114级电气工程实践大纲.docx
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114级电气工程实践大纲
11-14级电气工程实践大纲
《电路实验》课程大纲
课程编号：
B02800013
课程中文名称：
电路实验
课程英文名称：
ExperimentsofElectricalCircuits
课程类别：
专业基础课
总学时：
18学时
总学分：
0.5
适用专业：
电气工程及其自动化、电子信息工程、自动化
一．实验教学目的和任务
电路实验是理论教学的深化和补充，具有较强的实践性。
通过该课程的学习，使学生巩固和加深电路理论知识，通过实践使学生掌握基本的实验技能、加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。
二、实验教学基本要求
经过多层次，多方式教学的全面训练后，学生应达到下列要求：
1．进一步巩固和加深电路基本知识的理解，提高综合运用所学知识，独立设计电路的能力。
2．能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。
3．能正确使用仪器设备，掌握测试原理。
4．能独立撰写设计说明，准确分析实验结果，正确绘制电路图。
5．课前做好预习。
三、实验教学内容
实验项目一：
实验项目名称：
常用电工仪器的使用
实验内容提要：
熟悉电工实验装置的使用方法，利用各类仪器、仪表进行电量测量和误差分析。
实验项目二：
实验项目名称：
基尔霍夫定律的验证
实验内容提要：
通过相关参数测量，加深对定律理解，对电路验证KVL、KCL定律和测量电位。
实验项目三：
实验项目名称：
电源的等效变换
实验内容提要：
掌握用实验简化电阻网络测量电路参数的方法，对电阻网络和电流源分别作等效变换。
实验项目四：
实验项目名称：
叠加定理的验证
实验内容提要：
通过实验研究电路基本法则，对含有多个电源、多个网孔的线性网络，验证叠加定理。
实验项目五：
实验项目名称：
戴维南定理和诺顿定理的验证
实验内容提要：
进一步对电路定律加深理解，设计一个含有多个独立电源、多网孔的线性一端口网络描绘出该网络的外特性曲线。
实验项目六：
实验项目名称：
一阶电路的暂态响应
实验内容提要：
研究一阶RC电路的充放电特性，学习测定一阶电路响应的一般方法。
通过选取符合要求的电路参数组成电路网络，用示波器观察一阶电路响应。
实验项目七：
实验项目名称：
R.L.C元件阻抗频率特性
实验内容提要：
验证电阻、感抗、容抗与频率之间的关系，通过绘制频率特性加深理解R.L.C元件阻抗频率特性。
实验项目八：
实验项目名称：
交流电路元件参数测量
实验内容提要：
通过学习功率表的使用方法，掌握交流电路元件参数的功率因数测量方法。
实验项目九：
实验项目名称：
三相交流电路电压、电流的测量
实验内容提要：
掌握三相负载作星形联连、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压，线、相电流之间的关系。
充分理解三相四线制供电系统中中线的作用。
四．实验项目与学时分配
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验主要仪器设备
备注
1
常用电工仪器的使用
2
验证
DGJ实验台、万用表
必做
2
基尔霍夫定律的验证
2
验证
DGJ实验台、万用表
必做
3
电源的等效变换
2
综合
DGJ实验台、万用表
必做
4
叠加定理的验证
2
验证
DGJ实验台、万用表
必做
5
戴维南定理和诺顿定理的验证
2
验证
DGJ实验台、万用表
必做
6
一阶电路的暂态响应
2
综合
DGJ实验台、示波器、万用表
必做
7
R.L.C元件阻抗频率特性
2
综合
DGJ实验台、万用表
必做
8
交流电路元件参数测量
2
综合
DGJ实验台、万用表
必做
9
三相交流电路电压、电流的测量
2
综合
DGJ实验台、万用表
必做
五．实验考核办法与成绩评定
1.该课程作为实践环节课程单独开课，考核方式为考查，采用百分制。
2.平时成绩综合学生预习（20%）、考勤（20%）、操作（30%）、实验报告（30%）等评定。
3.课程结束后在实验室实际现场操作考核，现场评定期末考核成绩
4.平时成绩与期末成绩各占50%评定最终考核成绩。
六、实验教材
《电路实验指导书》自编
七、其它说明
在实验教学中，应注意不断深化和扩展教学内容，注意向学生介绍新技术、新器件，激发学生学习兴趣和热情；在实验室全面开放的条件下，提出供学生选做的课题，加强学生创新能力的培养。
执笔人：
孙松审核人：
黄丛生2012年1月
《控制系统实验》课程大纲
课程编号：
B02800087
课程中文名称：
控制系统实验
课程英文名称：
ControlSystemExperiment
课程类别：
课堂实践教学课
实验学时：
16学时
适用专业：
电气工程及其自动化
一、实验教学目的和任务
《电气传动控制系统》是电气工程及其自动化专业的主干专业课，理论与实践并重。
本课程实验教学的目的和主要任务是使学生更好理解和巩固课堂上所讲的理论知识，提高学生的动手能力，加强学生独立分析问题和解决问题的能力，培养严肃认真，细致踏实，重视安全的工作作风和团结协作、注意节约、爱护公物和讲究卫生的优良品质。
配合理论教学，使学生增加对控制系统系统的感性认识，巩固理论知识，提高课堂教学质量为今后从事专业方面的工作打下坚实基础。
二、实验教学基本要求
1、进一步巩固和加深对《电气传动控制系统》基本理论的理解，同时锻炼学生认真独立完成任务的能力。
2、通过实验培养学生独立思考问题，解决问题的能力。
3、能正确使用仪器设备，掌握实验原理、实验步骤及操作规范。
4、能独立完成实验报告，准确处理实验数据，正确绘制电路原理图。
此外，每次实验前，必须复习有关章节内容，必须认真预习有关实验指导书，自已动手画出实验电路，明确接线方式和实验任务，要求和步骤；每次实验时，首先要检查设备仪表是否齐全、完好、适用；实验中，要作好对现象、数据的观测和记录，并注意有无异常现象发生；实验内容全部完成后，要认真检查实验数据是否合理和有无遗漏。
经指导教师批准后，方可拆除实验线路、设备，并归位，作好清洁卫生工作；遵守实验室规章制度。
三、实验教学内容
实验项目一：
系统实验注意事项及SCR-M系统参数和环节特性测定。
掌握直流调速成系统的组成及DJDK-1型实验装置的使用，掌握系统空载和带载情况下系统的特性及参数测试方法。
实验项目二：
晶闸管直流调速系统主要单元的测试。
掌握各调速单元模块的调试步骤方法，并记录各单元的限幅值．
实验项目三：
单闭环不可逆直流调速系统实验
掌握单闭环系统的组成及测试方法，掌握触发电路的调试方法、测定Uct及Ud不变时的直流电机开环外特性的测定、掌握各调速单元的调试方法,认识闭环系统的基本特性。
实验项目四：
双闭环不可逆直流调速系统实验
掌握控制单元的调试方法，掌握双闭环不可逆调速系统原理、组成，掌握系统开环特性及静态特性的测试，并作比较，用示波器观察其波形，研究调节器参数对系统动态特性的影响。
实验项目五：
逻辑无环流可逆直流调速系统实验
掌握逻辑无环流可逆调速系统的组成和原理，掌握各控制单元的原理、作用及调试方法，掌握逻辑无环流可逆调速系统的静态特性和致力态特性分析。
实验项目六：
SPWM、SVPWM变频原理实验
掌握SPWM和PVPWM基本原理和实现方法，熟悉与SPWM和SVPWM控制有关的信号波形。
实验项目七：
SPWM、SVPWM调制方式下V/F曲线测定
了解SPWM和SVPWM调制方式下V/F曲线变化规律。
实验项目八：
双闭环三相异步电动机调压调速系统实验
掌握双闭环三相电动机调压调速系统原理及组成，了解交流调压系统中电流环和转速成环的作用。
实验项目九：
SPWM变频调速系统实验
加深理解自然采样法生成SPWM波的机理和过程，掌握SPWM变频调速系统中直流回路、逆变桥功率器件和微机之间的连接，了解SPWM变频器的运行参数和特性。
实验项目十：
双闭环PWM直流调速系统研究
掌握PWM可逆直流调速系统组成及工作原理，掌握数字测速原理，整理光电编码盘输出A、B信号波形，掌握PWM直流调速系统调节器的工程设计法和系统调试法，考察调节器参数对系统动态和静态性能的影响并掌握系统的仿真方法并整理结果。
实验项目十一：
矢量控制交流异步电机调速系统研究
异步电机矢量控制系统有两种典型形式：
磁链前馈型矢量控制系统和磁链反馈型矢量控制系统，磁链前馈型矢量控制系统即滑差频率型矢量控制系统，本实验要求学生掌握矢量控制原理，熟悉滑差频率型矢量控制变频调速系统的构成及其动态性能。
实验项目十二：
交流调速系统仿真实验
通过一到两个系统仿真实例进一步熟悉交流调速系统的组成及参数对指标影响，掌握矢量控制系统、DTC系统或其它交流调速系统的建模及仿真方法。
熟悉各系统的主要波形和控制器的参数调整。
四、实验项目与学时分配（标题小四号宋体加粗）
实验项目与学时分配表
号
实验项目名称
学时
实验类型
实验主要仪器设备
备注
1
系统实验注意事项及SCR-M系统参数和环节特性测定
2
验证型
电源控制屏，晶闸管主电路，三相晶闸
触发电路，电机调速控制实验单元，电机导轨，光码盘测速系统，数显表，示波器。
2
晶闸管直流调速系
统主要单元的测试
2
验证型
三相电源输出模块，电源控制屏，电机调速控制实验单元，可调电阻、电容箱，示波器，万用表．
3
单闭环不可逆直流调速系统实验
4
综合型
电源控制屏，晶闸管主电路，三相晶闸
触发电路，电机调速控制实验单元，电机导轨，光码盘测速系统，数显表，示波器，直流发电机，直流并励电机，三相可调电阻箱．
4
双闭环不可逆直流调速系统实验
4
综合型
电源控制屏，晶闸管主电路，三相晶闸
触发电路，电机调速控制实验单元，电机导轨，光码盘测速系统，数显表，示波器，直流发电机，直流并励电机，三相可调电阻箱．
5
逻辑无环流可逆直流调速系统实验
4
综合型
逻辑控制屏，电源控制屏，晶闸管主电路，三相晶闸触发电路，电机调速控制实验单元，电机导轨，光码盘测速系统，数显表，示波器，直流发电机，直流并励电机，三相可调电阻箱．
6
SPWM、SVPWM变
频原理实验
2
验证型
电源控制屏，示波器，万用表，三相异步电动机变频调速控制装置
7
SPWM、SVPWM调制方式下V/F曲线测定
2
验证型
电源控制屏，示波器，万用表，
三相异步电动机变频调速控制装置
8
双闭环三相异步电动机调压调速系统实验
4
综合型
电源控制屏，晶闸管主电路，三相晶闸
触发电路，电机调速控制实验单元，电机导轨，光码盘测速系统，数显表，示波器，三相可调电阻箱．
9
SPWM变频调速系统实验
4
综合型
电源控制屏，不可控整流桥，电容滤波，直流环节电流采样，MOSFET逆变桥，单片机／DSP控制器，控制键盘与运行显示．
10
双闭环PWM直流调速系统研究
4
综合型
三相调压压器一台，交流电机+直流电机+磁粉粉制动器机组一套，实验与开发平台一套，PC机一台，双踪示波器一台，转速表一只
11
矢量控制交流异步电机调速系统研究
4
综合型
三相调压压器一台，交流电机+直流电机+磁粉粉制动器机组一套，实验与开发平台一套，PC机一台，双踪示波器一台，转速表一只
12
交流调速系统仿真实验
4
综合型
微机、MATLAB软件
五、实验考核办法与成绩评定
根根据学生的预习情况，实验过程和实验报告情况综合评定。
实验报告成绩分A、B、C、D四个等级，占总成绩的30-50%,操作考核在平时实验中抽查，占总分的10-40%，考勤等占总分的10-20%，共计100%。
六、实验教材（或参考书、指导书）
1、DJDK-1型电力电子技术及电机控制实验装置实验指导书，天煌教仪．
2、自编控制系统实验指导书．
七、其它说明
1、在实验教学中，应注意不断深化和扩展教学内容，注意向学生介绍新技术、新动向、激发学生的兴趣和热情。
2、在实验室全面开发的情况下，提供学生选做的课题，因材施教，注意学生的个性
执笔人：
胡学芝审核人：
胡学芝（盖章）2012年9月1日
《控制基础实验》教学大纲
课程编号：
B02800036
课程类别：
课堂实践教学课程
课程英文名称：
BasedControlExperiment
实验学时：
16学时
适用专业：
电气工程及其自动化
一、实验教学目的和任务
《控制基础实验》课程是电气工程及自动化专业的一门必修的课堂实践课，是为后续专业课和控制工程实践而设置的，它与《自动控理论》和《现代控制理论》配合。
通过本课程学习，使学生掌握自动控制系统组成，自动控制的基本理论和概念，初步掌握一套完整的分析计算方法，具备对控制系统进行分析、计算、实验的能力，为专业课学习和工程实践提供必要理论基础。
本课程学习中要依据“定性分析、定量估算和仿真实验”原则进行。
通过实验对理论的验证使学生加深理论知识的理解。
本课程实验任务：
1、通过实验课配合理论教学，使学生增加对控制系统及性能指标方面的感性知识和直观理解，提高理论教学效果。
2、通过实验使学生掌握基本的实验方法和操作技能并加深对理论知识的理解，并能针对理论，设计并搭接实验电路。
3、通过实验掌握用现代控制系统仿真软件，对系统时域及频域特性进行仿真。
4、培养学生动手能力及严肃认真、细致踏实的良好工作作风及团结精神，培养学生分析和处理实验数据和编写实验报告的能力。
二、实验教学基本要求
1、实验目的主要是加深对理论知识的理解，因此实验前必须复习与本次实验有关的理论知识，然后预习实验指导书的相关内容或设计实验线路和步骤，明确实验目的，任务，要求和工作原理。
2、本课程实验中有有关计算仿真部分实验内容，因此在实验前必须熟悉并阅读有关仿真软件的内容。
并在实验中能编程并设计仿真过程，最后能对系统仿真结果进行理论分析，并与理论分析及实验结果作比较。
3、每次实验时，要了解实验仪器设备情况，如是否齐全、完好，仪器设备名称、规格、使用方法等，并按要求抄录有关铭牌数据。
4、设计模拟系统实验线路图及明确接线方法及步骤和有关注意事项，明确实验的测试数据项目，设计记录表格，并记录数据和观测有关波形结果。
实验后能进行系统分析，并提出改进意见。
5、实验前应对实验中要求计算的项目事先做好计算准备，并列表对照。
实验中对实验现象观察，发现问题并及时纠正，以期达到满意结果。
6、通过仿真实验学会用仿真软件绘制系统频率特性及根轨迹，能用仿真软件对系统进行时域分析，及对系统进行校正。
7、遵守实验室各项规章制度。
主要实验仪器：
双踪示波器，自控原理实验箱，计算机及仿真软件（Matlab系统软件）。
三、实验教学内容
实验项目一：
典型环节的时域响应
根据实验箱所提供器件设计典型环节，并观察在典型输入作用下的输出波形。
实验项目二：
线性定常系统的瞬态响应和稳态性能研究
根据典型二阶和三阶系统模型设计实验电路观察典型输入时响应，在改变参数时观察波变化结果。
实验项目三：
线性系统频率特性研究
本实验应用频率特性测试仪测试系统或环节的频率特性，并分析幅频渐近线与实际曲线误差。
实验项目四：
离散系统的研究
本实验目的是进一步理解采样定理和零阶保持器的原理。
分析采样周期的大小对系统性能的影响。
实验项目五：
控制系统计算机辅助分析
学会用Matlab绘制时域及频域特性并作分析。
实验项目六：
典型环节模拟及线性系统性能分析
根据典型二阶和三阶系统模型设计实验电路，观察典型输入时响应，并改变参数时观察结果。
实验项目七：
线性系统校正研究
进一步理解系统校正理论，提高分析问题的能力，掌握控制系统校正装置的设计及调试方法，可根据现有的实验设备设计串联超前或串联滞后校正装置，使之满足实验系统动、静态性能要求。
实验项目八：
控制系统频率特性测试
本实验应用频率特性测试仪测试系统或环节的频率特性，并分析幅频渐近线与实际曲线误差。
实验项目九：
线性系统根轨迹分析
研究系统不同的根的分布时的响应特性。
实验项目十：
非线性系统相平面法研究
学习用相平面法分析非线性系统，熟悉非线性系统的电路模拟方法。
实验项目十一：
非线性系统的描述函数法研究
通过本实验进一步理解描述函数法的基本原理，学会用描述函数法分析一些特定的非线性系统，掌握研究非线性系统的电路模拟方法。
实验项目十二：
采样控制系统的动态校正
通过实验进一步理解采样控制的基本理论，掌握采样控制系统校正装置的设计和调试方法。
实验项目十三：
线性系统的状态空间分析
学习用全状态反馈的方法对系统的极点进行任意配置，并研究参数的变化对系统性能的影响。
实验项目十四：
经典控制系统仿真研究
以MATLAB及Simulink为工具，对控制系统进行时域、频域及根轨迹分析。
实验项目十五：
PID控制器的设计仿真
研究PID控制器对系统的影响
实验项目十六：
系统状态反馈与状态观测器设计仿真
学习系统的能控性、能观测性判别计算方法，掌握极点配置控制器的设计方法
实验项目十七：
典型非线性环节静态特性测试
学习非线系统的静态特性，进行非线系统的静态特性测试。
四、实验项目与学时分配（标题小四号宋体加粗）
实验项目与学时分配表
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验主要仪器设备
备注
序号
实验项目名称
学时
实验类型
实验主要仪器设备
1
典型环节的时域响应
2
验证型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
2
线性定常系统的瞬态响应和稳态性能研究
2
验证型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
3
线性系统频率特性研究
2
综合型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
4
离散系统的研究
2
验证型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
5
控制系统计算机辅助分析
2
验证型
计算机，Matlab软件
6
典型环节模拟及线性系统性能分析
2
综合型
TTKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
7
线性系统的校正研究
2
综合型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
8
控制系统频率特性研究
2
验证型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
9
线性系统的根轨迹分析
2
验证型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
10
非线性系统相平面法研究
2
验证型
非线性系统实验版板
11
非线性系统的描述函数法研究
2
验证型
非线性系统实验版板
12
采样控制系统的动态校正
2
综合型
采样控制系统实验板
13
线性系统的状态空间分析
2
综合型
TKKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
14
经典控制系统仿真研究
2
综合型
计算机，Matlab软件
15
PID控制器的设计仿真
4
综合型
计算机，Matlab软件
17
典型非线性环节静态特性测试
2
验证型
KKL-4控制理论实验箱，或LECT-1101实验模块，万用表，各类芯片，计算机
五、实验课程考核办法与成绩评定
根据学生的预习情况，实验过程和实验报告情况综合评定。
实验成绩分A、B、C、D四个等级，占总成绩的30-50%,操作考核在平时实验中抽查，占总分的10-40%，考勤等占总分的10-20%，共计100%。
六、实验教材（或参考书、指导书）
1、自编实验教材。
2、TKKL-4型控制理论／计算机控制技术实验箱实验指导书。
七、其它说明
有自编教材。
执笔人：
胡学芝审核人：
胡学芝（盖章）2012年09月01日
《供配电工程》课程实验大纲
课程编号：
B02611016
课程名称：
供配电工程\ElectricalPowerSupplyEngineering
课程属性：
专业必修课
适用专业：
电气工程及其自动化
实验学时：
4
一、本课程实验的目的和任务
《供配电工程》课程的目的和主要任务是使学生建立电力系统的基本概念，掌握用户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。
通过本课程的学习，使学生对电力系统及用户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。
为满足以上要求，配合课堂教学，提高学生动手能力和实践能力，根据实验室建设情况，本课程实验可采取两套方案：
方案一：
在实验条件具备的情况下，建议开设实验项目：
高低压电器认识实验、继电器的结构和特性实验、过电流保护实验、断路器控制回路实验等。
方案二：
在实验条件不具备的情况下，可组织学生参观工厂、发电厂或变电站，对主接线、变压器及各种电气设备有一个直观的了解。
包括：
电厂的生产过程、电厂各主要厂房布置情况、机组运行情况、热力系统类型及构成、升压站主接线、电力设备结构及布置；变电站一次及二次系统；工厂供配电系统的构成等。
安排看一些有关电厂变电站的录象、资料。
二、本课程实验的基本要求
1、熟悉高低压电器、高低压成套配电装置的结构、功能，了解其技术特性；
2、熟悉和掌握DL、GL型继电器的结构、特性和调整；
3、熟悉和掌握线路过电流保护的接线、工作原理和整定计算；
4、熟悉和掌握断路器控制回路的要求和工作原理；
5、了解电厂、变电站或工厂供配电系统的构成及其生产自动化水平。
三、本课程实验的基本内容
1、实验项目（4选2）
序号
实验项目
学时
1
高低压电器认识实验
2
2
过电流保护实验
2
3
继电器的结构和特性实验
2
4
断路器控制回路实验
2
2、参观内容：
发电厂的系统组成和主要设备及系统的结构及主要参数、主要程序控制及逻辑保护系统的基本构成，DCS系统（或其他）的基本构成、机组正常运行主要监视的参数、各班组的构成及分工等；变电站主接线、变压器及各种电气设备结构及布置；工厂供配电系统主接线、结构及布置等。
五、教学方法及手段
参观采用现场教学为主，适当看一些有关电厂、变电站的录象资料，并进行一定课堂讲授。
结合电厂、变电站或工厂供配电系统的情况，适当布置一些与其有关的作业或报告。
六、考核方式
实验：
根据学生的预习情况，实验考勤和实验报告情况综合评定。
参观：
根据学生现场表现、报告等综合评定。
实验成绩分：
A、B、C、D四个等级。
实验成绩占课程总成绩的10～20%。
执笔人：
胡国珍审核人：
胡学芝2011年9月1日
《先进控制技术与系统辨识》实验大纲
课程编号：
B02711087
课程名称：
先进控制技术与系统辨识
课程类别：
专业选修课
实验学时：
8学时
适用专业：
电气工程
升级会员 