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1 本科教学大纲汇编 新能源科学与工程专业 盐城工学院电气工程学院二 一四年四月 汇编 I

2 目录 电路分析课程教学大纲... 1 电路实验课程教学大纲... 6 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 热工学课程教学大纲 电机学课程教学大纲 空气动力学课程教学大纲 电力电子技术课程教学大纲 自动控制原理课程教学大纲 单片机原理与接口技术课程教学大纲 新能源技术概论课程教学大纲 风力发电机原理课程教学大纲 新能源及分布式发电技术课程教学大纲 风力发电机组的检测与控制课程教学大纲 太阳能光伏发电原理与应用技术课程教学大纲 新能源发电并网技术课程教学大纲 风力发电系统的设计 运行与维护课程教学大纲 近海与海上风力发电规划与设计课程教学大纲 电能质量分析与控制课程教学大纲 风电场建模与仿真课程教学大纲 新能源汽车电力传动技术课程教学大纲 计算机测控技术课程教学大纲 电气控制与 PLC 课程教学大纲 工控机与组态软件课程教学大纲 专业英语课程教学大纲 DSP 应用技术课程教学大纲 电工实习教学大纲 电子线路 CAD 训练课程教学大纲 电力电子课程设计教学大纲 单片机课程设计教学大纲 II

3 电控及 PLC 课程设计教学大纲 风力发电机设计教学大纲 风电机组监控系统设计教学大纲 太阳能发电系统设计教学大纲 认识实习教学大纲 生产实习教学大纲 毕业实习教学大纲 毕业设计教学大纲 III

4 电路分析课程教学大纲 课程代号 : 学时数 : 64 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 B 复变函数与积分变换 大学物理适用专业 : 新能源科学与工程 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新能源科学与工程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, 使学生在初步建立电路分析的概念, 熟练掌握电路分析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, 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) 教学目的要求 1

5 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 2

6 6 含有互感的正弦电路 (1) 教学目的要求理解磁耦合 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 (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 3

7 三 课程实践环节基本要求见 电路实验 教学大纲 四 几点说明 1 制定本大纲的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 建筑电气与智能化等专业的培养目标 计划修订 2 与前后课程的联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 电机与拖动 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 本大纲的适用范围本大纲适用于四年制本科电气工程及其自动化 自动化 建筑电气与智能化和新能源科学与工程专业 6 教材及参考书目 [1] 刘长学, 成开友. 电路基础 ( 第一版 )[M]. 北京 : 人民邮电出版社,2014 [2] 邱关源. 电路 ( 第五版 ) [M]. 北京 : 高等教育出版社,2005 [3] 吴大正. 信号与线性系统分析 ( 第四版 ) [M]. 北京 : 高等教育出版社,2005 [4] 姜建国. 信号与系统分析基础 ( 第一版 ) [M]. 北京 : 清华大学出版社,2001 五 学时分配 序号 主要内容 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

8 2 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 2 2 合计 制定人 : 刘长学 审定人 : 成开友 批准人 : 5

9 电路实验课程教学大纲 英文名称 :Experiment of Circuit 课程编号 : 学时数 :16 先修课程 : 高等数学 大学物理 电路分析适用专业 : 新能源科学与工程 一 实验课程的目的和任务 ( 体现专业素质与能力支撑 ) 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 : 6

10 序学是否实验项目名称类型号时必做 1 电路基本元件的伏安特性测定 2 验证性必做 2 基尔霍夫定律 2 验证性必做 3 叠加定理 2 验证性必做 戴维南定理和诺 4 2 验证性必做顿定理 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 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 7

11 5 6 7 CCVS 及 VCCS 受 2 验证性必做控源的研究 三表法测量交流 2 验证性选做电路等效阻抗 日光灯电路功率 2 验证性选做因数的提高 8 互感电路 2 验证性选做 9 RLC 串联谐振 2 验证性选做 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 ; (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 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 8

12 流谐振曲线, 由曲线分析串联谐振电路的特性 10 三相交流电路电压 电流的测量 2 验证性必做 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 11 三相电路电功率的测量 2 验证性选做 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方法 内容 :(1) 用功率表测量三相负载的有功功率 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 12 一阶电路的方波响应 2 验证性选做 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 三 实验课程的进度安排电路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 电路实验学时为 16 学时 依据理论课程内容和教学课表安排需要开出 8 个实验, 安排 6 个必做实验,2 个选做实验 ( 在六个选做实验中选择两个 ): 1) 电路基本元件的伏安特性测定 ( 必做 ) 2 学时 2) 基尔霍夫定律 ( 必做 ) 2 学时 3) 叠加定理 ( 必做 ) 2 学时 4) 戴维南定理和诺顿定理 ( 必做 ) 2 学时 5)CCVS 及 VCCS 受控源的研究 ( 必做 ) 2 学时 9

13 6) 三表法测量交流电路等效阻抗 ( 选做 ) 2 学时 7) 日光灯电路功率因数的提高 ( 选做 ) 2 学时 8) 互感电路 ( 选做 ) 2 学时 9)RLC 串联谐振 ( 选做 ) 2 学时 10) 三相交流电路电压 电流的测量 ( 必做 ) 2 学时 11) 三相电路电功率的测量 ( 选做 ) 2 学时 12) 一阶电路的方波响应 ( 选做 ) 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分析的教学基本要求以及新能源科学 与工程的专业基础课程教学内容进行制定 制定人 : 刘长学 审定人 : 成开友 批准人 : 10

14 模拟电子技术课程教学大纲 英文名称 :Analog Electronics Technique 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 11

15 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 (2) 主要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 12

16 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 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) 主要内容 13

17 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 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 14

18 (2) 主要内容单相桥式整流 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 学时分配学时分配序号内容时数讲授讨论习题实验 1 绪论 半导体二极管及其基本电路 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

19 8 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 : 孙宏国审定人 : 成开友批准人 : 胡国文 16

20 数字电子技术课程教学大纲 英文名称 :Digital Electronics Technique 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 本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 本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 本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 : 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 17

21 (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 18

22 (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 19

23 (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 序学时分配内容时数号讲授讨论习题实验 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 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 : 孙宏国审定人 : 成开友批准人 : 胡国文 20

24 电子技术实验 1 课程教学大纲 英文名称 :experiment of technique of electronic 1 课程编号 : 学时数 :16 学时先修课程 : 高等数学 大学物理适用专业 : 新能源科学与工程 一 实验课程的目的和任务 ( 体现专业素质与能力支撑 ) 本课程是新能源科学与工程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 : 是序学否实验项目名称类型内容提要号时必做 21

25 1 2 3 电子学认识实验 晶体管的特性及主要参数的测试 共射极单管放大电路 2 验证性 2 验证性 2 验证性 必 必 必 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 ; 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 正向电阻 反向电阻, 三极管的类型 电极 及放大能力 ; 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 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; 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 22

26 压 ; 3 用示波器观察输入 输出波形 两级阻容耦合放大电路 场效应管放大电路 负反馈放大电路 2 验证性 2 验证性 2 验证性 必 必 必 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; 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 ; 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 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 23

27 7 差动放大电路 2 验证性 8 函数信号发生器的设计 2 设计 必 必 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 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波; 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 24

28 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 : 吕曙东审定人 : 吕曙东批准人 : 25

29 电子技术实验 2 课程教学大纲 英文名称 :experiment of technique of electronic 2 课程编号 : 学时数 :16 学时先修课程 : 高等数学 大学物理适用专业 : 新能源科学与工程 一 实验课程的目的和任务 ( 体现专业素质与能力支撑 ) 本课程是新能源科学与工程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 : 序学是否实验项目名称类型内容提要号时必做 26

30 TTL 与非门参数测试 集成门电路逻辑功能测试及逻辑变换 OC 门和三态门的应用 组合逻辑电路的设计 2 验证性必做 2 验证性必做 2 验证性必做 2 验证性必做 5 译码器和编码器 2 验证性必做 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; 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 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 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 27

31 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 6 半加器 全加器及数据选择器 分配器 2 验证性必做 7 触发器 2 验证性必做 8 计数器及其应用 2 设计性必做 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 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 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 28

32 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 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 : 吕曙东审定人 : 吕曙东批准人 : 29

33 热工学课程教学大纲 英文名称 :Heat engineering 课程编号 : 学时数 :32 课程性质 : 必修先修课程 : 大学物理 B 高等数学 复变函数与积分变换适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 本课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的一门重要专业基础课, 它阐述了工程热力学和传热学的一系列基本原理, 主要讲述了能源利用过程是通过热能转换为其他形式的能量并加以利用的过程 该课程着重介绍热工学的研究方法和解决问题的思路, 是学生加深对理论的理解与掌握, 培养学生分析和解决工程试卷问题的能力 2 本课程的目的通过对能量转换规律 热量传递和热量有效利用等知识的教学, 使学生掌握能量转换和能量传递的基本知识 基本理论及相应的热工分析技术能力, 热工主要设备的工作原理 构造特征和性能指标, 合理而有效的利用热能和节能技术的知识, 从而具有一定的研究分析和解决生产 生活中热能利用问题的能力, 为今后在实践工作中能更好的储能 用能和节能打下坚实的基础, 能够具备分析 解决生产过程中热工问题的能力 3 本课程的任务通过本课程的学习, 掌握工程热力学的基本理论知识及有关计算, 达到能根据热力学第一定律和热力学第二定律的知识, 正确合理的进行对理想气体 水蒸气及混合气体的计算 ; 掌握传热学的基本知识, 运用知识学会导热 对流换热辐射换热等过程的计算, 并了解一些换热器的基本理论 ; 掌握锅炉设备 蒸气动力装置的热工原理, 能结合工艺条件, 合理正确组织热工过程和正确选择有关的热工参数, 并能进行热工设备的选型计算 ; 掌握能源的分类 节能的基本知识和节能的原理, 学习新能源的基本知识, 掌握新能源的开发利用等知识 30

34 二 课程教学内容及基本要求 1 工程热力学 (1) 教学目的与要求使学生掌握工程热力学中热力学第一定律 热力学第二定律及理想气体的基本热力性质和热力过程及相关计算, 以及湿空气的焓湿图及其应用 相关计算 (2) 主要教学内容 : 基本概念及定义 热力学第一定律 气体的热力性质和热力过程 热力学第二定律 水蒸气 其他和蒸气的流动 混合气体及湿空气 2 传热学 (1) 教学目的与要求使学生掌握导热 热对流 热辐射, 以及传热过程和热阻等的基本知识和基本概念, 并学会对不同传热过程的相关计算 (2) 主要教学内容 : 热量传递的三种基本方式 : 导热 对流换热 辐射换热, 传热及换热器 3 锅炉设备 (1) 教学目的与要求使学生掌握炉设备的概述 锅炉设备的组成 工作特性 了解保证燃烧过程良好的必要条件, 层燃炉 室燃炉 沸腾炉的基本构造, 锅炉水循环的基本概念, 自然循环和强制循环, 蒸汽锅炉的分类及其各自的基本构造 (2) 主要教学内容 : 锅炉设备基本知识 锅炉燃料及燃烧 燃烧设备 - 炉子 汽锅形式及辅助受热面 锅炉运行的经济性 锅炉通风 烟气净化及给水处理 锅炉设备的安全运行和维护 4 蒸气动力装置 (1) 教学目的与要求使学生掌握朗肯循环 回热循环 热电联供循环及其热效率, 影响循环热效率的因素及其相关计算, 汽轮机的工作原理, 速度级汽轮机和多级汽轮机 (2) 主要教学内容 : 郎肯循环 回热循环 热电联供循环 工业企业蒸气动力装置 汽轮机 三 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程专业的培养目标和毕业生 31

35 基本要求以及培养计划而定 2 本课程与前后课程的联系本课程的先修课程 : 高等数学, 大学物理 (B) 等 同时学生通过认识实习, 对新能源有一定的感性认识 3 考核方法和成绩评定考核方法 : 采用期末闭卷笔试考核和平时成绩相结合形式, 期末笔试用时 120 分钟 成绩评定 : 期末成绩 (70%)+ 平时成绩 (30%) 其中 : 平时成绩含作业及课堂学习情况 4 本大纲适用范围新能源科学与工程专业本科生 5 教材与主要参考书目华自强. 工程热力学 [M], 北京 : 高等教育出版社, 陈贵堂. 工程热力学 [M], 北京 : 北京理工大学出版社, 杨世铭. 传热学 [M], 北京 : 高等教育出版社, 四 学时分配学时分配序号主要内容总时数讲授讨论习题实验其他 1 工程热力学 传热学 锅炉设备 蒸气动力装置 合计 制定人 : 陈景华审定人 : 张兰红批准人 32

36 电机学课程教学大纲 课程代号 : 学时数 :64+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 高等数学 大学物理 电路分析 电路实验 ; 适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质电机及拖动基础是新能源科学与工程专业一门重要的专业基础课程 2 课程的目的通过本课程的学习, 学生应掌握电机基本理论 基本分析方法和基本实验技能 为学习后续课程和从事专业工作打下坚实的基础 3 课程的任务本课程具有概念多 理论性强 与工程实际联系密切的特点, 通过学习培养学生科学的思维能力, 使学生树立理论联系实际的工程观点 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磁路的概念 定律 简单计算 了解铁磁材料的特性 (2) 主要内容概述及基本电磁定律 铁磁材料及磁路计算 2 直流电机原理 (1) 教学目的与要求了解直流电机的基本结构 工作原理以及直流电机的可逆性 ; 熟悉直流电机的励磁方式 ; 理解直流电机电枢绕组的构成及特点 ; 33

37 掌握电枢电动势和电磁转矩的计算 ; 理解和掌握直流电机的工作特性和机械特性 (2) 主要内容直流电机的工作原理 ; 直流电机的结构与型号 ; 直流电机的励磁方式及磁场 ; 直流电机的绕组 ; 电枢电动势和电磁转矩 ; 直流发电机 ; 直流电机的运行原理 ; 直流电动机的机械特性 ; 直流电机的换向 3 直流电动机的运行 (1) 教学目的与要求熟悉他励直流电动机启动方法 ; 掌握他励直流电动机的调速方法及调速性能指标 ; 熟悉他励直流电动机制动方法及相关计算 ; 熟悉他励直流电动机各种运行过程的过渡过程分析 (2) 主要内容他励直流电动机的启动 ; 他励直流电动机的调速 ; 他励直流电动机的电动与制动运行 ; 直流电力拖动系统的过渡过程 4 变压器 (1) 教学目的与要求了解变压器的工作原理 分类及结构 ; 理解单相变压器空载运行 负载运行 ; 掌握变压器的等效电路及相量图以及变压器的参数测定 ; 掌握变压器的运行特性的计算 ; 掌握三相变压器的连接组的确定方法以及变压器的并联运行 (2) 主要内容变压器空载运行 ; 变压器负载运行 ; 标幺值 ; 变压器参数测定 ; 变压器的运行特性 ; 变压器的连接组别 ; 变压器的并联运行 ; 自耦变压器与互感器 5 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 (1) 教学目的与要求掌握交流电机电枢绕组的电动势 ; 理解交流电机电枢绕组的构成 ; 理解交流电机电枢绕组产生的磁通势和磁场 (2) 主要内容 34

38 交流电机电枢绕组的电动势 ; 交流电机电枢绕组 ; 交流电机电枢绕组产生的磁通势 6 异步电动机原理 (1) 教学目的与要求了解三相异步电动机的基本结构及工作原理 ; 理解三相异步电动机运行时的电磁过程, 三相异步电动机的等效电路及相量图, 功率和转矩 ; 了解三相异步电动机的工作特性及测取方法 ; 掌握三相异步电动机的机械特性 (2) 主要内容异步电动机结构 额定数据与工作原理 ; 异步电动机的电磁关系 ; 异步电动机功率与转矩 ; 异步电动机的机械特性 ; 异步电动机的工作特性及测试方法 ; 异步电动机参数的测定 7 异步电动机的启动与制动 (1) 教学目的与要求熟悉三相异步电动机各种启动方式的工作原理和启动特性 ; 掌握笼型异步电动机起动的计算以及绕线转子异步电动机转子串电阻起动的计算 ; 熟悉三相异步电动机的各种运转状态 ; (2) 主要内容三相异步电动机直接启动 ; 三相鼠笼式异步电动机降压启动 ; 绕线式三相异步电动机的启动 ; 三相异步电动机的各种运转状态 8 三相交流电动机调速 (1) 教学目的与要求了解和掌握交流电动机各种调速方法的基本原理 方法与特性 (2) 主要内容降压调速 ; 转子回路串电阻调速 ; 变极调速 ; 变频调速 ; 电磁转差离合器 9 同步电机 (1) 教学目的与要求了解同步电机的基本结构 用途 额定值 掌握同步发电机对称稳态运行时的基本理论 基本分析方法 运行特性及相应 35

39 计算 理解同步发电机并联运行的条件和方法 掌握并联运行时同步发电机的功角特 性 有功功率调节 无功功率调节 V 形曲线 静态稳定概念 了解动态稳定概念 了解同步电动机 同步补偿机的工作原理和启动方法 掌握同步发电机不对称稳态运行时的各序阻抗 各序等效电路和相应计算 了 解不对称运行对同步发电机的影响 理解瞬态电抗和超瞬态电抗概念 掌握三相对称突然短路电流的计算 了解同步发电机产生振荡的原因及抑制的方法 (2) 主要内容 同步电机运行原理 发电机的运行特性 发电机的并联运行 电动机和调相机 发电机的不对称运行 同步电机的突然短路 特殊用途的同步电机 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 实验要求 : 掌握用实验方法测定直流电动机的工作特性和机械特性 ; 掌握直流电 1 直流发电机 验证动机的调速方法 2 性主要内容 : 测定直流电动机的工作特性和机械特性 ; 在恒转矩负载下, 用不同的方法改变直流电动机 2 单相变压器 实验要求 : 掌握通过空载和短路试验测定变压器的变比和参数 ; 掌握通过负载实综合 2 验测取测定变压器的运行特性 性主要内容 : 变压器的空载试验 ; 变压器的短路试验 ; 变压器的负载实验 36

40 实验要求 : 掌握异步电动机的工作特性及参 3 三相异步电动机的工作特性 验证性 2 数的测量方法 主要内容 : 判定定子绕组的首末端 ; 正空载实 验 ; 短路实验 ; 负载实验 实验要求 : 掌握由实验数据计算同步发电机在 4 三相同步发电机的运行特性 验证性 2 对称运行时的稳态参数的方法 主要内容 : 用实验方法测量同步发电机在对 称负载下的运行特性 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 大学物理 电路分析 电路实验 ; 后续课程 : 风力发电机原理及应用 风力发电机组的检测与控制 电气控制与 PLC 毕业设计等 3 成绩评定说明考核形式 : 闭卷考试 总评成绩 = 平时成绩 + 实验成绩 + 期末成绩, 其中 : 平时成绩占 10%, 实验成绩 20%, 期末成绩占 70%; 4 本大纲适用范围本大纲适合于本科新能源科学与工程专业学生使用 5 教材及主要参考书目李发海, 电机学 ( 第四版 ), 中国科学出版社, 辜承林 陈乔夫, 电机学 ( 第三版 ), 华中科技大学出版社, 汤蕴璆电机学 ( 第 4 版 ) 机械工业出版社

41 五 学时分配 序号 内 容 总时数 学时分配 讲授讨论习题实验备注 1 绪论 直流电机原理 直流电动机的运行 变压器 交流电机电枢绕组的电动势与磁通势 异步电动机原理 异步电动机的启动与制动 三相交流电动机调速 同步电机 合 计 制定人 : 张兰红审定人 : 张兰红批准人 : 38

42 空气动力学课程教学大纲 英文名称 :aerodynamics 课程编号 : 学时数 :32 课程性质 : 必修先修课程 : 大学物理 B 高等数学 复变函数与积分变换适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程为新能源科学与工程专业大学本科生必修的一门专业基础课程 2 课程的目的使学生了解掌握新能源领域中空气动力学理论基础及其对风力机的影响, 培养学生对基础理论的应用能力 自学能力 创新能力等综合素质 使学生在了解流体力学基本概念 原理及应用的基础上, 理解风力机的流场理论, 低速下的机翼理论, 风力机叶素理论, 风力机参数性能等 3 课程的任务使学生掌握四个方面的应用技能 :(1) 流体动力学基础 ;(2) 黏性流体的特性及运动方程 ;(3) 风机动力学及叶素理论 ;(4) 风力机特性 二 课程教学内容及基本要求 1 流体力学基本概念 (1) 教学目的要求了解流体的定义及特征 了解流体的连续性介质模型的含义及意义 理解流体的压缩性 膨胀性 黏性等流体性质 掌握作用在流体上的力及流体的受力分析 (2) 主要教学内容流体的特征 ; 作用在流体上的力 ; 流体的性质 2 流体动力学基础 39

43 (1) 教学目的要求了解流体运动的描述方法 掌握控制体 迹线 流管 流束等流体概念的定义及表达式 掌握控制 体系统的概念 区别和联系 ; 理解输运方程的物理意义及其应用 理解并掌握连续性方程的应用 理解理想流体运动微分方程的推导过程 ; 掌握能量方程的适用条件及其积分过程 ; 掌握能量方程的应用方法 掌握动量方程, 了解动量矩方程 掌握贝茨理论的推导前提和推导过程 (2) 主要教学内容流体的连续性方程 动量方程 理解理想流体微分方程 3 相似原理和量纲分析 (1) 教学目的要求理解流动的几何相似 运动相似 动力相似的含义及关系 掌握重力相似准则 黏性力相似准则 压力相似准则 弹力相似准则等各相似准则数 理解流体相似的条件 理解近似模拟实验的条件及方法 掌握量纲的一致性原则, 熟悉量纲分析的基本方法 (2) 主要教学内容各相似准则数, 近似模拟实验条件及方法 4 黏性流体的一维流动 (1) 教学目的与要求掌握伯努利方程的得出过程及能量分析方法 了解理想流体伯努利方程与黏性流体总流的伯努利方程的能量差异 掌握黏性流体管内流动的两种能量损失分类依据及产生原因 掌握两种损失的计算公式 理解并掌握黏性流体的两种流动状态的划分依据及判断方法 了解管中层流流动的规律及特点 理解黏性流体紊流流动的流动规律 掌握不同雷诺数范围的损失计算方法 40

44 了解局部损失产生机理及特殊管件损失的计算方法 (2) 主要教学内容黏性流体的两种流动状态的划分依据及判断方法, 两种损失的计算公式 5 理想三元流场理论 (1) 教学目的要求理解微分形式的连续性方程 掌握流体微团的平移运动 旋转运动和变形运动 掌握有旋和无旋流动 理解理想流体的欧拉运动微分方程及其意义 了解欧拉积分式 伯努利积分式 伯努利方程 理解涡线 涡管 涡束和涡流强度等概念 ; 了解速度环量 斯托克斯定理 ; 了解汤姆逊定理 亥母霍兹涡流定理 了解二维流场的速度分布规律及压强分布规律 掌握速度势和流函数的定义及性质 ; 掌握速度势和流函数的关系 掌握均匀直线流 ; 了解点源 点汇及点涡流动 理解势流叠加原理 ; 了解螺旋流 偶极流 掌握流体绕过圆柱体的无环流流动 ; 理解流体绕圆柱体的有环流动 (2) 主要教学内容速度势函数和流函数的定义及性质, 以及二者之间的关系 6 风动力学及叶素理论 (1) 教学目的要求掌握实体翼型参数的定义 名称 表示符号及方位 了解实际流体绕过翼型时, 不同攻角的不同流线图及边界层分离现象和其形成的强烈旋转的尾迹 熟悉边界层基本概念, 位移厚度 动量损失厚度的定义 ; 了解翼型边界层的特点 ; 了解影响机翼边界层分离点位置及翼型阻力的因素 理解启动涡与附着涡的起因 ; 理解翼型升力的形成原因 掌握作用在运动桨叶上的气动力的来源 力的合成及各种分解方法 ; 掌握升力系数及阻力系数的定义及公式 熟悉升力系数和阻力系数的变化曲线大体形状 ; 熟悉翼型剖面形状对其升力和阻力的影响 41

45 了解叶素特性 轴功率及风轮效率 (2) 主要教学内容启动涡与附着涡的起因 ; 边界层动量积分关系式 ; 运动桨叶上的气动力的来源 力的合成及各种分解方法 7 风力机参数及性能曲线 (1) 教学目的要求了解风机的几种分类方法 ; 掌握各种风力机的特点 了解水平轴风机和垂直轴风机的优缺点 了解风力机性能评价参数 掌握表征风力机性能的各项参数 ; 掌握风能利用系数各项的含义 ; 理解叶片尖速比的定义和意义 ; 理解风力机转矩与功率的特性曲线 (2) 主要教学内容各种风力机的特点 ; 表征风力机性能的各项参数 ; 风力机转矩与功率的特性曲线 8 黏性空气的三元流场 (1) 教学目的要求了解影响风场的各种因素 ; 掌握海陆风和山谷风 ; 掌握风速的指数和对数模型 了解风力机尾流的形成与特性 ; 了解风力机尾流对风电场风力机配置的影响 ; 一般风电场中风力机的配置原则 了解风力机的各种工作状态 ; 了解风速变化对风力机功率曲线的影响 (2) 主要教学内容层流边界层微分方程 ; 边界层动量积分关系式 ; 曲面边界层的特点及其分离现象 三 课程实践环节基本要求无四 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程专业的培养目标和毕业生基本要求以及培养计划而定 42

46 2 与前后课程的关系先修课程 : 大学物理 B 高等数学 复变函数与积分变换后续课程 : 风力发电机组的检测与控制 风力发电机原理与应用 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 20%; 期末 :80% 4 本大纲适用范围四年制本科新能源科学与工程专业 5 教材及教学参考书 [1] 风力机空气动力学 吴双群赵丹平著, 电子工业出版社 2011 [2] 气体动力学 何立明, 赵罡, 程邦勤著, 国防工业出版社 2009 年 [3] 流体动力学 美.W. F. 休斯,J. A. 布赖顿著徐燕侯... [ 等 ] 译, 机械工业出版社 2002 年 [4] 流体力学 金圣才著, 中国水利水电出版社 2011 年 五 学时分配序号 主要内容 总时数 学时分配讲授讨论习题实验其他 1 流体力学基本概念 流体动力学基础 相似原理和量纲分析 黏性流体的一维流动 理想三元流场理论 风动力学及叶素理论 风力机参数及性能曲线 黏性空气的三元流场 2 2 合计 制定人 : 王林 审定人 : 张兰红 批准人 : 43

47 电力电子技术课程教学大纲 理 英文名称 :Power Electronics 课程编号 : 学时数 : 40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 电路分析 模拟电子技术 数字电子技术 电机与拖动 自动控制原适用专业 : 新能源科学与工程 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 44

48 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 ; (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 ; 理解交流调压电路原理 交交变频电路工作原理 ; 45

49 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 ; 掌握 PWM 控制的原理,PWM 的调制方法 ; (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 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 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) 观察单结晶体管触发电路中 1 晶闸管触发电路实验 验证性 2 各点波形并记录 ; (2) 观察锯齿波同步移相触发电 路中各点波形并记录 2 单相桥式半控整流电路实验 验证性 2 (1) 熟悉单相桥式半控整流电路的接线方式 ; (2) 熟悉在不同负载及不同控制 46

50 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 及有源逆变电路实验 综合性 2 流转换到逆变的全过程 ; (2) 掌据有源逆变条件 (1) 熟悉三相半控整流电路的接 4 三相半波可控整流电路实验 验证性 2 线方式 ; (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新能源科学与工程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 : 电路分析 模拟电子技术 数字电子技术 电机与拖动 自动控制原理后续课程 : 新能源及分布式发电技术 太阳能光伏发电原理与应用技术 新能源发电并网技术 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新能源科学与工程专业 5 教材及教学参考书教材 : 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 : [1] 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. [2] 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. [3] 丁道宏. 电力电子技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社,2005. 五 学时分配 序主要内容总学时分配 47

51 号时数 讲授 讨论 习题 实验 其他 1 绪论 电力电子器件 整流电路 逆变电路 直流 - 直流变流电路 交流 - 交流变流电路 PWM 控制技术 软开关技术 电力电子器件应用的共性问题 2 2 合计 制定人 : 王建冈 审定人 : 张兰红 批准人 : 48

52 自动控制原理课程教学大纲 英文名称 :Automatic control theory 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 电子技术 电机学适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 本课程的性质本课程是为新能源科学与工程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 本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 设计和综合的能力, 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 本课程的任务本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的基本概念和自动控制系统分析 设计 ( 校正 ) 的基本方法, 初步掌握系统实验技能, 为后续课程的学习提供所应用的系统分析 设计的基本理论和基本方法. 二 课程教学内容及基本要求 1 自动控制的一般概念 (1) 教学目的与要求掌握负反馈控制原理以及三种控制方式 ; 掌握根据工作原理图绘制系统方框图的方法 ; 了解控制系统的组成和分类 (2) 主要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, 自动控制系统的基本要求 49

53 2 控制系统的数学模型 (1) 教学目的与要求掌握传递函数的概念 定义和性质, 掌握传递函数与微分方程的关系, 掌握从不同途径求传递函数的方法 ; 了解建立系统微分方程的一般方法 (2) 主要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 信号流图与梅森公式 3 线性系统的时域分析法 (1) 教学目的与要求掌握一阶系统 二阶系统的数学模型和典型响应特点 ; 熟悉一阶系统 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 ; 了解提高系统性能的措施 熟悉系统稳定性概念及稳定的充要条件 ; 掌握代数稳定判据判定系统的稳定性的方法 ; 熟悉稳态误差的概念, 掌握计算稳态误差的方法 (2) 主要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 线性系统的根轨迹法 (1) 教学目的和要求熟悉线性系统根轨迹的概念 ; 掌握常规根轨迹绘制法则与绘制方法 ; 掌握根轨迹定性分析系统性能的方法 ; 了解参量根轨迹的绘制方法 (2) 主要内容线性系统根轨迹方程 ; 常规根轨迹的绘制法则 ; 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) 教学目的与要求熟悉频率特性的定义 数学本质和物理含义 ; 掌握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 ; 掌握系统的开环传递函数绘制频率特性曲线的方法 ; 熟悉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 ; 熟悉稳定裕度的概念, 并能计算模稳定裕度和相稳定裕度 ; 了解线性系统三频段的概念 (2) 主要内容 50

54 频率特性 ; 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 线性系统的校正方法 (1) 教学目的与要求熟悉系统校正的概念, 熟悉串联校正的基本控制规律及其控制作用的物理本质 ; 掌握串联校正频率特性及其作用 ; 了解反馈校正 复合校正特点及作用 (2) 主要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 序号 实验项目 实验类型 学时数 内容和要求 内容 :1 比例环节;2 积分环节;3 惯 1 性环节 ;4 比例微分环节典型线性环验证性 2 要求 :1 掌握基本环节的响应过程节的模拟 2 熟悉典型环节模拟电路的构成方法 3 掌握参数变化对环节动态特性的影响 内容 :1 二阶系统阻尼比不同的阶跃响应 2 二阶系统运 2 研究不同振荡频率下系统的阶跃响应 验证性 2 动规律研究要求 :1 掌握二阶系统的响应规律 2 熟悉参数变化对系统阶跃响应的影响 3 内容 : 测定系统幅频特性与相频特性系统的频率验证性 2 要求 :1 掌握频率特性的概念响应 2 熟悉实验方法求取系统频率特性 内容 : 比较超前校正与滞后校正响应曲线 4 控制系统的要求 :1 熟悉超前与滞后校正装置设计性 2 校正 2 掌握超前校正与滞后校正对系统性能的 改善 四 几点说明 1 制定本大纲的依据 51

55 本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 : 高等数学 电路 电子技术 电机与拖动 3 成绩评定说明课程考核采用闭卷笔试, 成绩评定按试卷成绩 70%+ 实验成绩 20%+ 平时成绩 10% 4 本大纲适用范围新能源科学与工程专业本科生 5 教材及参考书教材 : 胡寿松. 自动控制原理简明教程 ( 第 3 版 )[M]. 北京 : 科学出版社,2008 教学参考书 : 田作华主编. 自动控制原理 [M]. 北京 : 清华大学出版社,2007 本杰明 C.KUO. 自动控制系统 ( 第 4 版 )[M]. 北京 : 科学出版社,2007 王划一. 自动控制原理 [M]. 北京, 国防工业出版社,2001 五 学时分配 序号 主要内容 总时数 学时分配讲授讨论习题实验其他 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 : 辅小荣 审定人 : 张兰红 批准人 : 52

56 单片机原理与接口技术课程教学大纲 英文名称 :Principle and interface technology of Single-chip microcomputer 课程编号 : 学时数 :56+S8 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 : 新能源科学与工程专业 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, 是新能源科学与工程专业的专业基础课 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 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 53

57 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 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 54

58 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 : 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实验项目实验类型学时内容和要求号数 1 Keil C51 高级语言集成验证性 2 内容 : 在 μvision3 IDE 及 Proteus 开发环境 μvision3 中分别调试程序或联调 IDE 及 Proteus 仿真软件要求 : 熟悉单片机应用系统的开的使用发工具 ; 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 2 中断优先级控制及中断验证性 设 2 内容 : 要求实现外部中断 0 和外 55

59 保护实验 计性 部中断 1 的中断优先级控制要求 : 掌握中断的原理 3 低频脉冲计数器实验 综合性 设计性 2 内容 : 通过单片机在 1s 内对脉冲计数, 要求在数码管和液晶屏上分别显示对应的频率值 要求 : 掌握定时器 / 计数器的原理 4 矩阵式键盘输入实验 综合性 设计性 2 内容 : 通过对矩阵式键盘各个按键的控制, 实现在显示上显示对应的数字和符号 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新能源科学与工程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 四年制本科新能源科学与工程专业 5 教材及教学参考书 [1] 张兰红, 邹华. 单片机原理及应用 [M]. 北京 : 机械工业出版社, [2] 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, [3] 张毅刚. 单片机原理及应用 [M]. 北京 : 高等教育出版社, [4] 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,

60 五 学时分配 章总时学时分配主要内容节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 2 2 合 计 制定人 : 陆广平审定人 : 张兰红批准人 : 57

61 新能源技术概论课程教学大纲 英文名称 :Introduction of new energy technologies 课程代码 : 学分 :1 学时 :16 课程类型 : 必修适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的专业技术概论课 2 课程的目的使学生初步了解新能源科学与工程专业的主要专业技术内容和本专业的发展情况及发展趋势, 培养学生对新能源科学与工程专业的学习兴趣 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 已有技术和最新技术为一体, 从应用角度出发, 以技术概论引导为手段, 培养学生对新能源科学与工程专业的学习兴趣 二 课程教学内容及基本要求 1 新能源技术概念 (1) 教学目的要求掌握能源的基本概念 ; 熟悉我国和世界能源形势 ; 熟悉新能源及发展趋势 (2) 主要教学内容能源的基本概念 我国和世界能源形势 新能源及发展趋势 2 风能及应用 (1) 教学目的要求熟悉风电发展概况 江苏沿海风电等新能源产业发展概况 ; 了解江苏沿海风电等新能源产业发展趋势 (2) 主要教学内容 58

62 风电发展概况 江苏沿海风电等新能源产业发展概况 江苏沿海风电等新能源产业发展趋势 3 太阳能及应用 (1) 教学目的要求掌握太阳能的基本概念 ; 了解太阳能光热转换利用技术 太阳能光电转换利用技术 其他形式的太阳能转换利用技术 太阳能利用具体技术 (2) 主要教学内容太阳能概述 太阳能光热转换利用技术 太阳能光电转换利用技术 其他形式的太阳能转换利用技术 太阳能利用具体技术介绍 4 生物质能及应用 (1) 教学目的要求掌握生物质能的基本概念 ; 了解生物质能的物理转换利用技术 生物质能的生物化学转换利用技术 生物质能的热化学转换利用技术 城市生活垃圾处理技术 了解我国生物质能应用技术情况 国际上生物质能应用技术情况 (2) 主要教学内容生物质能概述 生物质能的物理转换利用技术 生物质能的生物化学转换利用技术 生物质能的热化学转换利用技术 城市生活垃圾处理技术 我国生物质能应用技术简介 国际上生物质能应用技术情况 5 氢能及应用 (1) 教学目的要求掌握氢能的基本概念 ; 了解氢的制备与储运技术 氢的应用技术 (2) 主要教学内容氢能概述 氢的制备与储运技术 氢的应用技术 6 地热能及应用 (1) 教学目的要求理解地热能的基本概念 ; 了解地热资源的直接利用技术 地热发电技术及应用 (2) 主要教学内容地热能概述 地热资源的直接利用技术 地热发电技术及应用 7 其他新能源及应用 59

63 (1) 教学目的要求了解核能及应用情况 ; 了解海洋能及利用 天然气水合物 未来的几种新能源 (2) 主要教学内容核能及应用 海洋能及利用 天然气水合物 未来的几种新能源 8 间歇性可再生能源发电及并网技术问题 (1) 教学目的要求了解间歇性可再生能源发电技术 ; 了解间歇性可再生能源发电并网技术问题 (2) 主要教学内容间歇性可再生能源发电技术 间歇性可再生能源发电并网技术问题 三 课程实践环节基本要求本课程不开设专门实验, 有关实验在后继相关课程中开设 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新能源科学与工程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 : 高等数学 大学物理 电路原理 电子技术等 3 考核方法和成绩评定说明考核方法 : 开卷考试或课堂大作业 成绩评定 : 平时成绩 (30%)+ 期末考核成绩 (70%) 4 本大纲适用范围本大纲适用于 4 年制本科二本层次新能源科学与工程专业 5 教材与教学参考书 [1] 冯飞 张蕾等编著, 新能源技术与应用概论 [M]. 北京 : 化学工业出版社,2012 年 5 月第 1 版 [2] 程明等编著, 可再生能源发电技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社 2012 年 12 月第 1 版 五 学时分配 60

64 总 学时分配 序号 内 容 时数 讲授 讨论 习题 实验 1 新能源技术概念 风能及应用 太阳能及应用 生物质能及应用 氢能及应用 地热能及应用 其他新能源及应用 间歇性可再生能源发电及并网技术问题 合 计 其它 制定人 : 胡国文审定人 : 张兰红批准人 : 61

65 风力发电机原理课程教学大纲 英文名称 :The principle and application of wind power generator 课程编号 : 学时数 :56+S8 课程性质 : 选修先修课程 : 自动控制原理 单片机原理与接口技术 计算机测控技术 电机学适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的专业课 2 课程的目的使学生了解风的特性及我国的风能资源分布特点 ; 风力发电机组系统的组成与结构原理 ; 掌握风力发电技术 风力发电机组安全运行与维护 风电场的确定 风能存储 风能的其他用途 风力发电的发展 为今后从事风力发电机组设计 运行与维护工作打下基础 3 课程的任务本课程的主要任务是培养学生 : (1) 了解风力发电机组组成与结构原理 (2) 掌握风的特性及我国的风能资源分布特点 (3) 熟悉双馈 直驱风力发电机组系统构成与控制方法分析二 课程教学内容及基本要求 : 1 风力发电的基本原理 (1) 教学目的和要求掌握风力发电机组运行原理 ; 掌握风力发电基本理论 ; 掌握风力机工作原理 (2) 主要内容 62

66 风力发电机组运行原理 ; 风力发电基本理论 ; 机组检测与保护 2 风力发电机组控制特性分析 (1) 教学目的和要求掌握风力发电机组控制系统的原理与目标 ; 了解机组各部件的对象模型 ; 了解控制对象动态响应分析 (2) 主要内容风力发电机组控制系统的原理 ; 控制对象动态响应分析 3 风力发电机组 (1) 教学目的和要求了解风力发电机组的分类等 ; 了解叶片 轮毂 风向 机舱及齿轮传动系统 调向装置等 ; 了解风力机功率输出及功率调节装置 (2) 主要内容风力发电机组的分类 ; 风向 机舱及齿轮传动系统 ; 风力机功率输出及功率调节装置 4 风力发电技术 (1) 教学目的和要求掌握功率调节方式 ; 掌握变速恒频技术 ; 了解风力机变转速技术 ; 了解风力发电机组的自动启停及全程调节 (2) 主要内容功率调节方式 ; 变速恒频技术 ; 控制技术 ; 风力发电机组的自动启停及全程调节 5 双馈风力发电 (1) 教学目的和要求了解双馈风力发电系统电机模型掌握交流励磁变速恒频技术了解双馈式风力发电机组的控制了解矢量控制技术 63

67 了解双馈式风力发电机组的运行过程了解低于额定风速的转速控制, 高于额定风速的功率控制. (2) 主要内容矢量控制技术 双馈风力发电系统电机模型 ; 转速控制 ; 功率控制 6 直驱风力发电 (1) 教学目的和要求了解直驱风力发电系统电机模型掌握低速永磁同步风力发电机了解直驱式永磁风力发电机组系统参数了解直驱式永磁风力发电机组并网运行特性了解全功率变流系统了解低于额定风速的转速控制, 高于额定风速的功率控制. (2) 主要内容直驱风力发电系统电机模型 ; 转速控制 ; 功率控制 7 其他类型风力发电 (1) 教学目的和要求了解带锥形罩型风力发电机了解旋风型风力发电机了解无阻尼型风力发电机了解离心甩出式风力发电机了解移动翼栅式风力发电机了解四螺旋风力发电机了解升降传送式风力发电机了解自动变形双组风叶多层组装式风力发电机 (2) 主要内容旋风型风力发电机 四螺旋风力发电机三 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. 掌握风速模拟的实验方法 风速模拟实 1 验证性 2 2. 双馈发电机的实验装置使用步骤验过程 64

68 3. 认识直流电机作为原动机模拟风输入转矩的实现方法 掌握风力发电机功率模拟的实验方法 验证性 2 风机特性曲 线实验 验证性 2 小型风力发 电系统的实 设计性 2 验方法 1. 了解风力发电机基本工作原理 2. 掌握双馈发电机发电功率模拟的实验方法 3. 熟悉风力发电机并网设备及操作步骤 1. 熟悉风力发电控制器操作, 了解实验台界面与软件 2. 了解风力发电原理 3. 了解风力发电的优缺点 1. 了解双馈发电机的工作原理 2. 掌握双馈发电机同步离网发电原理 3. 掌握双馈发电机超同步离网发电原理 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新能源科学与工程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 : 电路 电机学 自动控制原理 3 考核方式考核形式 : 闭卷考试 成绩评定 : 平时 (10%)+ 实验成绩 (20%)+ 期末 (70%) 4 教材及主要参考书目教材 : 自编参考书 : 风力发电机组原理 叶杭冶编著机械工业出版社 五 学时分配 65

69 总 学时分配 序号 主要内容 时 数 讲授 讨论 习题 实验其他 1 风力发电的基本原理 风力发电机组控制特性分析 风力发电机组 风力发电技术 双馈风力发电 直驱风力发电 其他类型风力发电 4 4 合计 制定人 : 薛迎成审定人 : 张兰红批准人 : 66

70 新能源及分布式发电技术课程教学大纲 英文名称 :New energy power generation and grid-connected techniques 课程编号 : 学时数 :40 课程性质 : 选修先修课程 : 电路分析 电力电子技术, 单片机原理与接口技术, 风力发电机原理与应用适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的必修课, 系统介绍各类新能源及其利用技术, 如太阳能 风能 潮汐能 海洋能 地热能 生物质能 氢能和燃料电池等, 以及多种能源互补应用 冷热电联产 分布式发电等综合利用技术 2 课程的目的学生通过学习, 使学生了解中国新能源的发展现状, 加深新能源技术优越性的认识, 积极利用新能源技术, 缓解传统能源危机 3 课程的任务通过对该门课程的学习, 掌握太阳能光伏发电的基本原理及系统的构成, 熟悉太阳能热发电技术的不同形式的热发电系统 ; 掌握风力发电基本原理及系统的构成 ; 理解作为分布最广泛的生物质资源的利用现状, 掌握生物质发电的基本原理 ; 掌握地热发电和潮汐能发电的基本原理和应用现状 ; 掌握氢能和燃料电池等能源利用新技术, 掌握多种能源互补应用及分布式发电综合利用技术 二 课程教学内容及基本要求 1 能源概述 (1) 教学目的要求使学生了解能源利用的历史 能源的分类 能源与环境问题及新能源发展战略 67

71 (2) 主要教学内容能源的概念 利用历史 能源的分类 能源与环境问题 欧美及我国新能源发展战略 2 太阳能及其利用 (1) 教学目的要求使学生掌握太阳能资源及其分布 利用方式与发电方式 (2) 主要教学内容太阳能利用的历史 太阳能资源及其分布 太阳能的利用方式 太阳能直接热利用 太阳能热发电 太阳能光伏发电 3 风能与风力发电 (1) 教学目的要求使学生掌握风能资源及其分布 利用方式与发电方式 (2) 主要教学内容风能利用的历史 风能资源及其分布 风力机的种类 风力发电机组 风电场 风力发电的发展 4 潮汐能与潮汐发电 (1) 教学目的要求了解人类对潮汐的认识和利用 了解潮汐能资源与潮汐发电的特点 掌握潮汐发电原理和电站构成 (2) 主要教学内容潮汐能资源 潮汐发电原理和电站构成 潮汐电站的类型 潮汐发电的特点 潮汐发电的发展 5 海洋能多种发电技术 (1) 教学目的要求理解海洋能资源及波浪发电 海流发电 温差发电 盐差发电等多种发电方式 (2) 主要教学内容海洋能资源 波浪发电的原理与发展状况 海流发电的原理与发展状况 温差发电的原理与发展状况 盐差发电的原理与发展状况 6 地热能及其利用 (1) 教学目的要求掌握地热资源的形成 地热资源的类型 地热能资源及其分布, 了解地热能利 68

72 用的发展与利用及地热发电原理 (2) 主要教学内容地热资源的形成 地热资源的类型 地热能资源及其分布 地热能利用的发展 地热能的一般利用 地热发电 7 生物质能及其利用 (1) 教学目的要求掌握生物质和生物质能 生物质燃料与生物质发电技术 (2) 主要教学内容生物质和生物质能 生物质燃料 生物质发电技术 生物质能发电 8 氢能和燃料电池 (1) 教学目的要求掌握氢的制取与储存方法, 掌握燃料电池的原理 构成 特点 分类及应用领域 (2) 主要教学内容氢和氢能概述 氢的制取 氢的储存 燃料电池概述 燃料电池的类型 燃料电池的应用领域 9 互补发电与综合利用 (1) 教学目的要求掌握互补发电的概念和特点, 了解风能一太阳能互补发电系统的结构与配置及风能一水力互补发电技术 风电或光伏一柴油机互补应用技术 微型燃气轮机一燃料电池互补发电技术, 了解能源的各种综合开发利用技术, 如 : 冷热电联产 太阳能房 综合型潮汐电站 地热能的综合利用 海洋温差发电的综合开发 (2) 主要教学内容互补发电的概念和特点 风能一太阳能互补发电 其他互补发电系统 能源的综合开发利用 10 分布式发电技术 (1) 教学目的要求掌握分布式发电的概念与分布式电源, 掌握分布式供电系统和微电网的概念 了解分布式发电系统的储能装置, 了解分布式发电的发展应用 (2) 主要教学内容分布式发电的概念 特点和适用场合, 新能源分布式电源 微型燃气轮机, 分 69

73 布式供电系统和微电网, 分布式发电常用的储能技术及储能装置在分布式系统中的应用, 分布式发电的发展应用 四 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 : 电路分析 电力电子技术, 单片机原理与接口技术, 风力发电机原理与应用后续课程 : 新能源发电并网技术 3 成绩评定说明考核方法 : 采用期末闭卷笔试考核和平时成绩相结合形式, 期末笔试用时 120 分钟 成绩评定 : 期末成绩 (70%)+ 平时成绩 (30%) 其中 : 平时成绩含作业及课堂学习情况 4 本大纲适用范围新能源科学与工程专业大三或大四本科生 5 教材及教学参考书朱永强. 新能源与分布式发电技术 [M]. 北京 : 北京大学出版社 孙云莲. 新能源及分布式发电技术 [M]. 北京 : 中国电力出版社 徐青山. 分布式发电与微电网技术 [M]. 北京 : 人民邮电出版社 五 学时分配学时分配序号主要内容总时数讲授讨论习题实验其他 1 能源概述 太阳能及其利用 风能与风力发电 潮汐能与潮汐发电 海洋能多种发电技术 地热能及其利用 生物质能及其利用

74 8 氢能和燃料电池 互补发电与综合利用 分布式发电技术 6 6 合计 制定人 : 张兰红审定人 : 张兰红批准人 : 71

75 风力发电机组的检测与控制课程教学大纲 英文名称 :Measure & contml system of wind generation set 课程代号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 电力电子技术 电机学 自动控制原理等适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的一门专业必修课 2 课程的目的通过课程的学习, 使学生获得风力发电机组检测与控制系统方面的知识, 培养学生分析并解决风力发电机组检测与控制问题的能力, 为今后从事风力发电机组设计 运行与维护工作打下基础 3 课程的任务使学生了解风力发电机组检测与控制系统的组成与结构原理 ; 掌握与风力发电机组相关信号 过程参数的检测方法 ; 熟悉控制系统构成与控制方法分析 二 课程教学内容及基本要求 1 风力发电机组测控的基本知识 (1) 教学目的要求掌握风力发电机组的结构 ; 熟悉风力发电机组控制系统的作用 ; 了解风力发电机组的总体结构 (2) 主要教学内容风力发电机组的组成研究内容 ; 风力发电机组的总体结构 ; 风力发电机组控制系统的作用和结构 2 定桨恒速风力发电机组的控制 (1) 教学目的要求掌握定桨恒速风力发电机组的工作原理 ; 掌握定桨恒速风力发电机组的监测与运行控制 ; 理解定桨恒速风力发电机组的发电过程控制 ; 了解定桨恒速风力发电机 72

76 组的制动与保护系统 (2) 主要教学内容定桨恒速风力发电机组的工作原理 ; 定桨恒速风力发电机组的发电过程控制 ; 定桨恒速风力发电机组的监测与运行控制 ; 定桨恒速风力发电机组的制动与保护系统 3 风力发电机组的特性分析 (1) 教学目的要求掌握理解发电机及变流器的特性 ; 熟悉风力发电机组的基本特性 ; 了解传动系统的动态特性 (2) 主要教学内容风力发电机组的基本特性 ; 传动系统的动态特性 ; 风力发电机组的基本特性 4 风力发电机组的并网技术 (1) 教学目的要求掌握定桨恒速风力发电机组的软并网技术 ; 掌握永磁同步风力发电机组和双馈异步风力发电机组的并网技术 ; 了解风力发电机组对电网稳定性的影响 (2) 主要教学内容定桨恒速风力发电机组的软并网技术 ; 双馈异步风力发电机组的并网技术 ; 永磁同步风力发电机组的并网技术 ; 风力发电机组对电网稳定性的影响 5 变速恒频风力发电机组的控制 (1) 教学目的要求理解和掌握变速恒频风力发电机组的控制策略 控制方法和手段 ; 了解变速恒频风力发电机组的控制目标 (2) 主要教学内容变速恒频风力发电机组的控制目标 ; 变速恒频风力发电机组的控制策略 ; 常用的控制方法和手段 6 变速恒频风力发电机组控制器的设计 (1) 教学目的要求掌握变速恒频风力发电机组控制器的设计方法和设计过程 ; 掌握外部控制器的设计和具体的实现 ; 熟悉和理解查表控制与最优控制 (2) 主要教学内容控制系统的设计方法 ; 控制系统的设计过程 ; 查表控制与最优控制 ; 外部控制 73

77 器的设计 ; 外部控制器的实现 7 控制系统的执行机构及传感器 (1) 教学目的要求掌握温度监控传感器和安全保护控制回路传感器 ; 了解气动制动机构与机械制动机构 偏航系统 液压系统 变桨系统 变流系统 自动润滑系统 (2) 主要教学内容气动制动机构与机械制动机构 ; 偏航系统 ; 液压系统 ; 变桨系统 ; 变流系统 ; 自动润滑系统 ; 温度监控传感器 ; 安全保护控制回路传感器 8 风力发电机组的状态监测与性能测试 (1) 教学目的要求掌握风力发电机组的状态监测 ; 理解风力发电机组的性能测试 (2) 主要教学内容风力发电机组的状态监测 ; 理解风力发电机组的性能测试三 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了解直流电机作为原动机模拟风输入转矩的实现方法, 交流变 1 原动机启动观察实验 验证性 2 频调速器 M440 的使用方法 ; 掌握交流电机调速方法, 掌握主控 制器 S7-300 的使用与编程方法, 掌握组态软件的使用方法 掌握发电机并网条件与相序检 2 亚同步并网实验设计性 2 测方法 了解风力发电亚同步并网 掌握发电机并网条件与相序检测方法,S7-300 与 S7-200 之间 3 同步并网实验验证性 2 4 同步离网实验综合性 2 的 PROFIBUS 总线通信原理 了解风力发电同步并网的情况和操作步骤 理解风力发电同步离网的情况和操作步骤 74

78 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 学习本课程必须先修 : 电力电子技术 电机学 自动控制原理等课程 本课程 的后续课程为新能源发电并网技术 近海与海上风力发电规划与设计等课程 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%, 总评 60 分合格 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新能源科学与工程专业 5 教材及主要参考书 叶杭冶. 风力发电机组监测与控制 [M]. 北京 : 机械工业出版社,2011. 王志新. 现代风力发电技术及工程应用 [M]. 北京 : 电子工业出版社,2010. 王承煦, 张源. 风力发电 [M]. 北京 : 中国电力出版社,2009. 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 1 风力发电机组测控的基本知识 定桨恒速风力发电机组的控制 风力发电机组的特性分析 风力发电机组的并网技术 变速恒频风力发电机组的控制 变速恒频风力发电机组控制器的设计 控制系统的执行机构及传感器 风力发电机组的状态监测与性能测试 4 4 合计 制定人 : 李小凡审定人 : 张兰红批准人 : 75

79 太阳能光伏发电原理与应用技术课程教学大纲 英文名称 :Solar photovoltaic power generation and application 课程编号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 大学物理 模拟电子技术 数字电子技术 单片机原理与接口技术适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业学习太阳能光伏发电技术的一门专业必修课, 是太阳能光伏产品完整产业链上 中 下游产业核心课程 ; 本门课程的功能在于学生学习后, 对太阳能发电基本原理进一步得到验证, 能独立设计与施工一个小型太阳能发电系统, 对其系统中各组成部分有原理作用充分掌握, 能对各组成部分进行测试与评价 2 课程的目的开设本课程的目的是使学生获得必要的太阳能光伏发电技术的基本理论 基本知识和基本技能, 为从事光伏方向的技术工作, 学习后续课程打下基础 3 课程的任务使学生掌握太阳电池材料的制备技术 表征手段以及太阳能光伏系统的设计与国民经济各领域的应用, 能够进行基本的太阳电池性能测试及太阳电池组件封装, 并具备太阳能光伏系统优化设计的技能和简单独立光伏系统的典型应用 二 课程教学内容及基本要求 1 太阳能及其利用 (1) 教学目的要求掌握太阳能光伏发电技术的基本情况, 确立本门课程的教学目标 (2) 主要教学内容太阳能资源分布 太阳能利用的 4 种基本方式 : 光热利用 光电利用 光化利用及光生物利用 太阳能光伏发电的优缺点 光伏市场发展情况 光伏技术进步情况 76

80 2 太阳能电池的工作原理及其特性 (1) 教学目的要求掌握太阳能光伏电池的基本原理和基本特性 (2) 主要教学内容半导体基本理论和特性 光伏效应及光伏电池的基本原理 光伏电池的电特性 外特性及其测试方法 3 太阳能电池的制备及其结构 (1) 教学目的要求掌握太阳能的基本制备工艺及结构 (2) 主要教学内容太阳电池的分类方法 提纯方法 晶体硅太阳电池的拉棒和切片过程 晶体硅太阳电池的电池生产和封装过程 ; 薄膜太阳电池的优点及其种类 非晶硅薄膜太阳电池的基本性质 制备及其结构 多晶硅薄膜太阳电池的基本性质 制备及其结构 砷化镓薄膜太阳电池的基本性质 制备及其结构 4 太阳能光伏发电系统概述 (1) 教学目的要求掌握太阳能光伏发电系统的基本构成和各部件的基本工作原理 (2) 主要教学内容太阳能光伏发电系统的基本组成及其工作原 太阳能光伏发电系统的分类 太阳电池方阵的组建方法 蓄电池的基本构造和充放电特性 控制器的基本构成及其充放电控制 逆变器的工作原理 光伏并网逆变器及其孤岛效应 5 太阳能光伏发电系统设计 (1) 教学目的要求掌握太阳能光伏发电系统的容量设计和硬件设计方法 (2) 主要教学内容负载用电量的的估算 蓄电池容量计算及蓄电池组 太阳日辐射量的计算 方阵最佳倾角及方阵容量的设计 6 太阳能光伏发电系统的应用 (1) 教学目的要求掌握太阳能光伏发电系统的常见用法及其基本结构 (2) 主要教学内容 77

81 独立光伏发电系统在消费性电子产品中的应用 独立光伏发电系统在光伏照明 系统中的应用 独立光伏发电系统在交通工具电源中的应用 独立光伏发电系统在 自动化监控系统中的应用 并网光伏发电系统在分布式屋顶中的应用 并网光伏发 电系统在集中式光伏电站中的应用 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 太阳能光伏电池伏安特性测试 验证性 2 掌握模块化的微 E-Vts-Solar-IV 太阳能光伏发电系统实训平台的使用方法 ; 掌握太阳能光伏电池伏安特性测试方法 ; 2 太阳能光伏发电系统充放电控制 验证性 2 熟悉太阳能光伏发电系统的结构和基本原理 ; 掌握太阳能光伏发电系统光控充放电的控制及相关参数的测试方法 ; 3 太阳能光伏电池板跟踪控制 设计性 2 熟悉太阳能光伏电池板跟踪控制系统的基本组成和原理 ; 掌握六线制步进电机驱动方法 ; 4 太阳能光伏电池光谱特性测试 验证性 2 掌握太阳能光伏电池的光谱响应的内在原理 ; 掌握太阳能光伏电池的光谱特性测试方法 ; 四 几点说明 1 依据 本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 : 大学物理 模拟电子技术 数字电子技术 单片机原理与接口技术 后续课程 : 太阳能发电系统课程设计 3 成绩评定说明 考核方法 : 采用综合试题考核, 平时作业和实验相结合形式, 考核用时 120 分钟 78

82 成绩评定 : 期末成绩 (70%)+ 平时成绩 (30%) 其中 : 平时成绩含作业及课堂学 习情况 4 本大纲适用范围 新能源科学与工程专业本科生 5 教材及教学参考书 赵书安. 太阳能光伏发电及应用技术 [M]. 江苏 : 东南大学出版社 黄汉云. 太阳能光伏发电应用原理 [M]. 北京 : 化学工业出版社 何道清. 太阳能光伏发电系统原理与应用技术 [M]. 北京 : 化学工业出版社 五 学时分配 序号 主要内容 总时数 学时分配讲授讨论习题实验其他 1 太阳能及其利用概述 太阳电池的工作原理及其特性 太阳电池的制备及其结构 太阳能光伏发电系统概述 太阳能光伏发电系统的设计 太阳能光伏发电系统的应用 4 4 合计 制定人 : 张春富审定人 : 张兰红批准人 : 79

83 新能源发电并网技术课程教学大纲 英文名称 :New energy power generation and grid-connected techniques 课程编号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 电路分析 电力电子技术, 单片机原理与接口技术, 风力发电机原理与应用适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的必修课, 是新能源科学与工程本科主要所开设的专业课之一 本课程主要介绍风力和太阳能新能源发电与并网技术, 重点介绍风力和太阳能的并网技术 它是一门理论性和实践性 应用性较强的专业课 本课程以风力发电机 太阳能光伏电池 风力发电并网变换器 太阳能光伏发电并网变换器为控制对象, 介绍风力和太阳能新能源发电与并网技术的基本原理 基本理论 基本控制方法与控制技术 2 课程的目的培养学生了解新能源发电技术现状, 加深对新能源技术优越性的认识 初步掌握风力发电 太阳能光伏发电 风力发电并网变换器 太阳能光伏发电并网变换器的基本原理 基本理论和基本技术 初步掌握风力和太阳能新能源发电与并网技术的基本原理 基本理论 基本控制方法与控制技术 3 课程的任务本课程从工程教育规律和工程应用能力培养的角度出发, 将风力和太阳能等新能源发电的基本理论教育与原理教育 基本工程应用与实践教育 实验及电气工程实践教育融为一体 本课程从工程技术应用角度出发, 以教学方法论为手段, 培养学生对新能源发电与并网技术系统的分析能力和初步应用及设计能力 通过对本课程的学习, 使学习者初步掌握太阳能光伏发电技术的基本理论和基本原理 ; 初步掌握风力发电技术的基本理论和基本原理 ; 初步掌握风力发电并网变 80

84 换器 太阳能光伏发电并网变换器的基本原理 基本理论和基本技术, 初步掌握新能源发电并网技术的基本理论 基本原理和基本技术 二 课程教学内容及基本要求 1 新能源发电技术概述 (1) 教学目的要求了解新能源技术的基本概念 能源和新能源的分类 新能源发电技术的特点 ; 了解能源与环境问题及新能源发展战略 我国的能源结构 新能源发的基本情况 (2) 主要教学内容新能源技术的基本概念 能源和新能源的分类 新能源发电技术的特点 能源与环境问题 全球新能源发展战略 我国的能源结构 新能源发电简介 2 太阳能光伏发电与并网控制技术 (1) 教学目的要求了解我国太阳能资源及其分布 利用方式与发电方式 ; 掌握太阳能光伏发电的并网技术 (2) 主要教学内容太阳能及其分布 太阳能热发电 太阳能光伏发电的现状 太阳能光伏发电的原理 太阳能光伏发电的并网 太阳能光伏发电的控制 (MPPT 技术 并网变换器控制 孤岛检测 ) 3 风力发电与并网控制技术 (1) 教学目的要求了解风能资源及其分布和利用 ; 了解风力发电的现状与趋势 目前风力发电技术 ; 掌握风力发电技术并网技术 (2) 主要教学内容风能资源及其分布和利用 风力发电的现状与趋势 风力发电的现状与趋势 风力发电系统结构 目前风力发电技术 ( 永磁同步风力发电技术及其控制 双馈异步风力发电技术及其控制 基于全功率风力发电技术及其控制 ) 风力发电技术并网技术 ( 基于电流型的风力发电技术并网技术 基于电压型的风力发电技术并网技术 ) 4 新能源发电并网技术标准和技术要求 (1) 教学目的要求 81

85 了解新能源发电并网技术的标准 ; 掌握电网对新能源并网的技术要求 ; 了解目前各种并网技术及其技术特点 (2) 主要教学内容国际新能源发电并网技术的标准要求 ( 光伏发电并网技术标准 风力发电并网技术标准 ) 我国的新能源发电并网技术的标准要求( 光伏发电并网技术标准 风力发电并网技术标准 ); 国外电网对新能源并网的技术要求 我国电网对新能源发电并网的技术要求 ; 目前各种并网技术及其技术特点 ( 风力发电场并网技术 太阳能光伏发电场并网技术 风光互补发电场并网技术 新能源微电网并网技术 电动汽车 EV 并网技术 ) 5 新能源发电中的并网功率变换技术 (1) 教学目的要求掌握并网功率变换器件与驱动保护电路原理 ; 了解并网功率变换电路 光伏并网变换器结构和原理 ; 了解风力发电并网变换器结构和原理 单相和三相功率变换器的电网同步 ; 掌握并网功率变换器的控制 (2) 主要教学内容并网功率变换器件与驱动保护电路原理 ( 半控和全控功率半导体变换器件 功率半导体变换器件的驱动与保护电路 ) 并网功率变换电路( 交流 - 直流变换电路 基本直流 - 直流变换电路 直流 - 交流逆变电路 大功率变流技术 ) 光伏并网变换器结构和原理 风力发电并网变换器结构和原理 单相和三相功率变换器的电网同步技术 并网功率变换器的控制技术 ( 并网和离网控制 微电网控制 下垂控制和电网支撑 电网故障情况下的并网控制 ) 6 新能源发电并网中的电力储能技术 (1) 教学目的要求了解新能源发电中的电力储能技术的作用和类型 ; 了解蓄电池储能技术 飞轮储能技术 超导储能技术 ; 了解超级电容储能技术 (2) 主要教学内容新能源发电中的电力储能技术的作用和类型 蓄电池和蓄电池储能技术 飞轮和飞轮储能技术 超导体和超导储能技术 超级电容和超级电容储能技术 82

86 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 室内光伏发电系统及其离网和并网控制 验证性和设计性 2 内容 : 光伏电池发电的工作原理 光伏电池的发电特性测试 室内光伏发电系统离网控制 室内光伏发电系统并网控制 要求 :(1) 熟悉光伏电池发电的工作原理工作原理 (2) 掌握光伏电池的发电特性测试方法 (3) 掌握室内光伏发电系统离网控制的实验方法 (4) 掌握室内光伏发电系统并网控制的实验方法 2 室内风力发电系统及其离网和并网控制 验证性和设计性 2 内容 : 室内风力发电系统的原理 室内风力发电系统的特性测试 室内风力发电系统的离网控制 室内风力发电系统的并网控制 要求 :(1) 掌握室内风力发电系统的原理和正确接线方法 (2) 熟悉室内风力发电系统的发电特性测试方法 (3) 掌握室内风力发电系统的离网控制方法 (4) 掌握室内风力发电系统的并网控制方法 3 室外光伏发电系统及其离网和并网控制 设计性和综合性 2 内容 : 室外光伏发电系统的工作原理 室外光伏发电系统的发电特性测试 室外光伏发电系统的离网控制方法 室外光伏发电系统的离网控制方法 要求 :(1) 熟悉室外光伏发电系统的工作原理和室外光伏发电系统的发电特性测试方法 (2) 掌握室 外光伏发电系统的离网控制方法 83

87 (3) 掌握室外光伏发电系统的离 网控制方法 内容 : 室外风力发电系统的工作原 理 室外风光互补发电系统的工作 原理 室外风力发电系统的离网和 室外风力和 并网控制 室外风光互补发电系统 4 风光互补发 设计性和 2 及其离网和并网控制 电系统及其 综合性 要求 :(1) 掌握室外风力发电系统 离网和并网 的工作原理和发电特性测试方法 控制 (2) 掌握室外风光互补发电系统 的工作原理和发电特性测试方法 (3) 掌握室外风力发电系统的离 网和并网控制实验方法 (4) 掌握 室外风光互补发电系统的离网和 并网控制实验方法 四 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 : 电路分析 电机与拖动技术 电力电子技术 单片机原理与接口技术 新能源技术概论 风力发电机原理与应用 电气控制与 PLC 技术 电力系统与供用电技术 风力发电机组的检测与控制 太阳能光伏发电原理与应用技术 后续课程 : 专业方向综合课程设计 毕业设计 3 成绩评定说明考核方法 : 采用期末闭卷笔试考核和实验成绩 平时成绩相结合形式, 期末笔试用时 120 分钟 成绩评定 : 期末成绩 (60%)+ 实验成绩 (20%)+ 平时成绩 (20%) 其中 : 平时成绩含作业及课堂学习情况 4 本大纲适用范围 84

88 新能源科学与工程专业本科生 5 教材及教学参考书 程明等编著. 可再生能源发电技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社 周克亮等译. 光伏与风力发电系统并网变换器 [M]. 北京 : 机械工业出版社 朱莉等编著. 风电场并网技术 [M]. 北京 : 中国电力出版社 五 学时分配 学时分配 序号主要内容总时数其讲授讨论习题实验他 1 新能源发电技术概述 太阳能光伏发电与并网控制技术 风力发电与并网控制技术 新能源发电并网技术标准和技术要求 新能源发电中的并网功率变换技术 新能源发电并网中的电力储能技术 合计 制定人 : 胡国文 审定人 : 张兰红 批准人 : 85

89 风力发电系统的设计 运行与维护课程教学大纲 英文名称 :Design,operation and maintain of wind power generation system 课程编号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 选修先修课程 : 电机学, 风力发电机原理与应用适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的专业课 2 课程的目的使学生了解风力发电机的结构和分类, 风力发电机的设计, 风力发电机的设计程序和设计举例, 中国风能资源, 风力发电机的安装 使用和维护等 为今后从事风力发电机组设计 运行与维护工作打下基础 3 课程的任务本课程的主要任务是培养学生 : (1) 了解风力发电机组组成与结构原理 (2) 掌握风力发电机的设计, 风力发电机的设计程序和设计举例 (3) 熟悉风力发电机的安装 使用和维护等二 课程教学内容及基本要求 : 1 风力发电机组传动系统的调试与维护 (1) 教学目的和要求掌握风力发电机组传动系统的调试 ; 掌握风力发电机组传动系统的维护 ; (2) 主要内容风力发电机组传动系统的调试与维护 2 风力发电机组液压系统的调试与运行维护 (1) 教学目的和要求 86

90 掌握风力发电机组液压系统 ; 掌握机风力发电机组液压系统的调试与运行维护 ; (2) 主要内容风力发电机组液压系统的调试与运行维护 3 偏航系统调试与运行维护 (1) 教学目的和要求了解偏航系统调试 ; 了解偏航系统运行维护 ; (2) 主要内容偏航系统调试与运行维护 4 风力发电机组电控系统调试与运行维护 (1) 教学目的和要求掌握风力发电机组电控系统调试 ; 掌握风力发电机组电控系统运行维护 ; (2) 主要内容风力发电机组电控系统调试与运行维护 5 风力发电机的设计 (1) 教学目的和要求了解风力机的基本原理了解风力发电机设计计算了解风力发电机附加装置的设计掌握风力发电机用发电机的设计或造型掌握风力发电机的电能储存及逆变 (2) 主要内容风力发电机设计计算 附加装置的设计 6 风力发电机的设计举例 (1) 教学目的和要求了解风力发电机设计程序和设计举例了解风力发电机的设计程序了解风力发电机的设计参数了解风力发电机的设计指标 87

91 了解风力发电机的设计原则 (2) 主要内容风力发电机的设计举例 ; 设计程序 ; 设计原则 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 风力发电机组传动系统的调试实验 2 风力发电机组液压系统调试实验 3 偏航系统调试实验 4 风力发电机组电控系统调试实验 验证性 2 1. 掌握风力发电机组传动系统的调试 ; 2. 掌握风力发电机组传动系统的维护 ; 验证性 2 1. 掌握风力发电机组液压系统 ; 2. 掌握机风力发电机组液压系统的调 试与运行维护 ; 验证性 2 1. 了解偏航系统调试 ; 2. 了解偏航系统运行维护 ; 设计性 2 1. 掌握风力发电机组电控系统调试 ; 2. 掌握风力发电机组电控系统运行维 护 ; 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新能源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 : 电路 电机学 风力发电原理 3 考核方式考核形式 : 闭卷考试 成绩评定 : 平时 (10%)+ 实验 (20%)+ 期末 (70%) 4 教材及主要参考书目教材 : 自编 88

92 参考书 : 风力发电机组原理 叶杭冶编著机械工业出版社 五 学时分配 序号 主要内容 总时数 学时分配 讲授讨论习题实验其他 1 风力发电机组传动系统的调试与维护 风力发电机组液压系统的调试与运行维护 偏航系统调试与运行维护 风力发电机组电控系统调试与运行维护 风力发电机的设计 风力发电机的设计举例 8 8 合计 制定人 : 薛迎成审定人 : 张兰红批准人 : 89

93 近海与海上风力发电规划与设计课程教学大纲 英文名称 :Planning and Design of Coastal and offshore wind power generation system 课程代号 : 学时数 :32 课程性质 : 选修先修课程 : 电力电子技术 电机学 风力发电机组检测与控制等适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的一门专业选修课 2 课程的目的课程的目的是通过课程的学习, 使学生获得近海与海上风力发电规划与设计方面的知识, 培养学生分析并解决近海与海上风力发电规划与设计问题的能力, 为今后从事近海与海上风电设备制造企业及相关产业的技术工作打下基础 3 课程的任务课程的任务是使学生了解海上风资源勘测与风电场发电量预测技术和海上风电机组基础技术 ; 掌握海上风电机组安装 海上风电机组系统设计技术 ; 理解和熟悉海上风电场变电站电气设计技术 海上风电场柔性直流输电变流器技术 二 课程教学内容及基本要求 1 近海与海上风力发电的基本知识 (1) 教学目的要求熟悉海上风力发电发展现状与态势 ; 了解海上风力发电的关键技术 (2) 主要教学内容国外海上风力发电发展情况 ; 我国海上风力发电发展情况 ; 海上风力发电的关键技术 2 海上风资源勘测与风电场发电量预测技术 (1) 教学目的要求掌握风电场发电量预测 ; 了解海上风资源勘测 风资源评估 (2) 主要教学内容 90

94 测风仪 海上测风塔安装位置选择 ; 风资源的三性 风资源评估软件应用 风资源评估误差分析 风资源评估误差量化修正技术 ; 风电场发电量预测计算 风电功率预报 风电功率预报结果评价方法 ; 海上风电场场址勘测 海上风电场微观选址的目标 海上风电场微观选址技术 3 海上风电机组基础技术 (1) 教学目的要求掌握海上风电机组基础的设计 ; 熟悉海上风电机组基础类型和基础载荷分析 ; 了解海上风电机组基础的应用 (2) 主要教学内容海上风电机组基础的设计 ; 海上风电机组基础类型 ; 基础载荷分析 ; 海上风电机组基础的应用 4 海上风电机组系统设计技术 (1) 教学目的要求掌握叶片试验模态分析 ; 掌握风电机组状态监测系统 ; 熟悉大型海上风电机组及其特点 ; 了解 ; 风电机组塔架设计 ; 了解海上风电机组安装 (2) 主要教学内容海上风电机组吊装船 ; 海上风电机组安装方式 ; 海上风力发电工程安装介绍 ; 大型海上风电机组及其特点 ; 风电机组塔架设计 ; 叶片试验模态分析 ; 风电机组状态监测系统 5 海上风电场变电站电气设计技术 (1) 教学目的要求理解和掌握海上变电站的特点和设计 ; 掌握变压器选型和海底电缆选型 ; 熟悉电气设备选型与验算 ; 掌握海上变电站的保护 ; 掌握短路计算 ; 了解海上变电站安装 (2) 主要教学内容海上变电站 ; 变压器与海底电缆 ; 电气设备选择原则 断路器选型与验算 隔离开关选型与验算 互感器选型与验算 母线 (35kV) 选型与验算 GIS 设备选型与验算 ; 雷电过电压保护 接地等保护 ; 短路计算 ; 海上变电站安装 6 海上风电场柔性直流输电变流器技术 (1) 教学目的要求理解 HVDC 输电变流器拓扑结构和 HVDC 输电变流器控制方式 ; 了解 MMC 调 91

95 制与直流均压控制 (2) 主要教学内容传统 HVDC 输电变流器 VSC-HVDC 输电用常规变流器 多电平变流器 ;HVDC 输电变流器的调制方法和均压控制 ;MMC 建模 MMC 调制方法 MMC 控制方法 环流抑制方法 7 海上风电场电力输送技术 (1) 教学目的要求掌握海上风电场电力输送技术 ; 熟悉海上风电场柔性直流输电技术经济性分析 ; 了解国内外大规模风电输送技术应用概况和大型风电场电力输送关键技术 (2) 主要教学内容大型风电场电力输送技术 ; 海上风电场电力输送形式 海上风电场电力输送技术方案 海上风电场内部集电线路布局优化 ; 海上风电场工程模型及柔性直流输电系统设计 海上风电场输电系统技术经济性分析 三 课程实践环节基本要求鉴于目前还没有专门的实验装置, 故本大纲暂不制定实践教学要求 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 与前后课程的关系学习本课程必须先修 : 电力电子技术 电机学 风力发电机组检测与控制等课程 后续课程 : 毕业设计 3 成绩评定说明成绩评定 : 课程总评成绩 = 结束考核成绩 70%+ 平时成绩 30%, 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新能源科学与工程专业 近海与海上风力发电规划与设计 课程 5 教材及主要参考书王志新. 海上风力发电技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社,2013. 吴佳梁, 李成锋. 海上风力发电机组设计 [M]. 北京 : 化学工业出版社,2012. 王承煦, 张源. 风力发电 [M]. 北京 : 中国电力出版社,2009. 五 学时分配 92

96 总学时分配序主要内容时号讲授讨论习题实验其他数 1 近海与海上风力发电的基本知识 海上风资源勘测与风电场发电量预测技术 海上风电机组基础技术 海上风电机组系统设计技术 海上风电场变电站电气设计技术 海上风电场柔性直流输电变流器技术 海上风电场电力输送技术 合计 制定人 : 李小凡审定人 : 张兰红批准人 : 93

97 电能质量分析与控制课程教学大纲 英文名称 :Analysis and control of power quality 课程编号 : 学时数 :32 课程性质 : 选修先修课程 : 电路分析 自动控制原理 电力电子技术, 单片机原理与接口技术, 计算机测控技术适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的选修课, 介绍电能质量的基本概念 电能质量扰动的起因 电能质量的分析方法 改进电能质量的手段与技术措施 2 课程的目的使学生获得电能质量分析 评定 监测和控制的基本理论 基本知识和基本技能 3 课程的任务通过本课程的学习, 使学生掌握电能质量的标准 电能质量的监测与控制方法 电能质量的影响因素与分析方法, 掌握利用现代科技手段改善电能质量的原理及装置, 为学生从事电能质量相关工作或其它电气工作奠定理论基础 二 课程教学内容及基本要求 1 电能质量概论 (1) 教学目的要求使学生系统地建立关于电能质量问题的整体认识 (2) 主要教学内容电能质量概念, 定义及分类 IEC 和 IEEE 关于电磁干扰现象的特性类别 电能 94

98 质量国家标准简介 2 电能质量的数学分析方法 (1) 教学目的要求使学生系统地掌握电能质量分析和控制中的数学方法 (2) 主要教学内容傅里叶变换与波形的数学分析方法 小波变换与电能质量扰动识别 矢量变换与瞬时无功功率理论 结合电能质量实际问题的应用实例 3 传统电能质量分析与改善 (1) 教学目的要求使学生系统地了解传统电能质量问题与改善措施 (2) 主要教学内容电压偏差 频率偏差和电压三相不平衡 供电中断与供电可靠 传统电能质量改善措施 4 电压波动和闪变 (1) 教学目的要求掌握电压波动和闪变的起因及其对电网的危害与影响 闪变的评估计算方法和对 IEC 推荐的闪变测量方法 (2) 主要教学内容电压波动 闪变 闪变的评估方法 电弧炉用电特性分析 电压波动和闪变的测量 5 电压暂降与短时间中断 (1) 教学目的要求掌握引起电压暂降的原因和敏感用电设备对电压干扰的反映 (2) 主要教学内容电压暂降与中断的起因 短时间电压中断的检测与随机预估 电压暂降对敏感用电设备的影响 三相不平衡电压暂降 电压暂降特征量检测方法 6 波形畸变与电力谐波 (1) 教学目的要求 95

99 掌握整流装置等谐波源的特性, 电力系统谐波对变压器 电机 通信 电能计量等的的影响和危害 (2) 主要教学内容供用电系统典型谐波源 谐波的影响和危害 谐波谐振与放大 7 电能质量控制技术 (1) 教学目的要求掌握利用现代科技手段改善电能质量的原理 应用及装置 (2) 主要教学内容电力谐波抑制技术, 电压波动与闪变的抑制技术, 电压暂降和短时间中断的抑制技术 稳态电能质量的治理装置的研制 电力有源滤波 (APF) 容量统一电能质量调节器 (UPQC) 等晶闸管投切电容器 (TSC) 晶闸管相控电抗器(TCR) 和大容量统一电能质量调节器 (UPQC) 等 暂态 ( 瞬态 ) 电能质量的治理装置的研制 动态电压调节器 (DVR) 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 : 电路分析 自动控制原理 电力电子技术, 单片机原理与接口技术, 计算机测控技术后续课程 : 新能源发电并网技术 3 成绩评定说明考核方法 : 采用期末闭卷笔试考核与平时成绩相结合形式, 期末笔试用时 120 分钟 成绩评定 : 期末成绩 (70%)+ 平时成绩 (30%) 其中 : 平时成绩含作业及课堂学习情况 4 本大纲适用范围新能源科学与工程专业大三或大四本科生 5 教材及教学参考书肖湘宁. 电能质量分析与控制 [M]. 北京 : 中国电力出版社

100 帕基尼. 电能质量手册 [M]. 北京 : 中国电力出版社 程浩忠 吕干云 周荔丹. 电能质量监测与分析 [M]. 北京 : 科学出版社 五 学时分配 序号主要内容总时数 学时分配 讲授讨论习题实验其他 1 电能质量概论 电能质量的数学分析方法 传统电能质量分析与改善 电压波动和闪变 电压暂降与短时间中断 波形畸变与电力谐波 电能质量控制技术 8 8 合计 制定人 : 张兰红 审定人 : 张兰红 批准人 : 97

101 风电场建模与仿真课程教学大纲 英文名称 :Modeling and Simulation of Wind Facility 课程编号 : 学时数 :32+8S 课程性质 : 选修先修课程 : 风力发电机原理与应用 风力发电机组的监测与控制 空气动力学 电力电子技术 电机学适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的专业选修课 2 课程的目的使学生了解风电场电气部分的相关内容, 掌握风电场建模与仿真的基本理论 基本知识和基本技能, 为将来从事风电领域的工作奠定基础 3 课程的任务掌握 MATLAB/SIMULINK 的基本操作 运行仿真及参数设置 创建模型的基本步骤及仿真算法 子系统及其封装 ; 掌握风速 风电机组 风电场的数学模型的建立 ; 了解风电场主要电气设备的功能和选择方法 ; 了解电力电子技术在风电领域的应用 ; 了解风电接入对电网的影响及解决方案 ; 了解风力发电的特殊运行问题等等 二 课程教学内容及基本要求 1 MATLAB 基础知识 (1) 教学目的与要求掌握 MATLAB 的安装与运行 通用命令 了解 MATLAB 的计算基础 基本赋值和运算 了解 MATLAB 程序设计基础, 了解 MATLAB 的绘图功能 (2) 主要内容 MATLAB 安装与运行 ;MATLAB 工作环境 通用命令 MATLAB 的计算基础 基本赋值和运算 98

102 MATLAB 程序设计基础 ;MATLAB 的绘图功能 2 SIMULINK 基本操作 (1) 教学目的与要求熟练使用 SIMULINK 开发环境 基本操作及 Power System 模块库 掌握 SIMULINK 动态系统仿真求解及仿真步骤 模型创建 运行 调试 数据获取与分析 SIMULINK 命令 (2) 主要内容 SIMULINK 的基本操作 运行仿真及参数设置 创建模型的基本步骤及仿真算法 子系统及其封装 3 风速 风电机组 风电场数学模型的建立 (1) 教学目的与要求基本掌握风电场中的各主要一次电气设备的结构和工作原理, 包括风电机组 变压器 断路器和隔离开关 母线和输电线路 电抗器和电容器 电压互感器和电流互感器等等 掌握风电场电气部分的特点和基本构成 掌握风速 风电机组 风电场数学模型的建立方法 (2) 主要内容风速 风电机组 风电场数学模型的构成及其建立方法 ; 4 风电场系统仿真分析 (1) 教学目的与要求掌握风电场运行对电网其它参数的影响 掌握运用 MATLAB 进行仿真的基本方法和步骤 (2) 主要内容定速风电机组的工作原理 模型仿真 ; 基于双馈感应发电机的变速风电机组的工作原理 模型仿真 基于永磁直驱同步发电机的变速风电机组的工作原理 模型仿真 小干扰稳定分析, 风电场的并网 负荷扰动以及联络线故障时的暂态分析 三 课程实践环节基本要求实验参见 风电场建模与仿真 实验教学大纲 四 几点说明 99

103 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新能源科学与工程专业的培养目标和毕业生基本要求以及培养计划制定 2 本课程与其它课程的联系先修课程 : 空气动力学 电力电子技术 风力发电机原理 风电机组的检测与控制等 3 成绩评定说明满分为 100 分 实验成绩占 20%, 理论成绩占 80%( 平时成绩占 20% 期末成绩占 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新能源科学与工程专业 5 教材与教学参考书于群等编著.MATLAB/SIMULINK 电力系统建模与仿真. 北京 : 机械工业出版社, 吴双群等编. 风力发电原理. 北京 : 北京大学出版社,2011. ( 加 ) 吴斌等著, 卫三民等译. 风力发电系统的功率变换与控制. 北京 : 机械工业出版社, 朱永强等编. 风电场电气系统. 北京 : 机械工业出版社, 朱永强等编. 风电场电气工程. 北京 : 机械工业出版社, 五 学时分配总学时分配序主要内容时号讲授讨论习题实验其他数 1 MATLAB 基础知识 SIMULINK 的基本操作 风速 风电机组 风电场数学 模型的建立 4 风电场系统仿真分析 合计 制定人 : 白雪飞审定人 : 张兰红批准人 : 100

104 新能源汽车电力传动技术课程教学大纲 英文名称 :The new energy automotive power transmission technology 课程编号 : 学时数 :48 课程性质 : 选修先修课程 : 新能源技术概论 化学电源 电力电子技术适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业的专业选修课, 主要系统地论述新能源汽车技术, 阐述新能源汽车的类型, 发展新能源汽车的必要性和新能源汽车发展现状及趋势 2 课程的目的通过本课程的教学, 使学生掌握电动汽车用动力电池 电动汽车用电动机 纯电动汽车 混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车的结构 原理及设计方法等 ; 对天然气汽车 液化石油气汽车 甲醇燃料汽车 乙醇燃料汽车 二甲醚燃料汽车 氢燃料汽车和太阳能汽车的特点 发展现状及趋势进行介绍 培养学生利用新能源汽车的成熟技术和高新技术进行相关控制系统的开发和设计能力, 启迪学生的创新意识, 锻炼学生的动手能力, 促使学生全面素质的提高 3 课程的任务本课程的主要任务是讲述新能源汽车的原理和理论设计 混合动力电动汽车构造 电驱动系统及其设计方法, 为学生以后从事新能源汽车节能系统的设计 新能源汽车检测 科研和开发打下坚实的基础 二 课程教学内容及基本要求 1 新能源汽车技术的基本概念 (1) 教学目的要求了解新能源汽车的定义, 汽车对环境 能源的影响及发展新能源汽车的重要性 101

105 掌握汽车新能源中的电能 氢能源 天然气 液化石油气 生物燃油和太阳能等新能源 了解国内外新能源汽车发展现状 (2) 主要教学内容新能源汽车的定义及发展新能源的重要性 ; 汽车中的新能源 ; 新能源汽车的国内外发展现状 2 动力电池与能量存储 (1) 教学目的要求了解动力电池分类和基本要求理解电化学蓄电池组的工作原理理解超级电容器和超高速飞轮动力电池掌握混合能量存储系统的设计和实现 (2) 主要教学内容新能源汽车技术中电动汽车的动力电池分类, 混合能量存储系统 3 电驱动系统 (1) 教学目的要求了解新能源汽车电驱动系统特性要求 掌握直流电动机驱动 感应电动机驱动 永磁无刷直流电动机驱动和开关磁阻电动机驱动 (2) 主要教学内容直流电动机驱动 感应电动机驱动 永磁无刷直流电动机驱动和开关磁阻电动机驱动 4 纯电动汽车 (1) 教学目的要求了解纯电动汽车的发展简介和现状 掌握纯电动汽车的关键技术 掌握纯电动汽车的基本结构 典型形式, 电动机及其控制器的主要结构, 电池及管理系统主要结构和辅助系统的主要结构 了解纯电动汽车电池管理系统与策略和纯电动汽车设计原则 (2) 主要教学内容纯电动汽车的发展简介和现状 关键技术研究 纯电动汽车的基本结构形式和纯 102

106 电动汽车电池管理系统与策略 5 混合动力汽车 (1) 教学目的要求了解混合动力汽车的主要组成 优缺点和分类 掌握混合动力汽车的关键技术 掌握混合动力汽车驱动系统结构和设计 (2) 主要教学内容混合动力汽车的主要组成 优缺点和分类 ; 串联式 并联式和轻度混合动力汽车驱动系统结构和设计 6 再生制动的基本原理 (1) 教学目的要求掌握再生制动中的能量损耗 了解前后轮上的制动功率和能量 掌握电动汽车和混合动力电动汽车的制动系统, 串联制动和并联制动 (2) 主要教学内容再生制动中的能量损耗 ; 前后轮上的制动功率和能量 ; 电动汽车和混合动力电动汽车的制动系统, 串联制动和并联制动 三 课程实践环节基本要求没有开设课程实践环节 四 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 : 新能源技术概论 化学电源 电力电子技术后续课程 : 无 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% 103

107 4 本大纲适用范围 四年制新能源科学与工程专业 5 教材及教学参考书 教材 : 康龙云. 新能源汽车与电力电子技术 [M], 北京 : 机械工业出版社, 参考书目 : [1] 石川宪二. 新能源汽车技术及其未来 [M], 北京 : 北京科学出版社, [2] 赵航, 史广奎. 混合动力电动汽车技术 [M], 北京 : 机械工业出版社, [3] 崔胜民, 韩家军. 新能源汽车概论 [M], 北京 : 北京大学出版社, [4] 张舟云, 贡俊. 新能源汽车电机技术与应用 [M], 上海 : 科学出版社 ( 北京分 部 ), 五 学时分配 序学时分配主要内容总时数号讲授讨论习题实验其他 1 新能源汽车技术的基本概念 动力电池与能量存储 电驱动系统 纯电动汽车 混合动力汽车 再生制动的基本原理 合 计 制定人 : 陆广平 审定人 : 张兰红 批准人 : 104

108 计算机测控技术课程教学大纲 英文名称 :Computer measurement and control 课程编号 : 学时数 :40+S8 课程性质 : 必修先修课程 : 单片机原理与接口技术 C 语言程序设计适用专业 : 新能源科学与工程一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业一门重要的专业课程 2 课程的目的通过本课程学习, 使学生获得新能源领域计算机测控方面的基本理论 基本知识和基本技能, 培养学生分析和解决新能源领域测控系统问题的能力, 为从事工业新能源科学与工程工作打下坚实的基础 3 课程的任务通过课堂讲授, 课堂讨论 习题 实验等环节, 使学生熟悉计算机测控系统主流应用系统 掌握测控系统硬件 软件以及通信与网络的基础理论与设计方法, 特别是基于组态的测控系统, 以及基于控制网络的测控系统应用技术, 能够根据实际需要对测控系统进行选型, 简单设计基于各类控制器的测控系统, 熟悉计算机测控技术在新能源领域的应用 二 课程教学内容及基本要求本课程的主要内容包括计算机测控系统概念 系统硬件 软件 网络 现场总线及工业以太网的基础知识 国际标准现场总线和工业以太网协议 规范, 及计算机测控系统的典型应用技术 1 绪论 (1) 教学目的要求 : 掌握计算机测控系统基本概念 (2) 主要教学内容 : 105

109 掌握计算机测控系统定义 基本组成 分类 计算机测控系统基本设计方法 2 计算机测控系统硬件技术 (1) 教学目的要求 : 熟悉测控系统主机 常见测控总线 掌握常见测控板卡与测控模块的功能和应用 (2) 主要教学内容 : 测控系统主机 系统总线技术 测控系统过程通道 3 测控系统软件技术 (1) 教学目的要求 : 掌握计算机测控系统的软件的主要特性 测控系统软件的组成 熟悉系统开发主要工具 (2) 主要教学内容 : 计算机测控软件概述 测控系统软件相关技术 组态软件技术 LabVIEW 4 测控系统网络技术 (1) 教学目的要求 : 掌握数据通信 计算机网络基本概念, 熟悉 OSI 参考模型和 TCP/IP 参考模型 (2) 主要教学内容 : 数据编码方式 信号传输方式 通信方式等数据通信基础 ; 网络拓扑结构 传输介质 硬件组成与介质访问控制方式等计算机网络基础知识 ; 协议分层 接口和服务 服务原语等计算机网络基本理论 ;OSI 参考模型和 TCP/IP 参考模型及其优缺点 ;OSI 参考模型与 TCP/IP 参考模型的比较 5 基于微处理器的测控系统设计 (1) 教学目的要求 : 了解智能仪器测控系统的构成 掌握常用模拟信号调理电路的原理 数据采集电路的设计方法 常用测控算法的应用编程 (2) 主要教学内容 : 智能仪器测控系统组成结构及设计方法 常用微处理器 智能仪器测控系统模拟量输入输出电路 开关量输入输出电路 常用软件算法设计 实例 6 基于组态软件的测控系统设计 (1) 教学目的要求 : 熟悉组态软件的功能 掌握组态王与 I/O 设备的通信方法 组态软件的应用方法 测控系统组态软件设计过程与方法 106

110 (2) 主要教学内容 : 测控系统组态软件设计方法 组态王与 I/O 设备通信 组态王工程设计的基本步 骤 应用实例 7 基于 CAN 总线的测控系统设计 (1) 教学目的要求 : 掌握 CAN 总线基本概念与基本技术,CAN 总线系统应用 (2) 主要教学内容 : CAN 总线的产生及其发展历程 ;CAN 总线的技术特点 ;CAN 节点的分层结构 ; CAN 的一些基本概念 ; 报文传送及其帧类型 ; 错误类型及其界定 ; 位定时要求 ;CAN 总线基本技术阐释与分析 ;CAN 控制器及接口芯片 ;CAN 节点设计 ;CAN 系统设计 ; ican 网络的分布式测控系统设计 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 了解 CAN-bus 通信 1 CAN 基本通信原理, 实现基本的验证性 2 实验 CAN-bus 双节点通 信 2 ican-4050 模块 ican 通信实验 验证性 2 掌握基本的 ican 网络通信, 读 DI, DO 协议格式 3 基于组态软件的开关量输入 输出应用实验 综合性 2 了解组态环境下的 ican 模块应用 掌握基本的 4 NDAM-4055 模 Modubs/TCP 网络验证性 2 块通信实验通信, 读 DI DO 协 议格式 四 几点说明 1 依据 本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程专业的培养目标和毕业 107

111 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是单片机原理与接口技术 C 语言程序设计, 为后续课程综合设计 毕业设计提高理论基础 3 成绩评定说明平时 10%, 实验 20% 期末 70%, 满分为 100 分,60 分合格 4 本大纲适用范围本大纲适用于本科四年制新能源科学与工程专业 5 教材及教学参考书 [1] 何坚强. 计算机测控系统设计与应用. 北京 : 中国电力出版社, [2] 陈在平. 工业控制网络与现场总线技术. 北京 : 机械工业出版社, [3] 夏继强. 现场总线工业控制网络技术. 北京 : 北京航空航天大学出版社, 五 学时分配 序 号 主要内容 总时 数 学时分配 讲授讨论习题实验其他 1 绪论 计算机测控系统硬件技术 测控系统软件技术 测控系统网络技术 基于微处理器的测控系统设计 基于组态软件的测控系统设计 基于 CAN 总线的测控系统设计 合计 制定人 : 何坚强审定人 : 张兰红批准人 : 108

112 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 :40+S8 课程类型 : 必修适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业专业课之一 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设计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, 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) 主要教学内容电器的基本知识 开关电器 熔断器 主令电器 接触器 继电器 109

113 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 ; 掌握 PLC 步进顺控的基本编程方法 110

114 (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内容 : 三相异步电动机单向起动 1 验证性 2 动机起动 点点动 停止控制的工作原理 111

115 动 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 4 十字路口交通灯控制 设计性 2 软件的使用方法, 熟悉各种编程指令的输入方法 (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 112

116 应用技能, 灵活使用各种编程指令的方法 课程设计见电控及 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新能源科学与工程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%) 5 本大纲适用范围本大纲适用于 4 年制本科新能源科学与工程专业 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 学时分配学时分配序总时内容讲讨习实其号数授论题验它 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

117 合计 制定人 : 胡国文审定人 : 张兰红批准人 : 114

118 工控机与组态软件课程教学大纲 英文名称 :Industrial control computer and configuration software 课程编号 : 学时数 :32+S8 课程性质 : 选修先修课程 : 自动控制原理 单片机原理与接口技术 计算机测控技术适用专业 : 新能源科学与工程一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业技术专业课, 通过本课程的学习, 使学生理解组态软件的概念, 了解组态软件的功能, 熟悉组态软件的使用方法 2 课程的目的本课程使学生从系统工程的观点全面了解工业控制计算机的技术特点, 控制系统设计和组态软件应用技术 了解工业计算机的原理与结构, 培养学生应用微机的基本技能, 从而适应自动化和新技术 新工艺发展的需要, 为后续课程作好准备, 并为毕业后从事专业工作打下坚实的基础 3 课程的任务通过本课程的学习, 使学生了解工控机的基本知识, 理解组态软件的组成, 基本原理及各环节的作用, 能够掌握利用组态软件构建工程的流程和方法, 达到能够利用相关组态软件完成特定工程测控系统软件的设计与开发 二 课程教学内容及基本要求 1 组态王软件介绍 (1) 教学目的要求 : 了解组态王软件的发展过程 ; 掌握组态王安装步骤 ; 掌握组态王软件的结构 ; 掌握组态王软件的基本操作 (2) 主要教学内容组态王软件安装 ; 组态王系统要求 ; 安装组态王设备驱动程序 ; 卸载组态王程序 ; 组态王软件结构 115

119 2 组态王工程设计初步 (1) 教学目的要求 : 掌握组态王工程设计的步骤 ; 掌握创建组态王工程的方法 ; 理解组态王变量定义的方法 ; 掌握报警和事件的设置过程 ; 掌握组态王动画连接的步骤 (2) 主要教学内容组态王工程设计步骤 ; 组态王工程创建 ; 静态界面设计 ; 变量定义 ; 建立动画连接 ; 报警和事件 ; 组态王工程实例 3 组态王编程语言应用 (1) 教学目的要求 : 熟悉脚本语言在组态王中的应用 ; 掌握命令语言的几种类型 ; 掌握组态王命令语言的语法结构 ; 熟悉常用的命令语言函数 (2) 主要教学内容命令语言类型 ; 命令语言语法 ; 命令语言函数及使用方法 ; 常用命令语言函数 ; 命令语言函数使用实例 4 组态王曲线应用 (1) 教学目的要求 : 理解组态王工程中曲线的类型 ; 理解组态王工程中曲线的作用 ; 掌握历史趋势曲线及实时趋势曲线的应用 ; 掌握温控曲线和 X-Y 曲线的应用 ; 理解组态王中曲线的设置 (2) 主要教学内容实时趋势曲线 ; 历史趋势曲线配置 ; 通用历史趋势曲线 ; 历史趋势曲线控件 ; 温控曲线属性设置 ; 温控曲线的使用实例 ;X-Y 轴曲线属性设置 ; X-Y 轴曲线的使用实例 5 组态王控件应用 116

120 (1) 教学目的要求 : 熟悉各种控件的相关知识 ; 熟悉控件的类型和种类 ; 掌握内置控件的设置及使用方法 ; 掌握 Active X 控件的设置及使用 (2) 主要教学内容立体棒图控件 ; 列表框控件 ; 复选框控件 ; 编辑框控件 ; 单选按钮控件 ;; 创建 Active X 控件 ;Active X 控件的固有属性 ;Active X 控件的动画连接属性 6 组态王与外部设备通信 (1) 教学目的要求 : 掌握组态王与外围设备的连接 ; 掌握 DDE 板卡 PLC 等设备的驱动程序的配置 ; 理解组态王仿真 PLC 的概念 ; 掌握组态王对设备进行数据采集 (2) 主要教学内容组态王逻辑设备的分类 ; 定义 DDE 设备 ; 组态王访问 VB 的数据 ;VB 访问组态王数据 ; 组态王与板卡设备的通信 ; 组态王与串口设备的通信 ; 仿真 PLC 的定义 ; 仿真 PLC 的寄存器 ; 仿真 PLC 使用举例 7 简单控制系统 (1) 教学目的要求 : 了解 OPC 相关知识 ; 掌握组态王与 OPC 的连接及使用 ; 掌握组态王作为 OPC 客户端和服务器的设置方法 ; 掌握网络 OPC 的配置过程 (2) 主要教学内容 OPC 的基本结构 ; 组态王 OPC 通信的说 ; 组态王 OPC 通讯实例 ; 组态王网络 OPC 通讯实例 8 组态王与数据库 (1) 教学目的要求 : 了解组态王支持的数据库的类型 ; 掌握组态王 SQL 访问功能 ; 117

121 熟悉 Access 数据库与组态王的连接 ; 掌握组态王如何与通用数据库连接 ; 熟悉组态王数据库指令的应用 ; (2) 主要教学内容组态王支持的数据库类型 ; 组态王 SQL 访问管理器 ; 组态王与数据库建立连接 ; 数据库操作 ; 开放型数据库显示控件 KvDBGrid 9 组态王的网络功能 (1) 教学目的要求 : 了解组态王的网络模式 ; 掌握组态王的网络连接 ; 熟悉组态王 web 功能的应用 ; 掌握 web 功能中浏览器端的操作步骤 (2) 主要教学内容基于组态的网络模式 ; 组态王网络结构 ; 组态王网络配置 ; 网络配置实例 ; 网络变量的使用 ; 组态王 web 功能的应用 ; 组态王 Web 功能特性 ; 组态王 WEB 发布 ; IE 浏览组态王工程 10 组态王在过程控制综合实验系统中的应用 (1) 教学目的要求 : 了解 A3000 过程控制系统 ; 掌握组态王在过程控制系统的设计方法 ; 掌握过程控制系统 PID 应用设计 ; 掌握组态王与现场设备的通信设置过程 (2) 主要教学内容 A3000 液位控制系统简介 ; 基于智能仪表的组态王液位监控系统设计 ; 基于 PLC 的组态王液位监控系统设计 ; 基于智能模块的组态王监控系统设计 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目的 : 使学生掌握组态软件基本使用方组态软件反法 1 应车间界面验证性 2 内容 :1 了解组态软件特点与使用; 设计 2 组态软件基本操作 118

122 方法 : 组态王软件应用 目的 : 使学生掌握组态软件基本使用方法 组态王动画 2 验证性 2 内容 :1 进一步掌握组态王使用方法连接实验 2 掌握动画连接操作 方法 : 组态王软件应用 目的 : 使学生掌握组态软件基本使用方法 报警和事件 3 验证性 2 内容 :1 进一步掌握组态王使用方法实验 2 掌握报警和事件操作 方法 : 组态王软件应用 目的 : 了解组态软件, 掌握工业控制计算机的应用系统组态软件设计方法 内容 :1 熟悉组态王开发环境交通灯实验 2 针对某一过程控制系统, 进行 4 设计性 2 系统的实现组态控制设计, 包括硬件选用与图形界面及动画连接等内容 方法 : 利用工业控制计算机实现组态控制 四 几点说明 1 依据普通高等学校工程教育的培养目标和毕业生的基本要求 2 与前后课程的联系本课程是一门实践性很强的综合性应用技术理论, 必须应用到其他多门课程的知识 先修课程主要有 : 自动控制原理 工业计算机网络 传感器与检测技术等 3 成绩评定说明考核方法 : 开卷考试成绩评定 : 平时 10%, 实验 20%, 期末 70% 4 本大纲适用范围本大纲适用于新能源科学与工程专业 5 教学参考书 119

123 薛迎成. 工控机及组态控制技术原理与应用, 中国电力出版社,2007 胡文金. 计算机测控应用技术, 重庆大学出版社 韩九强. 现代测控技术与系统, 清华大学出版社, 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 1 组态王软件介绍 组态王工程设计初步 组态王编程语言应用 组态王曲线应用 组态王控件应用 组态王与外部设备通信 7 组态王与 OPC 设备的通信 组态王与数据库 组态王的网络功能 组态王在过程控制综合实验系统中的应用 合计 制定人 : 何坚强审定人 : 张兰红批准人 : 120

124 专业英语课程教学大纲 课程代号 : 学时数 :32 课程性质 : 选修先修课程 : 大学英语 电路与信号系统 模拟电子技术 数字电子技术适用专业 : 新能源科学与工程 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业学生在学习完电路 数电 模电以及电力电子技术等专业课程以后, 结合英语工具, 培养学生获取最新科技信息的能力, 是新能源科学与工程专业的专业基础课 2 课程的目的通过本课程的学习, 扩大学生专业英语词汇, 提高科技英语阅读水平和翻译水平, 掌握英文科技论文写作基本方法 3 课程的任务本课程的任务是使学生掌握新能源科学与工程专业相关专业知识的英文表达方法, 包括电路 各种器件 电机 电力系统 自动控制原理和计算机等方面 了解专业英语词汇的特点, 掌握专业英语的翻译标准, 掌握英语长句和被动句的翻译方法, 掌握英文专业文献的摘要翻译方法 二 课程教学基本内容及要求 1 电气及电子工程的基本知识 (1) 教学目的与要求掌握新能源科学与工程专业相关基础专业知识的英文表达方法 掌握电路基本知识 三相电路的基本概念 运算放大器 各类晶体管 逻辑变量与触发器 二进制数字系统 功率半导体器件 电力电子变换器 直流电机分类 直流传动的闭环控制 交流机 感应电机传动装置 电力系统 电力系统自动化中相关专业名词的英语表达方法 了解什么是专业英语, 并且了解专业英语与日常生活中的英语的区别 ; 掌握专业英语常用符号和数学式的表达式 ; 掌握利用因特网查找相应的英文资料 ; 掌握各门专业课程的英文名称 ; 掌握专业英语的翻译标准和专业文献翻译的基本方法 ; 掌 121

125 握专业英语的语言学特点 ; 专业文献翻译的基本方法 ; 掌握长句的翻译方法, 掌握被动句的翻译方法 (2) 主要教学内容电路基本知识 运算放大器 逻辑变量与触发器 功率半导体器件 直流电机分类 交流机 电力系统中相关的专业英语词汇 短语 ; 长句的翻译方法 ; 被动句的翻译方法 2 控制理论的基本知识 (1) 教学目的与要求掌握 自动控制原理 课程相关基础专业知识的英文表达方法 掌握自动控制原理的基本知识 传递函数和拉普拉斯变换 稳定性和时域响应 稳态的基本概念 根轨迹的基本概念 频率相应方法 : 奈氏图 频率响应法 : 波特图 非线性控制系统 现代控制理论简介 状态方程 可控性, 可观性和稳定性 最优控制系统 传统控制与智能控制 人工神经网络中相关专业词汇和短语的英语表达方法 掌握专业术语的翻译和有关数量的翻译的方法 ; 掌握专业论文的翻译的基本方法 ; 了解英文科技论文的体例 ; 掌握英文科技论文标题的写作的基本方法 ; 掌握专业英语摘要的写作基本方法 ; 掌握专业英语正文的组织写作方法 (2) 主要教学内容介绍自动控制原理 现代控制理论 最优控制理论 智能控制中的常用专业词汇和短语 ; 专业术语的翻译和有关数量的翻译的方法 ; 专业论文的翻译的基本方法 ; 英文科技论文标题的写作的基本方法 ; 专业英语正文的组织写作方法 3 计算机控制理论 (1) 教学目的与要求掌握计算机的基本知识和结构以及计算机的外围设备的一些基本词汇和短语 掌握计算机的结构与功能 计算机与网络基础 外部信号与设备专业英语中经常出现的词汇和短语 掌握专业英语文献正文的组织写作方法 (2) 主要教学内容计算机的基本知识和结构以及计算机的外围设备专业文章 1 篇 ; 计算机与网络基础方面的专业英语文章 1 篇 ; 专业英语文献正文的组织写作方法 三 课程实践环节基本要求 学生能够快速浏览各种英文的专业资料 122

126 四 几点说明 1 依据新能源科学与工程专业的培养目标是培养能够从事与新能源应用有关的系统运行 自动控制 电力电子技术 信息处理 试验分析 研制开发 经济管理以及电子与计算机技术应用等领域工作的宽口径 复合型 高级工程技术人才 这些人才必须具备一定的英文参考文献的阅读能力 因此, 本大纲是根据本专业人才的培养目标所需要的基本理论和基本技能的要因此求, 根据本课程的教学性质 条件和教学实践而制定的 2 本课程与前后课程的关系先修课程 : 大学英语 电路与信号系统 数字电子控制技术 模拟电子控制技术电力电子技术等 只有对这些课程很好的掌握, 才能很好的学好专业英语 ; 反过来, 学好专业英语, 对这些课程又具有一定的促进作用 3 成绩评定说明考试是测试学生对所学知识掌握程度, 考试形式为开卷考试 总成绩 =20%* 平时成绩 +80%* 考查成绩 4 本大纲适用范围本科全日制新能源科学与工程专业的学生 5 教材与教学参考书 [1] 王宏文. 自动化专业英语教程 ( 第 2 版 )[M]. 北京 : 机械工业出版社,2007. [2] 方旭明. 新编专业英语 ( 第一版 )[M]. 成都 : 西南交通大学出版社,1997. [3] 樊则宾. 专业英语 [M]. 重庆 : 重庆大学出版社,2003. [4] 杨德仁. 专业英语 [M]. 重庆 : 重庆大学出版社,2003. [5] 李嘉. 专业英语 [M]. 北京 : 人民交通出版社, 五 学时分配 序号 主要内容 总时数 讲授 讨论 学时分配 1 电气与电子工程基本知识 控制理论 计算机控制技术 合计 制定人 : 阚家荣审定人 : 张兰红批准人 : 习题 实验 其他 123

127 DSP 应用技术课程教学大纲 英文名称 :Application Technology of DSP 课程编号 : 学时数 :32+S8 课程性质 : 选修先修课程 : 电路 模拟电子技术 数字电子技术 大学计算机基础及 C 语言程序设计 单片机原理与接口技术, 计算机测控技术 适用专业 : 新能源科学与工程专业 一 课程的性质 目的和任务 1 课程的性质本课程是新能源科学与工程专业学生的专业基础选修课程之一, 是继单片机原理与接口技术课程之后, 该专业学生学习和掌握微机控制技术的提高课程 2 课程的目的通过本课程的教学, 使新能源科学与工程专业毕业生在工作中具有利用 DSP 开发产品和解决实际问题的基本能力 3 课程的任务本课程的任务是使新能源科学与工程专业的学生在数字信号处理器及应用方面具有一定的基础知识, 掌握 DSP 的结构 工作原理 特性 应用及发展方向, 基本熟悉采用 DSP 进行科研开发研究的过程 ; 了解软件集成开发环境的使用 ; 具有使用 C 语言编写 DSP 程序的能力 二 课程教学内容及基本要求 1 DSP 基础知识 (1) 教学目的要求掌握 DSP 的基本概念 特点,DSP 与单片机及 FPGA 等的区别, 了解 DSP 的选择方法, 掌握 DSP 开发所需准备的工具以及开发平台的搭建方法 (2) 主要教学内容 DSP 基础知识 如何选择 DSP DSP 开发所需准备的工具以及开发平台的搭建 DSP 的学习方法介绍 2 TMS320X2812 的结构 资源及性能 124

128 (1) 教学目的要求了解 TMS320F28x 的内部资源, 掌握它的功能结构与引脚功能 (2) 主要教学内容 TMS320X2812 的片内资源 TMS320X2812 的引脚分布及引脚功能 3 TMS320X281x 的硬件设计 (1) 教学目的要求掌握 X2812 系统正常工作所需的条件 常用硬件电路的设计方法 (2) 主要教学内容 X2812 系统正常工作的条件 常用硬件电路的设计 D/A 电路的设计以及波形发生器的实现 4 构建一个完整的工程 (1) 教学目的要求使学生掌握一个完整的工程由哪些文件构成 了解通用扩展语言 GEL, 会创建新的工程 (2) 主要教学内容完整工程的构成 通用扩展语言 GEL 创建新工程的方法 5 CCS3.3 的常用操作 (1) 教学目的要求了解 CCS3.3 的布局和结构, 掌握编辑代码时的常用操作 编辑完成后常用的操作 调试时常用的操作 (2) 主要教学内容 CCS3.3 的布局和结构, 编辑代码时的常用操作 编辑完成后常用的操作 调试时常用的操作 6 使用 C 语言操作 DSP 的寄存器 (1) 教学目的要求掌握寄存器的 C 语言访问方法及寄存器文件的空间分配方法 (2) 主要教学内容寄存器的 C 语言访问 使用位定义的方法定义寄存器 声明共同体 创建结构体文件 寄存器文件的空间分配 7 存储器的结构 映像及 CMD 文件的编写 (1) 教学目的要求 125

129 掌握存储器相关的总线知识 F2812 的存储器的结构与映像 各个存储模块的特点与外部接口 XINTF, 了解 CMD 文件 (2) 主要教学内容存储器相关的总线知识 F2812 的存储器 CMD 文件 外部接口 XINTF 访问外部存储器的方法,CMD 文件的编写 8 X281x 的时钟和系统控制 (1) 教学目的要求掌握 X281x 的时钟和系统控制的硬件结构与软件控制程序的编写 (2) 主要教学内容振荡器 OSC 和锁相环 PLL X2812 中各种时钟信号的产生 看门狗电路 低功耗模式 时钟和系统控制模块的寄存器 系统初始化函数的编写 9 通用输入/ 输出多路复用器 GPIO (1) 教学目的要求掌握 GPIO 多路复用器的硬件电路原理与控制程序的编写 (2) 主要教学内容 GPIO 多路复用器的寄存器 寄存器位与 I/O 引脚的对应关系, 使用 GPIO 引脚控制 LED 灯闪烁 10 CPU 定时器 (1) 教学目的要求掌握 CPU 定时器工作原理 寄存器设置方法, 熟悉 CPU 定时器的配置函数 (2) 主要教学内容 CPU 定时器的工作原理 CPU 定时器寄存器 分析 CPU 定时器的配置函数 11 X2812 的中断系统 (1) 教学目的要求掌握中断概念 掌握 X2812 的三级中断系统原理,X2812 的 CPU 中断系统的硬件原理及寄存器配置方法 X2812 的 PIE 中断, 熟悉 CPU 定时器的配置函数 (2) 主要教学内容什么是中断 X2812 的 CPU 中断 X2812 的 PIE 中断 X281x 的三级中断系统分析 成功实现中断的必要步骤 使用 CPU 定时器 0 的周期中断来控制 LED 灯的闪烁 12 事件管理器 EV 126

130 (1) 教学目的要求掌握事件管理器的功能 掌握事件管理器中的通用定时器 比较单元 捕获单元与正交编码电路的工作原理及寄存器配置方法, 理解事件管理器的中断及其寄存器配置, 会用事件管理器产生 PWM 波形 (2) 主要教学内容事件管理器的功能 通用定时器 比较单元与 PWM 电路 捕获单元 正交编码电路 事件管理器的中断及其寄存器 产生 PWM 波形的方法 13 模/ 数转换器 ADC (1) 教学目的要求掌握 X281x 内部 ADC 模块的特点 工作方式, 掌握 ADC 模块的中断, 掌握 ADC 模块的寄存器设置方法 (2) 主要教学内容 X281x 内部 ADC 模块的特点 ADC 的时钟频率和采样频率 ADC 模块的工作方式 ADC 模块的中断 ADC 模块的寄存器 ADC 采样程序的编写 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. 掌握 Code Composer Studio 3.3 的安装和配置步骤过程 Code 2. 了解 DSP 开发系统和计算机与目标 Composer 1 验证性 2 系统的连接方法 Studio 入门 3. 了解 Code Composer Studio 3.3 软件实验的操作环境和基本功能, 了解 TMS320C28xx 软件开发过程 1. 学习用标准 C 语言编制程序 ; 了解常用的 C 语言程序设计方法和组成部编写一个以分 C 语言为基 2. 学习编制连接命令文件, 并用来控 2 验证性 2 础的 DSP 程制代码的连接 序 3. 学会建立和改变 map 文件, 以及利用它观察 DSP 内存使用情况的方法 4. 熟悉使用软件仿真方式调试程序 127

131 1. 了解 ICETEK F2812-A 评估板在 TMS320F2812DSP 外部扩展存储空间用 GPIO 口上的扩展 3 控制指示灯设计性 2 2. 掌握 ICETEK F2812-A 评估板上指示的实验灯扩展原理 3. 学习在 C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法 1. 了解 ICETEK F2812-A 评估板在 TMS320F2812DSP 外部扩展存储空间上的扩展 拨码开关控 4 验证性 2 2. 了解 ICETEK F2812-A 评估板上拨制实验码开关扩展原理 3. 熟悉在 C 语言中使用扩展的控制寄存器的方法 四 几点说明 1 依据本大纲依据高等工科院校四年制本科新能源科学与工程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 模拟电子技术 数字电子技术 大学计算机基础及 C 语言程序设计 单片机原理与接口技术, 计算机测控技术 后续课程 : 毕业设计 3 成绩评定说明 (1) 采用开卷大作业考查形式, 考查时间为 120 分钟 (2) 本大纲各部分所规定基本内容及要求, 都属于考核范围 考试题目覆盖到各部分, 突出要掌握部分的内容 (3) 大作业考查主要题型有简答 阅读程序 对外设模块的应用等题型 成绩评定 : 期末成绩 (70%)+ 实验成绩 (20%)+ 平时成绩 (10%), 其中 : 平时成绩含作业及课堂学习情况 4 本大纲适用范围新能源科学与工程专业大三或大四本科生 128

132 5 教材及教学参考书 [1] 顾卫钢. 手把手教你学 DSP-- 基于 TMS320X281x [M]. 北京 : 北京航空航天 大学出版社 [2] 苏奎峰 吕强 常天庆 张永秀.TMS320X28xDSP 原理及 C 程序开发. 北京 航空航天大学出版社 [3] 刘和平. 数字信号处理器原理 结构及应用基础 TMS320F28X 机械工业出 版社 五 学时分配 序号 主要内容 总时数 学时分配讲授讨论习题实验其他 1 DSP 基础知识 TMS320X2812 的结构 资源及性能 TMS320X281x 的硬件设计 如何构建一个完整的工程 CCS3.3 的常用操作 使用 C 语言操作 DSP 的寄存器 存储器的结构 映像及 CMD 文件的编写 X281x 的时钟和系统控制 通用输入 / 输出多路复用器 GPIO CPU 定时器 X2812 的中断系统 事件管理器 EV 模 / 数转换器 ADC 4 4 合计 制定人 : 张兰红 审定人 : 张兰红 批准人 : 129

133 电工实习教学大纲 英文名称 :Electrical engineering practice 课程编号 : 周数 : 1 先修课程 : 电路分析 电路实验 模拟电子技术 数字电子技术 电子技术 实验 适用专业 : 新能源科学与工程 一 实习目的和任务 ( 体现专业素质与能力支撑 ) 电工实习是新能源科学与工程专业重要的实践教学环节 通过实习, 使学生了解实用电气技术, 掌握常用电工工具的使用方法, 初步掌握一般电工线路的设计 安装 调试 检测的基本工艺, 从而提高学生分析问题 解决问题的实践能力 ; 同时培养学生理论联系实际的科学作风, 使学生在实践中学习新知识 新技能 新方法, 为今后从事与电工技术相关的工作奠定实践基础 二 实习内容和要求电工实习 ( 一 ): 1 了解安全用电的基本知识 2 掌握常用电工工具的正确使用方法 3 掌握单股导线 七股导线的绝缘层剖削和连接工艺 4 掌握万用电表 单相电度表 熔断器 漏电断路器的使用方法 5 了解室内配线知识, 掌握常用照明灯具和配电线路的安装 维修 电工实习 ( 二 ) 1 掌握常用低压电器设备的原理 型号 主要性能 选用 检测和使用方法 2 熟悉电气图形符号, 读懂电气原理图, 并根据电气原理图绘制接线图 3 掌握配线工艺, 熟练操作 4 掌握电气线路中故障的检测及排除方法 三 实习方式和教学方式实习方式是集中实习和分散实习相结合 教学方式有教师讲授 现场操作指导等 四 考核方法及成绩评定电工实习的考核以学生的平时成绩 ( 出勤 学生守则和安全守则的执行情况 ) 操作能力( 独立设计 安装 调试 检测的能力 ) 和实习报告的质量为依据综合评定成绩, 按优 良 中 及格和不及格五级计分 具体方法见 实习考

134 核方法与成绩评定 考核通过者可获得学分 五 几点说明实习时间由学校总体安排实习场所在电工电子训练中心 制定人 : 夏菽兰审定人 : 吕曙东批准人 :

135 电子线路 CAD 训练课程教学大纲 英文名称 : Electronic Circuit CAD Training 课程编号 : 周数 : 2 先修课程 : 模拟电子技术 数字电子技术 电路与信号系统 电力电子技术等适用专业 : 新能源科学与工程一 课程设计的目的和任务 电子线路 CAD 训练 是新能源科学与工程专业的主要实践课程 学生通过本课程的学习, 可以全面地掌握电子线路 CAD 原理图的设计步骤及绘制 元件电气图形符号的绘制 PCB 图的设计 PCB 元件封装的绘制等 二 课程设计的内容和要求 1 主要内容 (1) 原理图 a 整流电路的设计 b 双降压逆变器的设计 图 2-1 整流电路的原理图

136 Uin+ P2 1 2 Header 2 Ug1 Us1 P3 1 2 Header 2 Ug2 Uin- P1 1 2 Header 2 Ug1 C2 470u C3 470u Us1 Q1 MOSFET-N L1 D2 Diode 1m C1 10u L2 1m Ug2 D1 Diode Q2 MOSFET-N Uin- 图 2-2 降压变换器原理图 表 2-1 设计二元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C2 C3 PCB Footprints.lib RAD0.4 C1 PCB Footprints.lib TO247H Q1 Q2 transistors.lib TO-247AC-M P1 D1 D2 L1 L2 International Rectifiers.lib SIP2 P2 P3 PCB Footprints.lib c 三相逆变电路的设计 图 2-3 三相逆变电路原理图 表 2-2 设计三元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RAD0.4 C1~C3 PCB Footprints.lib TO247H Q1~Q6 transistors.lib

137 TO-247AC-M P1 L1~L3 International Rectifiers.lib SIP2 P2~P7 PCB Footprints.lib d 继电器驱动电路的设计 e 双管反激电路的设计 图 2-4 继电器驱动电路原理图 图 2-5 双管反激电路的原理图 表 2-3 设计二元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1 C2 PCB Footprints.lib RAD0.4 C3 PCB Footprints.lib TO247H Q1 Q2 transistors.lib TO-247AC-M J1 J2 D1 L1 International Rectifiers.lib SIP2 J3 J4 PCB Footprints.lib AXIAL0.4 R1~R3 PCB Footprints.lib TRF_EI30_1 TF1 Transformers.lib f 双管正激直直变换器的设计

138 图 2-6 双管正激直直变换器原理图 表 2-4 元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1 PCB Footprints.lib RAD0.4 C2 PCB Footprints.lib TO247H Q1 Q2 transistors.lib TO-247AC-M J1 J2 D1~D4 L1 International Rectifiers.lib SIP2 J3 J4 PCB Footprints.lib AXIAL0.4 R1 PCB Footprints.lib TRF_EI30_1 TF1 Transformers.lib g CUK 变换器的设计 图 2-7 CUK 变换器原理图 表 2-5 设计四元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1 C3 PCB Footprints.lib RAD0.4 C2 PCB Footprints.lib TO247H Q1 transistors.lib TO-247AC-M J2 D1 L1 L2 International Rectifiers.lib SIP3 J1 PCB Footprints.lib AXIAL0.4 R1 PCB Footprints.lib h 半桥直直变换器的设计

139 图 2-8 半桥直直变换器原理图 表 2-6 元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1~C3 PCB Footprints.lib RAD0.4 C4 PCB Footprints.lib TO247H Q1 Q2 transistors.lib TO-247AC-M J1 J2 D1~D4 L1 International Rectifiers.lib SIP2 J3 J4 PCB Footprints.lib TRF_EI30_1 TF1 Transformers.lib i 三端稳压电路的设计 图 2-9 三端稳压电路原理图

140 j 电话监控器的设计 k ZETA 变换器的设计 图 2-10 电话监控器原理图 图 2-11 ZETA 变换器原理图 表 2-7 元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1 C3 PCB Footprints.lib RAD0.4 C2 PCB Footprints.lib TO247H Q1 transistors.lib TO-247AC-M J1 J2 D1 L1 L2 International Rectifiers.lib SIP2 J3 PCB Footprints.lib AXIAL0.4 R1 R2 PCB Footprints.lib l SEPIC 变换器的设计

141 图 2-12 SEPIC 变换器原理图 表 2-8 元器件的封装定义 元件封装 元件标号 所属元件库 RB.2/.4 C1 C3 PCB Footprints.lib RAD0.4 C2 PCB Footprints.lib TO247H Q1 transistors.lib TO-247AC-M J2 D1 L1 L2 International Rectifiers.lib SIP3 J1 PCB Footprints.lib AXIAL0.4 R1 R2 PCB Footprints.lib (2) 电气图形符号图 图 2-13 电气图形符号 ( 一 ) 图 2-14 电气图形符号 ( 二 ) 图 2-15 电气图形符号 ( 三 )

142 图 2-16 电气图形符号 ( 四 ) 图 2-17 电气图形符号 ( 五 ) (3) 元件封装图 图 2-18 元件封装 ( 一 ) 图 2-19 元件封装 ( 二 )