《电力电子建模与仿真》课程教学大纲(本科).pdf

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课程名称：电力电子建模与仿真
英文名称：ModelingandSimulationofPowerElectronics
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子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，使学生具备一定的使
用仿真软件解决实际电力电子工程问题的能力。
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，使学生掌握仿真环境和模块库；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、1.5。
2．在课堂教学过程中适当讲解使用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
时方式教学目标
1MATLAB/SIMULINK仿1、了解课程的基本内容1、2
真环境及模型库2、熟悉SIMULINK系统仿真环境；
3、掌握SIMULINK模块库中的模2讲授
上机1：熟悉块；2上机
MATLAB/SIMULINK仿4、掌握电力电子模型库。
真环境及模型库
21、熟悉二极管模型；晶闸管模1、2
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
电力电子器件模型和电路模块；三电平变流器模块；
电动机模型驱动模块；直流电机模型、交流
电机模型2讲授
上机2：熟悉各种电力2、掌握二极管模型；晶闸管模2上机
电子器件模型和电动型；可关断晶闸管模型；电力场
机模型的参数设置效应晶体管模型；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
3电力电子变流电路的1、了解各种电力电子变流电路1、2、3、
仿真的拓扑结构4
自学：交流交流变换器2、掌握交流直流变换器仿真电
的仿真电路及仿真方路及仿真方法；
法3、掌握直流直流变换器仿真电5讲授
上机3：单相全桥整流路及仿真方法；1讨论
电路的仿真4、掌握直流交流变换器仿真电2自学
上机4：CUK直流斩波路及仿真方法；8上机
电路的仿真5、掌握交流交流变换器仿真电
上机5：三相逆变电路路及仿真方法。
的仿真
上机6：交流交流变换
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1、了解直流调速系统的基本原1、2、3、
上机7：转速、电流双理
闭环控制的直流调速2、掌握转速、电流双闭环控制
讲授
系统的仿真的直流调速系统的仿真及分析4
上机
大作业3：直流双闭环方法。
调速系统的仿真模型
搭建及仿真结果分析
5交流调速系统的仿真1、了解交流调速系统的基本原1、2、3、
上机8：交流异步电动理讲授
4
机矢量控制调速系统2、掌握交流异步电动机矢量控上机
的仿真制调速系统的仿真及分析方法。
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