运动控制系统教学教案
一、编写说明
（一）本课程的性质、地位和作用
本课程是本科自动化专业工业电气自动化方向的专业限选课之一。通过本课程的学习，使学生掌握直流调速系统、交流调速系统的基本理论以及系统分析、工程设计方法，学会将自动控制的理论和方法应用到交、直流电动机调速系统中，培养学生综合运用所学知识、解决实际问题的能力，为成为电气自动化的工程人员打下良好的理论基础。
（二）教学基本要求
1．通过本课程的学习，学生应了解以下知识：电力拖动自动控制技术的发展、应用以及在本专业学科领域的地位和作用；电力拖动自动控制系统的主要结构特点以及基本性能指标；直流脉宽调速系统的基本控制模式；微机数字控制系统的主要特点；微机数字控制双闭环直流调速系统硬件和软件。
2．通过本课程的学习，学生应熟悉以下知识：建立闭环调速系统各典型环节静态、动态数学模型的一般方法；数字测速与滤波的实现方法；系统工程设计中的近似处理原则和方法；转速、电流双闭环直流调速系统的工程设计思路、方法；有环流可逆闭环调速系统的工作原理和实现方案；SPWM逆变器的控制模式和实现方案；变频调速的基本控制方式。
3．通过本课程的学习，学生应掌握以下知识：利用静态结构框图分析系统稳特性的方法；利用动态结构图分析系统稳定性和动态性能的方法；带电流截止负反馈单闭环直流调速系统的稳态分析、参数设计；转速、电流双闭环直流调速系统的起动过程分析、调节器的工程设计；微机数字控制系统中的数字测速；异步电动机变压变频调速系统中的脉宽调制技术；绕线式异步电动机串级调速原理。
（三）课程教学方法与手段
以课堂讲授为主，辅以习题和实验。
（四）实践环节
1．实验：不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究
主要内容和要求：测试带转速负反馈有静差调速系统的静特性，并与无转速负反馈时的开环机械特性进行比较。
学时分配：2学时
2．实验：转速、电流双闭环晶闸管不可逆直流调速系统
主要内容和要求：测定开环机械特性及闭环静特性，测定闭环控制特性。 学时分配：3学时
3．实验：双闭环三相异步电动机调压调速系统
主要内容和要求：测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性及双闭环交流调压调速系统的静特性、动态特性。
学时分配：3学时
4．实验：三相异步电机SPWM变频调速系统的实验
主要内容和要求：测试不同输出频率、不同调制方式时的调速特性及低压补偿特性。 学时分配：2学时
5．实验：双闭环三相异步电动机串级调速系统
主要内容和要求：测定开环串级调速系统的机械特性，测定双闭环串级调速系统的静特性。 学时分配：2学时
（五）教学时数分配表
（六）本课程与其它课程的联系
本课程应在《电机拖动基础》、《电力电子技术》、《自动控制理论》等课程之后开设。本课程综合了运用了多门课程的知识，《电机拖动基础》为学习本课程奠定了交、直流电机原理及应用基础，《电力电子技术》为本课程提供了电力电子功率变换装置方面的知识，《自动控制理论》提供了控制理论知识。
（七）教材与主要参考书
《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》（第4版） 陈伯时主编 机械工业出版社 2009.8
主要参考书：
1.《电力拖动自动控制系统》（第2版） 陈伯时主编 机械工业出版社 1999
2. 《运动控制系统》 尔桂花主编 清华大学出版社 2002
（八）说明
1.实验内容可以根据实验设备及具体情况稍加变动。实验至少保证12学时。
2.本课程考核以平时成绩占30%，期末考试成绩占70%来评定。平时考核学生出勤情况、完成作业、完成实验、课堂提问等情况，期末考试采用笔试。
二、教学内容纲要
第1章 绪论
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1．掌握运动控制系统的基本概念、组成、转矩控制规律。
2．了解运动控制系统的历史及发展情况。 3. 熟悉生产机械的负载转矩特性。
二、教学内容
运动控制系统的历史及发展情况
1.4生产机械的负载转矩特性
三类负载转矩特性
第2章 转速反馈控制的直流调速系统
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1.掌握直流调速系统用的可控直流电源及其原理、动态数学模型，了解V-M系统、直流PWM调速系统的特点。
2.熟悉调速系统的稳态性能指标，熟记其计算公式，熟练掌握直流调速系统的机械特性。 3.掌握反馈控制直流调速系统的组成、工作原理、稳态结构框图及静特性分析、动态数学模型及动态分析，掌握积分、比例积分控制规律。
4.熟悉直流调速系统的数字控制问题。
4
5.掌握电流截止负反馈环节的工作原理及带电流截止负反馈直流调速系统的静特性。 6.熟悉调速系统的仿真过程。
二、教学内容
2.1 直流调速系统用的可控直流电源
1.○V-M系统的触发脉冲相位控制、电流波形连续与断续、
2.△V-M系统的原理及其机械特性，晶闸管触发与整流装置的数学模型○旋转变流机组原理及静止可控整流器优缺点
3.△PWM变换器工作原理、数学模型，直流PWM调速系统的机械特性
2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性
△稳态调速性能指标、直流调速系统的机械特性
2.3转速反馈控制的直流调速系统
1△○转速反馈控制直流调速系统的数学模型
2.△比例控制直流调速系统的静特性、反馈控制规律
3.△积分、比例积分控制规律 4.○直流调速系统的稳态误差分析
2.4直流调速系统的数字控制
1△微机数字控制的特殊问题、数字测速方法及应用场合
2.○转速检测的数字化、数字PI调节器
2.5反馈控制直流调速系统的限流保护
1.转速反馈控制直流调速系统的过电流问题
2.△电流截止负反馈环节的工作原理及其输入输出特性
3.△○带电流截止负反馈的直流调速系统稳态分析、参数计算
2.6转速反馈控制直流调速系统的仿真
○仿真模型的建立、运行及调节器参数的调整
第3章 转速、电流反馈控制的直流调速系统
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1．掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性、起动过程分析。 2. 熟悉转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型、动态抗扰性能分析。
3．熟悉调节器的工程设计方法。
4．熟悉转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真。
二、教学内容
3.1转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性
1.△转速、电流反馈控制直流调速系统的组成 2.△○系统稳态结构图与参数计算、静特性分析
3.2转速、电流反馈控制直流调速系统的数学模型与动态过程分析
1.△○系统起动过程分析
2.△系统动态抗扰性能分析、调节器的作用
3.3转速、电流反馈控制直流调速系统的设计
1.△控制系统的动态性能指标 2.△调节器工程设计方法的基本思路
3.○典型Ⅰ型、Ⅱ型系统参数与系统动态性能指标之间的关系，按工程设计法设计转速、电流反馈控制直流调速系统的调节器
3.4转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真
○电流环的仿真，转速环的系统仿真
第4章 可逆控制的直流调速系统
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1．掌握桥式可逆PWM变换器的工作原理，直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡过程。
2．了解直流PWM功率变换器的能量回馈，单片微机控制的PWM可逆直流调速系统的硬件、软件。
3. 掌握V-M可逆直流调速系统线路、环流问题。
二、教学内容
4.1直流PWM可逆调速系统
1.△桥式可逆PWM变换器电路、工作原理 2.○直流PWM可逆调速系统转速反向的过渡过程
3.○直流PWM功率变换器的能量回馈、单片微机控制的PWM可逆直流调速系统
4.2 V-M可逆直流调速系统
1.△系统主电路及环流
2.○配合控制的有环流可逆V-M系统 3.△○转速反向的过渡过程分析
第5章 基于稳态模型的异步电动机调速系统
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1．了解异步电动机的稳态数学模型，熟悉异步电动机的调速方法。
2．掌握异步电动机调压调速的机械特性，转速闭环控制的交流调压调速系统组成、静特性
3．掌握变压变频调速的基本原理及其机械特性，变频器的基本结构，SPWM技术。
4. 了解转速开环变压变频调速系统结构及实现。
5. 掌握转差频率控制的概念及特点，了解转差频率控制系统结构及性能分析。
5.1异步电动机的稳态数学模型和调速方法
1.○异步电动机的稳态数学模型 2.△异步电动机的调速方法及气隙磁通
5.2异步电动机的调压调速
1. △系统主电路、调压调速的机械特性 2.△○闭环控制的调压调速系统
5.3异步电动机的变压变频调速
1.△变压变频调速的基本原理、机械特性 2.△○基频以下的电压补偿控制
5.4电力电子变压变频器
1.△变频器的结构分类，交-直-交PWM变频器主电路 2.△○SPWM技术
3.○消除指定谐波的PWM控制技术、电流跟踪PWM控制技术
5.5转速开环变压变频调速系统
○系统结构及实现
5.6转差频率控制的变压变频调速系统
1.△转差频率控制的基本概念及特点 2.○系统结构及性能分析
第6章 绕线转子异步电动机双馈调速系统
一、教学基本要求
通过本章学习，要求学生
1．掌握异步电动机双馈调速工作原理、串级调速系统的工作原理。
2．熟悉串级调速系统类型、机械特性。
3. 掌握双闭环串级调速系统结构、原理。
二、教学内容
6.1绕线转子异步电动机双馈调速工作原理
1△转子附加电动势的作用
2.△○双馈调速的五种工况
6.2绕线转子异步电动机串级调速系统
△串级调速系统的工作原理
2.串级调速系统的类型
6.3串级调速的机械特性
1△串级调速机械特性的特征、
2.○转子整流电路、机械特性方程式
6.4双闭环控制的串级调速系统
△系统结构、原理
拓展阅读
1、小班科学活动教案：制造声音
1、主动借助各种材料发出不同的声音。
2、感受自制声音的乐趣。
1、各种盒类、塑料袋、塑料瓶、易拉罐、酸奶瓶、纸等各种废旧材料。
2、伴奏音乐。
听音乐《幸福拍手歌》律动进入
一、谈话导入，激发幼儿兴趣。
“小朋友们，今天，老师给你们准备了很多特殊的玩具宝宝，你们看看都有什么啊？它们能制造出不同的声音？而且每个玩具制造出的声音都不一样呢，小朋友想不想去试一试？” 二、幼儿自由探索，选择各种材料制造声音。
请幼儿自由选择材料进行操作，教师巡回指导。
三、与大家分享自己的发现。
1、向大家介绍自己是怎样制造声音的，使物品发出声音的？
2、教师小结，刚才小朋友肯动脑筋，通过敲敲、打打、揉揉、碰碰制造出了不同的声音！ 四、分组配乐展示。 。
刚才小朋友手中的玩具宝宝都能发出好听的声音了，那咱们把它们当成小乐器，用它们来为歌曲伴奏吧，分组开始。 五、身体发出声音。
用各种物品可以制造出声音，咱们的身体也可以制造出声音，试一试，好咱们一块来！随《幸福拍手歌》律动走出活动室。
户外活动时引导幼儿观察大自然中可以发出的声音。
2、小班科学活动教案：制造声音
1、感受用常见物品制造声音的乐趣。
2、发现通过碰撞、敲击、摇动物品可以发出不同的声音。
3、敢于用自己喜欢的方式表达在活动中的感受和发现。
4、学习使用"摇"、"敲"、"碰"等动词。
故事《熊宝宝的宝盒》，勺子、木珠、塑料盒、瓶子、豆子、积木若干。
一、听故事
1、教师讲述故事《熊宝宝的宝盒》，引发幼儿好奇与探索的愿望。
2、提问："你们喜欢熊宝宝的宝盒吗？为什么"；"熊宝宝的宝盒都有什么？为什么会发出声音？"；"你们想不想也有这样一个宝盒呢？"
1、观察材料，提问幼儿材料的名称。
"老师也有宝盒，看看一看里面都有什么东西？"
2、引导幼儿探究"用他们怎样制造出好听的声音？"
3、幼儿动手操作，教师观察、指导"用两件物品怎样才能发出好听的声音？""你是用什么方法让它发出声音的？""试一试其他东西看看能不能发出好听的声音？"
三、分享与交流1、教师请小朋友演示他们的发现。
"你们真能干，制造出了那么多好听的声音，哪个小朋友表现一下，你是怎样制造出好听的声音的？"
2、引导幼儿归纳：用敲一敲、摇一摇的方法，可以制造出好听的声音。
3、小班科学活动教案：制造声音
1、会借助各种材料制造声音，感受自制声音的乐趣。
2、在操作活动中初步感知材料与声音的关系。
3、培养幼儿对事物的好奇心，乐于大胆探究和实验。
4、愿意大胆尝试，并与同伴分享自己的心得。
5、激发幼儿乐于探索科学实验的'乐趣。
活动重难点：
重点：借助材料制造声音，制造不同的声音。
难点：感知材料和声音的关系。
各种空瓶子、罐子、盒子，、豆豆、米粒、纸片。
一、声音的奇妙
1、今天老师带来了两个好朋友，你们看？
2、让我们听听瓶子有没有声音？再听听豆子有没有声音？
3、现在你能想办法使他们发出声音吗？请幼儿说说。
1、第一次尝试操作验证
1）幼儿自由分组操作，教师观察指导。
2）集合，交流怎样制造声音。
2、……你们看老师也找了两个好朋友，（教师出示）他们也发出了好听的声音，你们听
（1）教师出示分别装着豆豆、米粒的铁罐，纸片的铁罐，依次摇动铁罐，让幼儿听辨。这个声音像什么？并出示给幼儿看。
小结：不同的朋友在一起，发出的声音是不一样的。
2、再次探索操作验证
1）小朋友现在让我们再去找两个不同的好朋友，让他们发出好听的声音，听听他们的声音有些像什么？
2）幼儿操作，再次制造声音，探索材料与声音的关系。
3）集合，交流怎样制造声音。
这个环节有了第一个的基础，孩子们对制造声音不在是那么陌生，拿着材料就是玩，而后说说自己的发现。制造了什么样的声音，是怎么制造出来的并在同伴前演示。这环节一个是让幼儿能大胆的发言，锻炼了幼儿的观察力及倾听力。可是孩子们对这环节能说出听到声音是不一样的，有的声音是“砰砰的”“扑扑的；有的说这声音“沙沙沙”“叮当叮当”像下雨”，“像打雷。”敲小铃的声音。这个声音听起来怎么样的孩子们能说出来，但这声音像什么不是想象的怎么好。好旦孩子们知道这些声音不一样原来是材料不同。
整节课下来，孩子对活动的兴趣很浓，活动中也体验到了成功，体验到了快乐。我也和孩子们一起分享了他们的成功。但我发现自己许多方面还做的不足，通过反思会在以后的教学中改正，争取做的更好。如：有的幼儿对所准备的材料很感兴趣而忽略了我对活动的讲解；在活动过程中我也没能关注每个孩子，有个孩子老是说生日吃蛋糕，我没能做出相应的回应，以至使这孩子注意不集中。还有我想在以后的科学活动中，要随时注意观察孩子的兴趣点，结合活动目的有机地在活动中对幼儿进行必要的常规教育，让活动进行的深入、透彻。
4、人教版二年级数学下册混合运算教案
一、教材分析
义务教育课程标准实验教科书数学(北师大版)一年级下册第四单元《有趣的图形》第一课时。
2、教材简析
《认识图形》这部分内容，是本册教材《有趣的图形》这一单元的起始课，是在第一册认识了立体图形的基础上，让学生初步认识平面图形，为以后学习更深层的几何知识打下基础。教材体现了从立体到平面的设计思路，注重让学生通过操作活动体会面与体之间的关系。
知识目标：通过观察、操作等活动，初步认识并辨认长方形、正方形、三角形和圆，体会“面”在“体”上。
能力目标：在动手操作的过程中形成空间观念和创新意识。
情感目标：通过图形在生活中的广泛运用，感受到数学知识与生活息息相关，激发学生对数学学习的兴趣。
会辨认这四种图形。
体会“面”在“体”上。
多媒体课件、立体图形实物若干、平面图形若干、白纸、彩笔等。
本次教学活动以“问题情境—建立模型—解释与应用”的模式呈现教学内容，注重让学生体验“从立体到平面”的探究、建模过程，以学生的发展为本，强调对学生空间观念的培养，融观察、操作、交流、合作等学习方法为一体，注重让学生在操作体验中学习。
三。教学流程
(一)创设情境，导入 新课
(课件出示：漂亮的城堡)
我们的好朋友淘气带我们来到了一座漂亮的城堡，在这座城堡里，住着各种形状的图形，请小朋友们认一认，说一说这些图形的名字。
长方体、正方体、圆柱和球都是立体图形。在图形的城堡里，除了立体图形家族，还住着一个庞大的家族，那就是平面图形。
(课件出示：平面图形)
学生尝试说说认识的图形名字。
揭示课题：今天，我们就要一起来认识这些平面图形。
(板书：认识图形)
(结合学生已有的知识背景，从常见的物体出发，再让学生认识和了解平面图形，丰富学生对平面图形的感性认识。)
(二)操作交流，探究新知
1、感知“面”在“体”上
(1)观察操作。
提出要求：这些平面图形都藏在大家桌面上的物体中，请大家找一找、摸一摸、说一说，赶快行动吧！
(2)汇报交流
说一说：你在什么物体上找到了什么图形？再摸一摸自己找的图形的面，有什么感觉？(引导学生说出“面”的主要特点是平。)
(通过“摸”的活动，让学生亲身感受，体会到物体的每个面都是平的。)
(3)引导发现
(课件演示“面”在“体”上的分离过程)
师：通过刚才的观察发现，这些平面图形的家都住在立体图形上。
(通过“看”，初步体会面在体上)
2、动手操作，合作学习
(1)教师启发：谁能想出一个好办法，把这些平面图形从立体图形上请出来，留在桌上的白纸上呢？
(这一要求既有挑战性，也有探索性，同时具有操作性。)
(2)小组合作完成
(3)汇报、交流不同的方法
引导学生想出多种办法(可用描、画、印等方法)，给予赞扬。
(充分给学生“说”的机会，让学生陈述操作过程，表达亲身感受，培养语言的条理性，促进思维的逻辑性。)
(通过这种“做中学”，让学生积极参与操作过程，亲身体验面的形成过程，帮助学生建立平面图形的空间观念，突破本课难点。实现数学学习的亲历性，突出学生学习的自主性和创造性，实现教与学方式的变革，体现以学生发展为本的课程价值观。)
3、小结
我们从长方体上找到了长方形，从正方体上找到了正方形，从三棱柱上找到了三角形，圆柱上找到了圆形。我们还发现，这些图形的面都是平的，并且只有一个面，所以，就把这些图形叫做平面图形。
4、游戏：我说你想
试试你掌握的本领。老师说一个图形的名字，请你闭上眼睛，想一想它的。样子，一边想一边用手指画一画。
同桌之间可进行互动练习。
(通过让学生闭眼想象所学的图形，培养空间想象力，有效地发展学生的空间观念。)
(三)巩固加深，迁移拓展
1、连一连：将图形与名字连线
(变式图形的呈现，能帮助学生更好地将获得的性质特征概括到同类对象中去，使学生在概括中获得对图形进一步的理解。)
2、找一找：生活中，你在哪里还见过这样的图形？
(教师先引导学生看看教室里哪些物体上有这样的图形，可离开座位去找、去指、去摸，再把发现告诉大家。)
师：其实，在我们回家的路上也能看到这些图形，现在，我们一起去马路上看看吧！
说一说：这些交通标志牌是什么形状？
(课件演示：介绍交通标志牌的作用，渗透交通安全教育)
(将数学课上认识的图形与生活中的物体融合，加深对这些图形的认识。借助生活中的真实情境，引导学生对生活的观察，体会生活中处处有数学，激发学生对数学学习的兴趣。)
3、找朋友 (进一步体验“面”由“体”得。)
4、数一数 数一数每个图形分别是由哪些平面图形组成的？
5、拼一拼
今天这节课小朋友学得很好，胡老师要奖励给每个小组一份礼物。请打开礼品袋(袋内装有平面图形若干)，用里面的图形拼出你最喜欢的东西。
(1)小组合作
(2)交流展示。说一说，你拼的是什么？用了哪些图形？
(拓展学生的思维，发展学生的动手操作能力和创新能力，满足学生的创造欲，培养学生的数学应用意识。通过作品的展示，让学生学会自我欣赏和互相欣赏，培养学生的自信心。)
6、全课总结：通过这节课的学习，你有什么收获？你认为这节课最有趣的是什么？
板书设计 ：
认识图形
5、人教版二年级数学下册混合运算教案
课题：应用题的对比
1.掌握一个数比另一个数多几和求比一个数多几的应用题的数量关系。
2.正确解答应用题。
掌握两类应用题的数量关系。
掌握两类应用题的数量关系。
教具学具准备
投影仪、投影片、学具等。
(一)铺垫孕伏
1.游戏活动，创设情境。
(1)启发学生根据两组人数不同的条件，提出问题，并口头解答，使学生明确，可以提出：
甲组有8人，乙组有6人，甲组比乙组多几人？
甲组有8人，乙组比甲组少2人，乙组有几人？
乙组有6人，甲组比乙组多2人，甲组有几人？
甲组有8人，乙组有6人，乙组比甲组少几人？
(2)通过游戏，互相议一议，你知道了什么？
数量关系一样，只是问法不一样。
②甲组有8人，乙组比甲组少2人，乙组有几人？
知道甲组人多，乙组人少，求少的。
③乙组有6人，甲组比乙组多2人，甲组有几人？
知道甲组人多，乙组人少，求多的。
注意：学生提出的问题不要限制，但教师重点训练①、②两种类型。
2.操作学具，巩固所学的数量关系。
(1)用学具摆一摆：一个数比另一个数多几的数量关系。
(2)同桌互相交流，知道了什么？
教师**。并个别指导，学生操作和口述。
(二)探究新知
1.演示课件“比一个数少几的应用题(例12)”，出示例12.
2.小组活动。
(1)教师继续演示课件“比一个数少几的应用题(例12)”，学生讨论两道题的已知条件和所求问题。
(2)通过讨论和看示意图，知道了什么？
使学生明确：两道题都是红花多，黄花少。
(3)想一想：这两道题有什么相同点，有什么不同点？
使学生明确：第一个已知条件相同;不同的是第一题的第二个条件是第二题要求的问题，第一题要求的问题是第二题已知的第二个条件。两题都用减法计算。
3.独立解答。
(1)填空(课本)。
(2)订正时，说一说是怎样想的？
4.反馈练习：完成“做一做”。
独立填在课本上，订正时启发学生互相说一说是怎样想的？
(三)全课小结
师生共同总结这节课学习什么，注意什么。
随堂练习
1.练习二十四第8题。
分组练习，组长带领同学订正。
2.练习二十四第3题改编为接力计算。
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