相电路的概念 ; 三相电路的功率及其测量 8 电路的暂态分析 (1) 教学目的和要求理解换路 过渡过程 暂态分量与稳态分量 零输入响应与零状态响应 全响应的概念, 理解时间常数的物理意义, 理解换路定律, 熟悉电流 电压的初始值的计算, 熟练掌握三要素法求解一阶电路响应的方法 学会用时域的方法分析二阶电路的阶跃响应和冲激响应 (2) 主要教学内容动态电路方程及其初始值 ; 一阶电路零输入响应 ; 一阶电路零状态响应 ; 一阶电路全响应 一阶电路的阶跃响应和冲激响应, 二阶电路的阶跃响应和冲激响应 9 磁路 (1) 教学目的和要求了解磁路概念 描述磁路的物理量 ; 理解铁磁材料的磁化原理, 磁路定律 了解恒定磁通磁路的分析方法 了解交流磁路中物理量的特点 9

13 (2) 主要教学内容磁场和磁路 ; 铁磁物质和磁化曲线 ; 磁路的基本定律 ; 恒定磁通磁路计算 ; 交流磁通磁路 10 信号与系统 (1) 教学目的和要求了解信号和系统的概念, 熟悉信号和系统的分类, 掌握信号的描述和运算方法, 熟悉线性非时变系统的特性和分析方法 (2) 主要教学内容信号 ; 信号的基本运算 ; 阶跃函数和冲激函数 ; 系统的描述 ; 系统特性和分析方法 11 连续系统的时域分析 (1) 教学目的和要求熟悉线性微分方程的经典解法, 掌握系统零输入响应和零状态响应的求解方法 掌握线性时不变系统的冲激响应和阶跃响应的一般分析方法 了解二阶系统的特性 掌握卷积积分的概念 性质和应用 (2) 主要教学内容 LIT 系统的响应 ; 冲激响应和阶跃响应 ; 卷积积分 ; 卷积积分的性质 12 连续系统的频域分析 (1) 教学目的和要求了解正交函数和正交函数集, 信号的分解的概念 掌握周期信号的分解为傅里叶级数的方法 周期信号的频谱特点, 信号的功率和能量, 信号频带宽度, 信号波形的对称性与级数形式的关系 了解时间起点的不同与傅氏级数的关系 掌握周期非正弦电流电路分析方法 掌握非周期信号的频谱分析 ( 傅氏变换 ), 掌握线性时不变系统的频域分析方法 了解时域的取样定理 (2) 主要教学内容信号分解为正交函数 ; 傅里叶级数 ; 周期信号的频谱 ; 非周期信号的频谱 ; 傅里叶变换的性质 ; 能量谱和功率谱 ; 周期信号的傅里叶变换 ;LTI 系统的频域分析 ; 取样定理 13 电路与连续系统的 s 域分析 (1) 教学目的和要求了解拉普拉斯变换和反变换的定义, 熟悉几个常见时域函数的拉普拉斯变换, 10

14 熟悉拉氏变换的性质, 会用部分分式分解法求拉氏逆变换 熟练掌握电路或连续系统响应的 s 域分析方法, 并能用这个方法分析二阶电路或系统的阻尼特性 (2) 主要教学内容拉普拉斯变换 ; 拉普拉斯变换的性质 ; 拉普拉斯逆变换 ; 复频域分析 14 系统函数 (1) 教学目的和要求理解系统函数的定义, 掌握计算电路和系统的系统函数的方法 能够根据系统函数零点 极点在 s 平面上的分布分析系统的频率特性, 判断系统的稳定性 (2) 主要教学内容系统函数 ; 系统函数的零点和极点分布图 ; 系统的频率特性, 系统的稳定性 三 课程实践环节基本要求见盐城工学院实验教学部制订的 电路系统实验 教学大纲 四 几点说明 1 依据本大纲依据教育部高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业电路 信号与系统课程的教学基本要求, 结合我院电气工程及其自动化 自动化等专业的培养目标 计划修订 2 实施方法分两学期教授, 其中课程号为 ( 课程名称 电路与信号系统 1 ) 主要讲授电路理论, 建议学时 :64; 课程号为 ( 课程名称 电路与信号系统 2 ) 主要讲授信号与系统理论, 建议学时 :48 3 与前后课程的关系学习本课程前必须学 : 高等数学 B 复变函数与积分变换 大学物理 后续课程有 : 模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理 电机学 电力电子技术 检测技术等 4 成绩评定说明 (1) 考试方式闭卷笔试 (2) 总成绩的评定方法平时成绩占 20%, 期末考试成绩占 80% 5 本大纲适用范围 11

15 电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与楼宇自动化 新能源专业 ( 四年制本科 ) 6 教材及参考书目刘长学, 成开友. 电路基础 ( 第一版 ). 人民邮电出版社 邱关源. 电路 ( 第五版 ). 高等教育出版社 吴大正. 信号与线性系统分析 ( 第四版 ). 高等教育出版社 姜建国. 信号与系统分析基础 ( 第一版 ). 清华大学出版社 五 学时分配序主要内容号 总时数 学时分配 讲授讨论习题实验其他 1 电路和电路定律 电阻电路的等效变换 电路定理 电阻电路的一般分析 稳恒交流电路分析 含有互感的正弦电路 三相交流电路 电路的暂态分析 磁路 信号与系统 连续系统的时域分析 连续系统频域分析 连续系统的 s 域分析 系统函数 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 12

16 电路系统实验课程教学大纲 英文名称 :Circuit Experiment System 课程编号 : 学时数 :32 先修课程 : 高等数学 大学物理适用专业 : 电气工程及其自动化 一 实验课程的目的和任务实验是研究自然科学的重要方法之一, 也是工程技术和科学研究领域中的一项重要组成部分, 是学生最重要的基本训练之一 本实践课程为培养本科学生电路实验基本技能 实验研究能力 综合应用能力和创新意识而设立, 是学好理论课程的重要教学辅助环节 开设 电路系统 实验课的主要目的在于 : 1 通过实验, 验证和加深基础理论 2 通过实验进一步巩固电路分析 信号分析和系统分析的理论知识, 建立频谱概念, 学会函数信号发生器以及频谱分析仪器的使用方法 3 训练实验技能, 为将来从事复杂的科学实验打下坚实的基础 4 培养实事求是 理论联系实际的科学作风 本课程的任务主要是 : 教会学生正确使用各种电类的仪器仪表 掌握电学量的测量方法 测量中各种误差的分析方法 验证电路定理 加深对电路中基本概念和基本理论的理解 学会对实验中测量的现象进行分析, 对测量的数据进行分析 处理, 写出一份完整的实验报告 二 实验课程的内容和要求 电路系统 课程内容主要包含以下几个部分: 电路中的基本概念和基本定律 ; 电阻电路的等效变换 ; 电阻电路的一般分析方法 ; 含运算放大器的电阻电路分析 ; 非线性电阻电路分析 ; 一阶电路的暂态分析 ; 正弦交流电路分析 ; 三相交流电路分析 ; 含耦合电感的电路分析 ; 双口网络参数 ; 信号与系统 ; 时域分析 ; 频域分析 ; 复频域分析 所涉及到的实验项目内容和具体要求如下 : 13

17 序实验项目学是否类型号名称时必做 电路基本 1 元件的伏安特性测 2 验证性必做 定 2 基尔霍夫定律 2 验证性必做 3 叠加定理 2 验证性必做 内容提要目的 :(1) 熟悉直流电压表 直流电流表的使用方法 ; (2) 学会用伏安法测量电路基本元件的电阻值 ; (3) 学会测量线性和非线性电阻元件的伏安特性 内容 :(1) 测量线性电阻元件 非线性电阻元件的电压和电流值 ; (2) 绘出各元件的伏安特性曲线 方法 :(1) 用伏安法测量给定电阻的值 ; (2) 用伏安法测量给定电阻元件的伏安特性, 绘制伏安特性曲线, 并计算电阻值 ; (3) 用伏安法测量一个非线性电阻元件的伏安特性, 绘制其伏安特性曲线 目的 :(1) 加深基尔霍夫定律 参考方向概念的理解 ; (2) 用实验数据验证本定律, 继续学习直流仪表的使用方法 内容 :(1) 测量给定电路中的流过某节点的各个电流值和某回路的各个电压值 ; (2) 根据实验测量数据验证基尔霍夫定律 方法 :(1) 用直流电流表测量节点电流, 然后通过计算某一时刻流过该节点的所有电流值的代数和来验证 KCL; (2) 用直流电压表测量整个电路中的所有电压值, 通过计算各个回路的电压值的代数和来验证 KVL 目的 :(1) 验证线性电路中的叠加定理及其适用范围 内容 :(1) 接好实验电路图, 了解各实验步骤, 测量各电源单独和共同作用时的各个电压值 方法 :(1) 充分了解电路图的基础上, 连接电路 ; (2) 注意电压源和电流源的大小和正负方向, 在测量各个电压时, 要保证电压值的字母下标中的前一个字母接直流电压表的正极, 后一个字母接电压表的负 极 电压表的示数如有负号, 负号不能省略 14

18 目的 :(1) 熟悉戴维南定理和诺顿定理的内容 ; (2) 学会线性有源一端口网络等效参数的测定方 法 内容 :(1) 测量给定的线性有源一端口电阻网络的开路 电压 短路电流和内阻 ; (2) 建立其戴维南与诺顿等效电路模型, 验证戴 4 戴维南定理和诺顿定理 2 验证性必做 维南与诺顿定理 方法 :(1) 用电压表测量有源一端口网络的开路电压 ; (2) 用伏安法测量该有源一端口网络的等效内阻 ; (3) 根据测量出的数据选择元件连接戴维南与诺 顿等效电路, 并测量其伏安特性 ; (4) 在坐标纸上画出实际一端口网络的伏安特性 曲线, 并同时画出其戴维南与诺顿等效电路的伏安特性 曲线 对比所画曲线, 用一端口网络等效的条件判断定 理是否成立 目的 :(1) 熟悉受控源的基本特征, 掌握受控源转移参 数的测量方法 内容 :(1) 测量 CCVS(VCCS) 模型中在负载不同时 5 CCVS 及 VCCS 受控源的研究 2 验证性必做 的输入和输出电压 电流以及在负载不变而电流源电流 ( 电压源 ) 不同情况下的输入和输出电压 电流, 以得到 r m 和 g m 参数 方法 :(1) 在 CCVS 中, 通过测量输出电压和电流, 并比较得到受控电压源的特性和其转移参数 ; (2) 在 VCCS 中, 通过测量输出电压和电流, 并比较得到受控电流源的特性和其转移参数 目的 :(1) 学会使用交流电流表 交流电压表 功率表 和函数信号发生器等仪器仪表 ; 6 三表法测量交流电路等效阻抗 2 验证性必做 (2) 学会用三表法 ( 交流电流表 交流电压表 功率表 ) 测量交流电路元件参数 内容 :(1) 用交流仪表测量模拟量模拟各种性质的阻抗性负载的等效线路参数 方法 :(1) 用三表法测量串联 RL RC 两个交流负载 的阻抗 根据测量的阻抗数据分别计算负载的交流参 数 15

19 7 日光灯电路功率因数的提高 2 验证性必做 8 互感电路 2 验证性必做 9 10 RLC 串联 2 验证性必做谐振三相交流 电路电压 2 验证性必做电流的测量 目的 :(1) 了解日光灯的工作原理, 掌握其接线方法 ; (2) 研究在感性负载两端并联电容对提高电路功率因数的意义, 继续学习使用功率表 内容 :(1) 测量日光灯电路的电压 总电流 有功功率 电容电流 灯管电流 ; (2) 并接补偿电容, 再测量以上各量, 比较补偿前后总电流的变化 功率因数的变化 方法 :(1) 用电压表 电流表 功率表测量日光灯电路对应的基本电学量, 在日光灯电路上并联电容器箱, 将容量逐渐增大, 观察并记录数据及变化 ; (2) 找出功率因数最高的电容值 整理数据成表 分析观察到的现象 目的 :(1) 掌握互感线圈同名端的测定方法 ; (2) 学会互感线圈互感量和耦合系统的测量方法 内容 :(1) 测量给定互感元件的同名端和互感量 方法 :(1) 用伏安法测量原边和副边的 R 1 和 R 2 ; (2) 将线圈 2 和线圈 1 分别开路, 通过一系列的计算, 得到互感系数 M; (3) 将线圈 1 和线圈 2 顺向连接和反向连接, 然后再算出互感系数 M; (4) 比较从三个表中得到的 M 平均值应基本相等 目的 :(1) 加深对串联谐振电路特性的理解 学会测定 RLC 串联电路的频率特性曲线 内容 :(1) 测量谐振曲线, 揭示谐振电路中的电学规律 方法 :(1) 掌握并计算电路的谐振频率 ; (2) 测量电路的电流谐振曲线 改变 R 值测量上述曲线 观察 R 对 Q 的影响 ; (3) 整理实验数据, 在同一坐标中画出不同 Q 时的电流谐振曲线, 由曲线分析串联谐振电路的特性 目的 :(1) 研究三相负载星形和三角形的连接方法, 掌握这两种接法的线电压和相电压 线电流和相电流的测量方法 ; (2) 了解三相四线制电路中中线的作用 内容 :(1) 用交流电流表 电压表测量三相负载的相电 16

20 压 线电压和相电流 线电流 方法 :(1) 星形连接中测量三相对称和不对称负载在有 中线和无中线情况下, 负载相电压和线电压 相电流以 及中线电流 整理数据, 判断结果是否与理论相符 ; (2) 三角形连接中测量负载对称和不对称时的相 电流 线电流等参数, 整理数据, 判断结果是否与理论 相符 目的 :(1) 学会三相四线制不对称负载中一瓦表的测量 方法 ; (2) 学会三相三线制不对称负载中二瓦表的测量 三相电路 方法 11 电功率的 2 验证性必做 内容 :(1) 用功率表测量三相负载的有功功率 测量 方法 :(1) 将灯泡 ( 负载 ) 接成星形, 用一瓦表法测量 每相负载的有功功率 ; (2) 将灯泡 ( 负载 ) 接成三角形, 用二瓦表法测 量负载的有功功率 目的 :(1) 了解一阶电路零输入响应 零状态响应的基 本规律和特点及电路参数对响应的影响 ; (2) 进一步熟悉示波器和函数信号发生器的使用 12 一阶电路的方波响应 2 验证性必做 方法 内容 :(1) 用示波器观察一阶电路在方波电压作用下, 电路中响应的过渡过程 方法 :(1) 观察在不同电路参数时一阶电路的方波响应 波形, 并研究输入信号对波形的影响 ; (2) 在同一坐标中绘出各响应曲线 并求出时间 常数 τ, 与理论计算值进行比较 对曲线进行分析讨论 目的 :(1) 掌握运放的特性及其分析方法 ; (2) 用运放来构成一些功能电路, 并加以研究 13 运算放大器的特性与应用 2 验证性必做 内容 :(1) 验证运算放大器组成的几种运算电路特性 方法 :(1) 理解比例 加法 减法运算电路公式的推导过程 ; (2) 用给定阻值的电阻和运放构成各种应用电 路, 对其输入 输出特点进行研究 根据测量数据, 验 证结果 17

21 目的 :(1) 学会使用函数信号发生器和信号系统实验箱 ; 50Hz 非正 (2) 了解周期信号频谱的特点 14 弦周期信内容 :(1) 测量方波周期信号的频谱 2 验证性必做号的分解方法 :(1) 测量方波周期信号的基波及各次谐波的幅值 与合成 频率并记录, 将其与理论值比较 ; (2) 观测方波分解后各次谐波的合成波形 目的 :(1) 学习二阶系统的模拟原理和方法 ; (2) 观测二阶系统的暂态响应曲线 15 内容 :(1) 用 EDA 仿真设计软件 Multisim 7 模拟一个二阶网络给定系统微分方程的二阶系统, 并进行测试 函数的模 2 综合性必做方法 :(1) 用 Multisim 7 模拟二阶系统, 观察电路参数拟变化对输出波形的影响 ; (2) 测量并绘制二阶高通 带通 低通网络函数的模拟电路的幅频特性曲线 16 抽样定理 2 验证性必做 目的 :(1) 测量离散信号的幅度频谱, 验证抽样定理 内容 :(1) 用 LF398 抽样元件实现信号的抽样, 并用仪器对其分析, 验证抽样定理 方法 :(1) 分析抽样信号频谱, 用低通滤波器将抽样信号还原出连续信号, 通过示波器将其与未抽样时进行比较, 改变抽样频率, 观察输出波形的变化 三 实验课程的进度安排 电路系统实验教学应分为两个阶段, 前阶段的实验以学会常用电工 电子仪器 仪表及一些电学量的测量方法为主 教学方法是开设仪器仪表使用方法介绍方面的 实验和电路理论方面的验证实验 后阶段的实验则除了要求学会各种较为复杂的测 试方法外, 还要开设一些综合性实验和自拟实验, 以培养学生实现理论 运用理论 的能力 电路系统实验学时为 32 学时 依据理论课程内容和教学课表安排需要开出以下 16 个实验, 按理论课程内容进度安排如下 : 1) 电路基本元件的伏安特性测定 2 学时 2) 基尔霍夫定律 2 学时 3) 叠加定理 2 学时 4) 戴维南定理和诺顿定理 2 学时 5)CCVS 及 VCCS 受控源的研究 2 学时 18

22 6) 三表法测量交流电路等效阻抗 2 学时 7) 日光灯电路功率因数的提高 2 学时 8) 互感电路 2 学时 9)RLC 串联谐振 2 学时 10) 三相交流电路电压 电流的测量 2 学时 11) 三相电路电功率的测量 2 学时 12) 一阶电路的方波响应 2 学时 13) 运算放大器的特性与应用 2 学时 14)50Hz 非正弦周期信号的分解与合成 2 学时 15) 二阶网络函数的模拟 2 学时 16) 抽样定理 2 学时四 考核方法及成绩评定 1 本实验课程为独立设课, 单独考核 2 每学期实验课成绩由平时成绩和实验考核成绩综合评定组成 一般平时成绩占总分的 60%, 考核成绩占总分的 40% 平时成绩是每次实验得分的平均, 期末考试满分为 40 分 实验考核形式为操作考试 ( 或笔试 ), 设定最低及格线 3 平时成绩为学生每次实验评分累计后的平均值 每次实验评分标准: 每次实验包括考勤 预习 实验操作 实验结果 完成报告, 其中考勤预习占 10 %, 实验操作占 30 %, 实验结果占 30 %, 完成报告占 30% 4 实验考核包括操作考试( 或笔试 ) 操作考试内容: 仪器的使用 实验的规范操作 独立操作的能力 其中仪器的使用占 30 %, 实验的规范操作占 30 %, 独立操作的能力占 40 % 5 凡缺做 1/3 实验以上者应重修本实验课程, 不得参加最后考试 实验平时成绩不及格者酌情定为重修或补考 五 几点说明本实验课程教学大纲依据高等工科院校电路与信号系统的教学基本要求以及电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化 新能源科学与工程 电气工程及其自动化 ( 博雅 ) 自动化( 博雅 ) 的专业基础课程教学内容进行制定 制定人 : 审定人 : 批准人 : 19

23 电机学教学大纲 英文名称 :Electromechanics 课程代号 : 学时数 :96+S16 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 大学物理 电路适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质电机是电气工程及其自动化专业的一门重要专业基础课 通过本课程的学习, 使学生掌握各类电机的运行性能, 一方面为学习本专业的有关专业课程准备必要的基础知识, 另一方面又为学生在今后工作中, 保证电机工作稳定 可靠和经济运行打下扎实基础 2 课程的目的目的是使学生了解电机的基本结构, 掌握电机的基本工作原理 基本分析方法和基本实验技能, 培养学生分析问题与解决问题的能力, 培养学生一定的动手能力, 为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下必要的基础 3 课程的任务电机就其本身而言具有相当强的理论性 ( 基础性 ) 和实践性 ( 技术性 ), 通过本课程的学习, 使学生在基础理论 基础知识和基本技能方面得到较好的培养和锻炼 二 课程教学内容及基本要求 1 绪论部分 (1) 教学目的与要求了解本课程的性质和任务 ; 认识电机在国民经济中的地位 作用及国内外发展概况 ; 了解电机的主要分类和机电能量转换的基础知识 ; 熟悉并巩固本课程中常用的基本电磁定律并掌握铁磁材料的基本特性 (2) 主要教学内容电机定义 ; 电机在电力系统中的作用 ; 几个常用的基本电磁定律 20

24 2. 直流电机部分 (1) 教学目的与要求 1 了解直流电机的基本结构和工作原理 ; 了解换向器的作用 ; 明确直流电机的额定值 2 了解直流电机电枢绕组的特点 ; 熟悉直流电机电枢反应的作用 ; 掌握直流电机电枢绕组的感应电动势和电磁转矩的计算 ; 了解直流电机的换向过程及改善换向的方法 3 了解直流发电机的励磁方式 ; 掌握直流发电机的电压 功率 转矩平衡方程式 ; 掌握并励直流发电机的自励过程及条件 ; 掌握直流发电机的运行特性 4 了解直流电机的可逆运行原理 ; 掌握直流电动机的电压, 功率, 转矩平衡方程式 ; 掌握直流电动机的工作特性及直流电动机的起动 调速方法与计算 ; 了解直流电动机的制动运行 (2) 主要教学内容直流电机的基本工作原理及结构 ; 直流电机的磁路和电枢绕组 ; 直流发电机基本原理和运行特性 ; 直流电动机运行原理和运行特性 3 变压器部分 (1) 教学目的与要求 1 了解变压器在电力系统中的应用 ; 掌握变压器的基本工作原理 ; 认识变压器的基本结构及分类 ; 明确变压器的额定值 2 熟练掌握变压器的基本电磁关系, 弄清主磁通和漏磁通以及磁动势平衡的物理概念, 导出变压器的基本方程式 ; 掌握变压器的归算方法及等值电路, 注意基本方程式 相量图和等值电路的一致性 ; 熟悉变压器等值电路参数的物理意义及测量方法 ; 掌握标幺值的概念与计算 ; 掌握变压器运行性能的分析与计算 3 了解三相变压器磁路系统的特点 ; 熟练掌握三相变压器绕组连接方式及联结组 ; 弄清绕组联结和铁心结构的不同对空载电动势波形的影响 ; 4 了解三绕组变压器和自耦变压器的用途及结构特点 ; 掌握自耦变压器的基本电磁关系 方程式和等值电路, 熟悉自耦变压器的容量关系和分析计算 ; 了解电流互感器和电压互感器的特点及使用方法 5 掌握变压器的理想并联条件, 熟悉并联运行时各变压器的负荷分配 (2) 主要教学内容 21

25 变压器的基本工作原理和结构 ; 变压器的运行原理及特性 ; 三相变压器 ; 变压器的并联运行 ; 三绕组变压器及其他变压器 4 异步电机部分 (1) 教学目的与要求 1 了解同步电机的基本结构及工作原理 ; 明确同步电机的额定值 2 了解交流绕组的连接方式 ; 掌握交流绕组感应电动势计算 ; 明确绕组因数的物理意义及对改善电动势波形所起的作用 3 掌握交流绕组磁动势分析与计算方法 ; 着重掌握脉振和圆形旋转磁动势的性质 波形 幅值及相互关系 ; 了解漏磁通的概念及漏抗的物理意义 4 了解三相异步电机的基本结构 ; 掌握异步电机的基本工作原理 ; 理解转差率的意义及其与异步电机不同运行状态的关系 ; 明确异步电机的额定值 5 熟练掌握三相异步电动机的运行原理分析 ; 掌握异步电机的归算方法 ; 熟悉反映异步电动机基本电磁关系的方程式 相量图和等值电路 ; 明确各参数的物理意义 ; 掌握参数测定方法 6 掌握异步电动机的功率传递关系 功率平衡和转矩平衡 ; 掌握电磁转矩各种表达式 ; 掌握异步电动机的机械特性和转矩实用公式的应用 ; 了解异步电动机的工作特性 7 熟悉笼型转子异步电动机的起动方法及最初起动电流和最初起动转矩与电机端电压之间的关系 ; 了解深槽式和双笼式异步电动机改善起动性能的原理 ; 掌握绕线转子异步电动机的起动方法 8 掌握三相异步电动机的各种调速方法及特点 ; 掌握绕线转子异步电动机恒转矩负载情况下转子绕组串电阻调速时电机内部各物理量的变化及相应计算 ; 理解三相异步电动机的制动 (2) 主要教学内容异步电动机的基本工作原理和结构 ; 交流电机绕组, 电动势和磁动势 ; 异步电动机运行原理 ; 三相异步电动机的起动和调速和制动 ; 4 同步电机部分 (1) 教学目的与要求 1 了解同步电机的基本原理与结构 熟练掌握同步发电机的基本电磁关系 电压方程式和电动势相量图 ; 明确各稳态参数的物理意义及测定方法 ; 掌握同步发电机对称稳态运行特性及其计算 22

26 2 掌握同步发电机的并联投入的条件和方法 ; 熟练掌握同步发电机功率转矩平 衡及功角特性 ; 掌握同步发电机并网有功 无功的调节 ; 了解并网发电机的静态稳 定概念 3 掌握同步电动机和同步调相机的工作原理 方程式和相量图 ; 了解同步电动 机的起动方法 ; 掌握同步电动机和同步调相机改善功率因数的方法与计算 (2) 主要教学内容 同步发电机的基本工作原理和结构 ; 同步发电机的基本电磁关系 ; 同步发电机 的运行特性 ; 同步发电机的并联运行 ; 同步电动机和同步调相机 ; 三相同步发电机 突然短路, 不对称运行 三 课程实践环节基本要求 序号 实验项目 实验类型 学时数 内容和要求 1 直流发电机 综合性 2 内容 :1 测定他励直流发电机的空载特性 ; 2 测定他励直流发电机的外特性 ; 3 测定他励直流发电机的调节特性 ; 4 观察并励直流发电机的自励过程 ; 5 测定并励直流发电机的外特性 要求 :1 掌握用实验方法测定直流发电机的各种运行特性, 并根据所测得的运行特性评定被测试电机的有关性能 ; 2 掌握直流并励发电机的自励条件并观察自励过程 2 直流并励电动机 综合性 2 内容 :1 测定直流电动机的机械特性 ; 2 在恒转矩负载下, 用不同 23

27 3 单相变压器实验 综合性 2 4 三相变压器实验 综合性 2 5 三相鼠笼异步电动机的工作特性 验证性 2 6 三相异步电动机的起动和调速 综合性 2 7 三相同步发电机的运行特性 验证性 2 的方法改变直流电动机速度 要求 :1 掌握用实验方法测定直流电动机的机械特性 ; 2 掌握直流电动机的调速方法 内容 :1 变压器的空载试验; 2 变压器的短路试验; 3 变压器的负载运行 要求 :1 掌握通过空载和短路试验测定变压器的参数 ; 2 测定变压器的运行特性 内容 :1 变压器的空载试验; 2 变压器的短路试验; 3 变压器的负载运行 要求 :1 掌握通过空载和短路试验测定变压器的参数 ; 2 测定变压器的运行特性 内容 :1 参数的测定; 2 工作特性 I 1 T cosφ η=f(p 2 ) 的测定 要求 : 掌握异步电动机的工作特性及参数的测量方法 内容 :1 三相异步电动机的起动 ; 2 三相异步电动机的调速 要求 : 掌握异步电动机的起动和调速方法 内容 :1 测定电枢绕组冷态电阻 ; 2 空载试验; 24

28 3 三相短路试验; 4 外特性测定 要求 : 掌握三相同步发电机对称运行特性的测量方法 内容 :1 用准确同步法将同步发电机投入电网并联运行 ; 2 有功功率的调节; 三相同步发电机与 3 无功功率的调节和 V 形 8 综合性 2 电网并联运行曲线 要求 : 研究同步发电机投入电网并联运行的方法, 有功功率及无功功率的调节方法, 求发电机的 V 形曲线 四 几点说明 1 制定本大纲的依据本大纲依据高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业的培养目标和毕业生基本要求以及培养计划而定 2 本课程与其它课程的联系本课程以高等数学 大学物理 电路 电磁场等基础理论课为基础, 通过本课程的学习为进一步学习后续的专业课程作好准备 先修课程 : 高等数学 物理学 电路 电磁场后续课程 : 工厂供电 电力传动, 工厂电器控制 电机设计 交流调速 3 考核方式考核形式 : 闭卷考试 成绩评定采用平时作业成绩加课程结束考核成绩进行计算, 平时成绩占 20~30%, 期末成绩占 70~80% 4 教材及主要参考书目张俊芳主编, 电机学 ( 第 1 版 ), 中国电力出版社, 李发海主编, 电机学 ( 第 3 版 ), 科学出版社,2001 年 1 月李发海主编, 电机与拖动 ( 第三版 ), 清华大学出版社, 叶东编著, 电机学, 天津科学技术出版社,

29 五 学时分配 总 学时分配 序号 主要内容 时 数 讲授讨论习题实验其它 1 绪论 直流电机 变压器 异步电机 同步电机 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 26

30 模拟电子技术课程教学大纲 英文名称 :Analog Electronics Technology 课程编号 : 学时数 : 64 课程性质 : 必修先修课程 : 电路适用专业 : 电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化 新能源科学与技术 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是电子类 自控类和电气类等专业的一门重要的专业基础课程, 是研究各种半导体器件的性能 电路及其应用的学科 2 课程的目的本课程通过对常用电子器件 模拟电路及其系统的分析和学习, 使学生获得模拟电子技术方面的基本知识 基本理论和基本技能 培养学生用辨证的观点和方法解决问题, 培养学生分析问题 解决问题的能力, 为后续课程的学习打好基础 3 课程的任务基本熟悉用半导体器件的工作原理 特性和主要参数 ; 初步掌握本课程中各种电子电路的分析方法 ; 能独立设计一些简单的模拟电子实验 二 课程教学内容及基本要求 1 绪论 (1) 教学目的和要求了解电子系统与信号的概念了解模拟信号和数字信号的概念 (2) 主要教学内容电子系统与信号的概念与信号的频谱 模拟信号与数字信号概念 模拟信号放 27

31 大电路模型 2 半导体二极管及其基本电路 (1) 教学目的和要求了解共价键的概念 熟悉本征半导体与杂质半导体的导电原理 熟悉载流子复合概念及温度对本征激发的影响 掌握 PN 结的形成和单向导电特性 熟悉二极管的伏安特性和参数 掌握二极管基本电路及其分析方法 了解一些特殊二极管的性质和应用 (2) 主要教学内容共价键的概念 本征半导体的 空穴及其导电作用, 杂志半导体 PN 结的形成和特性 半导体二极管的结构 二极管的伏安特性和参数 二极管基本电路及其分析方法 特殊二极管 3 半导体三极管及其放大电路基础 (1) 教学目的和要求熟悉半导体 BJT 的结构 放大作用 特性曲线和主要参数 熟悉共射 共基 共集放大电路的组成及工作原理 掌握放大电路的图解分析法和小信号模型分析法 掌握放大电路的工作点稳定问题 (2) 主要教学内容半导体的 BJT 的结构 电流分配和放大原理 半导体 BJT 的特性曲线和主要参数 共射级放大电路 图解分析法 小信号模型分析法 放大电路的工作点稳定问题 共集电极电路和共基极电路的特点 单级放大电路的低频响应和高频响应 多级放大电路的频率响应 两级放大电路的静态工作点 Q 的计算及 Au Ri Ro 的估算 4 场效应管放大电路 (1) 教学目的和要求熟悉结型场效应管的结构 工作原理 特性曲线和主要参数 熟悉绝缘栅场效应管的结构 工作原理 特性曲线和主要参数 掌握场效应管放大电路的分析方法和计算方法 28

32 (2) 主要教学内容结型场效应管的结构和工作原理 结型场效应管的特性曲线和主要参数 绝缘栅场效应管的结构 工作原理 绝缘栅场效应管的特性曲线和主要参数 场效应管的直流偏置及静态分析 电路场效应管放大电路的小信号模型分析法 5 集成运算放大器 (1) 教学目的和要求掌握差分式放大电路的组成原理 主要参数 ( 静态工作点 差模电压放大倍数 差模输入和输出电阻 ) 的计算 掌握共模放大倍数和共模抑制比的计算 熟悉集成运算放大器的组成和主要参数 (2) 主要教学内容基本差分式放大电路 FET 差分式放大电路 简单的集成电路运算放大器和通用型集成运算放大器 集成运算放大器的主要参数 专用型集成运算放大器 电路的噪声和干扰 6 反馈放大电路 (1) 教学目的和要求熟悉反馈的概念和分类 掌握瞬时极性发判别反馈类型 ( 包括组态 ) 的方法 掌握负反馈放大电路的方框图及一般表达式 熟悉负反馈对放大电路性能的改善 掌握深度负反馈条件下的增益的近似计算 了解负反馈放大电路的小信号模型的分析方法 了解负反馈放大电路的稳定问题 (2) 主要教学内容反馈概念和分类 四种类型的反馈组态 负反馈放大电路的方框图 负反馈放大电路增益的一般表达式 深度负反馈条件下主要参数 ( 增益 ) 的计算 负反馈放大电路中的稳定问题 7 信号的运算与处理电路 (1) 教学目的和要求掌握比例运算电路 加法电路 减法电路的组成原理和计算 掌握积分电路和微分电路的组成原理 计算和应用 29

33 熟悉对数和反对数运算电路的组成原理和计算 熟悉一阶和二阶有源滤波电路的原理 了解开关电容滤波器 (2) 主要教学内容加法电路和减法电路 积分电路和微分电路 实际运算放大器运算电路的误差分析 对数和反对数电路 有源滤波电路 8 信号产生电路 (1) 教学目的和要求掌握正弦波振荡电路的振荡条件 掌握 RC 桥式振荡器的组成原理和判别方法 熟悉 LC 选频放大电路和变压器反馈式 LC 振荡电路的组成和原理 熟悉三点式 LC 振荡电路的组成原理, 掌握其判别方法 熟悉石英晶体振荡电路的组成原理 熟悉非正弦波信号产生电路的组成原理 (2) 主要教学内容正弦波振荡电路的幅度平衡条件和相位平衡条件 RC 桥式正弦波振荡电路 LC 选频放大电路 变压器反馈式 LC 振荡电路 三点式 LC 振荡电路 石英晶体振荡电路 非正弦波信号产生电路 9 功率放大电路 (1) 教学目的和要求了解功率放大电路的特点及主要研究对象 了解功率放大电路提高效率的主要途径 掌握互补对称功率放大电路的主要工作原理和主要参数计算 了解集成功率放大器的结构 (2) 主要教学内容功率放大电路的特点 主要研究对象和提高效率的主要途径 乙类双电源互补对称功率放大电路的组成和计算 甲乙类双电源互补对称功率放大电路的组成和计算 集成功率放大器的结构 10 直流稳压电源 (1) 教学目的和要求掌握单相桥式整流滤波电路的组成 工作原理和输出电压的计算 30

34 掌握稳压管稳压电路的原理 掌握串联反馈式稳压电路的工作原理和输出电压的计算 熟悉三端集成稳压器的组成和工作原理 了解串联开关式稳压电路和直流变换型电源的原理 (2) 主要教学内容单相桥式整流 滤波电路 串联反馈式稳压电路 三端集成稳压器 三 课程实践环节基本要求 1 实验参见电子技术实验教学大纲 2 课程设计参见电子技术课程设计教学大纲四 几点说明 1 依据本大纲依据教育部 电子技术基础课程教学基本要求 编写的 2 与前后课程的关系先修课程 : 普通物理学 电工电子学 电路 高等数学后续课程 : 数字电子技术 高频电子线路 微机接口技术等 3 成绩评定说明满分为 100 分 平时 20%, 期末 80%, 总评 60 分合格 4 本大纲适用范围本大纲适用于本科四年制电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化 新能源科学与技术专业 5 教材及教学参考书康华光. 电子技术基础 ( 模拟部分第五版 ). 北京 : 高等教育出版社, 华成英. 模拟电子技术基础 ( 第四版 ). 北京 : 高等教育出版社, 王远. 模拟电子技术基础学习指导书. 北京 : 高等教育出版社, 华成英. 帮你学模拟电子技术基础. 北京 : 高等教育出版社, 五 学时分配 序号内容时数 学时分配 讲授讨论习题实验 1 绪论 半导体二极管及其基本电路

35 3 半导体三极管及其放大电路 场效应管放大电路 功率放大电路 集成运算放大电路 反馈放大电路 信号的运算与处理电路 信号产生电路 直流稳压电源 4 4 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 32

36 数字电子技术课程教学大纲 英文名称 :Digital Electronics Technology 课程编号 : 学时数 :56 课程性质 : 必修先修课程 : 电路 模拟电子技术适用专业 : 电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化 新能源科学与技术 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是电子类 自控类和电气类等专业在数字电子技术方面入门性质的技术基础课, 它具有自身的体系, 是实践性很强的课程 2 课程的目的本课程的目的是使学生获得数字电子技术方面的基本理论 基本知识和基本技能, 培养学生分析问题和解决问题的能力, 为以后深入学习数字电子技术某些领域中的内容, 以及为数字电子技术在专业中的应用打好基础 3 课程的任务本课程的主要任务是培养学生 : 掌握逻辑代数的基本概念及逻辑函数的化简方法 ;TTL 和 CMOS 门电路的基本结构 工作原理 输出方式 逻辑功能 特性参数及其使用方法 ; 组合逻辑电路的分析和设计 ; 同步时序逻辑电路的分析和设计 ; 异步时序逻辑电路的分析 ;555 定时器的工作原理及由其构成的脉冲产生与整形电路 ; 典型的 A/D 和 D/A 转换电路的结构 工作原理及使用方法 理解数制及相互转换, 常用集成组合逻辑器件的工作原理 逻辑功能及使用方法, 常用的触发器及时序逻辑器件的基本结构 工作原理 逻辑功能及触发方式, 半导体存储器及可编程逻辑器件, 本课程以小规模数字集成电路为基础, 重点介绍中 大规模集成电路, 以集成电路应用为目的 了解由分立元件组成的门电路, 正负逻辑 竞争冒险现象等概念, 以及一些新器件及典型应用 二 课程教学内容及基本要求 33

37 1 数制与码制 (1) 教学目的与要求掌握二进制 十进制 十六进制及其相互转换 ;8421BCD 码 (2) 主要教学内容数字信号 ; 二进制 十进制 十六进制及其相互转换 ; 常用的 BCD 码 2 逻辑代数基础 (1) 教学目的与要求掌握逻辑代数的基本定律和定理 ; 逻辑问题的描述方法 ; 逻辑函数的化简与变换 (2) 主要教学内容逻辑代数中的三种基本运算 ; 逻辑代数的基本公式和常用公式 ; 逻辑代数的基本定理 ; 逻辑函数及其表示方法 ; 逻辑函数的公式化简法 ; 逻辑函数的卡诺图化简法 ; 具有无关项的逻辑函数及其化简 3 门电路 (1) 教学基本要求掌握 TTL 和 CMOS 门电路的逻辑功能 特性 参数和使用方法 TTL 和 CMOS 门电路的电路结构及工作原理 ( 包括推拉输出 集电极开路输出和三态输出 ) 了解最简单的与 或 非门电路 (2) 主要教学内容半导体二极管和三极管的开关特性 ; 最简单的与 或 非门电路 ; 三极管 三极管逻辑门电路 (TTL);CMOS 逻辑门电路 4 组合逻辑电路 (1) 教学基本要求掌握组合逻辑电路的分析与设计基本方法, 常用集成组合逻辑器件的功能及使用方法 常用集成组合逻辑器件的工作原理 了解组合逻辑电路中的竞争与冒险 (2) 主要教学内容组合逻辑电路的分析和设计方法 ; 若干常用的组合逻辑电路 ; 组合逻辑电路中的竞争冒险 5 触发器 (1) 教学基本要求掌握触发器的逻辑功能 触发方式 特性和参数. 触发器的工作原理 触发器的 34

38 电路结构 (2) 主要教学内容触发器的电路结构与动作特点 ; 触发器的逻辑功能及其表示方法 ; 6 时序逻辑电路 (1) 教学基本要求掌握时序逻辑电路的基本分析方法, 常用集成时序逻辑器件的逻辑功能及使用方法 同步时序逻辑电路的基本设计方法, 常用集成时序逻辑器件的工作原理 了解异步时序电路的分析方法 (2) 主要教学内容时序逻辑电路的分析方法 ; 若干常用的时序逻辑电路 ; 时序逻电路的设计方法 7 半导体存储器 (1) 教学基本要求 : 掌握半导体存储器 (RAM 和 ROM) 的逻辑功能和使用方法 理解半导体存储器的电路结构和工作原理 (2) 主要教学内容只读存储器 (ROM); 随机存储器 (RAM); 存储器容量的扩展 ; 用存储器实现组合逻辑函数 8 脉冲信号的产生和整形 (1) 教学基本要求掌握 555 定时器的工作原理及应用 理解集成单稳 石英晶体多谐振荡器 (2) 主要教学内容施密特触发器 ; 单稳态触发器 ; 多谐振荡器 ;555 定时器及其应用 9 A/D 与 D/A 转换器 (1) 教学基本要求掌握典型的 A/D 和转换器的主要性能指标和使用方法 A/D 和 D/A 转换器的工作原理 (2) 主要教学内容 D/A 转换器 ;A/D 转换器 三 实践教学的基本内容和要求 1 实验参见电子技术实验教学大纲 2 课程设计参见电子技术课程设计教学大纲 35

39 四 几点说明 1 本大纲是根据教育部 电子技术基础课程教学基本要求 编写的 2 本课程与前后课程的关系 (1) 课程的先修课程是 高等数学 普通物理 及 电路 (2) 与模拟电子技术的分工为: 1 双极型和单极型管的工作原理及其外特性等均由模拟课中讲授, 本课程只讲述其开关特性 2 集成运算放大器的工作原理及其应用由模拟课中讲授, 本课程只涉及其中某些应用 3 成绩评定说明满分为 100 分 平时 20%, 期末 80%, 总评 60 分合格 4 本大纲适用范围: 本大纲适用于本科四年制电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化专业 5 教材及教学参考书: 阎石. 数字电子技术基础 ( 第五版 ). 北京 : 高等教育出版社, 康华光. 电子技术基础 ( 第五版 ). 北京 : 高等教育出版社, 阎石. 帮你学数字电子技术基础. 北京 : 高等教育出版社, 五 学时分配 序号内容时数 学时分配 讲授讨论习题实验 1 数制和码制 逻辑代数基础 门电路 组合逻辑电路 触发器 时序逻辑电路

40 7 脉冲信号的产生与整形 半导体存储器 A/D 与 D/A 转换器 4 4 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 37

41 电子技术实验 1 课程教学大纲 英文名称 :Electronic Technology Experiment 1 课程编号 : 学时数 : 先修课程 : 高等数学 大学物理适用专业 : 电气工程及其自动化 一 实验课程的目的和任务本课程是电气类 电子类 自动化类等专业在电子技术方面的主干基础实验课程 本课程的目的是使学生能够正确使用常用的电子仪器和仪表, 掌握基本的电子测试技术, 熟悉元器件的特性并学会查阅有关的电子器件手册, 能够分析 判断和排除电子电路中常见的故障, 具有正确处理实验数据 分析误差的能力, 能独立写出严谨求实 具有科学态度的实验报告 课程任务 : 应覆盖模拟电子技术理论课程基本要求中的主要内容 二 实验课程的内容和要求模拟电子技术部分主要讲述了半导体的基本知识及半导体二极管 三极管 场效应管的特性 ; 基本放大电路的组成和原理, 分析基本放大电路的图解法和微变等效电路法 ; 电流源电路 ; 场效应管放大电路及其分析方法 ; 功率放大电路 ; 差动式放大电路 运算放大器及其参数 ; 反馈的概念与分类, 负反馈放大器的分析和计算 ; 单级和多级放大电路的频率响应与稳定性 ; 由集成运放构成的运算和信号处理电路 ; 以及正弦波信号发生器 非正弦波信号发生器 直流稳压电源等 所涉及到的实验项目内容和具体要求如下 : 序学是否实验项目名称类型内容提要号时必做 38

42 目的 :1 学会常用电子仪器的操作与使 用, 掌握用示波器测量交流电压的幅值 频率 相位等有关参数 内容 :1 稳压电源的使用 ; 2 函数信号发生器和晶体管毫伏 表的使用 ; 1 电子学认识实验 2 验证性必做 3 示波器的使用: 交流信号幅值 频率的测量 方法 :1 用万用表的 DCV 挡测量稳压 电源输出电压值 ; 2 由函数信号发生器产生交流正 弦波信号, 用晶体管毫伏表测量信号相应 的电压值 ; 3 用示波器直接测量交流信号频 率, 或用李萨如图形测量 目的 :1 了解晶体管图示仪的基本工作 原理, 掌握用图示仪测量晶体二极管 晶 体三极管的特性和主要参数的办法 ; 2 掌握用万用表判断二极管 三 极管的电极和性能的方法 内容 :1 利用万用表判断二极管的电极 晶体管的特性 正向电阻 反向电阻, 三极管的类型 电 2 及主要参数的 2 验证性必做 极 及放大能力 ; 测试 2 利用晶体管图示仪测量二极管的正向特性 反向特性及三极管的输出特 性 方法 :1 用万用表电阻挡 ( 100 或 1K 挡 ) 判断二极管 三极管的电极及特性 ; 2 用晶体管图示仪测量低频小功 率二极管 三极管的特性及参数 39

43 目的 :1 掌握共射极放大电路静态工作 点的调整方法 ; 2 掌握共射极放大电路的电压放 大倍数 输入与输出电阻 通频带的测试 方法 内容 :1 放大电路静态工作点的调整及 测试 ; 3 共射极单管放大电路 2 验证性必做 2 输入电阻 输出电阻的测量; 3 空载电压放大倍数的测量; 输出端接负载 R L 时的电压放大倍数的测 量 方法 :1 在 MDS-V 模拟电路实验系统 上进行实验 ; 2 用晶体管毫伏表测量输入 输 出电压 ; 3 用示波器观察输入 输出波形 目的 :1 学会如何合理设置多级放大电 路的静态工作点 ; 2 掌握多级放大电路放大倍数的 测量和计算 内容 :1 静态工作点的调整 ; 4 两级阻容耦合放大电路 2 验证性必做 2 多级放大电路电压放大倍数的测量 方法 :1 在 MDS-V 模拟电路实验系统 上进行实验 ; 2 用晶体管毫伏表测量输入 输 出电压 ; 3 用示波器观察输入 输出波形 目的 :1 熟悉场效应管的特点 ; 2 掌握场效应管放大电路静态工 5 场效应管放大电路 2 验证性必做 作点调试及电路主要参数的测试方法 内容 :1 场效应管电路静态工作点测试; 2 场效应管电路放大倍数的测量 方法 :1 在 MDS-V 模拟电路实验系统 上进行实验 ; 40

44 2 用示波器观察输入 输出波形; 3 用晶体管毫伏表测量输入 输出电压 6 负反馈放大电路 2 验证性 必做 7 差动放大电路 2 验证性 必做 目的 :1 熟悉反馈的概念, 并能熟练地判别反馈的类型及电路的组态 ; 2 掌握常用负反馈放大电路的性能及应用, 熟悉其主要参数的测试 内容 :1 测试负反馈放大电路的电压放大倍数 输入电阻 输出电阻 ; 2 测试上限频率 f H 和下限频率 f L 方法 :1 在 MDS-V 模拟电路实验系统上进行实验 ; 2 用示波器观察输入 输出波形; 3 用晶体管毫伏表测量输入 输出电压 目的 :1 掌握调节差动放大器的静态工作点 ; 2 掌握放大器差动输入 双端输出及单端输出的差模电压放大倍数的测试方法 ; 3 掌握放大器双端输出和单端输出的共模放大倍数和共模抑制比的测试方法 内容 :1 静态工作点的测试; 2 差模放大倍数的测量; 3 共模电压放大倍数的测量 方法 :1 在 MDS-V 模拟电路实验系统上进行实验 ; 2 用示波器观察输入 输出波形; 3 用直流电压表和晶体管毫伏表测量差模 共模输入 输出电压 41

45 目的 :1 设计由集成运算放大器组成的正弦波 - 方波 - 三角波信号发生器电路 内容 :1 由 RC 正弦波振荡器产生正弦波 ; 2 通过整形电路将正弦波变成方函数信号发生 8 2 设计性必做波 ; 器的设计 3 由积分电路将方波变成三角波 方法 :1 用 Multisim 7 仿真与设计软件设计电路 ; 2 用 Multisim 7 软件中的频率计 示波器测量输出波形 三 实验课程的进度安排电子技术实验 1 学时为 16 学时 依据理论课程内容和教学课表安排需要开出以下 8 个实验, 按理论课程内容进度安排如下 : 1) 电子学认识实验 2 学时 2) 晶体管的特性及主要参数的测试 2 学时 3) 共射极单管放大电路 2 学时 4) 两级阻容耦合放大电路 2 学时 5) 场效应管放大电路 2 学时 6) 负反馈放大电路 2 学时 7) 差动放大电路 2 学时 8) 函数信号发生器的设计 2 学时四 考核方法及成绩评定 1 本实验课程为独立设课, 单独考核 2 每学期实验课成绩由平时成绩和实验考核成绩综合评定组成 一般平时成绩占总分的 60%, 考核成绩占总分的 40% 平时成绩是每次实验得分的平均, 期末考试满分为 40 分 实验考核形式为操作考试 ( 或笔试 ), 设定最低及格线 3 平时成绩为学生每次实验评分累计后的平均值 每次实验评分标准: 每次实验包括考勤 预习 实验操作 实验结果 完成报告, 其中考勤预习占 10 %, 实验操作占 30 %, 实验结果占 30 %, 完成报告占 30% 4 实验考核包括操作考试( 或笔试 ) 操作考试内容: 仪器的使用 实验的规范操作 独立操作的能力 其中仪器的使用占 30 %, 实验的规范操作占 30 %, 独立 42

46 操作的能力占 40 % 5 凡缺做 1/3 实验以上者应重修本实验课程, 不得参加最后考试 实验平时成绩不及格者酌情定为重修或补考 五 几点说明本实验课程教学大纲依据高等工科院校模拟电子技术的教学基本要求以及电气 自动化 建筑电气 新能源 电子的专业基础课程教学内容进行制定 制定人 : 审定人 : 批准人 : 43

47 电子技术实验 2 课程教学大纲 英文名称 :Electronic Technology Experiment 2 课程编号 : 学时数 :16 先修课程 : 高等数学 大学物理适用专业 : 电气工程及其自动化 一 实验课程的目的和任务本课程是电气类 电子类 自动化类等专业在电子技术方面的主干基础实验课程 本课程的目的是使学生能够正确使用常用的电子仪器和仪表, 掌握基本的电子测试技术 ; 熟悉元器件的特性并会查阅有关的电子器件手册 ; 能够分析 寻找和排除电子电路中常见的故障, 具有正确处理实验数据 分析误差的能力 ; 能独立写出严谨求实 具有科学态度的实验报告 课程任务 : 应覆盖数字电子技术理论课程基本要求中的主要内容 二 实验课程的内容和要求通过数字电子技术部分的学习, 使学生能正确使用电子仪器, 如 : 示波器 SDS-VI 数字电路实验系统 MF-47 万用表等 ; 掌握电子电路的基本测试技术, 如 : 低电平输出电源电流 扇出系数 电压传输特性 脉冲波形参数以及逻辑功能的测试等 ; 具有正确处理实验数据 分析误差的能力, 具有查阅电子器件手册的能力, 根据技术要求能选用合适的元器件, 初步具有设计电子小系统并进行组装和测试的能力, 初步具有分析 判断和排除电子电路中常见故障的能力 ; 能独立写出有理论分析 实事求是 文理通顺 字迹端正的实验报告 所涉及到的实验项目内容和具体要求如下 : 44

48 序号 实验项目名称 学时 类型 是否必做 内容提要 目的 :1 熟悉 TTL 与非门外形和管脚排列 ; 2 通过测试了解与非门的参数 内容 :1 根据与非门 (74LS00) 的逻辑功 1 TTL 与非门参数测试 2 验证性必做 能检查与非门是否良好 ; 2 测量 I CCL I IL ; 3 测量电压传输特性 方法 : 利用电压表 毫安表 示波器直接测 量 目的 :1 掌握门电路的逻辑功能及测试方法 ; 2 掌握常用逻辑门的变换方法 ; 2 集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换 2 验证性必做 3 熟悉和掌握门控的基本概念 内容 :1 测试与非门 异或门的逻辑功能; 2 用与非门 异或门实现逻辑函数 方法 :1 用 SDS-VI 数字电路实验系统直接 连接电路并用 LED 显示 ; 2 用示波器观察波形 目的 :1 熟悉 OC 门和三态门的逻辑功能 ; 2 掌握 OC 门的典型应用, 了解负载 对 OC 门电路的影响 ; 3 OC 门和三态门的应用 2 验证性必做 3 掌握三态门的典型应用 内容 :1 集电极开路(OC) 门实验 :OC 门的逻辑功能和 OC 门实现数据分时传输 ; 2 三态门实验 方法 : 用 SDS-VI 数字电路实验系统直接连 接电路并用 LED 显示 45

49 4 组合逻辑电路的设计 2 验证性必做 5 译码器和编码器 2 验证性必做 半加器 全加器 6 及数据选择器 2 验证性必做 分配器 目的 :1 掌握组合逻辑电路的设计方法, 并用实验验证设计结果 内容 :1 设计一个四人表决电路; 2 设计一个保险箱的数字代码锁 方法 : 学生自己设计电路, 并根据给定元器件在 SDS-VI 数字电路实验系统上连接电路 验证实验结果 目的 :1 掌握译码器和编码器的工作原理和特点 ; 2 熟悉常用译码器和编码器的逻辑功能和典型应用 内容 :1 用 LED 显示译码器 编码器的输出 ; 2 译码器与数码管的作用 方法 : 用 IC 在 SDS-VI 数字电路实验系统上直接连接电路并用 LED 显示 目的 :1 掌握半加器 全加器及数据选择器 分配器的工作原理 ; 2 掌握半加器的逻辑电路, 熟悉数据选择器的管脚排列和逻辑功能 ; 3 掌握用数据选择器实现逻辑函数的方法 内容 :1 半加器 全加器功能的测试, 用 LED 显示 ; 2 数据选择器和分配器的功能测试, 用 LED 显示 方法 : 用 IC 直接在 SDS-VI 数字电路实验系 统上直接连接电路并用 LED 显示 46

50 7 触发器 2 验证性必做 目的 :1 学习触发器逻辑功能的测试方法; 2 了解触发器触发方式的测试方法; 3 掌握用触发器设计简单实用电路的基本方法 内容 :1 集成 JK 触发器的逻辑功能和触发方式的测试 ; 2 集成 D 触发器的逻辑功能和触发方式的测试 ; 方法 : 用 74LS112 74LS74 在 SDS-VI 数字电路实验系统上直接连接电路并用 LED 显示 8 计数器及其应用 2 设计性必做 目的 :1 熟悉用 JK 或 D 触发器组成各种计数器的方法 ; 2 测试计数器的逻辑功能和波形图 内容 :1 用 D 触发器组成四位二进制异步加法计数器和减法计数器 ; 2 将加法计数器或减法计数器的输出接至译码驱动器 74LS48, 组成计数译码显示电路, 并转换成十进制计数器 方法 : 用 74LS74 74LS48 74LS00 共阴极数码管在 SDS-VI 数字电路实验系统上完成 三 实验课程的进度安排 电子技术实验 2 学时为 16 学时 依据理论课程内容和教学课表安排需要开出以 下 8 个实验, 按理论课程内容进度安排如下 : 1)TTL 与非门参数测试 2 学时 2) 集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换 2 学时 3)OC 门和三态门的应用 2 学时 4) 组合逻辑电路的设计 2 学时 5) 译码器和编码器 2 学时 6) 半加器 全加器及数据选择器 分配器 2 学时 47

51 7) 触发器 2 学时 8) 计数器及其应用 2 学时四 考核方法及成绩评定 1 本实验课程为独立设课, 单独考核 2 每学期实验课成绩由平时成绩和实验考核成绩综合评定组成 一般平时成绩占总分的 60%, 考核成绩占总分的 40% 平时成绩是每次实验得分的平均, 期末考试满分为 40 分 实验考核形式为操作考试 ( 或笔试 ), 设定最低及格线 3 平时成绩为学生每次实验评分累计后的平均值 每次实验评分标准: 每次实验包括考勤 预习 实验操作 实验结果 完成报告, 其中考勤预习占 10 %, 实验操作占 30 %, 实验结果占 30 %, 完成报告占 30% 4 实验考核包括操作考试( 或笔试 ) 操作考试内容: 仪器的使用 实验的规范操作 独立操作的能力 其中仪器的使用占 30 %, 实验的规范操作占 30 %, 独立操作的能力占 40 % 5 凡缺做 1/3 实验以上者应重修本实验课程, 不得参加最后考试 实验平时成绩不及格者酌情定为重修或补考 五 几点说明本实验课程教学大纲依据高等工科院校数字电子技术的教学基本要求以及电气 自动化 建筑电气 新能源 电子的专业基础课程教学内容进行制定 制定人 : 审定人 : 批准人 : 48

52 自动控制原理课程教学大纲 英文名称 :Principles of Automatic Control 课程编号 : 学时数 : 48+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 电路等适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是为理工科电气工程类专业开设的专业基础课之一 从课程内容看, 侧重于方法论的研究 2 课程的目的通过本课程的学习, 使学生掌握自动控制的基本理论和方法, 具备对自动控制系统进行分析 计算 实验和校正的能力, 为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础 3 课程的任务本课程的主要任务是培养学生 : (1) 掌握自动控制的一般概念和自动控制的基本方式 ; (2) 掌握控制系统的时域 复域数学模型的分析方法及它们之间的联系 ; (3) 掌握一阶 二阶系统的时域分析方法 ; (4) 掌握线性系统的稳定性分析方法和稳态误差的计算 ; (5) 掌握线性系统的根轨迹分析方法 ; (6) 掌握线性系统的频域分析方法 ; (7) 掌握校正概念, 熟悉常用校正装置及其特性, 了解线性系统的校正方法 ; (8) 掌握非线性系统的一般概念, 熟悉常见非线性特性及其对系统运动的影响 二 课程教学基本内容和要求 1 控制系统导论 49

53 (1) 教学目的与要求正确理解负反馈控制原理 ; 正确理解三种控制方式 了解控制系统的组成和分类 能确定控制系统的被控对象 被控量 给定量, 掌握根据工作原理图绘制系统方框图的方法 (2) 主要教学内容自动控制的基本原理和方式 ; 自动控制系统示例 ; 自动控制系统的分类 ; 对自动控制系统的基本要求 2 控制系统的数学模型 (1) 教学目的与要求了解建立系统微分方程的一般方法 掌握传递函数的概念 定义和性质 明确传递函数与微分方程的关系 掌握用梅逊公式求系统的传递函数 掌握从不同途径求传递函数的方法 (2) 主要教学内容控制系统的时域数学模型 ; 控制系统的复域数学模型 ; 控制系统的结构图与信号流图 3 线性系统的时域分析 (1) 教学目的与要求正确理解系统稳定性概念及稳定的充要条件 ; 能熟练运用代数稳定判据判定系统的稳定性 正确理解有关稳态误差的概念 ; 掌握计算稳态误差的一般方法 掌握一阶系统 二阶系统的数学模型和典型响应特点 ; 能熟练确定一阶系统 二阶系统特征参数, 掌握一阶系统 二阶欠阻尼系统动态性能的计算 (2) 主要教学内容线性系统时间响应的性能指标 ; 一阶系统的时域分析 ; 二阶系统的时域分析 ; 线性系统的稳定性分析 ; 线性系统的稳态误差分析 4 根轨迹法 (1) 教学目的和要求正确理解根轨迹的概念 ; 50

54 掌握由根轨迹绘制法则绘制根轨迹的方法 ; 能根据根轨迹定性分析系统指标随参数变化的趋势 (2) 主要教学内容根轨迹方程 ; 根轨迹的绘制法则 ; 广义根轨迹 ; 系统性能的分析与估算 5 线性系统的频域分析法 (1) 教学目的与要求正确理解频率特性的定义 数学本质和物理含义 运用频率特性分析系统的稳态响应 熟悉典型环节频率特性的规律及特征点 掌握由系统的开环传递函数绘制对数频率特性曲线的方法 掌握由对数频率特性曲线反求传递函数的方法 掌握应用奈奎斯特判据和对数频率稳定判据判别系统稳定性的方法 正确理解稳定裕度的概念, 并能计算模稳定裕度和相稳定裕度 了解三频段的概念 (2) 主要教学内容频率特性的概念 ; 奈奎斯特稳定判据 ; 典型环节和开环系统频率特性 ; 稳定裕度 ; 系统时域指标估算 6 控制系统的校正 (1) 教学目的与要求了解校正的概念 方式 正确理解串联校正的基本控制规律, 及其控制作用的物理本质 掌握校正网络频率特性及其作用 了解反馈校正 复合校正的特点及作用 (2) 主要教学内容系统的设计与校正问题 ; 常用校正装置及其特性 ; 串联校正 ; 反馈校正 ; 复合校正 三 课程实践环节基本要求学序实验项目实验类型时内容和要求号数 1 典型线性环节的验证性 2 通过实现, 让学生掌握实验设备的使用, 51

55 暂态特性掌握实验的一般操作方法 验证实验结果, 完成实验报告 通过实验, 加强学生实验规范的遵守, 二阶系统的阶跃 2 验证性 2 熟练操作实验设备, 验证实验结果, 完响应成实验报告 根据要求, 设计相应系统的参数, 然后线性系统的稳定验证性 通过实验验证参数设计方法的正确性, 性研究设计性完成实验报告 根据要求, 设计系统环节的传递函数, 线性系统稳态误验证性 然后通过实验验证参数设计方法的正确差的研究设计性性, 完成实验报告 四 几点说明 1 制定本大纲的依据本大纲依据高等工科院校四年制本科自动化专业的培养目标和毕业生基本要求以及培养计划而定 2 本课程与其它课程的联系先修课程 : 高等数学 ( 含工程数学 ) 电路 电子技术 电机与拖动等 要求数学课介绍微分方程和拉氏变换的基本内容 要求电路与电子技术课介绍无源网络和模拟运算电路的基本分析计算方法 要求电机与拖动课介绍自动控制系统中常用的机电检测 执行元件的基本原理 特性方程 后续课程 : 计算机控制技术 电力拖动控制系统 提供它们所需的分析 设计的基本理论和方法 3 考核方式采用闭卷笔试的考试方法, 成绩评定比例为卷面成绩占 70%, 实验成绩占 20%, 平时成绩占 10% 4 必要的教学手段说明课堂教学中辅以多媒体的教学方法, 安排一定课时的实验, 布置一定量的作业 5 教材及主要参考书目王划一主编. 自动控制原理. 国防工业出版社,2001,11, 第 1 版胡寿松主编. 自动控制原理. 科学出版社,2002 年第 4 版薛安克主编. 自动控制原理. 西安电子科技大学出版社,2004,6 第 1 版 52

56 晁勤主编. 自动控制原理. 重庆大学出版社,2001,8, 第 1 版卢京潮主编. 自动控制原理. 西北工业大学出版社,2004,9, 第 1 版五 学时分配学时分配 序号内容时 讲授讨论习题实验 数 1 控制系统导论 控制系统的数学模型 线性系统的时域分析法 线性系统的根轨迹法 线性系统的频域分析法 线性系统的校正方法 合 计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 53

57 电力电子技术课程教学大纲 英文名称 :Power Electronic Technology 课程编号 : 学时数 : 48+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 电路与信号系统 模拟电子技术 数字电子技术 电机学 自动控制原理适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是一门横跨动力 电子 自动控制三门课程的交叉边缘学科, 是利用大功率半导体器件对能量进行变换与控制的专业基础课程 2 课程的目的本课程的目的是使学生熟悉电力电子变换技术领域的一些基本概念, 掌握电力电子变换的基本方法, 为以后从事该项工作奠定基础 3 课程的任务本课程的任务是使学生获得利用大功率半导体器件对电能进行变换和控制的基本理论与概念 要求学生熟悉和掌握可控整流 有源逆变, 变频 斩波 交流调速 电源变换等电力电子电路的工作原理 特点和基本应用, 正确选用元件与触发 ( 驱动 ) 电路 培养学生掌握电能变换与控制的分析能力, 并且具有一定的实验能力 二 课程教学内容及基本要求 1 绪论 (1) 教学目的要求了解电力电子技术的内容 发展 应用 (2) 主要教学内容电力电子技术的内容 发展 应用 2 电力电子器件 (1) 教学目的要求 54

58 了解部分新型电力电子器件, 如 MCT SIT STIH IGCT 等 ; 理解电力二极管 晶闸管 GTO GTR 电力 MOSFET IGBT 等器件的工作原理 ; (2) 主要教学内容电力电子器件 ; 器件的驱动 保护 ; 电力电子器件的串并联使用 3 整流电路 (1) 教学目的要求了解大功率整流电路 电容滤波整流电路 ; 理解整流电路工作原理 整流逆变电路的换相过程 整流电路的相位控制 ; 掌握单相三相整流电路的工作原理 漏感对整流电路的影响 整流电路的有源逆变 整流电路的谐波和功率因数 ; (2) 主要教学内容单相 三相整流电路 ; 变压器漏感对整流电路的影响 ; 谐波和功率因数 ; 有源逆变电路 ; 相控电路的驱动控制 4 逆变电路 (1) 教学目的要求了解多重与多电平逆变电路 ; 理解逆变电路的换流过程及其分析 ; 掌握电力电子器件的换流方式, 典型电压 电流逆变电路的工作原理分析 ; (2) 主要教学内容电力电子器件的换流方式 ; 电压型逆变电路 ; 电流型逆变电路 5 直流- 直流变流电路 (1) 教学目的要求了解复合斩波及多相多重斩波电路 ; 理解基本斩波电路的工作原理 带隔离的直流 - 直流变流电路 ; 掌握基本斩波电路的工作原理与分析 ; (2) 主要教学内容基本斩波电路 ; 复合斩波电路及多相多重斩波电路 6 交流- 交流变流电路 (1) 教学目的要求了解晶闸管在电力控制方面的应用 ; 55

59 理解交流调压电路原理 交交变频电路工作原理 ; 掌握单相三相交流调压电路构成与原理 交流电力控制电路的工作情况 ; (2) 主要教学内容交流调压电路 ; 交流电力控制电路 ; 交交变频电路 7 PWM 控制技术 (1) 教学目的要求理解 PWM 控制的原理, 逆变电路的控制方法,PWM 跟踪控制技术 ; 掌握 PWM 控制的原理,PWM 的调制方法,PWM 跟踪控制技术 ; (2) 主要教学内容 PWM 控制的基本原理 ;PWM 逆变电路及其控制方法 ;PWM 跟踪控制 ( 斜波比较及滞环比较 ) 技术 8 软开关技术 (1) 教学目的要求了解软开关的基本概念, 软开关电路的分类 ; 理解软开关电路的工作原理 ; 掌握软开关电路的分类与概念, 典型软开关电路的分析 ; (2) 主要教学内容软开关的基本概念 ; 软开关电路的分类 ; 典型的软开关电路 9 电力电子器件应用的共性问题 (1) 教学目的要求掌握电力电子器件的驱动电路, 电力电子器件的保护 串并联 ; (2) 主要教学内容电力电子器件的驱动电路, 电力电子器件的保护 串并联 10 电力电子技术的应用 (1) 教学目的要求了解晶闸管直流电动机系统 变频器和交流调速系统 不间断电源 开关电源 功率因数校正电路等的构成 ; (2) 主要教学内容晶闸管直流电动机系统 变频器和交流调速系统 不间断电源 开关电源 功率因数校正电路等的构成 三 课程实践环节基本要求 56

60 序号实验项目实验类型学时数内容和要求 (1) 观察单结晶体管触发电路中晶闸管各点波形并记录 ; 1 验证性 2 触发电路实验 (2) 观察锯齿波同步移相触发电路中各点波形并记录 (1) 熟悉单相桥式半控整流电路单相桥式半控的接线方式 ; 2 验证性 2 整流电路实验 (2) 熟悉在不同负载及不同控制角 α 时, 输出电流 电压的波形 单相桥式全控整流 (1) 研究桥式全控整流电路由整 3 及有源逆变电路实综合性 2 流转换到逆变的全过程 ; 验 (2) 掌据有源逆变条件 (1) 熟悉三相半控整流电路的接三相半波可控线方式 ; 4 验证性 2 整流电路实验 (2) 熟悉在不同负载及不同控制角 α 时, 输出电流 电压的波形 课程设计见电力电子技术课程设计教学大纲四 几点说明 1 依据本大纲是依据高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业培养目标和毕业生基本要求及培养计划而定 2 与前后课程的关系先修课程 : 电工基础 电子技术 电机学 自控原理 电力电子技术后续课程 : 电力拖动自动控制系统 3 成绩评定说明该课程的考核形式为闭卷考试, 卷面考试成绩占课程总成绩的 70%, 平时作业占 10%, 实验成绩占 20% 4 本大纲适用范围本大纲适用于四年制本科电气工程及其自动化专业 5 教材及教学参考书教材 : 57

61 王兆安, 刘进军. 电力电子技术 ( 第四版 )[M]. 北京 : 机械工业出版社,2009. 教学参考书 : 浣喜明, 姚为正. 电力电子技术 ( 第 2 版 )[M]. 北京 : 高等教育出版社,2011. 冷增祥, 徐以荣. 电力电子学 ( 第 3 版 )[M]. 南京 : 东南大学出版社,2012. 丁道宏. 电力电子技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社,2005. 制定人 : 审定人 : 批准人 : 58

62 单片机原理与接口技术课程教学大纲 英文名称 :Principle of Mono-Chip Computer and Interface Technology 课程编号 : 学时数 :64+S16 课程性质 : 必修先修课程 : 电路与信号系统 大学计算机基础及 C 语言程序设计 模拟电子技术 数字电子技术适用专业 : 电气工程及其自动化专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程主要介绍 80C51 系列单片机的硬件 软件及其应用, 是电气工程及其自动化专业的专业基础课 2 课程的目的 通过本课程的教学, 使学生掌握以 80C51 为代表的单片机的内部结构和外部引功能 工作原理 汇编指令 C51 程序设计语言及程序设计的基本方法, 掌握单片机内部功能部件的工作原理及使用方法, 掌握单片机系统扩展技术, 掌握单片机应用系统开发与设计方法 3 课程的任务课程的任务是使学生深入理解计算机软 硬件系统的组成和原理, 培养学生进行单片机应用系统开发和设计的能力, 培养学生的动手能力, 启迪学生的创新意识, 提高学生的综合素质 二 课程教学内容及基本要求 1 单片机基础知识 (1) 教学目的要求掌握单片机的基本概念 单片机与微型计算机的关系 了解常用的单片机系列 单片机的应用领域 掌握计算机及微型计算机的结构 微型计算机系统组成 微型计算机软件的概念 59

63 掌握计算中数的表示方法 数制的运算及数制的转换方法 掌握计算机数制编码 ( 原码 反码 补码 BCD 码 ) 方法与运算方法, 掌握字符的 ASCII 编码 (2) 主要教学内容单片机概述 微型计算机系统组成 微型计算机的运算基础知识 2 单片机应用系统的开发环境 (1) 教学目的要求了解单片机应用系统的开发工具 ; 掌握 Keil C51 高级语言集成开发环境的使用方法 掌握基于 Proteus 的单片机系统仿真软件的使用方法 掌握 51 系列单片机的存储器组织结构及地址编排方法 (2) 主要教学内容单片机应用系统的开发工具介绍 Keil C51 高级语言集成开发环境 -μvision3 IDE 介绍 基于 Proteus 的单片机系统仿真软件的使用介绍 3 80C51 系列单片机的硬件基础 (1) 教学目的要求了解 8051 系列单片机的主要型号 8051 内核单片机的特点 80C51 系列单片机的选择依据 掌握 80C51 系列单片机引脚功能, 掌握 80C51 系列单片机的编程结构, 了解半导体存储器的分类 特点与指标, 掌握 80C51 单片机的存储器组织结构, 掌握 80C51 单片机常用的复位方式 程序执行方式 低功耗方式, 掌握 80C51 单片机的时钟电路, 掌握时序的有关概念, 熟练掌握 80C51 单片机最小应用系统的概念 (2) 主要教学内容 8051 系列单片机概述 80C51 系列单片机引脚功能 80C51 系列单片机的编程结构 80C51 系列单片机的存储器 80C51 单片机的工作方式 80C51 系列单片机的时序 80C51 单片机最小应用系统 4 80C51 单片机的软件基础 (1) 教学目的与要求了解 80C51 单片机的指令系统, 掌握 C51 语言的语法规则, 掌握常用函数, 熟悉 C51 的顺序 循环 分支程序与子程序的编制方法 (2) 主要教学内容 60

64 80C51 单片机的指令系统 ;C51 的语法规则 ;C51 语言的语句 ;C51 的函数 ; C51 的程序结构 5 80C51 单片机片内的各种功能部件 (1) 教学目的要求掌握 80C51 单片机内部功能部件 : 并行口 中断系统 定时器 / 计数器 串行口的工作原理 相关特殊功能寄存器设置方法及编程方法, 会应用内部功能部件 (2) 主要教学内容并行口及应用 中断系统及应用 定时器 / 计数器及应用 串行口及应用 6 80C51 单片机系统扩展技术 (1) 教学目的要求了解单片机系统扩展资源分类, 掌握单片机系统扩展结构, 熟练掌握数据存储器的扩展方法, 掌握 74HC244 74HC245 等简单并行 I/O 口的扩展方法, 掌握可编程并行 I/O 口 8255A 的扩展方法, 掌握键盘工作原理, 掌握独立式键盘与矩阵式键盘的硬件设计与软件编程方法, 掌握 1602LCD 液晶显示器与单片机的接口硬件设计及软件编程 (2) 主要教学内容单片机系统扩展资源分类 单片机系统扩展结构 数据存储器的扩展 并行 I/O 接口的扩展 键盘接口技术 LCD 液晶显示器与单片机的接口 7 80C51 单片机的测控接口 (1) 教学目的要求了解 D/A 转换器的基本原理与主要技术指标, 掌握 DAC0832 芯片及其与单片机的硬件接口与程序设计方法, 了解 A/D 转换器原理与技术指标, 掌握 ADC0809 芯片及其与单片机的接口与程序设计方法, 掌握开关量输入接口与输出接口的应用方法 (2) 主要教学内容 D/A 转换接口技术 A/D 转换接口技术 开关量的接口技术 8 单片机应用系统的开发与设计 (1) 教学目的要求熟悉单片机应用系统的开发过程, 深入剖析两个单片机应用实例 (2) 主要教学内容单片机应用系统的开发过程, 应用实例一 :LED 点阵显示屏设计, 应用实例二 : 61

65 使用 DS18B20 温度传感器设计的温控系统 三 课程实践环节基本要求 序号 实验项目 实验类型 学时数 Keil C51 高级语言集成 1 开发环境 -μvision3 IDE 及 Proteus 仿真软 验证性 2 件的使用 2 单片机最小系统的熟悉 验证性 2 3 C51 语言编程 验证性 2 4 数码管动态扫描显示验证性 实验设计性 2 5 中断优先级控制及中验证性 断保护实验设计性 2 内容和要求内容 : 在 μvision3 IDE 及 Proteus 中分别调试程序或联调 要求 : 熟悉单片机应用系统的开发工具 ; 掌握 Keil C51 高级语言集成开发环境的使用 掌握基于 Proteus 的单片机系统仿真软件的使用方法 内容 : 利用最小系统实现对脉冲信号的控制, 使 8 个发光二极管以 16 进制加 1 的方式点亮发光二极管要求 : 熟悉单片机最小系统的组成, 内容 : 用 C51 语言编制两个程序 要求 : 掌握 C51 语言的语法规则, 掌握常用函数, 熟悉 C51 的程序编制方法 内容 : 用八位数码管显示数字 要求 : 掌握数码管动态显示原理及程序控制方法 掌握并口的使用方法, 内容 : 要求实现外部中断 0 和外部中断 1 的中断优先级控制要求 : 掌握中断的原理 62

66 6 低频脉冲计数器实验 内容 : 通过单片机在 1s 内对脉冲计数, 要求在数码管和液晶综合性 2 屏上分别显示对应的频率值 设计性要求 : 掌握定时器 / 计数器的原理 7 步进电机驱动实验 内容 : 通过对单片机的并口控制实现步进电机的各种工作方验证性 2 式 设计性要求 : 掌握通过单片机控制电机的方法 8 矩阵式键盘输入实验 内容 : 通过对矩阵式键盘各个按键的控制, 实现在显示上显综合性 2 示对应的数字和符号 设计性要求 : 掌握矩阵式键盘的工作原理与编程方法 四 几点说明 1 依据 本大纲依据高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业的培养目标和毕 业生基本要求以及培养计划而定 2 与前后课程的关系 先修课程 : 电路与信号系统 大学计算机基础及 C 语言程序设计 模拟电子技 术 数字电子技术 后续课程 : 计算机测控技术 DSP 应用技术 3 成绩评定说明 (1) 考试采用闭卷形式, 考试时间为 120 分钟 (2) 本大纲各部分所规定内容及要求, 都属于考核的内容 考试命题覆盖到各部 分, 突出要掌握部分的内容 (3) 成绩评定 : 平时 :10%; 实验 :20%; 期末 :70% 4 本大纲适用范围 四年制本科电气工程及其自动化专业 5 教材及教学参考书 63

67 张兰红, 邹华. 单片机原理及应用 [M]. 北京 : 机械工业出版社, 郭天祥. 新概念 51 单片机 C 语言教程 入门 提高 开发拓展全攻略 [M]. 北京 : 电子工业出版社, 张毅刚. 单片机原理及应用 [M]. 北京 : 高等教育出版社, 彭伟. 单片机 C 语言程序设计实训 100 例 基于 8051+Proteus 仿真. 北京 : 电子工 业出版社, 五 学时分配 序总时学时分配主要内容号数讲授讨论习题实验其他 1 单片机基础知识 单片机应用系统的开发环境 C51 系列单片机的硬件基础 C51 单片机的软件基础 MCS-51 系列单片机片内的各种功能部件 MCS-51 系列单片机的扩展 C51 单片机的测控接口 MCS-51 系列单片机应用系统设计举例 合 计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 64

68 电气控制与 PLC 课程教学大纲 英文名称 :Electric Control and PLC 课程代码 : 学分 :3 学 时 :48+S16 课程类型 : 必修 适用专业 : 电气工程及其自动化专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是 电气工程及其自动化专业 本科所开设的专业课之一 它是一门实践性较强 应用性较强的专业课 本课程以电动机或其他执行电器为控制对象, 介绍电气控制的基本原理 线路 程序和控制装置的电气控制方法和设计方法 2 课程的目的培养学生电气控制线路与程序的阅读分析能力和电气控制系统与装置的设计能力 3 课程的任务本课程从教育规律和工程应用能力培养的角度出发, 将理论教育 课程设计 实验及电气工程实践融为一体 本课程从应用角度出发, 以方法论为手段, 培养学生对电气控制系统的分析和设计能力 二 课程教学内容及基本要求 1 常用低压电器 (1) 教学目的要求理解常用控制电器的结构原理 用途及型号 ; 掌握并能正确使用和选用常用控制电器 ; 掌握常用控制电器的图形和文字符号 常用控制电器的结构原理 用途及型号, 达到能正确使用和选用的目的 (2) 主要教学内容 65

69 电器的基本知识 开关电器 熔断器 主令电器 接触器 继电器 2 电气控制的基本线路 (1) 教学目的要求掌握基本的电气控制电路 顺序控制以及电气线路中常用保护环节 ; 掌握三相异步电动机 直流电动机的起动 运行 调速和制动的基本控制线路 ; 掌握电气线路分析和设计的基础 电气系统图 电气图的类型 国家标准及规定画法 (2) 主要教学内容电气控制系统图的类型及有关规定 三相笼型异步电动机全压起动控制线路 三相笼型异步电动机减压起动控制线路 三相绕线型异步电动机起动控制线路 三相笼型异步电动机的调速控制线路 三相异步电动机的制动控制线路 直流电动机的控制线路 电气控制的保护环节 3 可编程序控制器(PLC) 的构成 原理与应用 (1) 教学目的要求理解小型 PLC 的应用技术 小型 PLC 的硬件与系统构成 基本性能 ; 掌握 PLC 技术的基本组成 PLC 工作原理与特点 程序指令系统与系统编程方法 (2) 主要教学内容可编程序控制器概述 PLC 的基本组成与工作原理 三菱小型 FX2N PLC 的硬件与软件 4 PLC 的基本指令 (1) 教学目的要求掌握 PLC 的基本指令 ; 掌握 PLC 基本指令的编程方法 (2) 主要教学内容单接点指令 连接导线指令 接点逻辑取反指令 逻辑线圈指令 空操作和结束指令 编程注意事项 编程实例 5 PLC 的步进顺控指令 (1) 教学目的要求理解 PLC 的状态转移图 ; 掌握 PLC 的步进顺控指令 ; 66

70 掌握 PLC 步进顺控的基本编程方法 (2) 主要教学内容状态转移图 步进顺控指令及编程 状态转移图流程的形式 6 PLC 的功能指令 (1) 教学目的要求理解 PLC 的功能指令的表示形式及含义 ; 掌握 PLC 的基本功能指令 ; 掌握 PLC 基本功能指令的基本编程方法 (2) 主要教学内容功能指令的表示形式及含义 功能指令的分类与操作数说明 功能指令说明和基本编程方法 7 PLC 的联网控制与通信技术 (1) 教学目的要求了解 PLC 网络与通信技术的基本原理 串行通信技术的基本概念和 PLC 联网通信技术 ; 理解主从式全 PLC 网络 专用 PLC 网络 计算机操作站 PLC 网络 (2) 主要教学内容串行通信技术 PLC 联网通信技术 通信摸块及通信软件 主从式全 PLC 网络 专用 PLC 网络 计算机操作站 PLC 网络 8 PLC 控制系统的设计与应用 (1) 教学目的要求掌握 PLC 应用于工业自动控制系统的基本设计方法 ; 掌握 PLC 控制系统设计步骤 PLC 使用注意事项 ; 掌握 PLC 用户程序的基本设计方法 (2) 主要教学内容 PLC 控制系统设计概述 PLC 控制系统设计方法 PLC 控制系统设计举例与分析 三 课程实践环节基本要求序号实验项目实验类型学时数内容和要求三相异步电动内容 : 三相异步电动机单向起动 1 验证性 2 机起动 点动 点动 停止控制的工作原理 67

71 停止控制 要求 :(1) 熟悉三相异步电动机单 向起动 点动 停止控制的工作原 理 (2) 了解常用控制电器的工作 原理结构 使用方法和在控制线路 中的作用 (3) 分析控制电路中常 见的故障和故障处理 内容 : 三相鼠笼型电动机的正反转 控制原理和正确接线方法 要求 :(1) 掌握三相鼠笼型电动机 2 三相电动机可逆控制 验证性 2 的正反转控制原理和正确接线方法 (2) 熟悉直接反转控制电路和 停止反转控制电路, 并进行分析比 较 (3) 分析控制电路中常见的故 障, 并进行故障处理 内容 : 用一只按钮控制三相异步电 动机的起动停止的控制工作原理 3 单按钮起动停止控制 验证性 2 要求 :(1) 熟悉用一只按钮控制三相异步电动机的起动停止的控制工作原理 (2) 了解中间继电器在控 制电路中的作用 (3) 分析单按钮 控制的工作原理 内容 :FX 系列 PLC 编程软件的使 用方法, 各种编程指令的输入方法 要求 :(1) 学习 FX 系列 PLC 编程 软件的使用方法, 熟悉各种编程指 4 十字路口交通灯控制 设计性 2 令的输入方法 (2) 比较不同编程方法的特点, 分析参考控制梯形图 的工作原理 (3) 根据给定的控制 要求, 由简到繁编制符合控制要求 的梯形图 加强 PLC 中各软元件的 应用技能, 灵活使用各种编程指令 68

72 5 智力竞赛抢答 设计性 2 6 台电动机顺 6 序起动 逆序 设计性 2 号 停止控制 7 小车定点呼叫 综合性 2 三相异步电动 8 机能耗制动控 综合性 2 制 的方法 内容 : 互锁电路的编程特点和七段数码管显示梯形图的编程方法 MOV CMP CJ 指令的编程技巧和控制 要求 :(1) 了解互锁电路的编程特点和七段数码管显示梯形图的编程方法 (2) 学习 MOV CMP CJ 指令的编程技巧和控制特点 (3) 比较不同编程方法的特点, 分析参考控制梯形图的工作原理 内容 :6 台电动机顺序起动 逆序号 停止控制 要求 :(1) 熟悉三相 6 台电动机顺序起动 逆序号 停止控制电路的工作原理和接线方法 (2) 熟悉时间继电器 ( 空气阻尼式 ) 的工作原理及调整方法 (3) 比较继电接触控制线路和 PLC 控制方式的特点 内容 : 基本指令编程技巧和梯形图控制原理 辅助继电器在梯形图中的控制作用 数据传送比较的方法控制小车行走的控制原理 要求 :(1) 熟悉基本指令编程技巧和梯形图控制原理 (2) 熟悉辅助继电器在梯形图中的控制作用 (3) 熟悉用数据传送比较的方法控制小车行走的控制原理 内容 : 三相异步电动机能耗制动控制电路的接线和制动原理 用 PLC 控制的接线和控制原理, 并比较两 69

73 种控制电路的特点 能耗制动和未加制动的控制效果 要求 :(1) 了解常用电器的结构特点和作用 (2) 熟悉三相异步电动机能耗制动控制电路的接线和制动原理 (3) 熟悉用 PLC 控制的接线和控制原理, 并比较两种控制电路的特点 (4) 了解和比较能耗制动和未加制动的控制效果 课程设计见电气控制与 PLC 课程设计教学大纲 四 几点说明 1 制订本大纲的依据本大纲依据高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业的培养目标和毕业生基本要求以及培养计划而定 2 本课程与前后课程的联系先修课程 : 电路原理 电子技术 电机与拖动 微机原理 等 3 考核方法和成绩评定说明考核方法 : 开卷考试或闭卷考试 成绩评定 : 平时成绩 (10%)+ 实验成绩 (20%)+ 期末考试成绩 (70%) 4 本大纲适用范围本大纲适用于 4 年制本科二本层次电气工程及其自动化专业 5 教材与教学参考书方承远主编, 工厂电气控制技术, 机械工业出版社,2006 年 1 月第 2 版 王阿根编著, 电气可编程控制原理与应用, 清华大学出版社,2007 年 4 月第 1 版 熊幸明编, 电气控制与 PLC, 机械工业出版社,20011 年 1 月第 1 版 五 学时分配 70

74 序 号 内 容 总时 数 讲 授 学时分配讨习论题 实 验 其 它 1 常用低压电器 电气控制的基本线路 可编程序控制器 (PLC) 的构成 原理与应用 PLC 的基本指令 PLC 的步进顺控指令 PLC 的功能指令 PLC 的联网控制与通信技术 PLC 控制系统的设计与应用 合 计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 71

75 供配电技术课程教学大纲 英文名称 :Power Supply Technology 课程编号 : 学时数 :52+S4 课程性质 : 必修先修课程 : 电路与信号系统 电机学适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质 供配电技术 是一门工程技术类课程, 也是强电领域一门综合性较强的课程, 它着重讲授工业企业供配电系统的基本知识 基本理论以及工程实用的设计计算方法 2 课程的目的通过本课程的学习, 使学生对工业企业供配电系统有一个较为全面的认识, 掌握一定的运行维护知识, 具有初步的工程设计能力和分析解决供配电技术问题的能力 3 课程的任务本课程的任务是培养学生 : (1) 了解供配电系统的组成, 初步掌握工厂变配电所设计的基本原则和方法, 了解变配电所的接线方式 (2) 理解选择变配电所设备 器材的基本原则, 能正确选择导线 电缆 母线等电器元件 (3) 理解供配电系统继电保护的基本作用和保护方式, 初步具备拟定供配电系统继电保护方案及参数计算的能力 (4) 了解供配电系统防雷和接地的必要性, 掌握防雷的基本方法和接地保护的基本方法 (5) 了解节约用电的意义和途径, 掌握改善功率因数的基本方法 二 课程教学内容及基本要求 72

76 1 概论 (1) 教学目的和要求了解电力系统的组成, 理解电力系统的运行特点和对电力系统的基本要求 ; 掌握电网额定电压等级, 掌握电网额定电压与电器设备的额定电压之间应当相互配合的关系 ; 熟悉电力系统的中性点运行方式 (2) 主要教学内容供电的意义 ; 供电系统 ; 电力系统的电压与电能质量 ; 电力系统中性点运行方式及低压配电系统接线型式 2 电力负荷及其计算 (1) 教学目的和要求理解负荷计算的内容和目的, 了解电力负荷的分级与不同等级的负荷对供电的要求 ; 了解负荷曲线的概念, 理解年最大负荷利用小时数的意义, 理解需要系数的概念 ; 理解计算负荷的定义, 理解确定设备容量的方法, 掌握确定计算负荷的需用系数法, 了解二项式法与估算法, 理解全厂负荷计算的步骤 ; 熟悉供电系统功率因数的改善及电能节约 (2) 主要教学内容电力负荷与负荷曲线 ; 三相用电设备组计算负荷的确定 ; 单相用电设备组计算负荷的确定 ; 计算负荷及年耗电量的计算 ; 尖峰电流及其计算 3 短路电流及其计算 (1) 教学目的和要求掌握电力系统短路的类型 发生的原因及危害 ; 理解短路冲击电流的概念 及它与短路电流周期分量有效值的关系 ; 理解标幺值 基准值的概念, 掌握电气元件阻抗标幺值的计算, 掌握利用标幺值计算短路电流的方法, 掌握三相短路电流与两相短路电流的关系 ; 理解短路电流的热效应和电动力效应, 掌握短路热稳定和动稳定校验的方法 (2) 主要教学内容短路的原因 后果及其形式 ; 无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程和物理量 ; 无限大容量电力系统中短路电流的计算 ; 短路电流的效应和稳定度校验 73

77 4 变配电所及其一次系统 (1) 教学目的和要求了解电弧形成的物理过程和灭弧的基本方法 理解导体和电器设备选择的基本原则 : 按正常工作电压和电流选择, 按短路条件校验 ; 了解高压断路器 高压隔离开关 高压负荷开关的构造和主要类型, 掌握断路器 负荷开关 隔离开关的功能 三者功能上的差别以及各自的用途 ; 了解高压熔断器的类型 工作原理与选择, 了解高压开关柜的构造 ; 理解电流互感器与电压互感器的结构 原理 接线 选用以及运行的注意事项 ; 掌握变电所变压器台数和容量选择的基本原则和计算方法 ; 理解电气主接线图 ( 一次接线图 ) 和二次接线图的概念, 理解变配电所常用的几种电气主接线形式, 它们各自的优缺点, 以及倒闸操作要点 (2) 主要教学内容变配电所的任务和类型 ; 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 ; 高压一次设备 ; 低压一次设备 ; 电力变压器 ; 电流互感器和电压互感器 ; 变配电所的主接线图 ; 变配电所的所址 布置 结构及安装图 5 电力线路 (1) 教学目的和要求了解电力线路及其接线方式 ; 掌握导体和电缆截面的选择计算方法 ; 熟悉车间动力电气平面布线图 (2) 主要教学内容电力线路及其接线方式 ; 电力线路的结构和敷设 ; 导线和电缆截面的选择计算 ; 车间动力电气平面布线图 6 供电系统的过电流保护 (1) 教学目的和要求理解供配电系统继电保护的基本任务和对继电保护的基本要求, 理解继电保护的基本原理 继电器的分类和表示方法 掌握供电线路继电保护的接线方式 整定计算和灵敏系数校验 理解电力变压器的瓦斯保护 纵差动保护的原理, 掌握电力变压器电流速断保护和过电流保护的原理 整定计算以及灵敏系数校验 74

78 掌握 6~10kV 配电系统中配电变压器与线路的保护装置与整定计算, 了解母线 电力电容器的保护装置与整定计算 了解熔断器的选择和校验 (2) 主要教学内容过电流保护的任务和要求 ; 熔断器保护 ; 低压断路器保护 ; 常用的保护继电器 ; 高压线路的继电保护 ; 电力变压器的继电保护 ; 高压电动机的继电保护 7 供电系统的二次回路和自动装置 (1) 教学目的和要求掌握供配电系统二次接线的原理接线图与安装接线图, 掌握断路器控制回路的展开接线图 了解测量仪表及其接线 了解供电系统的备用电源自动投入装置的原理和作用 (2) 主要教学内容二次回路及其操作电源 ; 高压断路器的控制和信号回路 ; 电测量仪表与绝缘监视装置 ; 供电系统自动装置与远动化 ; 二次回路的接线和接线图 8 防雷 接地与电气安全 (1) 教学目的和要求理解过电压的概念及分类, 理解大气过电压与操作过电压的概念 了解雷电的形成和危害, 掌握避雷针 避雷线 避雷器各自的作用, 能计算避雷针的保护范围 掌握变配电所和架空线路的防雷保护措施 理解接地 接零 接地电阻 接触电压和跨步电压的概念, 掌握保护接地与保护接零的工作原理 适用范围和作用, 了解变电所接地装置及接地电阻的计算 (2) 主要教学内容电流对人体的作用及有关概念 ; 电气安全与触电急救 ; 电气装置的接地 ; 过电压与防雷 9 节约用电与计划用电 (1) 教学目的和要求了解电能节约的意义 ; 熟悉变压器的经济运行 ; 熟悉无功补偿的安装方式 75

79 (2) 主要教学内容电能节约的意义及其一般措施 ; 电力变压器的经济运行 ; 并联电容器的接线 装设 控制 保护及其运行维护 10 电气照明 (1) 教学目的和要求了解照明技术的有关概念 了解常用电光源和灯具的类型及其选择与布置 (2) 主要教学内容照明技术的基本概念 ; 常用的电光源和灯具 ; 照度标准和照度计算 ; 照明供电系统及其选择 三 课程实践环节基本要求序号实验项目实验类型学时数内容和要求内容 : 高低压开关柜各种元件的介绍 ; 配电柜的上电操作和带载实验要求 : 开关柜的认识 1 熟悉高低压电器 结构 功能, 1 综合性 2 和操作了解其技术特性 2 学习 掌握高低压开关柜的结构 3 通过对实验中各种现象的观察, 结合所学的理论知识, 培养理论结合实际及分析问题的能力 内容 : 监控系统的介绍和操作内容 ; 智能抄表系统的介绍和操作内容监控系统及智要求 2 综合性 2 能抄表实验 1 了解监控系统和智能抄表在现场的应用 ; 2 会用监控系统进行远程操作; 3 会用抄表系统进行远程操作; 四 几点说明 76

80 1 依据 本大纲依据高等工科院校四年制本科电气工程及其自动化专业的培养目标和毕 业生基本要求以及培养计划制定 2 与前后课程的联系 先修课程 : 电路 电机学 3 成绩评定说明 成绩评定 : 平时成绩 (10%)+ 实验成绩 (20%)+ 期末考试成绩 (70%) 4 教材与教学参考书 刘介才主编. 工厂供电 ( 第 5 版 ). 机械工业出版社.2009 余健明等编. 供电技术. 机械工业出版社.2001 苏文成主编. 工厂供电 ( 第 2 版 ). 机械工业出版社.1990 刘介才主编. 工厂供电 ( 第 3 版 ). 机械工业出版社.2004 五 学时分配 总 学时分配 序号 主要内容 时 数 讲授 讨论 习题 实验 其他 1 概论 电力负荷及其计算 短路电流及其计算 变配电所及其一次系统 电力线路 供电系统的过电流保护 供电系统的二次回路和自动装置 防雷 接地与电气安全 节约用电计划用电 电气照明 2 2 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 77

81 检测技术课程教学大纲 英文名称 :Detection Technology 课程代号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 电路与信号系统 模拟电子技术 数字电子技术等适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课 2 课程的目的通过本课程的学习使学生掌握检测技术的基本概念和常用传感器的工作原理 结构 特性及其应用 为后续课程 ( 工业控制机及应用 过程控制及仪表 伺服电机及其控制 ) 使用各类传感器打下必要的基础, 进而为学生走上工作岗位或进一步深造打下良好的基础 3 课程的任务本课程的主要任务是通过本课程的教学与实践环节, 使学生掌握各种常见工程量的检测方法和技术 ; 了解目前国内 外用于这些工程量检测的常用及先进的各类传感器 ; 培养学生能综合运用前修课程及本课程的知识, 根据具体要求, 逐步设计出先进实用的自动检测系统 二 课程教学内容及基本要求 1 传感器与检测技术概念 传感器的特性 (1) 教学目的要求掌握传感器的组成与分类 传感器的静态特性及其性能指标 ; 理解传感器的作用与地位, 检测技术的定义与作用 ; 了解传感器的发展动向, 传感器的动态特性 (2) 主要教学内容传感器的组成与分类 ; 传感器的作用与地位 ; 传感器技术的发展动向 ; 检测技术的定义与作用 ; 传感器的静态特性 78

82 2 电阻式传感器 电感式传感器 电容式传感器 (1) 教学目的要求掌握应变式电阻传感器 自感式传感器 变压器式传感器 涡流式传感器 压磁式传感器 电容式传感器的工作原理 主要特性 测量电路及应用 ; 理解电位器式电阻传感器的负载特性与负载误差, 应变式电阻传感器的温度误差及其补偿 ; 了解电容式传感器的设计要点 (2) 主要教学内容电位器式电阻传感器 ; 应变式电阻传感器 ; 自感式传感器 ; 变压器式传感器 ; 涡流式传感器 ; 压磁式传感器 ; 电容式传感器的工作原理 ; 电容式传感器的灵敏度及非线性 ; 电容式传感器的特点 ; 电容式传感器的转换电路 ; 电容式传感器的应用 3 磁电式传感器 压电式传感器 光电式传感器 (1) 教学目的要求掌握霍尔效应 压电效应 光电效应, 霍尔传感器 压电式传感器 光电式传感器的特性 测量电路及应用 ; 理解磁电感应式传感器的工作原理和结构类型, 光纤传感器的工作原理 ; 了解影响压电式传感器精度的因素分析 (2) 主要教学内容磁电感应式传感器 ; 霍尔式传感器 ; 压电效应 ; 等效电路 ; 测量电路 ; 压电式传感器的应用 ; 光电效应 ; 光电器件及其特征 ; 光电式传感器的测量电路 ; 光电式传感器及其应用 ; 光纤传感器 4 热电式传感器 智能传感器 (1) 教学目的要求掌握热电效应 热电式传感器的工作原理 特性 测量电路及应用 ; 理解智能传感器的概念 功能 特点 ; 了解智能传感器实现的途径 (2) 主要教学内容热电阻 ; 热电偶 ; 热敏电阻 ; 智能传感器概述 ; 智能传感器实现的途径 5 检测技术基础 (1) 教学目的要求掌握随机误差的估算方法, 判定系统误差及其减少方法 ; 掌握疏忽误差及其判断准则, 测量数据的处理, 误差的传递及误差的合成 ; 理解测量误差分类 ; 了解测量系统 动态测量数据的处理方法 (2) 主要教学内容 79

83 检测技术概述 ; 测量方法 ; 测量系统 ; 测量数据处理方法 三 课程实践环节基本要求序号实验项目实验类型学时数内容和要求内容 : 观察应变片输出电路分别接成单臂 全桥时输出变化, 作出特性曲线, 分析灵敏箔式应变片桥 1 验证性 2 度等静态特性 路性能比较要求 : 观察电阻应变片组成结构, 了解箔式应变片工作原理, 熟悉单臂 全桥电路 内容 : 实验求出线圈与靶间位移变化时输出信号特性曲电涡流式传感线, 分析计算其静态特性 2 器的静态特性验证性 2 要求 : 了解电涡流传感器工标定作原理, 观察组成结构, 熟悉有关测量电路 内容 : 用实验的方法测出电容动片的上下位移与输出信号间的特性曲线, 分析其灵敏度 电容式传感器本次实验中采用的是差动变面 3 设计性 2 的特性积式电容传感器 要求 : 掌握电容式传感器的工作原理和测量方法 ; 观察电容式传感器的结构和外形 内容 : 实验求出霍尔片在梯度磁场中位移变化对输出信号间的特性曲线, 分析计算其静霍尔式传感器 4 综合性 2 态特性 的特性要求 : 了解霍尔传感器的工作原理, 观察组成结构, 熟悉相关测量电路 80

84 四 几点说明 1 依据本大纲是根据教育部专业培养目标及本专业的教学计划而制定的 2 与前后课程的关系本课程是一门综合性很强的课程, 其先修课程为大学物理 电路与信号系统 模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理 单片机原理与接口技术等课程 本课程的后续课程为工业控制机及应用 过程控制及仪表 交直流伺服系统等课程 3 成绩评定说明成绩评定 : 课程总评成绩 = 结束考核成绩 70%+ 实验成绩 20%+ 平时成绩 10% 具体成绩评定说明见本课程的考核大纲 4 本大纲适用范围本大纲适用于本科四年制电气工程及其自动化专业 检测技术 课程 5 教材及主要参考书陈杰 黄鸿. 传感器与检测技术 ( 第 2 版 )[M]. 北京 : 高等教育出版社, 常健生. 检测与转换技术 ( 第 3 版 ) [M]. 北京 : 机械工业出版社, 余成波. 传感器与自动检测技术 [M]. 北京 : 高等教育出版社, 五 学时分配总学时分配序主要内容时号讲授讨论习题实验其他数传感器与检测技术概念 传 感器的特性电阻式传感器 电感式传感 器 电容式传感器磁电式传感器 压电式传感 器 光电式传感器 4 热电式传感器 智能传感器 检测技术基础 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 81

85 电气工程概论课程教学大纲 英文名称 :Electrical Engineering Introduction 课程代号 : 学时数 :16 课程性质 : 必修先修课程 : 物理适用专业 : 电气工程及其自动化 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是电气工程及其自动化专业的一门专业基础课, 是一门承前启后的专业基础课程 2 课程的目的通过本课程的学习, 使学生在开始学习专业课之前能对将学习的内容有全景式的了解, 了解电气工程学科的内涵及其在国民经济中的地位和作用, 知道电气工程及其自动化专业的人才培养目标和教学计划, 以拓宽学生的专业视野, 培养学生的专业兴趣, 为后续专业基础课程和专业课程的学习打下基础 3 课程的任务本课程的任务主要是讲述电气工程五大分支学科, 包括电机电器及其控制 电力系统及其自动化 电力电子及电力传动 高电压与绝缘技术 电工理论及其新技术以及电气工程领域的其他新兴方向的介绍, 帮助本科新生了解电气工程学科概貌 电气工程学科的定位 涉及的领域, 各领域的基本内容 发展及发展趋势 研究的技术问题等 二 课程教学内容及基本要求 1 绪论 (1) 教学目的要求了解电气工程及其分支学科的历史 地位和发展 (2) 主要教学内容电气工程在国民经济中的地位, 电气科学与工程的发展简史, 电气工程的发展 82

86 前景, 电气工程的理论基础, 电气工程常用计算机程序简介 2 电机电器及其控制技术 (1) 教学目的要求掌握电机电器的分类与基本结构 (2) 主要教学内容电机的作用与发展简史, 电机的分类与结构, 电机的应用领域, 电机的选用与运行控制, 电机学的研究内容, 电器的发展历史, 电器的分类, 高压电器, 低压电器 3 电力系统及其自动化技术 (1) 教学目的要求掌握电力系统的作用与构成 (2) 主要教学内容电力系统发展简史, 电力系统简介, 发电厂, 电力网, 电力应用, 电力市场简介, 电力新技术和发展趋势 4 电力电子技术与电力传动 (1) 教学目的要求掌握电力电子技术的应用领域, 电力电子器件的类别 (2) 主要教学内容电力电子技术的作用与发展简史, 电力电子技术的特点, 电力电子技术的研究内容, 电力电子技术的主要应用领域, 电力电子技术的地位, 电力电子技术的发展方向, 电力传动概况 5 高电压与绝缘技术 (1) 教学目的要求了解高电压技术的研究领域 (2) 主要教学内容高电压技术的发展简史, 高电压与绝缘技术的主要内容, 高电压新技术及在各领域的应用 6 电工新技术 (1) 教学目的要求了解电工新技术的用途, 所依赖的主要技术 (2) 主要教学内容 83

87 电工新技术的发展趋势, 超导电工技术, 聚变电工技术, 磁流体发电技术, 磁流体推进技术, 可再生能源发电, 磁悬浮列车技术, 燃料电池技术, 飞轮储能技术, 脉冲功率技术, 微机电系统 三 几点说明 1 依据本大纲是根据教育部专业培养目标及本专业的教学计划而制定的 2 与前后课程的关系先修课程 : 无后续课程 : 电机学 电力电子技术 供配电技术 电力拖动控制系统等 3 成绩评定说明成绩评定 : 课程总评成绩 = 结束考核成绩 80%+ 平时成绩 20% 4 本大纲适用范围本大纲适用于本科四年制电气工程及其自动化专业 5 教材及主要参考书范瑜. 高沁翔. 郑琼林. 和敬涵, 电气工程概论, 北京 : 高等教育出版社,2006 肖登明, 电气工程概论, 北京 : 中国电力出版社,2005 四 学时分配总学时分配序主要内容时号讲授讨论习题实验其他数 1 绪论 电机电器及其控制技术 电力系统及其自动化技术 电力电子技术与电力传动 高电压与绝缘技术 电工新技术 3 3 合计 制定人 : 审定人 : 批准人 : 84