1、电力电子建模与仿真课程教学大纲课程编号：081052111课程名称：电力电子建模与仿真英文名称：Modeling and Simulation of Power Electronics课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：32/2 （讲课学时：16实验学时：0上机学时：16）适用专业：自动化一、课程性质与任务电力电子建模与仿真是自动化专业的专业选修课。为自动化专业的学生将来进行课程设计、毕业设计以及走向工作岗位后从事电力电了电路相关设计提供有力的计算机仿真工具。通过本课程的学习，学生可以掌握当今广泛流行的MATLAB SIMULINK仿真软件、仿真环境。掌握电力电子变流电路、电机调速系统计
2、算机仿真的基本原理及方法，为以后的课程设计、毕业设计等打下基础。本课程在教学内容方面着重基础知识、基本概念、仿真方法的讲解；在实践能力方面着重培养学生的系统建模能力和仿真分析能力，使学生具备定的使用MATLAB SIMULINK仿真软件解决实际电力电了工程问题的能力。二、课程与其他课程的联系先修课程：电力电子技术、电力电子与能源变换、变频器原理与应用，这些课程中学习到的知识都为本课程的学习提供理论基础，这些课程的原理、方法、电路都可以通过本课程学习的MATLAB SIMULINK建模与仿真方法对其验证。三、课程教学目标1. 通过本课程的学习，使学生掌握MATLABSIMULINK仿真环境和模块
3、库；掌握电力电子器件模型和电动机模型；掌握电力电子变流电路的仿真；掌握直流调速系统的仿真；能用MATLAB/SIMULINK仿真工具对电力电子工程问题进行合理的建模和仿真计算，达成毕业要求 1.1、1.5o2. 在课堂教学过程中适当讲解使用MATLABSIMULINK软件如何解决实际的电力电子工程问题，如何对实际工程问题进行适当的简化，并且在模拟过程中能够综合考虑模型简化所带来的局限性，以及如何处理实际工程问题中的约束，并得到合理的设计，达成毕业要求3.3、5.2。3. 在上机过程中布置分组讨论，联合建模，培养学生的团队合作能力，以及清晰表达自己观点的能力，达成毕业要求10.3。4. 部分章节
4、安排自学，培养学生的自学能力，达成毕业要求12.2四、教学内容、基本要求与学时分配序教学内容教学要求学教学对应课程号时方式教学目标1MATLAB/SIMULINK 仿真环境及模型库上机 1 : 熟悉MATLAB/SIMULINK 仿真环境及模型库1、了解课程的基本内容2、熟悉SIMULINK系统仿真环境；3、掌握SIMULINK模块库中的模块；4、掌握电力电子模型库。22讲授上机1、22电力电子器件模型和电动机模型上机2：熟悉各种电力电子器件模型和电动机模型的参数设置1、熟悉二极管模型；晶闸管模型；可关断晶闸管模型；电力场效应晶体管模型；绝缘栅双极型晶体管模型；理想开关模型；三相桥式整流电路模
5、块；通用桥式电路模块；三电平变流器模块；驱动模块；直流电机模型、交流电机模型2、掌握二极管模型；晶闸管模型；可关断晶闸管模型；电力场效应晶体管模型；绝缘栅双极型晶体管模型；理想开关模型；三相桥式整流电路模块；通用桥式电路模块；三电平变流器模块；驱动模块；直流电机模型、交流电机模型的参数设置22讲授上机1、23电力电子变流电路的仿真自学：交流交流变换器的仿真电路及仿真方法上机3：单相全桥整流电路的仿真上机4： CUK直流斩波电路的仿真上机5：三相逆变电路的仿真上机6：交流交流变换1、了解各种电力电子变流电路的拓扑结构2、掌握交流直流变换器仿真电路及仿真方法；3、掌握直流直流变换器仿真电路及仿真方
6、法；4、掌握直流交流变换器仿真电路及仿真方法；5、掌握交流交流变换器仿真电路及仿真方法。5128讲授讨论自学上机1、 2、 3、4器的仿真大作业1： Cuk直流斩波电路的仿真及结果分析大作业2：交流交流变换器的仿真及结果分析讨论：直流直流变换器能够实现升压的原理4直流调速系统的仿真上机7：转速、电流双闭环控制的直流调速系统的仿真大作业3：直流双闭环调速系统的仿真模型搭建及仿真结果分析1、了解直流调速系统的基本原理2、掌握转速、电流双闭环控制的直流调速系统的仿真及分析方法。4讲授上机1、 2、 3、5交流调速系统的仿真上机8：交流异步电动机矢量控制调速系统的仿真1、了解交流调速系统的基本原理2、
7、掌握交流异步电动机矢量控制调速系统的仿真及分析方法。4讲授上机1、 2、 3、五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂教学和上机操作为主，结合大作业、讨论、自学等教学手段和形式完成课程教学任务。在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、演示等教学方法和手段让学生理解各种电力电子电路的拓扑结构、电路的分析方法以及应用MATLAB/SIMULINK对其建模的过程、手段以及仿真结果的分析方法。在上机操作教学环节中，通过启发式教学培养学生初步运用MATLAB/SIMULINK对电力电子电路问题的能力。培养学生自主学习能力、与其他同学合作解决问题的能力、发现问题与解决问题的能力、
8、获取和整理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。在自学教学环节中，对课程中某些有助于进步拓宽电路理论知识的内容，通过教师的指导，由学生自学完成。通过自学这一教学手段培养学生的自主学习能力。七、考核及成绩评定方式本课程为考查课。最终成绩由课堂表现、平时作业成绩、期末成绩等组合而成。各部分所占比例如下：平时测验成绩：20%。主要考核平时出勤情况、1：课回答问题情况以及I机的表现情况，主要考核知识点的理解和掌握程度。平时考核成绩：30%。主要考核学生三次大作业(三次作业各占10%)的完成情况，三次大作业分组进行。根据学生在团队中的角色和完成情况给出总成绩，主要考核同学们的团队中
9、的合作能力、独立解决问题的能力。期末考试成绩：50%。主要考核学生应用MATLAB/SIMULINK软件对相对复杂的电力电子变流电路的仿真能力，主要考核同学们对相对复杂的电力电子变流电路简化、近似能力以及简化近似后的影响的分析能力。上机考试形式。八、教材及参考书目1. 教材1 电力电了和电力拖动控制系统的MATLAB仿真.洪乃刚.机械工业出版社，20062. 参考教材1 电力电子系统建模及控制.徐德鸿.机械工业出版社，20062 电力电子学-电力电子变换和控制技术.陈坚.高等教育出版社，20023 现代电力电子技术基础.张立.高等教育出版社，19994 基于MATLAB/SIMULINK的系统仿真技术与应用.薛定宇.清华大学出版社，2002
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