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082303 农业电气化（蒙）

课程大纲

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目 录

《电路（上）》课程教学大纲 ...................................................... 4

《电路（下）》课程教学大纲 ...................................................... 9

《电路实验》课程教学大纲 ...................................................... 14

《模拟电子技术》课程教学大纲 .................................................. 19

《数字电子技术》课程教学大纲 .................................................. 25

《电子技术综合实验》课程教学大纲 .............................................. 31

《电子技术》课程设计教学大纲 .................................................. 35

《电机学》课程教学大纲 ........................................................ 39

《电机学实验》课程教学大纲 .................................................... 44

《电机实习》课程教学大纲 ...................................................... 48

《单片机原理及应用 A》课程教学大纲 ............................................. 51

《单片机应用课程设计 A》教学大纲 ............................................... 57

《自动控制原理》课程教学大纲 .................................................. 60

《电工电子基本技能实训 A》课程教学大纲 ......................................... 65

《电力电子技术》课程教学大纲 .................................................. 68

《电力电子技术》课程设计教学大纲 .............................................. 74

《电力系统认识实习》课程教学大纲 .............................................. 77

《电气工程基础（上）》课程教学大纲 ............................................. 79

《电气工程基础（下）》课程教学大纲 ............................................. 85

《电力拖动与控制系统 A》课程教学大纲 ........................................... 93

《电气控制技术》课程教学大纲 .................................................. 99

《电气控制技术》课程设计教学大纲 ............................................. 104

《电气工程基础》课程设计教学大纲 ............................................. 107

《生产实习》课程教学大纲 ..................................................... 110

《毕业设计》教学大纲......................................................... 113

《金工实习》课程教学大纲 ..................................................... 116

《工程制图与 CAD基础》课程教学大纲............................................ 122

《电气工程导论》课程教学大纲 ................................................. 128

《过程控制》课程教学大纲 ..................................................... 131

《电网络理论》课程教学大纲 ................................................... 136

《工程力学》课程教学大纲 ..................................................... 140

《Matlab与电气系统仿真》课程教学大纲 ......................................... 145

《传感器与检测技术》课程教学大纲 ............................................. 152

《农牧业装备智能化技术》课程教学大纲 .......................................... 158

《专业英语 A》课程教学大纲 ................................................... 162

《控制电机》课程教学大纲 ..................................................... 167

《楼宇自动化》课程教学大纲 ................................................... 171

《工厂供电》课程教学大纲 ..................................................... 176

《工厂供电》课程设计教学大纲 ................................................. 181

《电气安全》课程教学大纲 ..................................................... 184

3

《变频技术》课程教学大纲 ..................................................... 188

《电网调度自动化》教学大纲 ................................................... 192

《电能质量分析与控制》课程教学大纲............................................ 196

《智能变电站技术》课程教学大纲 ............................................... 199

《微电网技术》课程教学大纲 ................................................... 203

《配电网自动化技术》课程教学大纲 ............................................. 207

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《电路（上）》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0516535 课程中文名称： 电路（上）

课程英文名称： Electric Circuit（1）

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 56 学时/ 3.5 学分

讲课学时/学分： 56 学时/ 3.5 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 2

适用专业及类型： 农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、大学物理

主撰人： 钱珊珠 主审人： 宗哲英 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化的专业基础课。主要内容包括：电

路模型与电路定律，线性电阻电路的等效变换，线性电阻电路的分析，电路定理，动态电路的时

域分析等。课程教学的基本任务是要求学生掌握电路基本概念和电路分析方法。通过电路课程的

学习，使学生掌握电路理论知识、基本分析方法和初步的实验能力。本课程是电气类、电子信息

类专业学生完成后续专业基础课及专业课学习的必备基础知识。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解本课程的性质是以分析电路中的电磁现象，研究电路基本规律及电路分析方法为主

要内容的理论课，基尔霍夫定律和各种电路分析方法是本课程的核心内容；

——掌握电路基本定律、电路定理和各种分析方法在直流电路、动态电路分析中的应用与计

算方法；

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三、课程内容与教学基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 电路模型和电路定律 6 2 8

二 电阻电路的等效变换 8 2 10

三 电阻电路的一般分析 8 2 10

四 电路定理 8 2 10

五 动态元件 6 0 6

六 动态电路的时域分析 10 2 12

合 计 46 10 56

（二）教学基本要求

主要知识单元 1 电路模型和电路定律

1．教学内容:

（1）电路模型，电流和电压的概念及物理意义；

（2）电流和电压参考方向与实际方向的关系；

（3）电功率表达式及其物理意义；

（4）理想元件和集总元件，电路元件（电阻、电感、电容元件）的特点及其 VCR，独立源、

线性受控源；

（5）基尔霍夫电流定律 KCL 和电压定律 KVL。

2．重点或难点：

（1）重点：参考方向，理想电路元件的特点及其VCR，基尔霍夫定律的具体内容及应用。

（2）难点：关联参考方向与电功率表达式表示意义的关系，受控源概念。

3．教学目标:

（1）了解电电路模型的概念和理想电路元件；

（2）熟悉电阻元件、电容元件、电感元件的特性及 VCR 关系，理解电压源、电流源和受控源

和特性及 VCR 关系；

（3）掌握电流和电压的参考方向的概念；电路元件电功率的判别；掌握基尔霍夫电压定律和

电流定律的内容和应用。

主要知识单元 2 电阻电路的等效变换

1．教学内容:

（1）等效变换的概念；

（2）电阻和电源的串联、并联及混合连接的等效变换；

（3）电阻的 Y形连接和△形连接的等效变换；

（4）实际电源两种模型及其等效变换；

（5）二端网络输入电阻的定义和计算方法。

2．重点或难点：

6

（1）重点：电阻电路串联、并联及混合联接的等效变换，实际电源两种模型及其等效变换条

件，输入电阻的求解方法；

（2）难点：等效的原则——对外等效；电桥平衡；用 Y-△等效变换化简电阻电路；输入电阻

的计算。

3．教学目标:

（1）了解利用等效电路分析电路的意义及等效变换概念；

（2）熟悉实际电源两种模型间的等效变换条件；

（3）掌握电阻的串、并联及混合连接和 Y-∆的等效变换方法；电源的等效变换条件的应用；

无源一端口电路的输入电阻求法。

主要知识单元 3 电阻电路的一般分析

1．教学内容:

（1）电路图论的初步知识；

（2）线性电阻电路的支路电流法；

（3）电路的网孔电流分析法；

（4）电路的回路电流分析法；

（5）电路的结点电压分析法。

2．重点或难点：

（1）重点：利用支路电流法、网孔电流法、回路电流法、结点电压法分析计算电路问题。

（2）难点：含有受控源或特殊支路（无伴电压源和无伴电流源支路）电路分析。

3．教学目标:

（1）了解电路拓扑图的概念、树支、连支的概念及树的概念；

（2）熟悉支路电流法、网孔电流法、回路电流法、结点电压法的内容及应用；

（3）掌握利用回路电流法和结点电压法分析含有特殊支路电路的方法。

主要知识单元 4：电路定理

1．教学内容:

（1）叠加定理；

（2）替代定理；

（3）戴维南定理和诺顿定理；

（4）最大功率传输定理.

2．重点或难点：

（1）重点：叠加定理、戴维宁（诺顿）定理、最大功率传输定理的应用；

（2）难点：含有受控源电路的戴维宁等效电路参数的求解。

3．教学目标:

（1）了解叠加定理的适用范围及齐性定理的内容，了解替代定理的使用条件；

（2）熟悉叠加定理的内容及应用叠加定理求解电路问题，理解替代定理的内容及可以等效替

代的基本前提条件；

（3）掌握应用戴维南定理或诺顿定理求解电路的方法；最大功率传输定理的内容及应用。

主要知识单元 5 动态电路元件

1．教学内容:

（1）电感元件；

（2）电容元件；

（3）电感元件和电容元件的串联与并联。

2．重点或难点：

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（1）重点：了解动态元件与电阻元件的主要区别，熟练掌握电容元件和电感元件的电流电压

约束关系，两个元件在直流电路中特点；掌握含有动态元件直流电路的分析方法。

（2）难点：电容元件、电感元件的串联、并联等效参数的求解。

3．教学目标:

（1）了解储能元件电感和电容的特性，元件电流电压约束关系；

（2）熟悉电感线圈和电容器在实际电路中的储能形式及它们与理想电感元件和理想电容元件

的关系与区别；

（3）掌握含有动态元件直流电路的电路方程的特点和电路分析方法。

主要知识单元 6 动态电路的时域分析

1．教学内容:

（1）动态电路方程及其过度过程；

（2）电路初始状态及初始条件；

（3）一阶电路（包括 RC 电路和 RL 电路）的零输入响应；

（4）一阶电路的零状态响应、全响应；

（5）阶跃响应和冲激响应。

2．重点或难点：

（1）重点：换路概念及初始状态概念；求解一阶电路的零输入响应、零状态响应、全响应的

方法，三要素法。

（2）难点：“0+”等效电路，阶跃响应和冲激响应。

3．教学目标:

（1）了解一阶电路及时域分析法的概念，了解过渡过程的概念、产生的原因；

（2）熟悉换路定律的内容和初始值、稳态值的计算，理解一阶电路的时间常数的概念和求法，

理解一阶电路的阶跃响应和冲激响应；

（3）掌握一阶电路零输入响应和零状态响应的分析方法，掌握三要素法求解一阶电路的全响

应的方法。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 其它

权 重（％） 50 40 10

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

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五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材:

（1）邱关源·电路·北京：高等教育出版社，2006（第五版）

（2）范承志，孙盾，童梅•电路原理•北京：机械工业出版社，2016（第四版）

（3）王松林，吴大正，李小平 •电路基础•西安：西安电子科技大学出版社，2008（第三版）

2．参考书:

（1）于歆杰等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第一版）

（2）江缉光等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第二版）

（3）周守昌·电路原理（上、下册）·北京：高等教育出版社，1999（第二版）

（二）相关网络资源

网络资源：畅想教育 http://www.widedu. Com

http://www.cmpbook.com

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《电路（下）》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0516635 课程中文名称： 电路（下）

课程英文名称： Electric Circuit（2）

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 56 学时/3.5 学分

讲课学时/学分： 56 学时/ 3.5 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3

适用专业及类型： 农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、大学物理

主撰人： 钱珊珠 主审人： 宗哲英 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化与自动化的专业基础课。主要内容包括：相

量法、正弦稳态电路的分析，含有耦合电感电路、电路频率响应、三相电路及非正弦周期电路和

频率响应等。课程教学的基本任务是要求学生掌握相量法基础及利用相量法分析正弦稳态电路的

分析方法。通过本课程的学习，使学生了解线性电路的相量法分析理论基础、掌握正弦稳态电路

的相量分析法和进一步的实验能力。本课程是电气类、电子信息类专业学生完成后续专业基础课

及专业课学习的必备基础知识。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解本课程的性质是以电路模型、电路基本规律及电路分析方法为

——熟悉正弦稳态电路的一种分析方法；

——掌握电路基本定律、电路定理和各种分析方法在正弦交流稳态电路中的应用与计算方法；

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

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表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 相量法 6 2 8

二 正弦稳态电路分析 10 2 12

三 含有耦合电感电路 8 2 10

四 电路的频率响应 8 0 8

五 三相电路 8 2 10

六 非正弦周期电流电路和信号的频率 6 2 8

合 计 46 10 56

（二）教学基本要求

主要知识单元 1 相量法

1．教学内容:

（1）复数及复数运算；

（2）正弦量；

（3）相量法的基础——复指数函数与正弦量对应关系；

（4）电路定律的相量形式；

（5）相量图。

2．重点或难点：

（1）重点：正弦量的三要素及相量形式的基尔霍夫定律、电路元件的电压和电流约束关系的

相量形式及相量图。

（2）难点：正弦量与相量关系的建立过程，相量图的绘制。

3．教学目标:

（1）了解复数的概念、表示形式及运算，了解旋转因子的概念；

（2）熟悉正弦量的三要素的含义、参数计算，理解同频正弦量的相位差；

（3）掌握基本电路元件的相量模型、电流相量和电压相量的模、相位关系。掌握电路定律的

相量形式。

主要知识单元 2 正弦稳态电路的分析

1．教学内容:

（1）阻抗和导纳；

（2）正弦稳态电路分析的相量法；

（3）正弦稳态电路中各种功率的概念及功率因数；

（4）复功率；

（5）最大功率传输。

2．重点或难点：

（1）重点：正弦稳态电路分析的相量法，正弦稳态电路中各种功率的概念及功率因数。

（2）难点：复功率概念，最大功率匹配关系。

3．教学目标:

（1）了解复阻抗和复导纳的概念，提高功率因数、最大功率传输问题意义；

（2）熟悉电路分析方法和电路定理在正弦稳态电路分析中的应用；

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（3）掌握相量图的画法，结合相量图分析正弦稳态电路；用相量法求解正弦稳态电路；正弦

稳态电路各种功率的计算和交流参数的测量；求解无源二端网络的阻抗和导纳方法；

主要知识单元 3 含有耦合电感的电路

1．教学内容:

（1）耦合电感中的磁耦合现象和互感；

（2）耦合电感的同名端和耦合电感的磁通链方程、电压电流关系；

（3）含有耦合电感电路的分析计算；

（4）空心变压器和理想变压器

2．重点或难点：

（1）重点：含有耦合电感电路的分析和理想变压器的特点，同名端的判断。

（2）难点：根据同名端正确写出耦合电感电流、电压关系式。

3．教学目标:

（1）了解耦合电感的串联电路和并联电路以及去耦等效电路的画法。

（2）熟悉含有耦合电感的电路的分析方法，

（3）掌握列写表征耦合电感伏安特性的电压、电流方程的方法；理想变压器及含有理想变压

器电路的分析方法。

主要知识单元 4 电路的频率响应

1．教学内容:

（1）网络函数；

（2）RLC 串联电路谐振；

（3）RLC 串联电路的频率响应；

（4）RLC 并联电路谐振；

（5）波特图

2．重点或难点：

（1）重点：RLC 串联谐振特点、串联谐振条件；RLC 并联谐振特点、并联谐振条件；

（2）难点：电路频率响应、波特图的意义。

3．教学目标:

（1）了解电路发生谐振现象的主要特点，谐振在日常生活中的有利之处和不利之处

（2）熟悉电路发生谐振时的特点；串联、并联谐振的区别

（3）掌握电路谐振频率或通过调节电路参数让电路发生谐振的参数值

主要知识单元 5 三相电路

1．教学内容:

（1）三相电路的组成；

（2） 线电压（电流）与相电压（电流）概念；

（3）对称三相电路的计算；

（4）三相电路功率的概念及应用；

（5）不对称三相电路的概念。

2．重点或难点：

（1）重点：三相电路相电压（电流）、线电压（电流）关系；对称三相电路的归一相分析法；

三相电路功率测量法。

（2）难点：中性点位移的概念及不对称三相电路的计算。

3．教学目标:

（1）了解不对称三相电路的中性点位移现象和三相四线制中性线的作用；

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（2）三相电路的组成及线电压（电流）与相电压（电流）的概念；

（3）掌握三相对称电路的星形连接方式、三角形连接方式中各电压、电流的关系；对称和不

对称三相电路的电压、电流和功率的计算，对称三相电路功率的求解及功率的测量。

主要知识单元 6 非正弦周期电流电路和信号的频率

1．教学内容:

（1）非正弦周期信号；

（2）非正弦周期函数分解为傅里叶级数；

（3）有效值、平均值和平均功率；

（4）非正弦周期电流电路的计算。

2．重点或难点：

（1）重点：非正弦周期函数的傅里叶级数展开、非正弦周期电流电路的计算。

（2）难点：非正弦周期函数的傅里叶级数展开。

3．教学目标:

（1）了解有效值、平均值及平均功率在非正弦周期信号电路中的意义；

（2）熟悉将周期信号展开为傅里叶级数，利用叠加定理对电路进行分析的思想；

（3）掌握非正弦周期电路的傅里叶级数展开分析法。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 其它

权 重（％） 50 40 10

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材:

（1）邱关源·电路·北京：高等教育出版社，2006（第五版）

（2）范承志，孙盾，童梅•电路原理•北京：机械工业出版社，2016（第四版）

（3）王松林，吴大正，李小平 •电路基础•西安：西安电子科技大学出版社，2008（第三版）

2．参考书:

（1）于歆杰等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第一版）

（2）江缉光等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第二版）

（3）周守昌·电路原理（上、下册）·北京：高等教育出版社，1999（第二版）

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（二）相关网络资源

网络资源：畅想教育 http://www.widedu. Com

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《电路实验》课程教学大纲

一、课程基本属性

实验课程编码： 0510210 实验课程中文名称： 电路实验

实验课程英文名称： Experiment in Circuits Theory

实验课程类别： 基础教育 实验课程性质： 核心课程

总学时/学分： 16 学时/1.0 学分 实验学时/学分： 16 学时/1.0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 2

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化与自动化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、高等数学

主撰人： 葛延 主审人： 刘宇 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《电路原理实验》课程针对《电路原理》课程中的定理、原理、电路分析方法等知识点开设

验证性、综合性实验。作为《电路原理》课程的补充与实践教学环节，并希望通过实验课程的开

展加强学生对理论课程的理解、学习基本的实验实践技能及生产安全规范。

（二）教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解该课程的开设目的和训练要求；

——熟悉电路基本原理定理及其验证和应用方法，熟悉理论验证和应用方法；

——掌握电路实验的基本规则、途径，掌握常用电子仪器的使用方法和规范，掌握电气操作

的规范和安全规则；

三、实验项目与学时分配

表 1 实验项目与学时分配表

序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求

1 线性电路的叠加定理和互易定理 2 基础类 验证性 2 必开

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序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求

2 线性含源一端口的等效电路 2 基础类 验证性 2 必开

3 正弦交流电路参数的测量 2 基础类 综合性 2 必开

4 功率因数的提高 2 基础类 综合性 2 必开

5 RLC 串联谐振 2 基础类 综合性 2 必开

6 互感电路 2 基础类 综合性 2 选开

7 三相电路电压电流测量 2 基础类 综合性 2 必开

8 三相电路功率测量 2 基础类 综合性 2 必开

9 一阶电路的响应 2 基础类 综合性 2 必开

10 无源二端口网络参数的测定 2 基础类 综合性 2 选开

合计 20

四、实验条件

1．电气类实验室内的电气设备的安装和使用必须符合安全用电管理规定，大功率实验设备用

电必须使用专线，严禁与照明线共用。

2．对实验室内可能产生静电的部位、装置要有明确标记和警示，对其可能造成的危害要有妥

善的预防措施。

3．凡设备本身要求安全接地的，必须接地；定期检查线路，测量接地电阻。

《电路实验》需要两部分实验设备：直流电实验设备；交流电实验设备。以下分别为两种实

验设备具体要求：

直流实验室要求提供总功率不小于 5kW的电源输入，并留有发展余量。实验室要求铺设绝缘

地板，每个实验台都应具有漏电保护功能（动作时间 0.1s,漏电保护电流小于 30mA），应为每个

实验台提供不小于 6 平方米的布置空间。实验室要求具有电气防火和灭火设备。

实验装置设备要求（以“台/套”为单位）：

（1）线性可调直流稳压电源 2 台；

（2）线性可调直流恒流电源 2 台；

（3）直流电压表 2 台；

（4）直流毫安表 1 台；

（5）信号发生器 1 台；

（6）双踪示波器 1 台；

（7）电阻、电容、电感若干，导线若干；

（8）其他电子类实验设备、耗材。

交流实验室要求提供总功率不小于 10kW的电源输入，并留有发展余量。实验室要求铺设绝缘

地板，每个实验台都应具有漏电保护功能（动作时间 0.1s,漏电保护电流小于 30mA），并具备过

电流、过电压、过载保护功能。应为每个实验台提供不小于 6 平方米的布置空间。实验室要求具

有电气防火和灭火设备。

每套实验设备要求（以“台/套”为单位）：

（1）三相自耦调压器 1 台；

（2）交流电压表 3 台；

（3）交流电流表 3 台；

（4）带有功率因数测量功能的有功功率表一台；

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（5）三相电阻（白炽灯）、电感、电容负载 1 组；

（6）可调电容箱 1 台；

（7）可调电阻箱 1 台；

（8）互感器 1 台；

（9）日光灯组（日光灯管、启辉器、镇流器各 1 台）；

电路实验室建设按照 15~20 套实验设备进行布置。

表 2 实验主要设备和台件数

五、实验内容及要求

表 3 实验内容及要求

序号 实验项目 实验内容 基本要求

1 线性电路的叠加定理和互易定理

（1）叠加定理的验证； （2）互易定理的验证；

（1）熟悉叠加定理和互易定理的内容和使用范围； （2）掌握直流稳压电源、电压表和电流表的使用方法。

序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数 备注

1 线性电路的叠加定理和互易定理

直流稳压电源，直流电压表，直流毫安表，电阻

电源 2台，电压表 2台，毫安表 1台，电阻若干

2 线性含源一端口的等效电路

直流稳压电源，直流电压表，直流毫安表，电阻

电源 2台，电压表 2台，毫安表 1台，电阻若干

3

正弦交流电路参数的测量

自耦调压器，交流电压表，交流电流表，有功功率表

自耦调压器 1台，交流电压表1台，交流电流表 1台，有功功率表 1台

4

功率因数的提高

自耦调压器，交流电压表，交流电流表，有功功率表，日光灯组

自耦调压器 1台，交流电压表1台，交流电流表 1台，有功功率表 1台，日光灯组 1套

5 RLC 串联谐振

信号发生器，双踪示波器，电阻，电感，电容

信号发生器 1台，双踪示波器1台，电阻，电感，电容

6 互感电路

自耦调压器，互感器，交流电压表，交流电流表

自耦调压器 1台，互感器 1台，交流电压表 2台，交流电流表 2台

7

三相电路电压电流测量

自耦调压器，三相交流负载，交流电压表，交流电流表

自耦调压器 1台，三相交流负载 1套，交流电压表 3台，交流电流表 3台

8 三相电路功率测量

自耦调压器，三相交流负载，有功功率表

自耦调压器 1台，三相交流负载 1套，有功功率表 1台

9 一阶电路的响应

信号发生器，双踪示波器，电容，电阻

信号发生器 1台，双踪示波器1台，电容，电阻

10 无源二端口网络参数的测定

直流稳压电源，直流电流表，直流毫安表，电阻

直流稳压电源 2台，直流电流表 2台，直流毫安表 2台，电阻

17

序号 实验项目 实验内容 基本要求

2 线性含源一端口的等效

电路

（1）测量含源端口网络的外部伏安特性；

（2）验证戴维南定理；

（3）验证诺顿定理；

（1）加深电路等效概念的理解，加深对戴维南定理和诺顿定理的理解；

（2）掌握线性含源一端口等效电路参数的测定方法。

3

正弦交流电路参数的测

量

（1）测量阻性负载 R；

（2）测量容性负载 C；

（3）测量感性负载；

（4）串联负载电压电流关系；

（5）并联负载电压电流关系。

（1）熟悉常用交流仪表及自耦调压器的使用方法；

（2）掌握用“三表法”测量未知阻抗参数的方法。

4 功率因数的

提高

（1）搭建日光灯电路并成功点亮日光灯；

（2）改变补偿电容并测试电路数据。

（1）熟悉日光灯电路的工作原理及电路连接方法；

（2）掌握“三表法”测定交流参数方法，掌握感性负载提高功率因数的方法和目的。

5

RLC 串联谐振

（1）选择元件组成 RLC

串联电路；

（2）调节电源频率并观察波形，测量数据；

（3）改变电路参数，观察波形及数据变化。

（1）了解谐振现象，加深对串联谐振电路特性的理解，了解电路幅频特性的含义；

（2）熟悉 RLC 串联谐振电路频率特性测试方法；

（3）掌握函数信号发生器、示波器的使用方法；

6

互感电路

（1）连接互感器并测定同名端；

（2）用三表法测试正向串联互感元件参数；

（3）用三表法测试反向串联互感元件参数。

（1）了解互感现象；

（2）熟悉测定耦合线圈同名端的方法及互感系数和耦合系数的方法；

（3）研究空心变压器的次级回路对初级回路的影响。

7 三相电路电压电流测量

（1）三相 Y型连接负载电压和电流测试；

（2）三相△型连接负载电压和电流测试。

（1）了解三相三线制和四线制供电的特点及中线作用；

（2）掌握三相电路中线电压与相电压，线电流与相电流之间关系；

8

三相电路功率测量

（1）“三瓦法”测量三线三相制电路负载的有功功率；

（2）“二瓦法”测量三相三线制电路负载的有功功率；

（3）测量三相三线制电路中负载消耗的无功功率。

（1）了解功率表读数的具体含义，了解对称三相电路无功功率测试方法；

（2）掌握“三瓦法”“二瓦法”测量三相电路功率的方法。

9 一阶电路的

响应

（1）研究 RC 电路零输入响应与零状态响应；

（2）研究 RC 电路的方波响应。

（1）了解用示波器观察和分析动态电路过渡过程的方法；

（2）掌握示波器和函数信号发生器的使用方法，掌握一阶电路时间常数的测定方法。

10 无源二端口网络参数的

测定

（1）计算二端口网络的Z

参数和 A 参数；

（2）计算出 T 型等效电路，并验证电路的等效性。

（1）加深对双口网络等效电路的理解；

（2）掌握无源线性二端口网络参数的测定方法。

18

六、实验报告

实验报告应包括：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验装置连接图、实验步骤、实验

记录、数据处理（实验现象描述、原理论证、结构说明、误差分析等）、实验结果与理论结果的

验证关系和对比，实验后思考等。

七、考核办法和成绩评定

1．出勤考核：

出勤总分数为 40 分（百分制），每缺勤 2 学时扣除 20 分；

2．课堂评分：

课堂总分数为 50 分（百分制），每次实验为 2 学时，每个实验的单次课堂评分总分相同。

单次课堂评分包括：

（1）学生对理论的理解；

（2）对实验设备的熟练程度及出错率/故障排除能力；

（3）学生得到实验数据和结论的时间长短和准确程度。

教师综合上诉几方面给出学生单次课堂评分。课堂总成绩由单次课堂评分累加得到。

3．实验报告评分：

实验报告占 10分，考核学生对实验原理、实验过程、实验结果的总结分析能力和书面表达能

力，成绩由该学生所有实验报告综合评定。

（一）考核方式

电路实验课程主要考核学生的理论结合实际能力、理论验证能力和实践动手能力。主要包括

实验组织能力、实验操作、实验数据、数据分析能力、实验结论能力和实验报告撰写能力。考核

由出勤考核、课堂评分和实验报告三部分组成。

（二）成绩评定

实验总评成绩＝平时考勤成绩×40％＋操作考查×30％＋实验数据及分析×20％＋实验报告

×10％

八、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

1．教材:

《电路原理实验指导书》主编：葛延，内蒙古农业大学自编教材；

2．参考书目：

《电路（第五版）》主编：邱关源，高等教育出版社（第五版）、2011.12，

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《模拟电子技术》课程教学大纲

一、课程属性简介

课程编码： 0510330 课程中文名称： 模拟电子技术

课程英文名称： Analog Electronic Technology

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 48学时/3学分 讲课学时/学分： 48学时/3学分 实验学时/学分： 0学时/0学分 课内实践/学分： 0学时/0学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3 适用专业及类型： 农业电气化与自动化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路原理

主撰人： 郝敏 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《模拟电子技术》是农业电气化与自动化专业在电子领域的基础教育核心课程，它具有自身

的体系，是实践性很强的课程。课程以模拟信号为研究对象，主要分析输入和输出信号之间的放

大关系，内容包括半导体基本知识、半导体元器件的构成与特性、放大电路的构成、分析和计算、

信号产生电路的原理、直流稳压电源的原理等。通过本课程的学习为以后深入学习电子技术某些

领域中的内容以及为电子技术在专业中的应用打好基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解半导体器件基础知识以及模拟电子技术方面的基本理论、分析方法和实践技能，看

懂本专业中简单电子设备的原理图。

——熟悉根据实际要求计算元件参数、选择有关的半导体器件设计相应的电路，并且熟悉安

装简单电子设备的方法。

——掌握电子技术中常用的电子器件的原理、性能以及各种应用电路的组成和工作原理，掌

握对典型应用电路的分析、计算、设计方法，培养学生分析电路和解决问题的能力。

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三、教学内容基本要求

（一）教学内容及学时分配表

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计 一 绪论 2 2 二 半导体二极管及其电路 6 6 三 双极型三极管及放大电路 12 12 四 场效应管放大电路 4 4

五 功率放大电路 4 4 六 模拟集成电路 4 4 七 反馈放大电路 6 6 八 运算电路 4 4 九 信号产生电路 4 4 十 直流稳压电源 4 4

合计 48 48

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：绪论

1．教学内容:

（1）课程简介，模拟电子技术的发展概况。

（2）信号、信号的频谱，模拟信号与数字信号的概念。

（3）放大电路的模型、符号、四种放大电路的模型中各参数间的关系以及性能指标。

2．重点或难点：

（1）重点：电子技术中的两种信号类型和区别。

（2）难点：放大电路模型以及性能指标的含义。

3．教学目标:

（1）了解模拟电子技术的应用以及为何在信号分析中为什么要将信号从时域变换到频域。

（2）熟悉信号的概念、频谱的含义。

（3）掌握信号的概念和频谱；电子技术中的两种信号类型；放大电路的四种模型以及性能指

标的概念。

主要知识单元 2：二极管及其基本电路

1．教学内容:

（1）半导体的基本知识，PN 结的形成及特性。

（2）二极管的基本应用电路及其分析方法。

（3）特殊二极管。

2．重点或难点：

（1）重点：PN 结的单向导电性及二极管模型以及应用电路的分析。

（2）难点：PN 结的形成过程，二极管模型和对应用电路的分析。

3．教学目标:

（1）了解半导体器件中扩散与漂移的概念，PN 结形成的原理。

21

（2）理解半导体的基本知识、特殊二极管的原理和用途。

（3）掌握半导体二极管的单向导电特性和伏安特性；二极管的分析模型、基本电路及分析方

法。

主要知识单元 3：双极结型三极管及放大电路基础

1．教学内容:

（1）双极型三极管 BJT。

（2）放大电路的组成和性能指标。

（3）基本共射极放大电路，放大电路的静态电路和动态电路的分析方法。

（4）稳定静态工作点的放大电路。

（5）共集电极放大电路和共基极放大电路，组合放大电路。

2．重点或难点：

（1）重点：BJT 放大电路的三种组态的工作原理及它们的性能特点。

（2）难点：放大电路的分析及指标的计算。

3．教学目标:

（1）了解 BJT 的基本结构、工作原理和主要参数；了解影响放大电路 Q 点不稳定因素；了

解放大电路三种基本组态的构成方式、特点和用途，了解不同类型的 BJT 构成的复合管的原则和

性能及组合放大电路的耦合方式，了解频率响应。

（2）熟悉温度对 BJT 参数及特性影响、放大电路的静态和动态概念，理解小信号模型和参

数确定，理解稳定静态工作点的重要性。

（3）掌握 BJT 的伏安特性以及基本共射极放大电路的构成及工作原理；图解法确定静态工

作点参数和小信号模型分析法估算动态指标的计算方法，稳定静态工作点的常用方法。

主要知识单元 4：场效应放大电路

1．教学内容:

（1）金属氧化物半导体 MOS 场效应管，结型场效应管，

（2）场效应管放大电路及各种放大电路性能比较。

2．重点或难点：

（1）重点：MOS 场效应管的工作原理及放大电路。

（2）难点：MOS 场效应管的结构及工作原理。

3．教学目标:

（1）掌握场效应管与双极结型三极管工作原理的区别，掌握 MOSFET 和 JFET 的工作原理

和特性曲线的特点，理解 MOSFET 放大电路的静态工作点的确定。

（2）理解场应该管放大电路的工作原理及分析方法，各种放大器件电路的作用和特点。

（3）了解场效应管工作特点及结构和分类，常用的几种 MOSFET 放大电路、各种FET 的特

性及使用注意事项。

主要知识单元 5：功率放大电路

1．教学内容:

（1）功率放大电路的一般问题，甲类放大电路的实例。

（2）乙类双电源互补对称功率放大电路。

（3）甲乙类双电源互补对称功率放大电路。

2．重点或难点：

（1）重点：互补对称功率放大电路。

（2）难点：甲乙类双电源互补对称功率放大电路的偏置电路。

3．教学目标:

22

（1）了解功率放大电路所要讨论的一般问题和分类方法，了解射极输出器为何能够作为放大

器的输出级常用在集成电路中，了解效率、交越失真的基本概念。

（2）熟悉甲类、乙类、甲乙类功率放大电路之间概念的区别；乙类功率放大电路中功率 BJT

最大管耗与最大输出功率的关系以及为什么甲乙类双电源互补对称功率放大电路能够消除交越失

真。

（3）掌握提高功率放大电路效率的主要途径；乙类双电源互补对称和甲乙类双电源互补对称

功率放大电路的工作原理、结构和工作特点和指标计算；功率管的选择。

主要知识单元 6：模拟集成电路

1．教学内容:

（1）模拟集成电路中直流偏置技术。

（2）差分式放大电路。

（3）集成电路运算放大器、实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响。

2．重点或难点：

（1）重点：射极耦合差分式放大电路几种接法的性能和指标计算。

（2）难点：差分式放大电路的工作原理及分析。

3．教学目标:

（1）了解集成电路的基本概念及特点及直流偏置技术，差分式放大电路的结构特点、组成集

成运放的基本单元电路及作用、集成运放应用中的实际问题。

（2）熟悉为什么要采用电流源技术实现直流偏置；差模信号和共模信号的基本概念，理解在

集成电路中为什么要采用直接耦合方式。

（3）掌握集成电路中常用电流源的工作原理；射极耦合差分式放大电路的基本工作原理、主

要技术指标；实际集成运算放大器的主要技术指标。

主要知识单元 7：反馈放大电路

1．教学内容:

（1）反馈的基本概念与分类。

（2）负反馈放大电路的四种组态和增益一般表达式。

（3）负反馈对放大电路性能的影响。

（4）深度负反馈条件下的近似计算。

2．重点或难点：

（1）重点：判断反馈类型和引入反馈的作用。

（2）难点：深度负反馈放大电路的计算。

3．教学目标:

（1）了解反馈的分类、负反馈放大电路的四种组态形式、负反馈放大电路中各种信号量的含

义。

（2）熟悉负反馈放大电路四种组态的特点和对电路性能的影响，理解反馈深度的概念以及在

深度负反馈的条件下反馈放大电路增益的近似计算方法。

（3）掌握放大电路是否存在反馈的判断方法及负反馈放大电路的四种组态的判断方法；负反

馈放大电路增益一般表达式。

主要知识单元 8：运算电路

1．教学内容:

（1）集成运算放大电路的一般电路结构、特点和电压传输特性。

（2）理想集成运放的特性线性应用。

（3）同相输入和反相输入放大电路的分析。

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2．重点或难点：

（1）重点：理想运算放大器的特点，理想运算放大器中“虚短”“虚断”的特点及重要概念。

（2）难点：运算电路的分析方法。

3．教学目标:

（1）了解理想运算放大器特点和电压传输特性。

（2）熟悉集成运放的线性应用中虚短和虚断的重要概念。

（3）掌握集成运放的特点；同相输入和反相输入放大电路的分析。

主要知识单元 9：信号产生电路

1．教学内容:

（1）正弦波电路产生的条件和正弦波信号产生电路。

（2）电压比较器的原理与应用。

2．重点或难点：

（1）重点：正弦波电路产生的条件，单门线电压比较器的应用。

（2）难点：RC 串并联选频网络的选频特性及各种比较器的门限电压计算方法。

3．教学目标:

（1）了解各种比较器的门限电压计算方法。

（2）熟悉正弦波振荡条件和电路构成。

（3）掌握信号产生电路（包括 RC 正弦波振荡电路、非正弦信号产生电路）的构成。

主要知识单元 10：直流稳压电源

1、教学内容:

（1）小功率整流滤波电路。

（2）串联反馈式稳压电路。

2．重点或难点：

（1）重点：直流稳压电源各环节工作原理。

（2）难点：串联反馈稳压电路的组成及工作原理。

3．教学目标:

（1）了解直流稳压电源在电子技术中的应用、稳压电源的各项技术指标。

（2）熟悉直流电压与电源变压器副边交流电压之间的关系概念，理解串联反馈式稳压电源的

工作原理。

（3）掌握单相桥式整流滤波电路的工作原理和三端集成稳压器的应用。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问 测验

权重（％） 30 40 10 20

24

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 分析题 计算题 权重（％） 20 20 30 30

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材:

（1）康华光·电子技术基础（模拟部分）·北京：高等教育出版社，2006.1（第五版）

（2）童诗白,华成英·模拟电子技术基础·北京：高等教育出版社，2001

（3）刘波粒,刘彩霞·模拟电子技术基础·北京：高等教育出版社，2013

2．参考书:

（1）蔡惟铮·模拟与数字电子技术基础·北京：高等教育出版社，2014.1

（2）高吉祥·模拟电子技术·北京：电子工业出版社，2011.7（第三版）

（3）杨欣,胡文锦,张延强·实例解读模拟电子技术完全学习与应用·北京：电子工业出版社，

2013.1

（二）相关网络资源

（1）中国大学 MOOC(网址：http://www.icourse163.org)

（2）爱课程(网址 http://www.icourses.cn/home/)

25

《数字电子技术》课程教学大纲

一、课程属性简介

课程编码： 0510430 课程中文名称： 数字电子技术

课程英文名称： Digital Electronic Technology

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 48学时/3学分 讲课学时/学分： 48学时/3学分 实验学时/学分： 0学时/ 0 学分 课内实践/学分： 0学时/ 0学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 4 适用专业及类型： 农业电气化与自动化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路原理、模拟电子技术

主撰人： 郝敏 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《数字电子技术》是农业电气化与自动化专业在电子领域的基础教育核心课程，它具有自身

的体系，是实践性很强的课程。数字电子技术以数字信号为主要研究对象，以逻辑代数为基础，

主要分析输入信号与输出信号之间的逻辑关系，内容包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑

电路和时序逻辑电路的分析与设计、常用中规模集成器件的原理与应用以及 A/D 和 D/A转换等。

通过本课程的学习为以后深入学习电子技术某些领域中的内容以及为电子技术在专业中的应用打

好基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解逻辑门电路基础知识以及数字电子技术方面的基本理论、分析方法和实践技能，识

读简单电子设备的原理图。

——熟悉根据实际需求计算参数、选择有关的逻辑门器件设计电路和安装简单电子设备的方

法。

——掌握电子技术中常用的电子器件的原理、性能以及逻辑门的使用，掌握对典型逻辑电路

的分析和设计方法，培养学生分析电路和解决问题的能力。

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三、教学内容基本要求

（一）教学内容及学时分配表

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计 一 第一章 数字逻辑概论 2 2 二 逻辑代数 8 8 三 逻辑门电路 4 4 四 组合逻辑电路 10 10 五 锁存器与触发器 4 4 六 时序逻辑电路 10 10 七 存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列 4 4 八 脉冲波形产生和整形 2 2 九 数模和模数转换 4 4

合 计 48 48

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：数字逻辑概论

1．教学内容:

（1）了解数字集成电路的发展历程，数字电路与数字信号。

（2）几种常用的数制；不同数制间的转换。

（3）二进制算术运算。

（4）几种常用的编码。

2．重点或难点：

（1）重点：数字电路中一些常用的数制和编码，不同数制之间的转换方法。

（2）难点：具体不同数制（二进制、十进制、八进制、十六进制）之间的相互转换。

3．教学目标:

（1）了解二进制算术运算的特点，了解反码、补码和补码运算；了解常用的编码方式。

（2）熟悉常用的十进制、二进制、八进制、十六进制表示数值的方法。

（3）掌握二进制、十进制、八进制、十六进制之间的相互转换方法。

主要知识单元 2：逻辑代数

1．教学内容:

（1）逻辑代数中的三种基本运算。

（2）逻辑代数中的基本公式和常用公式。

（3）逻辑代数中的基本规则。

（4）逻辑函数及其表示方法。

（5）逻辑函数的化简，包括代数法化简和卡诺图法化简。

2．重点或难点：

（1）重点：逻辑运算中的三种基本运算，逻辑函数表示方法及它们之间相互转换。基本恒等

式及规则。

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（2）难点：用公式法和卡诺图法化简逻辑函数、化简中无关项的处理。

3．教学目标:

（1） 了解代入定理规则以及利用代入规则扩展基本定律。

（2） 熟悉逻辑函数的卡诺图表示方法，理解无关项在化简逻辑函数中的应用。

（3） 掌握基本逻辑运算及复合逻辑运算（与非、或非、异或、同或等）的含义、符号、运

算规则，反演定理规则；逻辑函数的五种表示方法：真值表、逻辑表达式、逻辑图、波形图、卡

诺图以及它们之间的相互转换；公式法化简逻辑函数，常用的化简方法，如并项法、吸收法、消

去法、配项法；卡诺图化简法的规则以及用卡诺图法化简逻辑函数。

主要知识单元 3：逻辑门电路

1．教学内容:

（1）数字集成电路的简介，逻辑电路的一般特性。

（2）半导体二极管门电路。

（3）CMOS 门电路。

（4）TTL 门电路。

2．重点或难点：

（1）重点：CMOS 和 TTL 门电路的工作原理、逻辑功能及外部特性。

（2）难点：特殊门电路的用途及逻辑门的接口电路。

3．教学目标:

（1）了解 CMOS 门电路中的或非门、与非门、或门、与门、与或非门、异或门、OD 门、

三态门电路的构成和工作原理，了解各种系列的TTL 数字集成电路。

（2）熟悉逻辑器件的参数指标：输入和输出的高低电平、传输延迟时间、噪声容限、扇入数

和扇出数、延迟功耗积等。

（3）掌握 MOS 管的结构和工作原理、输入和输出特性；MOS 管的基本开关电路和开关特

性，特殊门电路（如 OD、TSL、三态门）的用途。

主要知识单元 4：组合逻辑电路

1．教学内容:

（1） 组合逻辑电路的分析方法和设计方法。

（2） 若干常用的组合逻辑电路和集成器件。

（3） 组合逻辑电路中的竞争—冒险。

2．重点或难点：

（1）重点：组合逻辑电路的分析与设计，集成器件的引脚功能和使用方法，用译码器和数据

选择器实现逻辑函数。

（2）难点：集成电路的级联。

3．教学目标:

（1）了解组合逻辑部件的电路结构和工作原理。

（2）熟悉组合逻辑电路的概念；中规模集成电路实现组合逻辑函数的方法。

（3）掌握组合逻辑电路的分析与设计方法，掌握编码器、译码器、数据选择器、半加器，全

加器等典型逻辑器件使用方法；组合逻辑设计与组合逻辑电路中的竞争冒险问题和检查竞争冒险

的方法。

主要知识单元 5：锁存器与触发器

1．教学内容:

（1） 基本 RS 触发器，电平触发的锁存器。

（2） 脉冲触发的触发器。

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（3） 触发器的逻辑功能及其描述方法。

2．重点或难点：

（1）重点：触发器的功能及转换；绘制 RS、JK、T、D 触发器在不同输入信号条件下对应

Q 端的波形图。

（2）难点：锁存器和触发器的区别。

3．教学目标:

（1）了解电平触发器电路结构和工作原理，锁存器和触发器的不同。

（2）熟悉双稳态存储电路的概念，理解边沿触发器电路结构和工作原理。

（3）掌握各种触发器的电路组成、逻辑功能、触发方式、特性方程或状态转换图的描述；

RS、JK、T、D 触发器在不同输入信号条件下对应 Q 端的波形图；触发器的功能分类及转换。

主要知识单元 6：时序逻辑电路

1．教学内容:

（1）时序逻辑电路的基本概念。

（2）同步时序逻辑电路的分析与设计方法。

（3）异步时序逻辑电路的分析与设计方法。

（4）寄存器和移位寄存器，计数器。

2．重点或难点：

（1）重点：同步和异步时序逻辑电路的分析。

（2）难点：同步时序逻辑电路的设计方法。

3．教学目标:

（1）了解时序逻辑电路的模型和分类；同步时序逻辑电路的设计步骤并设计一些简单的电路。

（2）熟悉寄存器和移位寄存器的工作原理，由移位寄存器构成一些循环控制电路等的应用，

理解计数器的工作原理和芯片 74LVC161、74160。

（3）掌握时序逻辑电路的几种表达方式，如状态方程、状态转换表、状态转换图、时序图以

及相互转换；同步和异步时序逻辑电路分析；计数器的应用和构成任意进制计数器的方法。

主要知识单元 7：存储器、复杂可编程器件和现场可编程门阵列

1．教学内容:

（1）只读存储器。

（2）随机存取存取器。

（3）复杂可编程逻辑器件和现场可编程门阵列。

2．重点或难点：

（1）重点：存储器的存储容量以及数据线、地址线之间的关系；ROM 的基本结构。

（2）难点：ROM的读操作与定时图。

3．教学目标:

（1）了解 AT27C010 的读操作定时图，对 ROM 的应用进行举例；CPLD 和FPGA的结构，

实现编程的基本原理。

（2）熟悉静态随机存取存取器、同步静态随机存取存取器和动态随机存取存取器的工作原理，

进行存取容量的扩展。

（3）掌握简单的可编程逻辑器件(PLD)的工作原理；ROM 的定义与基本结构；二维译码。

主要知识单元 8：脉冲波形产生和整形

1．教学内容:

（1）555 定时器的原理。

（2）555 定时器构成施密特触发器，单稳态触发器，多谐振荡器及各电路的应用。

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2．重点或难点：

（1）重点：555 定时器和用它构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的方法及其应

用。

（2）难点：施密特触发器的应用分析。

3．教学目标:

（1）了解 555 定时器的电路结构与功能。

（2）熟悉多谐振荡器、施密特触发器以及单稳态触发器的应用。

（3）掌握 555定时器构成多谐振荡器、施密特触发器以及单稳态触发器的原理及接线方式；

掌握应电路的参数计算和器件选择。

主要知识单元 9：数-模和模-数转换

1．教学内容:

（1）数-模（D/A）转换器，包括权电阻网络D/A转换器、倒 T 形电阻网络 D/A转换器。

（2）模-数（A/D）转换器，包括并联比较型 A/D 转换器、反馈比较型 A/D 转换器和双积分

型 A/D 转换器。

2．重点或难点：

（1）重点：A/D 和 D/A转换器的电路原理。

（2）难点：模-数、数-模电路指标的含义。

3．教学目标:

（1）掌握 A/D 转换器四个环节的作用，掌握转换精度与转换速度指标的意义；掌握并联比

较型 A/D 转换器的工作原理。

（2）理解权电阻网络 D/A转换器的工作原理，理解倒T 型网络D/A转换器的工作原理；理

解量化方式和量化误差。

（3）了解权电流型 D/A转换器的工作原理，反馈比较型 A/D 转换器，取样-保持电路的工作

原理。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问 测验

权 重（％） 30 40 10 20

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 分析题 计算题 权重（％） 20 20 30 30

30

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材

（1）杨聪坤·数字电子技术基础·北京：高等教育出版社，2014.5

（2）康华光·电子技术基础-数字部分·北京：高等教育出版社，2008（第五版）

2．参考书

（1）(美)佛洛依德·数字电子技术（第十版）·北京：电子工业出版社，2014.1

（2）宋雪臣，单振清·数字电子技术与应用·北京：北京大学出版社，2011.9

（3）阎石·数字电路技术基础·北京：高等教育出版社，2006（第五版）

（二）相关网络资源

（1）中国大学 MOOC(网址：http://www.icourse163.org)

（2）爱课程(网址 http://www.icourses.cn/home/)

31

《电子技术综合实验》课程教学大纲

一、课程基本属性

实验课程编码： 0510520

实验课程中文名称： 电子技术综合实验

实验课程英文名称： Experiments in Electric Machinery Theory

实验课程类别： 基础教育 实验课程性质： 核心课程

总学时/学分： 32学时/2学分 实验学时/学分： 32学时/2学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3

适用专业及类型： 农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路原理、高等数学、大学物理

主撰人： 刘晓民 主审人： 郝敏 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《电子技术综合实验》是电气工程及其自动化专业、农业电气化专业的主要技术基础课程。

本课程实验包含模拟电子技术和数字电子技术的基本实验和创新实验。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，为进一

步学习专业课作好准备，并为今后从事专业方面的工作打下坚实基础。

（二）教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解该课程使用的各种典型电子器件的基本原理；

——熟悉常用电子仪器、仪表及实验设备的使用；

——掌握基本的电子电路测量方法和调试的基本技能、实验方法、操作技能、数据处理及结

果分析。

三、实验项目与学时分配

表 1 实验项目与学时分配表

32

序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求 1 常用电子仪器使用及元件测试 2 专业类 验证性 2 必开 2 晶体管共射极单管放大器 2 专业类 验证性 2 必开 3 射极跟随器 2 专业类 验证性 2 必开 4 负反馈放大电路 2 专业类 验证性 2 必开 5 直流稳压电源 2 专业类 验证性 2 必开 6 集成运算放大器的应用 4 专业类 综合性 2 必开

7 TTL 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

2 专业类 验证性 2 必开

8 组合逻辑电路 2 专业类 验证性 2 必开 9 译码器和数据选择器 2 专业类 验证性 2 必开 10 触发器及其应用 4 专业类 综合性 2 必开 11 时序逻辑电路-计数器 4 专业类 综合性 2 必开 12 译码器及其应用 4 专业类 综合性 2 必开

合 计 32

四、实验条件

（1）电气类实验室内的电气设备的安装和使用必须符合安全用电管理规定，大功率实验设备

用电必须使用专线，严禁与照明线共用。

（2）对实验室内可能产生静电的部位、装置要有明确标记和警示，对其可能造成的危害要有

妥善的预防措施。

（3）凡设备本身要求安全接地的，必须接地；定期检查线路，测量接地电阻。

（4）电子实验室要求提供总功率不小于 10kW 的电源输入，并留有发展余量。实验室要求铺

设绝缘地板，每个实验台都应具有漏电保护功能（动作时间 0.1s,漏电保护电流小于 30mA），应为

每个实验台提供不小于 6 平方米的布置空间。实验室要求具有电气防火和灭火设备。

（5）主要实验设备 DDSZ-1 型电电子技术综合实验装置 18 套，其中包含信号源、电压表、

电流表、5V—24V可调直流电源、万用表、示波器等器材。

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 设备名称 每组应配台件数

备注

1 常用电子仪器使用及元件测试 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 2 晶体管共射极单管放大器 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 3 射极跟随器 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 4 负反馈放大电路 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 5 直流稳压电源 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 6 集成运算放大器的应用 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1

7 TTL 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1

8 组合逻辑电路 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 9 译码器和数据选择器 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 10 触发器及其应用 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 11 时序逻辑电路-计数器 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1 12 译码器及其应用 DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1

DDSZ-1型电电子技术综合实验装置 1

33

五、实验内容及要求

表 3 实验内容及要求

序号 实验项目 实验内容 基本要求

1

常用电子仪器使用及元件测试

（1）学习电子实验中常用仪器的使用方法。 （2）电子元件测试识别方法。

（1）了解电子实验的基本要求与安全操作注意事项。 （2）熟悉电子实验中常用仪器的使用方法。 （3）掌握电子元件的测试识别方法。

2 晶体管共射极单管放大器

（1）放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。 （2）放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

（1）了解静态工作点对放大器性能的影响。 （2）熟悉放大器静态工作点的调试方法。 （3）掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

3 射极跟随器

（1）射极跟随器的特性及测试方法。 （2）放大器各项参数测试。

（1）熟悉射极跟随器的特性及测试方法。 （2）掌握放大器各项参数测试。

4 负反馈放大电路

（1）放大电路中引入负反馈的方法。 （2）测试负反馈对放大器各项性能指标的影响。

（1）熟悉负反馈对放大器各项性能指标的影响。 （2）掌握放大电路中引入负反馈的方法。

5 直流稳压电源

（1）单相桥式整流、电容滤波电路。 （2）串联型晶体管稳压电路主要技术指标的测试方法。

（1）了解整流滤波电路的基本构成。 （2）熟悉单相桥式整流、电容滤波电路的结构。 （3）掌握串联型晶体管稳压电路主要技术指标的测试方法。

6 集成运算放大器的应用

（1）集成运算放大器构成正弦波、方波和三角波发生器。 （2）波形发生器的调试和主要性能指标的测试方法。

（1）熟悉波形发生器的调试和主要性能指标的测试方法。 （2）掌握波形发生器的调试和主要性能指标的测试方法。

7

TTL 集成逻辑门的逻辑功能与参数测试

（1）TTL 集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法； （2）TTL器件的使用规则； （3）数字电路实验装置结构。

（1）了解 TTL器件的使用规则。 （2）熟悉数字电路实验装置的结构，基本功能和使用方法。 （3）掌握 TTL集成与非门的逻辑功能和主要参数的测试方法。

8 组合逻辑电路

（1）异或门、半加器、全加器逻辑功能测试

（1）熟悉异或门、半加器、全加器的逻辑功能。 （2）掌握组合逻辑电路的分析方法。

9 译码器和数据选择器

（1）3-8线译码器。 （2）用译码器做数据分配器。

（1）熟悉 3-8线译码器的逻辑功能。 （2）掌握用译码器做数据分配器。

10 触发器及其应用

（1）常用触发器的逻辑功能。 （2）触发器逻辑功能测试。 （3）触发器相互转换。

（1）掌握基本 RS、JK、D和 T触发器的逻辑功能。 （2）熟悉触发器之间相互转换的方法。 （3）掌握集成触发器的逻辑功能及使用方法。

11 时序逻辑电路 - 计

（1）计数器的电路组成。 （2）计数器逻辑功能的测

（1）熟悉计数器的电路组成和工作原理。 （2）掌握计数器逻辑功能的测试方法。

34

六、实验报告

实验结束后需要认真撰写实验报告，实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，

经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告包括以下内容：

（1）实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、同组实验人员名单等。

（2）实验目的。

（3）列出实验中所用组件的名称及编号等。

（4）列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号

等。

（5）数据的整理和计算

（6）每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

七、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

实验主要考核学生的理论结合实际能力、理论验证能力和实践动手能力。主要包括实验组织

能力、实验操作、实验数据、数据分析能力、实验结论能力和实验报告撰写能力。考核由出勤考

核、课堂评分和实验报告三部分组成。

（二）成绩评定

实验总评成绩＝平时考勤成绩×（40）％＋操作考查×（30）％＋实验数据及分析（20）％+

实验报告×（10）％

八、推荐教材、参考书及网络资源

（一）推荐教材

闫宏，刘晓民.电气专业电子技术实验指导书.内蒙古农业大学自编教材，2016.4

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

数器 试。

12 译码器及其应用

（1）集成译码器的逻辑功能。 （2）数码管的使用。

（1）掌握中规模集成译码器的逻辑功能。 （2）掌握数码管的使用。

35

《电子技术》课程设计教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0510610 课程中文名称： 电子技术课程设计

课程英文名称： The Design of Electronic Technology

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 32 学时/1 学分 实践学时/学分： 32 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 4

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、电子技术、电子技术综合实验

主撰人： 郝敏 主审人： 李奋荣 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

《电子技术综合设计》是电子技术课程重要的实践性教学环节，是对学生学习电子技术的综

合性训练。本课程的重点是设计制作一些功能电路或小型电子系统，通过本课程设计加深和巩固

电子技术课程的基本知识、典型电路的应用，学生通过阅读资料、选择方案、设计电路、编程、

安装、调试和测试，掌握根据实际需求设计电路并计算元件参数、选择有关的半导体器件设计电

路和安装简单电子设备的方法，以此培养学生的电子电路设计与综合应用能力，提高设计水平和

实验技能，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力和创新研究能力。

（二）教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解半导体器件知识以及电子技术方面的电路理论、测试方法和实践技能；

——熟悉常用电子电路的设计方法，根据设计要求计算参数、选择有关器件设计电路和安装

简单电子电路的方法；

——掌握元器件和电子电路的识别、测试方法，培养学生制作、测试电路和分析故障等实践

能力。

36

三、课程设计内容与要求

（一）教学内容

题目一：N进制计数器

1．完成 N 进制计数器(N=学号尾号末两位)的设计。

2．设计电路包括秒脉冲产生电路、计数器电路、显示电路。用 555 定时器构成多谐振荡器

产生周期 1s 的秒脉冲信号，用计数器构成 N 进制计数器，并采用显示器件译码显示出来。

3．该秒表具有清零、开始计数功能。

4．选择合适的电子器件进行实物制作。通过实践提高数字电路合理布线、连接、调试能力，

以及用万用表、示波器等工具或仪器来查找故障及排除故障。

题目二：数字式秒表

1．设计要求：设计一个数字式秒表，完成的功能为：

（1）以 0.1 秒为最小单位进行显示。

（2）秒表可显示 0.1～20 秒的量程（时间可由指导老师设置）。

（3）该秒表具有清零、开始计时、停止计时功能。

2．设计原理：用 555 定时器构成多谐振荡器产生周期 0.1s 的信号，用计数器构成 200 进制

计数器（或根据指导老师的设置时间构成 n 进制计数器）。

3．选择合适的电子器件进行实物制作。通过实践提高数字电路合理布线、连接、调试能力，

以及用万用表、示波器等工具或仪器来查找错误。

题目三：直流稳压电源的设计

1．设计要求：设计一个直流稳压电源，可将 24V/50HZ 交流电转换为直流稳压输出，输出电

压可选为+12V，+9V，+5V。

2．设计原理与知识点：由二极管构成整流电路，用电容构成滤波电路，用稳压二极管或三

端稳压器件实现稳压。

3．选择合适的电子器件进行实物制作。通过实践提高数字电路合理布线、连接、调试能力，

以及用万用表、示波器等工具或仪器来查找错误。

题目四：循环彩灯控制电路

1．设计要求：设计一个八路彩灯控制器，彩灯用发光二极管模拟。演示以下花型之 N 个，

花型顺序可由指导老师自定。

花型（一）：四个灯为一组，两组从两边向中间亮起，在从两边向中间灭掉。

花型（二）：四个灯为一组，两组均从中间向两边亮起，在从中间向两边灭掉。

花型（三）：四个灯为一组，两组均从右向左亮起，在从右向左灭掉。

花型（四）：四个灯为一组，两组均从左向右亮起，在从左向右灭掉。

花型（五）：八个彩灯从左向右依次亮起，全亮之后从左向右依次灭掉。

花型（六）：八个彩灯从右向左依次亮起，全亮之后从右向左依次灭掉。

2．设计原理与知识点：用 555 定时器构成多谐振荡器产生周期 T 的信号，用计数器、数据

选择器和译码器以及移位寄存器设计花型的变换电路。

3．选择合适的电子器件进行实物制作。通过实践提高数字电路合理布线、连接、调试能力，

以及用万用表、示波器等工具或仪器来查找错误。

（二）基本要求

学生独立完成课程设计成果，包括设计说明书、设计图纸和电子硬件电路制作。

1．设计说明书应包括：封面、设计任务和要求、设计方案或方案选择（可包含设计总体思路，

37

基本原理和框图或模块框图）、真值表及或波形图、模块单元电路设计及功能说明、器件引脚图及

功能表、总布线图、器件清单、设计体会及心得及参考文献。设计思路正确，参数计算包括主要

计算过程，写明公式及出处、参数的取用，逻辑层次分明，内容完整，说明书规范。

2．总布线图要求器件空间布局合理，接线正确，参数标注清楚，图纸附有必要的说明、图框

和标题栏等。

3．硬件电路制作包括元器件选择合理、电路连接的正确、接线美观，符合电气布线要求。

四、课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 设计动员，布置设计任务； 集中辅导

2 第 2 天 查阅相关资料，设计流程图并选择电路模

块，设计计算准备；

集中辅导与个别辅导结合

3 第 3-4 天 电路原理图设计和元器件参数计算 个别辅导

4 第 5 天 列器件清单，领取电子元器件并测试器件 集中辅导

5 第 6-8 天 电路制作和测试 集中辅导与个别辅导结合

6 第 9 天 上交课程设计（论文）成果 现场初步查验成果完成质量，

不合格退回修改 7 第 10 天 综合考核、答辩 教师综合考核、答辩给分

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

综合考查打分。

（二）成绩评定

综合设计成绩由设计说明书（30%）、器件制作（40%）、答辩（30%）三部分综合评分。

1．设计报告成绩评定包括说明书的格式、排版规范性、设计和图的原创性。

2．硬件电路制作和安装成绩评定。硬件电路连接的正确性、器件布置和连线的美观性，器件

检测和电路故障排除的方法以及电子设备使用正确性。

3．答辩成绩评定。答辩老师针对设计的内容、连线、器件原理等问题，进行答辩后综合评定。

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．参考书：

（1）盛法生·电子技术课程设计（EDA 技术与应用）·浙江大学出版社·2011.6

38

（2）陈光明·电子技术课程设计与综合实训·北京航空航天大学出版社·2007.5

（3）王晓鹏·面包板电子制作 68 例·化学工业出版社·2012.6

（4）赵淑范·《电子技术实验与课程设计》·清华大学出版社·2006.

（二）相关网络资源

（1）中国大学 MOOC(网址：http://www.icourse163.org)

（2）爱课程(网址 http://www.icourses.cn/home/)

39

《电机学》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0510745 课程中文名称： 电机学

课程英文名称： Electric Machinery

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 72 学时/4.5 学分

讲课学时/学分： 72 学时/4.5 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 4

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、高等数学、大学物理

主撰人： 吴利斌 主审人： 宗哲英 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

电机学是电气工程及其自动化和农业电气化专业的必修课。本课程是电气工程及其自动化专

业和农业电气化专业及后续专业课程的理论基础，在专业人才培养方案中具有非常重要的地位。

本课程主要讲授直流电机、变压器、异步电机和同步电机的基本结构、工作原理、电磁关系、运

行特性和分析方法。通过该课程的学习，使学生掌握电机的基本理论和基本分析方法，并为今后

工作中解决工程实际问题做好准备。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电机的基本结构，掌握其工作原理及运行特性，对各类电机有较系统地完整认识。

——熟悉电机中磁场的性质及其与时间和空间的关系，深入理解电机参数的物理意义。

——掌握分析电机的基本方法，能正确运用方程式、等效电路、相量图等方法对电机问题进

行定性分析和定量计算。

40

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 习题 讨论 小计

一 绪论 6 6

二 直流电机 12 2 14

三 变压器 12 2 14

四 交流绕组基本理论 8 2 10

五 异步电机 14 2 16

六 同步电机 10 2 12

合计 62 10 72

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：绪论

1．教学内容:

（1）电机学的任务，发展历史；

（2）电机中使用的材料；

（3）铁磁材料特性；

（4）基本电磁定律。

2．重点或难点：

（1）重点：磁化曲线、基本电磁定律、磁路欧姆定律的概念及应用；

（2）难点：铁磁材料的磁滞损耗和涡流损耗。

3．教学目标:

（1）了解电机学的任务；电机的分类；电机学的发展历史。

（2）熟悉铁磁材料的磁导率、磁化曲线和铁磁损耗；

（3）掌握全电流定律、电磁感应定律和电磁力定律的主要内容和公式表达形式；掌握磁路欧

姆定律、磁路基尔霍夫第一和第二定律的主要内容，并能灵活应用。

主要知识单元 2：直流电机

1．教学内容:

（1）直流电机的工作原理；

（2）直流电机电枢绕组和直流电机磁场；

（3）直流电机基本特性；

（4）直流电动机起动、调速和制动。

2．重点或难点：

（1）重点：是直流电机电枢绕组、电枢反应、电磁转矩、感应电动势和直流电动机起动、调

速和制动的基本内容及应用；

（2）难点：电枢绕组和电枢反应。

3．教学目标:

（1）了解单叠绕组构成规律和特点；直流电机的空载磁场分布，主磁通，漏磁通；

（2）熟悉直流电机工作原理；

41

（3）掌握直流电机的额定值；直流电枢绕组的特点；直流电机的电枢反应，交轴电枢反应，

直轴电枢反应；感应电动势和电磁转矩；直流电机的励磁方式；并励直流电动机的基本方程和工作

特性；直流电动机起动、调速和制动。

主要知识单元 3：变压器

1．教学内容:

（1）变压器的基本结构与工作原理；

（2）变压器空载运行与负载运行；

（3）变压器参数测定和运行特性；

（4）三相变压器连接组和并联运行；

（5）自耦变压器、电压互感器和电流互感器。

2．重点或难点：

（1）重点：变压器的绕组折算；变压器变电压、变电流和变阻抗的关系；三相变压器的连接

组别；

（2）难点：三相变压器空载电动势的波形和不对称运行。

3．教学目标:

（1）了解变压器的工作原理和对称分量法。

（2）熟悉空载和负载运行下的电磁物理过程；电压变化率的含义；三相变压器的磁路系统；

（3）掌握变压器额定值之间的关系；变压器的电压平衡、磁动势平衡和阻抗变换关系；变压

器的绕组折算和等效电路；掌握空载试验和短路试验的目的、方法和步骤；变压器并联运行的条件

及各相序等效电路和三相变压器并联运行时的计算问题。

主要知识单元 4：交流绕组基本理论

1．教学内容:

（1）交流绕组的基本要求和分类；

（2）三相单层绕组和双层绕组；

（3）交流绕组的感应电动势；

（4）单相绕组的磁动势和三相绕组的合成磁动势。

2．重点或难点：

（1）重点：三相单层绕组和双层绕组构成；单相绕组电动势；单相绕组磁动势及三相合成磁

动势；

（2）难点：非正弦分布磁场下高次谐波电动势及其消弱方法；圆形、椭圆形和脉振磁场间的

关系。

3．教学目标:

（1）了解圆形和椭圆形旋转磁动势特点；三相绕组合成磁动势高次谐波特点；

（2）熟悉槽距电角，槽电动势星形图；单层绕组展开图的绘制及特点；

（3）掌握交流绕组中感应电动势和短距系数、分布系数的含义；单相交流绕组的磁动势及三

相合成绕组磁动势的形成及特点。

主要知识单元 5：异步电机

1．教学内容:

（1）异步电动机的基本结构和工作原理；

（2）异步电机的电磁关系；

（3）异步电机的等效电路；

（4）异步电机的参数测定；

（5）功率和转矩平衡关系；

42

（6）电磁转矩表达式及机械特性；

（7）异步电机工作特性及其测试方法；

（8）异步电机起动、调速和制动方法；

（9）单相异步电机。

2．重点或难点：

（1）重点：异步电机基本原理、电磁转矩、机械特性、等效电路、工作特性；

（2）难点：异步电机的绕组折算和频率折算；异步电动机的调速和制动。

3．教学目标:

（1）了解异步电机的工作原理；

（2）熟悉异步电机的三种运行状态及其判别方法；转子旋转和静止时转子各参数的关系；异

步电机参数测定及损耗分离的原理；等效电路中各参数的含义；异步电机的工作特性；

（3）掌握异步电动机的工作原理及转差率的定义；异步电机的电磁关系和等效电路；功率和

转矩平衡方程；电磁转矩的三种表达形式和T-S 曲线；异步电动机的降压起动方法及原理。

主要知识单元 6：同步电机

1．教学内容:

（1）同步电机的基本结构和工作原理；

（2）同步电机的运行特性；

（3）同步发电机的并联运行；

（4）同步电动机、调相机和同步发电机的不对称运行。

2．重点或难点：

（1）重点：同步电机的电枢反应；同步电机的并联运行；磁路饱和与不饱和运行时的电压平

衡方程和相量图；

（2）难点：同步电机的功角特性、V型曲线和同步电机运行状态间的转换关系。

3．教学目标:

（1）了解隐极和凸极同步电机的结构特点和应用场合；

（2）熟悉同步电机的空载特性、短路特性、零功率因数负载特性、外特性和调整特性；同步

电机的可逆性原理和不对称运行；

（3）掌握同步电机的结构和工作原理；在磁路不饱和时隐极和凸极同步电机的电磁关系及电

压、功率平衡方程；同步电机有功功率调节和 V型曲线。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程结业考试×70％

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 笔记 提问

权重（％） 20 20 30 30

表 3 试题类型及权重

43

试题类型 填空题 选择题 简答题 计算题

权重（％） 20 20 30 30

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）辜承林，陈乔夫，熊永前·电机学·武汉：华中科技大学出版社，2014.10（第四版）

（2）汤蕴璆，罗应立，梁艳萍·电机学·北京：机械工业出报社，2008.10

（3）胡虔生，胡敏强·电机学·北京：中国电力出报社，2009.07（第二版）

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

（3）精品课程资源网 http://www.jingpinke.net/

44

《电机学实验》课程教学大纲

一、课程基本属性

实验课程编码： 0510810 实验课程中文名称： 电机学实验

实验课程英文名称： Experiments in Electric Machinery Theory

实验课程类别： 基础教育 实验课程性质： 核心课程

总学时/学分： 16 学时/1 学分 实验学时/学分： 16 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 4

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路原理、高等数学、大学物理

主撰人： 刘宇 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《电机学实验》是电气工程及其自动化专业、农业电气化、新能源科学与工程的主要技术基

础课程。本课程实验包含直流电机、变压器、异步电机、同步电机的基本实验和创新实验。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，为进一步学习专业课作好准备，并为今后从事专业方面的工作打下坚实基础。

（二）教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解该课程的各种典型电机的基本结构；

——熟悉该课程的该课程所涉及的仪器、仪表及实验设备的使用；

——掌握该课程的掌握各种常用电机的工作原理、运行特性、实验方法、操作技能、数据处

理及结果分析。

三、实验项目与学时分配

表 1 实验项目与学时分配表

序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求

45

序号 实验项目名称 学时分配 实验类别 实验类型 每组人数 要求

1 认识实验 2 专业类 综合性 2 必开

2 并励直流发电机 2 专业类 验证性 2 必开

3 直流并励电动机 2 专业类 验证性 2 必开

4 单相变压器 2 专业类 验证性 2 必开

5 三相鼠笼异步电动机的工作特性 2 专业类 验证性 2 必开

6 三相异步电动机的起动与调速 2 专业类 综合性 2 必开 7 三相同步发电机的运行特性（一） 2 专业类 验证性 2 必开

8 三相同步发电机的运行特性（二） 2 专业类 验证性 2 必开

合计 16

四、实验条件

1．电气类实验室内的电气设备的安装和使用必须符合安全用电管理规定，大功率实验设备用

电必须使用专线，严禁与照明线共用。

2．对实验室内可能产生静电的部位、装置要有明确标记和警示，对其可能造成的危害要有妥

善的预防措施。

3．凡设备本身要求安全接地的，必须接地；定期检查线路，测量接地电阻。

4．电机实验室要求提供总功率不小于 10kW的电源输入，并留有发展余量。实验室要求铺设

绝缘地板，每个实验台都应具有漏电保护功能（动作时间 0.1s,漏电保护电流小于 30mA），应为

每个实验台提供不小于 6 平方米的布置空间。实验室要求具有电气防火和灭火设备。

5．主要实验设备 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 15 台，其中包含转速表、摇表、可调

电阻、可调电感、三相变压器、单相变压器、直流电机、三相异步电动机、绕线式电动机、同步

电机、实验导线、接线柱等器材。

表 2 实验主要设备和台件数

序

号

实验项目 设备名称 每 组 应

配 台 件

数

备

注

1 认识实验 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

2 并励直流发电机 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

3 直流并励电动机 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

4 单相变压器 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

5 三相鼠笼异步电动机的工作特性 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

6 三相异步电动机的起动与调速 DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

7 三相同步发电机的运行特性（一） DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

8 三相同步发电机的运行特性（二） DDSZ-1 型电机及电气技术实验装置 1

五、实验内容及要求

表 3 实验内容及要求

序号 实验项目 实验内容 基本要求

1 认识实验 （1）熟悉实验台、各种仪表及直流电动机的使用方法。

（1）了解电机实验的基本要求与安全操作注意事项。

46

序号 实验项目 实验内容 基本要求

（2）直流他励电动机的起动、调速及改变转向。

（2）熟悉直流电机实验中所用的电机、仪表、变阻器等组件及使用方法。

（3）掌握他励电动机的接线、起动、改变电机转向与调速的方法。

2 并励直流发电机

（1）观察自励过程

（2）测外特性

（1）了解并励发电机的自励过程和自励条件。

（2）熟悉直流发电机的使用方法

（3）掌握用实验方法测定并励直流发电机的外特性。

3 直流并励电动机

（1）工作特性和机械特性

（2）调速特性

（3）观察能耗制动过程

（1）熟悉直流并励电动机的调速方法。

（2）掌握用实验方法测取直流并励电动机的工作特性和机械特性

4 单相变压

器

（1）空载实验

（2）短路实验

（3）纯电阻负载

（1）熟悉空载和短路实验测定变压器的参数。

（2）掌握负载实验测取变压器的运行特性。

5

三相鼠笼异步电动机的工作特性

（1）测定电机的转差率。

（2）判定定子绕组的首末端。

（3）空载实验

（4）短路实验

（5）负载实验

（1）了解用日光灯法测转差率的方法。

（2）熟悉三相异步电动机的空载、堵转和负载试验的方法。

（3）掌握用直接负载法测取三相鼠笼式异步电动机的工作特性。

6

三相异步电动机的起动与调

速

（1）直接起动

（2）星形—三角形换接起动

（3）自耦变压器起动

（4）变频调速

（1）了解三相异步电动机的调速方法。

（2）掌握三相异步电动机的起动和调速的方法

7

三相同步发电机的运行特性（一）

（1）测定电枢绕组实际冷态直流电阻。

（2）空载实验：测取空载特性曲线 U0=f(If)。

（3）三相短路实验测取三相短路特性曲线 IK=f(If)。

（1）了解三相同步发电机使用方法。

（2）掌握用实验法测取三相同步发电机的空载和短路的特性曲线

8

三相同步发电机的运行特性（二）

（1）纯电感负载特性

（2）测同步发电机在纯电阻负载时的外特性

（1）熟悉同步发电机在对称负载下的运行特性。

（2）掌握用实验数据计算同步发电机在对称运行时的稳态参数。

六、实验报告

实验结束后需要认真撰写实验报告，实验报告是根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，

经过自己分析研究或分析讨论后写出的心得体会。

实验报告要简明扼要、字迹清楚、图表整洁、结论明确。

实验报告包括以下内容：

1．实验名称、专业班级、学号、姓名、实验日期、同组实验人员名单等。

2．实验目的。

3．列出实验中所用组件的名称及编号等。

4．列出实验项目并绘出实验时所用的线路图，并注明仪表量程，电阻器阻值，电源端编号等。

5．数据的整理和计算

6．按记录及计算的数据用坐标纸画出曲线，曲线要用曲线尺或曲线板连成光滑曲线，不在曲

线上的点仍按实际数据标出。

7．思考和讨论并提出结论。根据数据和曲线进行计算和分析，说明实验结果与理论是否符合，

可对某些问题提出一些自己的见解并最后写出结论，并对实验指导书中有关实验内容的思考题进

47

行回答。实验报告应写在一定规格的报告纸上，保持整洁。

8、每次实验每人独立完成一份报告，按时送交指导教师批阅。

七、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

考查

（二）成绩评定

实验总评成绩＝平时考勤成绩×（40）％＋操作考查×（30）％＋实验数据及分析（20）％+

实验报告×（10）％

八、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

电机学实验指导书、孙建英主编、内蒙古农业大学、2016.06。

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

48

《电机实习》课程教学大纲

一、实习课程基本属性

实习课程编码： 0510910 实习课程中文名称： 电机实习

实习课程英文名称： Motor Practice

实习课程类型： 课程实习 实习课程性质： 核心课程实习

总学时/学分： 32 学时/1 学分 实践学时/学分： 32 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

相关课程： 电机学

主撰人： 刘宇 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

电机实习是配合《电机学》课程教学而进行的，目的是使学生通过对电机拆装、检修和测试

等实践，加深对电机结构的认识，掌握电机安装检修的基本技能，掌握电动机嵌线工艺，培养学

生处理实际问题的能力，为后续课程打下基础。

（二）教学目标

通过本实习应实现以下目标：

——了解通过实习了解交流电机的各种类型、结构，掌握交流绕组在铁芯中的分布规律及连

接方式。

——熟悉能用正确的方法拆装电机，学会电机常见故障的现象、原因分析及处理方法。学习

异步电动机嵌线工艺，掌握单层交叉式绕组的嵌线规律和接线方法。

——掌握会正确的使用电工仪表对电机进行测试；会进行电动机三相绕组的极性测试；会进

行电动机三相绕组的相间绝缘、相对地绝缘的测试。

三、实习项目、内容与学时分配

表 1 实习项目内容与学时分配

49

序号 实习项目 实习内容 学 时

分配

每组

人数

备

注

1 实习动员 理解实习的目的、意义、要求和具体安排，进行安全和纪律教育。

2 30

2 观看电机维护检修视频

了解三相异步电动机的结构、工作原理、电机的技术参数，电机维护、检修知识

3 30

3 讲授拆装工具及测量仪表的使用方法

掌握电动机拆装工具和各种测量仪表的使用方法

3 30

4 电动机定子绕组绕制和嵌线操作

掌握电动机绕组的拆装、绕制技术与嵌线工艺。

16 2

5 电机组装与检测 对电机的绝缘、极性测定，组装后进行三相电流平衡试验以及绝缘电阻的测试。

8 2

合计 32

四、实习组织与安排

（一）实习条件

表 2 实习条件

序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注

1 观看电机维护检修视频录像

电机维护检修视频录像

配有电脑、投影仪和音响设备且面积不小于 100m2 实验室或教室

2 讲授拆装工具及测量仪表的使用方法

拆装工具及测量仪表

面积不小于 100m2实验室；仪表有绝缘电阻测试仪、钳形电流表、光电转速表及各种拆装工具

3 电动机定子绕组绕制和嵌线操作

小型三相异步电动机

面积不小于 100m2实验室；拆装操作台，1.1kW电机，绕线机及绕线材料

4 电机组装与检测 小型三相异步电动机

面积不小于 100m2实验室；三相调压器、1.1kW电机

（二）实习组织与实施

表 3 实习组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 实习动员，观看电机维护检修视频录像，分组并领取工具及测量仪表，讲解工具及测量仪表的使用方法。

授课以实习班级为单位；领取仪器、仪器以小组为单位。

2 第 2 天 分组拆除电机定子绕组，裁制槽绝缘纸、线圈绕制。

以小组为单位。

3 第 3-4 天 分组进行定子绕组下线、定子绝缘处理、检查端部接线、测极性

以小组为单位。

4 第 5 天 组装、试运行、写实习报告 以小组为单位。

50

五、实习报告

实习报告的基本要求；实习名称、目的、电机原理及检修知识、电机拆装步骤及过程、电机

一般性检查的报告、实习过程中出现的问题及处理方法。

六、实习考核

（一）考核方式

实习主要考核学生的理论结合实际能力和实践动手能力。主要包括实习表现、电机质量检测

（包括绕制线圈、嵌线质量，端部外观，绝缘等级）、工具及测量仪表使用和实习报告四部分组成。

（二）成绩评定

实习总评成绩＝出勤×（20）％＋电机质量检测×（30）％＋答辩（20）％+实习报告×（30）％

七、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

（1）辜承林，陈乔夫，熊永前·电机学·武汉：华中科技大学出版社，2014.10（第四

版）

（2）才家刚·图解三相电动机使用与维修技术·北京：中国电力出版社，2004.02

（3）张军·电机维修入门·合肥：安徽科学技术出版社，2007.03

51

《单片机原理及应用 A》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0513425

课程中文名称： 单片机原理及应用 A

课程英文名称： The principle and application of single chip microcomputer A

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 40 学时/2.5 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 计算机基础、C 程序设计、电子技术

主撰人： 曲辉 主审人： 张巍 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

单片机原理及应用是电气工程及其自动化专业、农业电气化专业的必修课。本课程是在学生

学完微机应用类基础课程和电子技术类基础课程之后，为加强对学生技术应用能力的培养而开设

的体现计算机技术、电子技术综合应用的综合性课程。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用；

——熟悉单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能；

——掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，熟悉、具备应用单片机进行设备技

术改造、产品开发的能力。

三、教学内容与基本要求

52

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 小计

一 微型计算机的基本原理与单片机概述 6 6

二 80C51 单片机芯片的硬件结构及原理 4 4 三 编译和仿真软件操作基础 2 2

四 单片机 C 语言程序设计基础 4 2 6

五 80C51 单片机的中断系统 2 2

六 80C51 单片机的定时/计数器 2 2 4

七 80C51 单片机的串行数据通信 2 2

八 80C51 单片机人机接口技术 6 2 8 九 80C51 的串行总线扩展及应用 2 2 4

十 单片机应用系统设计方法与综合案例 2 2

合 计 32 8 40

53

（二）教学基本要求

表 2 理论教学基本要求与教学设计 主要知识单元 教学内容 重点或难点 教学目标

1 微型计算机的基本

原理与单片机概述

1、微型计算机的概念。

2、微型计算机系统的主要性能指标。

3、微型计算机基本结构与工作原理。

4、微型计算机的应用形态及发展概况。

5、单片机的概念。

6、单片机的发展过程及产品近况。

7、单片机的特点及应用领域。

8、单片机应用系统主要开发工具及开发流程。

9、数制之间的相互转换、计算机中带符号的表

示方法、定点数与浮点数、常用编码。

重点：

1、微型计算机的组成。

2、单片机的概念。

3、单片机与 PC 机之异同。

4、典型单片机系列的基本情况。

难点：

1、单片机应用系统简捷开发流程。

1、了解微型计算机的应用形态及发展概况，

单片机的发展及应用领域。

2、熟悉典型单片机系列的基本情况，单片机

应用系统主要开发工具及开发流程。

3、掌握微型计算机基本结构与工作原理，单

片机的概念，数制与编码基础。

2 80C51 单片机芯片

的硬件结构及原理

1、80C51 单片机的内部结构、典型产品的资源

配置。

2、80C51 单片机的引脚功能。

3、80C51 单片机的 CPU。

4、80C51 单片机的存储器。

5、80C51 单片机并行口。

6、80C51 单片机最小系统。

重点：

1、80C51 单片机的硬件结构，引脚的名称

和功能，引脚的复合功能。

2、80C51 单片机时钟电路，时序定时单位，

典型时序。

3、80C51 单片机的复位。

4、80C51 单片机的存储器结构。

5、80C51 单片机并行输入/输出口特点和应

用。 难点：

1、80C51 单片机最小系统的硬件构成。

1、了解单片机时钟电路与时序。

2、熟悉单片机的内部结构及典型产品的资源

配置。

2、掌握单片机的存储器结构，80C51 单片机

的复位，并行输入/输出口以及引脚的使用，

单片机最小系统的硬件构成。

3 编译和仿真软件操

作基础

1、Proteus 功能概述。

2、虚拟仿真平台 Proteus ISIS的界面与操作。

3、Keil μ Vision 开发环境简介与基本操作。

4、Proteus 软件应用案例。

重点：

1、Proteus ISIS的界面与基本操作。 难点：

1、Keil μ Vision 平台基本操作方法。

熟悉开发工具 Proteus 与 Keil μ Vision 的使

用。

4 单片机 C 语言程序

设计基础

1、C51 编程语言简介。

2、C 语言程序设计基础。

3、C51 语言的函数。

4、Keil μ Vision 环境下的 C51 程序开发。

重点：

1、C51 的数据类型、存储器分区和编译模

式。

2、C51 的单片机片内、片外资源编程方法。

3、Keil μ Vision 环境下的 C51 程序开发。

1、熟悉 C51 应用程序设计的一般步骤。

2、熟悉 C51 语言典型程序设计的方法。

3、掌握 C51 对标准 C 的主要扩充。

54

5 80C51 单片机的中

断系统

1、输入/输出及工作方式。

2、中断技术概述。

3、80C51 单片机中断系统结构。

4、80C51 单片机中断处理过程。

5、中断应用举例。

重点：

1、计算机中断的概念。

2、80C51 单片机的中断源，中断特殊功能

寄存器，中断处理过程。 难点：

1、80C51 中断系统的使用方法。

1、熟悉 80C51 单片机中断系统的结构，单片

机中断的应用。

2、掌握计算机中断的概念，80C51 单片机的

中断源、中断特殊功能寄存器、中断处理过

程及中断系统的使用方法。

6 80C51 单片机的定

时/计数器

1、定时/计数器的结构与工作原理。

2、定时/计数器的控制。

3、定时/计数器的工作方式。

4、定时/计数器应用举例。

重点：

1、80C51 单片机定时/计数器系统相关特殊

功能寄存器的功能和使用方法。

2、定时/计数器的四种工作方式。 难点：

1、80C51 定时/计数器的使用方法。

1、熟悉 80C51 单片机定时/计数器系统的结

构。

2、熟悉单片机定时和计数的应用。

3、掌握 80C51 定时/计数器的使用方法。

7 80C51 单片机的串

行数据通信

1、串行通信基础知识。

2、80C51 单片机的串行口及其控制寄存器。

3、80C51 单片串行口的 4 种工作方式。

4、串行口应用举例。

重点：

1、串行通信基础知识。

2、80C51 单片机串行口接收和发送数据的

实现方法。

3、80C51 单片机串行通信的格式规定。 难点：

1、80C51 单片机串行口的使用方法。

1、了解 80C51 单片机串行通信方式及波特率

设计。

2、熟悉 80C51 单片机串行口结构，串行口的

应用。

3、掌握串行通信的基本概念。

8 80C51 单片机人机

接口技术

1、开关状态检测及单片机控制发光二极管显

示。

2、用 I/O 口控制的声音报警接口。

3、单片机控制 LED 数码管的显示。

4、单片机控制 LED 点阵显示器显示。

5、单片机控制液晶显示模块LCD 1602的显示。

6、键盘接口设计。

重点：

1、80C51 与 LED、蜂鸣器和按键的接口技

术。 难点：

1、驱动 LCD1602 软、硬件接口技术。

1、熟悉 80C51 单片机的并行口驱动能力。

2、掌握 80C51 与发光二极管、蜂鸣器、LED数码管、LED 点阵显示器、LCD1602 及键盘

的接口方法。

9 80C51 的串行总线

扩展及应用

1、单总线器件温度传感器 DS18B20 简介。

2、SPI 总线的扩展结构。

3、I2 C 总线的串行扩展。

重点：

1、单片机与 DS18B20 的接口方法。

2、单片机扩展 SPI 总线的系统结构。 难点：

1、I2 C 总线基础。

1、了解总线时序及与单片机的接口方法。

2、熟悉 SPI 时序及与单片机的接口方法。

3、熟悉 I2C 总线时序及与单片机的接口方法。

10 单片机应用系统

设计方法

1、单片机应用系统设计的基本要求。

2、单片机应用系统设计的步骤。

3、提高系统可靠性的方法。

4、单片机应用系统设计案例。

重点： 单片机应用系统的设计过程和开发方法。

1、了解提高系统可靠性的方法。

2、熟悉单片机应用系统设计的基本要求，面

向具体工程项目的单片机应用系统设计方

法。

3、掌握单片机应用系统设计的步骤。

55

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

开设实验需 PC 机、Proteus 仿真软件、微控制器仿真实训实验箱、ISP 下载器、51 仿真器。

表 3 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 P1 口流水灯实验 PC机、Proteus 仿真软件、微控制器仿真实训实验箱、ISP 下载器、51 仿真器

1

2 定时/计数器实验 PC机、Proteus 仿真软件、微控制器仿真实训实验箱、ISP 下载器、51 仿真器

1

3 LCD1602 显示实验 PC机、Proteus 仿真软件、微控制器仿真实训实验箱、ISP 下载器、51 仿真器

1

4 温度测量实验 PC机、Proteus 仿真软件、微控制器仿真实训实验箱、ISP 下载器、51 仿真器

1

（二）实验项目

表 4 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 P1 口流水灯实验

利用单片机及发光二极管等器件，构成流水灯控制系统。

掌握P1 口流水灯软、硬件设计。

2 定时 /计数器实验

利用定时/计数器组成一个测频电路，通过数码管显示。

掌握单片机定时/计数及数码管的应用。

3 LCD1602显示实验

利用实验板的液晶显示屏电路，编写程序控制输出显示数字和英文字符。

熟悉驱动LCD1602软、硬件设计。

4 温 度 测 量实验

利用 DS18B20、数码管，实现温度的测量和显示。

熟悉 DS18B20 的工作原理，理解单片机 I/O实现 1线协议的方法。

（三）实验报告

填写实验报告应包括：实验名称、目的、设备、内容、硬件电路、实验现象等。

（四）实验考核与成绩评定

考核成绩采取平时考核成绩（如考勤、实验预习、实验课表现等）、现场操作、实验报告相

结合的方式综合评定。

1．考核方式：考查、操作。

2．成绩评定：实验总评成绩＝平时考勤成绩×（20～30）％＋操作考查×（20～30）％＋实

验报告×（40～60）％。

五、课程考核与成绩评定

总成绩包括平时成绩（平时成绩的评定包括上课出勤、作业、实验成绩等部分），期末考试

成绩（试卷包括基础理论和实验课的内容）。

（一）考核方式：考试、笔试、闭卷。

（二）成绩评定：课程总评成绩＝平时考核成绩×（30～50）％＋课程结业考试×（50～70）％。

56

表 5 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩

权 重（％） 25～30 25～30 40～50

表 6 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 简答题 计算题 其它

权重（％） 10～20 0～20 0～20 10～30 0～20 0～50

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.李全利·单片机原理及应用（第 2 版）·北京：清华大学出版社，2014.3

2.张志良·80C51 单片机实用教程—基于 Keil C 和 Proteus·北京：高等教育出版社，2016.1

3.张毅刚·单片机原理及应用（第 3 版）·北京：高等教育出版社，2016.1

4.刘焕成·工程背景下的单片机原理及系统设计（第 2 版）·北京：清华大学出版社，2011.10

5.张毅刚·单片机原理及应用-C51 编程+Proteus 仿真·北京：高等教育出版社，2012.11

（二）相关网络资源

表 7 网络教学资源

网站类别 网 址

慕课教学

网址

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教学网址

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57

《单片机应用课程设计 A》教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0513520

课程中文名称： 单片机应用课程设计 A

课程英文名称： Course Design of single chip

microcomputer Application A

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64/2 实践学时/学分： 64/2

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气

化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 计算机基础、C程序设计、电子技术、单片机原理及应用

主撰人： 王利娟 主审人： 曲辉 制定时间： 2017年 6月 15日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

《单片机应用系统课程设计A》是单片机课程教学中重要的专业实践环节，通过本课程设计

加深和巩固单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，使学生进一步掌握80C51系

列单片机的结构原理、接口技术、程序设计技巧，培养实际操作能力。使学生进一步系统掌握单

片机应用系统的设计思想及培养学生解决实际生产应用技术问题，使学生从功能要求、设计方案

论证、硬件电路原理分析、软件设计思想等各方面得到提高。掌握单片机应用系统各主要环节的

设计、调试方法，并了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用。初步具备应用单片机

进行设备技术改造、产品开发的能力。

（二）教学目标

通过课程设计应实现以下目标：

——了解单片机在测量、控制等电子技术应用领域的应用；

——掌握 80C51 系列单片机的结构原理、接口技术、程序设计技巧；

——掌握单片机应用系统的设计思想和培养学生解决实际生产应用技术问题以及单片机应用

系统各主要环节的设计、调试方法。

三、课程设计（论文）内容与要求

本课程设计是《单片机原理及应用》的后续课程，要求学生根据具体设计题目的要求，

综合运用《单片机原理及应用》课程的理论知识、与设计课题相关的参考资料、基本开发

仪器及工具和实验室所具有的其它软硬件环境，设计一个典型的单片机应用系统并通过仿真

调试出结果。

（一）教学内容

1．收集相关的参考资料；

2．确定系统的总体方案；

3．设计系统硬件电路；

4．设计系统软件程序；

5．绘制系统电路原理图；

58

6．进行仿真调试；

7．撰写课程设计说明书。

（二）基本要求

学生独立完成课程设计成果，包括设计说明书和硬件原理图纸。

1. 学生要认真撰写课程设计说明书。课程设计说明书内容应包括：封面（设计题目、指导教

师姓名、设计者专业班级、姓名、学号），课程设计任务书，设计概况，目录，课题简介，设计方

案，硬件原理设计图，软件流程图，操作说明，调试、实验方法及结果，设计总结，参考文献，

附录等。程序清单放在附录中。课程设计说明书可以手写，也可以用计算机输出。

2. 硬件原理图纸要求布局合理，图纸附有必要的说明、图框和标题栏等。

四、课程组织与实施

单片机应用系统课程设计属于实践性教学环节，主要工作应由学生独立完成，在指导课程设

计中，教师要悉心指导，每完成一步都要检查通过后方可进行下一步，并对每一位学生的学习态

度、实践能力、以及进度的把握等做到心中有数。

章次或

序号

时间进

程

主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 设计动员，布置设计任务； 集中辅导

2 第 2 天 查阅相关的参考资料，设计准备； 集中辅导与个别辅导结合

3 第 3 天 系统总体方案的设计； 集中辅导与个别辅导结合

4 第 4-5天 系统硬件电路的设计及硬件原理图的绘制； 集中辅导与个别辅导结合

5 第 6-7天 系统软件的设计； 集中辅导与个别辅导结合

6 第 8-9天 仿真调试及设计说明书的撰写； 集中辅导与个别辅导结合

7 第 10 天 答辩； 指导教师自行组织；

五、考核办法和成绩评定

单片机应用系统课程设计成绩按优秀、良好、中、及格、不及格五级分制单独考核计分。

（一）考核方式：平时考勤成绩、答辩。

（二）成绩评定：实践总评成绩＝平时考勤成绩×（20~30）％＋课程设计说明书及图纸×

（20~30）％＋答辩成绩×（40~60）％。

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.李全利·单片机原理及应用（第 2版）·北京：清华大学出版社，2014.3

2.张志良·80C51单片机实用教程—基于 Keil C和 Proteus·北京：高等教育出版社，2016.1

3.张毅刚·单片机原理及应用（第 3版）·北京：高等教育出版社，2016.1

4.刘焕成·工程背景下的单片机原理及系统设计（第 2版）·北京：清华大学出版社，2011.10

5.张毅刚·单片机原理及应用-C51编程+Proteus仿真·北京：高等教育出版社，2012.11

（二）相关网络资源

网站类别 网 址

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60

《自动控制原理》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0511135 课程中文名称： 自动控制原理

课程英文名称： The Principle of Automatic Control

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 56 学时/3.5 学分

讲课学时/学分： 48 学时/3 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化(复合应用型)、农业电气化(复合应用型)、农业电气化专

业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、电路、电子技术

主撰人： 张春慧 主审人： 宣传忠 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化专业的基础教育课程。本课程研究控制系统

分析与设计的基础知识，包括线性控制系统的建模，时域分析法（主要研究系统的稳定性、稳态

特性和动态特性），根轨迹分析法，频率分析法三大分析法，以及系统的校正与计算机辅助分析；

非线性控制系统的分析法；现代控制理论中的状态空间描述，时域分析以及系统可控可观性判断。

通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析、设计自动控制系统的基本理论和基本方法，为相

关后续课程和今后的工作奠定坚实的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解控制系统中常用的检测装置，常用执行机构的工作原理，数学模型的建立过程，以

及自控原理、经典控制论在当今的发展状况；

——掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，使其具有分析和设计自动控制系

统的初步能力，使学生对系统的认识上升到更高的层次；经典控制论中，线性定常连续、单输入

单输出闭环控制系统的工作原理、分析和综合；

——熟悉对系统的仿真，其中包括模拟仿真和数字仿真，使学生建立起仿真的概念，并灵活

应用于解决实际问题，掌握用模拟和数字仿真方法来进行原理实验，获得仿真实验技能的基本训

练。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

61

章次或

序号 主要知识单元

学时分配

理论 实验 习题 小计

1 自动控制的一般概念 3 3

2 控制系统的数学模型 10 2 2 14

3 线性系统的时域分析 8 4 2 12

4 根轨迹法 6 1 7

5 频域分析法——频率法 10 2 2 16 6 自动控制系统的设计与校正 4 4

合 计 41 8 7 56

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：自动控制一般概念

1．教学内容:

自动控制系统的基本概念，自动控制的基本方式。

2．重点或难点：

（1）重点：自动控制基本方式中的闭环控制以及反馈控制原理。

（2）难点：在已知自动控制系统工作原理图的条件下，绘制系统的职能方框图。

3．教学目标:

（1）了解自动控制发展史；

（2）熟悉自动控制的有关概念，如控制器、受控对象、指令信号、偏差信号、被控信号（被

控量）、自动控制系统、开环控制、闭环控制（负反馈控制或按偏差调节）等；

（3）掌握控制系统的基本方式及基本性能要求；初步掌握由系统工作原理绘制系统职能方框

图的方法，并能判别系统的控制方式。

主要知识单元 2：控制系统的数学模型

1．教学内容:

拉氏变换，传递函数，结构图等效变换及梅逊公式，控制系统的数学模型。

2．重点或难点：

（1）重点：动态结构图的建立、结构图等效变换以及用梅森公式求传递函数；

（2）难点：误差传递函数的求法。

3．教学目标:

（1）了解传递函数的零点和极点、典型环节的实例；

（2）熟悉拉氏变换的定义和典型函数的拉氏变换及拉氏变换基本法则，动态结构图的基本概

念，动态结构图的建立、结构图的等效变换法则，闭环系统开环传递函数的概念；

（3）掌握传递函数的概念及定义，结构图等效变换及梅逊公式，梅森公式以及典型环节的传

递函数，指令信号和扰动信号作用下的闭环传递函数、系统的总输出及闭环系统的误差传递函数。

主要知识单元 3：时域分析法

1．教学内容:

典型输入信号及性能指标，一阶系统分析，二阶系统分析，稳定性及代数判据，稳态误差的计

算。

2．重点或难点：

（1）重点：系统的时域分析及性能指标估算；系统稳定性的条件、代数判据及应用；稳态误

差的计算。

（2）难点：系统的时域分析及性能指标估算；稳定判据及应用；稳态误差的计算。

3．教学目标:

62

（1）了解一阶系统的单位脉冲响应，过阻尼、临界阻尼二阶系统单位阶跃响应，高阶系统分

析，干扰作用下的稳态误差与系统结构的关系；

（2）熟悉典型输入信号及阶跃响应的性能指标，单位斜坡响应、单位加速度响应，阻尼比取

不同值对应的系统时间响应的特性，稳定性概念，古尔维茨判据、林纳德-奇帕特判据；

（3）掌握一阶系统的数学模型，一阶系统的单位阶跃响应，二阶系统的数学模型，欠阻尼二

阶系统单位阶跃响应及其性能指标，劳思判据，稳态误差的计算，输入信号 r(t)作用下的稳态误差

与系统结构的关系，系统的型别和静态误差系数。

主要知识单元 4：复域分析法—根轨迹法

1．教学内容:

根轨迹基本概念，绘制根轨迹的基本法则，利用根轨迹分析系统的动态性能，广义根轨迹。

2．重点或难点：

（1）重点：根轨迹方程；根轨迹的绘制；根轨迹法的应用；

（2）难点：根轨迹的绘制及应用。

3．教学目标:

（1）了解广义根轨迹的绘制；

（2）熟悉根轨迹的基本概念以及根轨迹与系统的性能，闭环零极点分布与阶跃响应的定性关

系；

（3）掌握根轨迹方程、绘制根轨迹的基本法则，掌握主导极点与偶极子。

主要知识单元 5：频域分析法—频率特性

1．教学内容:

频率特性，控制系统开环频率特性，伯德图的绘制，最小相角系统和非最小相角系统，稳定判

据及稳定裕度。

2．重点或难点：

（1）重点：典型环节的频率特性；极坐标图及伯德图的绘制；奈氏判据及应用；稳定裕度计

算；

（2）难点：极坐标图及伯德图的绘制，奈氏判据及应用，稳定裕度计算。

3．教学目标:

（1）了解频率分析法的特点，各典型环节的幅相曲线，最小相位系统的概念；

（2）熟悉频率特性三种图示法，开环幅相曲线的绘制，由伯德图反推系统传递函数的方法，

奈氏稳定判据的实际方法；

（3）掌握频率特性的概念及求取方法，极坐标图和对数坐标图，典型环节的对数频率特性曲

线，伯德图的绘制方法，对数频率稳定判据和控制系统稳定裕度。

主要知识单元 6：自动控制系统的设计与校正

1．教学内容:

时域及频域的各项性能指标，基本控制规律，串联校正网络。

2．重点或难点：

时域及频域的各项性能指标，基本控制规律。

3．教学目标:

（1）了解时域及频域的各项性能指标；

（2）熟悉基本控制规律的特点；

（3）掌握串联校正网络。

四、实验实习实训等教学环节

63

（一）实验条件

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 一阶单容水箱液位特性测试实验 CS4000 过程控制实验装置 1

2 加热水箱温度特性测试实验 CS4000 过程控制实验装置 1

3 一阶单容水箱液位PID控制实验 CS4000 过程控制实验装置 1

4 加热水箱水温 PID 控制实验 CS4000 过程控制实验装置 1

（二）实验项目

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 一 阶 单 容水 箱 液 位特 性 测 试实验

1、作出一阶环节的阶跃响应曲线。 2、根据实验原理中所述的方法，求出一阶环节的相关参数。

1、熟悉一阶对象的数学模型及其阶跃响应曲线。 2、根据由实际测得的单容水箱液位的阶跃响应曲线，用相关的方法分别确定它们的参数。

2 加 热 水 箱温 度 特 性测试实验

1、作出加热水箱系统的阶跃响应曲线。 2、根据实验一实验原理中所述的方法，求出加热水箱系统的相关参数。 3、试比较温度系统与液位系统的不同之处。

1、熟悉温度对象的数学模型及其阶跃响应曲线。 2、根据由实际测得的温度阶跃响应曲线，分析加热系统的飞升特性。

3 一 阶 单 容水 箱 液 位PID 控制实验

1、用接好线路的单回路系统进行投运练习，并叙述无扰动切换的方法。 2、用临界比例度法整定调节器的参数，写出三种调节器的余差和超调量。 3、作出 P 调节器控制时，不同δ值下的阶跃响应曲线。 4、作出PI 调节器控制时，不同δ和I 值时的阶跃响应曲线。 5、画出 PID 控制时的阶跃响应曲线，并分析微分 D 的作用。 6、比较 P、PI 和 PID 三种调节器对系统无差度和动态性能的影响。

1、通过实验熟悉单回路反馈控制系统的组成和工作原理。 2、分析 P、PI 和 PID调节时的过程图形曲线。 3、定性地研究P、PI 和PID 调节器的参数对系统性能的影响。

4 加 热 水 箱水温PID控制实验

1、画出温度 PID 控制系统的方块图。 2、绘出温度 PID 控制系统的调节曲线，与单容水箱液位PID 控制及温度位式控制做比较。

1、进一步熟悉温度控制系统。 2、研究温度 PID 控制的特点。

（三）实验报告

实验报告包括：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验装置连接图、实验步骤、实验记

录、数据处理、讨论等。

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：考查；操作。

2．成绩评定：

实验总评成绩＝平时考勤成绩×30％＋操作考查×50％＋实验报告×20％

64

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式：考试；闭卷。

（二）成绩评定：

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩

权 重（％） 50 30 20

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 计算题 绘图题

权重（％） 20 20 10 30 20

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.孟庆明等·自动控制原理（第三版）·北京：高等教育出版社，2012

2.杨平等·自动控制原理（第三版）·北京：中国电力出版社，2016

3.张春慧等·控制理论实验指导书·内蒙古农业大学自编教材，2012

4.胡寿松·自动控制原理·北京：国防工业出版社，1994

5.吴麒·自动控制原理·北京：清华大学出报社，1992

6.翁思义等·自动控制原理·北京：中国电力出版社，2001

（二）相关网络资源

网络资源：国防科学技术大学自动控制原理精品课程网站

http://jpkc.nudt.edu.cn/zdkz/view.asp?classid=12&id=78

65

《电工电子基本技能实训 A》课程教学大纲

一、实习课程基本属性

实习课程编码： 0517820

实习课程中文名称： 电工电子基本技能实训

实习课程英文名称： Basic skills training in

electronic technology

实习课程类型： 基础教育 实习课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/2.0 学分 实践学时/学分： 64 学时/2.0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 2

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）

相关课程： 电路原理、电子技术

主撰人： 葛延 主审人： 刘宇 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

《电工电子基本技能实训》是电气类专业本科生的基础实践技能训练课程之一。包括电子元

器件识别选用，电子电路的功能识别，电路原理识图、基本电路制作等技能。通过本实训，要求

学生具备基本的电子电路分析能力，了解行业规则规范，掌握基本的电子电路制作及调试方法，

能够具备基本的电子生产实践技能并自主焊接调试简单的功能电路。本实训课程是《电路》和《电

子技术》等专业基础课程于实践结合的必备技能之一。为后续专业课程的理解和学习提供认识基

础，也为后续实践课程开展奠定基础。

（二）教学目标

本实训课程要求学生理解实训内容与目的，掌握正确的安全操作规程，掌握各种仪器的使用。

通过本实训应实现以下目标：

——了解常见功能电路的功能与识别方法；

——熟悉电子电路板的设计制作的方法与加工工艺；

——掌握电子元件的识别方法和选型规则，掌握手工焊接电路板的技能并独自焊接调试一个

功能电路，能够运用电子仪器仪表测试电路的参数并正确调试电路功能；

三、实习项目、内容与学时分配

表 1 实习项目、内容与学时分配

序号 实训项目 实训内容 学时分配 每组 人数

备注

1 实习动员 理解实习的目的、意义、要求和具体安排，进行安全和纪律教育

2 30 必开

2 观看教学 通过观看视频了解电子电路板制作的方法 4 30 必开

66

序号 实训项目 实训内容 学时分配 每组 人数

备注

录像 与工艺，了解印制电路板（PCB 板）焊接制作的流程。深入了解安全操作规范。

3 实物讲解及学习

指导学生在实物电路板上进行电路元件识别、电路原理的分析、测试

2 6 必开

4 基本焊接技能学习

学生练习使用锡焊烙铁进行焊接，学习基本的焊接法和电路元器件焊接处理方法

20 1 必开

5 电路板焊接技术

训练学生电路图识图，PCB 板识别并按照原理图进行焊接安装

20 1 必开

6 电路调试 学生测试所制作电路板的各项参数，与给定标准进行对比并调试电路使电路正常工作

16 必开

总计 64

四、实习组织与安排

（一）实习条件

实训场地设置在室内进行，要求铺设防静电地板，具备电子焊接需要的耐高温、防静电工作

台，凳子。应为每个学生提供至少 1.5 平方米的操作空间（包括工作台），每个学生提供带有独

立开关的 220V工频交流电源插座（功率≥100W）。实训室应符合电气防火规范并配置灭火设备。

实训室应具备良好的通风条件和取暖条件。

表 2 实习条件

序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注

1 实习动员 宽敞明亮适合教学演讲

讲台，黑板，多媒体设备，足够学生就坐的空间和椅子

2 观看教学录像 画面和音质清晰 电脑，投影仪，音响设备

3 实物讲解及学习 光线明亮 实训室，黑板，配备备常用电子仪器

4 基本焊接技能学习 光线明亮，电源稳定，通风优良

实训室，锡焊电烙铁，焊锡，电子元器件等

5 电路板焊接技术 光线明亮，电源稳定，通风优良

实训室，锡焊电烙铁，焊锡，电子元器件等

6 电路板调试 光线明亮，电源稳定 实训室，交流电源，电子仪器

（二）实习组织与实施

表 3 实习组织与实施 序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 实习动员 集中讲解实习的方案、要求；

2 第 2 天 观看录像，发放工具，实物讲解及学习；

集中观看录像；分组领取用品，6~8 人一组，教师指导并示范讲解，学生动手练习

3 第 3-4 天 基本焊接技能学习 在教师指导下，学生练习基本焊接技能

4 第 5-7 天 PCB 电路板焊接技能 教师讲解 PCB 电路板制作规程，学生独立进行焊接制作

5 第 8-9 天 电路调试 学生使用仪器对焊接的电路板进行调试使用

6 第 10 天 教师评分 教师现场测试、给分；

67

五、实习报告

（一）实习成果

提交的实习成果应包含能够使用且参数达到性能指标的成品电路。

（二）实习技术报告

实习技术报告应包含报告封面、目录、正文等部分。报告正文章节可不固定，但应包含实训

所涉及理论知识，生产规范，安全规则，操作方法等。应总结实训步骤并对实训过程进行综合评

述；应撰写实习心得体会等内容。

六、实习考核

（一）考核方式

实训主要考核学生的理论应用能力和实践动手能力。主要包括实训中人身设备安全、实训操

作能力、电路分析调试能力和总结、撰写实训报告的能力。

（二）成绩评定

实习总评成绩＝安全×（20）％＋操作×（30）％＋调试过程和结果（20）％+实训报告×（30）％

七、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

（1）陈光明，施金鸿，桂金莲·电子技术课程设计与综合实训·中国北京市：北京航空航天大

学出版社，2007年；

（2）康华光·电子技术基础-模拟部分（第五版）·中国北京市：高等教育出版社，2006年；

（3）康华光·电子技术基础-数字部分（第五版）·中国北京市：高等教育出版社，2006年；

（4）邱关源·电路（第五版）·中国北京市：高等教育出版社，2011年。

68

《电力电子技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0511430 课程中文名称： 电力电子技术

课程英文名称： Power Electronics

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 48 学时/3 学分

讲课学时/学分： 40 学时/2.5 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化与自动化（复合应用型）、

新能源科学与工程（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、电子技术

主撰人： 宗哲英 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化专业和新能源专业的一门重要的专业基础核

心课程。本课程为培养既具备较强实践能力，又具有一定创新能力的电气工程领域应用型工程技

术人才奠定专业基础。通过本课程的教学，使学生熟悉晶闸管元件和目前常用的新型全控器件的

原理及基本特性，掌握可控整流电路、逆变电路、交流调压、直流—直流变流电路、交流—交流

变流电路等多种新型电力变换电路及控制方法，使学生对典型电力电子电路及系统具备一定的分

析、设计和计算能力，同时也为学习后续专业课程打下理论实践基础。

（二）课程教学目标

——了解电力电子技术的应用范围和发展动向，熟悉基本电力电子装置的实验和调试方法；

——熟悉晶闸管、电力 MOSFET、IGBT 等电力电子器件的结构、原理、特性和使用方法；

——掌握各种基本的整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、交流-交流变流电路的电路

结构、工作原理、波形分析和控制方法；PWM 控制技术的基本原理，软开关技术的基本原理。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

69

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计 一 绪论 1 1

二 电力电子器件 4 2 2 三 整流电路 10 2 12 四 逆变电路 5 5 五 直流-直流变流电路 4 2 6 六 交流-交流变流电路 5 2 6 七 PWM控制技术 4 4 八 软开关技术 2 2 九 电力电子器件应用的共性问题 2 2 十 电力电子技术的应用 4 4

合计 40 8 48

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：绪论

1．教学内容:

电力电子技术的概念；电力电子技术应用领域及意义。

2．重点或难点：

（1）电力电子技术的概念、发展历程、典型的应用领域；

（2）本课程的学习方法。

3．教学目标:

（1）了解电力电子器件和控制手段的发展历程及发展趋势；

（2）熟悉电力电子技术应用领域及意义。

（3）掌握电力电子技术的概念、核心以及与其它课程之间的关系；

主要知识单元 2 ：电力电子器件

1．教学内容:

晶闸管、门极可关断晶闸管、电力晶体管、绝缘栅双极型晶体管的结构和工作原理。

2．重点或难点：

（1）重点：晶闸管的基本特性和主要参数及电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的工作

原理；

（2）难点：电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的工作原理。

3．教学目标:

（1）了解应用电力电子器件的系统组成，掌握电力电子器件的分类方法；

（2）熟悉门极可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极型晶体管的结构、

工作原理；

（3）掌握晶闸管的结构、工作原理、主要参数、含义和使用方法。

主要知识单元 3 ：整流电路

1．教学内容:

（1）单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半

控整流电路的结构和工作原理；

（2）三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路结构、工作原理、波形分析和数量关系；

（3）变压器漏感对整流电路的影响及大功率可控整流电路的结构和工作原理。

2．重点或难点：

（1）重点：单相桥式全控整流电路和三相桥式整流电路的电路结构、工作原理、波形分析和

70

数量关系；变压器漏感对整流电路输出电压、换相重叠角、工作状态的影响；

（2）难点：三相桥式全控整流电路的工作原理、数量关系和波形分析；考虑变压器漏感情况

下整流电路的输出电压和换相重叠角的变化。

3．教学目标:

（1）了解单相半波可控整流电路、单相全波可控整流电路、单相桥式半控整流电路的结构和

工作原理；

（2）熟悉单相桥式全控整流电路结构、工作原理、波形分析和数量关系；

（3）掌握三相半波可控整流电路、三相桥式全控整流电路的结构、工作原理、波形分析和数

量关系；换相重叠角的概念；可控整流电路的基本概念；逆变失败的原因与对最小逆变角的限制要

求；常用整流电路带阻感负载时交流侧谐波和功率因数分析方法和特点。

主要知识单元 4 ：逆变电路

1．教学内容:

换流方式的分类、特点和实现方法；基本逆变电路的结构、工作原理、波形分析和控制方法。

2．重点或难点：

（1）重点：器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流四种换流方式；单相全桥逆变电路结

构和工作原理；三相电压型桥式逆变电路结构、工作原理和波形分析；单相桥式电流型逆变电路结

构、工作原理和波形分析；

（2）难点：电压型逆变电路和电流型逆变电路的特点；单相全桥逆变电路的移相调压方式；

三相电压型桥式逆变电路结构、工作原理和波形分析。

3．教学目标:

（1）了解多重逆变电路和多电平逆变电路的构成方法和目的；逆变电路的基本工作原理；

（2）熟悉换流方式的分类、特点和实现方法；

（3）掌握电压型逆变电路和电流型逆变电路的结构、工作原理及特点。

主要知识单元 5：直流—直流变流电路

1．教学内容:

降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路和 Cuk斩波电路、复合斩波电路和多相多重斩

波电路、带隔离的直流-直流变流电路的结构和工作原理。

2．重点或难点：

（1）重点：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路和 Cuk 斩波电路的电路结构、工

作原理和数量关系；正激电路和反激电路的工作原理；

（2）难点：利用电感元件的伏秒守恒原理和电容元件的安秒守恒原理，推导出基本斩波电路

输入输出电压、电流关系；正激电路和反激电路的工作原理和分析方法。

3．教学目标:

（1）了解电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路的构成和工作原理；正激电路、反激电路工

作原理和分析方法；

（2）熟悉升降压斩波电路和 Cuk斩波电路工作原理和数量关系；

（3）掌握降压斩波电路、升压斩波电路的构成、工作原理、波形分析和数量关系。

主要知识单元 6：交流—交流变流电路

1．教学内容:

交流调压电路、交流调功电路、交流电力电子开关、单相和三相交-交直接变频电路、矩阵式

变频电路的结构和工作原理。

2．重点或难点：

（1）重点：单相交流调压电路在电阻负载和阻感负载时的工作原理、数量关系和波形分析；

71

交流调功电路和交流电力电子开关的概念和工作原理；

（2）难点：阻感负载时单相交流调压电路的工作过程和移相范围；交流调功电路、交流调压

电路和交流电力电子开关的异同点；三相交-交变频电路中改善输入功率因数和提高输出电压的方

法。

3．教学目标:

（1）了解矩阵式变频电路的工作原理；三相交-交直接变频电路的工作原理；

（2）熟悉不同性质负载下的单相、三相交流调压电路的结构和工作原理；

（3）掌握单相交-交直接变频电路的结构、工作原理和控制方法。

主要知识单元 7：PWM控制技术

1．教学内容:

PWM控制的基本原理、单极性调制和双极性调制的控制方法、特定谐波消去法的原理、规则采

样法。

2．重点或难点：

（1）重点：PWM控制的基本原理（面积等效原理）；PWM逆变电路及其控制方法；

（2）难点：单极性调制方式和双极性调制方式；三相桥式 PWM 逆变电路的工作波形；特定谐

波消去法的原理。

3．教学目标:

（1）了解单极性调制和双极性调制的控制方法；了解规则采样法、PWM逆变电路的谐波、如

何提高直流电压利用率和减少开关次数以及 PWM逆变电路的多重化的意义；

（2）熟悉异步调制和同步调制的概念和特点；

（3）掌握 PWM控制的概念和基本原理。

主要知识单元 8：软开关技术

1．教学内容:

软开关技术的概念和分类方式、典型的软开关电路的结构和工作原理；

2．重点或难点：

（1）重点：软开关和硬开关的定义、软开关应用的意义、基本概念和分类；

（2）难点：典型软开关电路的工作过程分析。

3．教学目标:

（1）了解准谐振电路、零开关 PWM 电路和零转换 PWM 电路的特点；

（2）熟悉典型软开关电路的结构和工作原理；

（3）掌握硬开关与软开关的区别，掌握零电压开关和零电流开关的概念和特点。

主要知识单元 9 ：电力电子器件应用的共性问题

1．教学内容:

电力电子器件的驱动与保护、电力电子器件的串联和并联。

2．重点或难点：

（1）重点：晶闸管驱动电路、保护电路的工作原理和晶闸管串、并联使用方法；

（2）难点：典型全控型器件驱动电路、保护电路的工作原理和串、并联使用方法。

3．教学目标:

（1）了解典型电力电子器件串并联工作时的使用方法及注意事项；

（2）熟悉电力电子器件过电压、过电流的产生的原因及过电压、过电流的保护措施；

（3）掌握晶闸管触发电路的工作原理及特点。

主要知识单元 10 ：电力电子技术的应用

1．教学内容:

72

晶闸管直流电动机系统、不间断电源、开关电源、功率因数矫正技术等典型电力电子应用简

介。

2．重点或难点：

（1）重点：电力电子技术在各个领域中的实际应用；

（2）难点：通用变频器的基本工作原理、电力电子技术在电力系统中的典型应用。

3．教学目标:

（1）了解晶闸管直流电动机系统的构成和工作原理；间断电源（UPS）系统的构成和工作原

理；开关电源的构成和工作原理；电力电子技术在高压直流输电、无功功率控制、电力系统谐波

抑制方面的应用

（2）熟悉交流电动机变频调速系统的构成和工作原理；

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

1．电气类实验室内的电气设备的安装和使用必须符合安全用电管理规定，大功率实验设备用

电必须使用专线，严禁与照明线共用。

2．对实验室内可能产生静电的部位、装置要有明确标记和警示，对其可能造成的危害要有妥

善的预防措施。

3．凡设备本身要求安全接地的，必须接地；定期检查线路，测量接地电阻。

4．实验室要求铺设绝缘地板，每个实验台都应具有漏电保护功能（动作时间 0.1s,漏电保护

电流小于 30mA），应为每个实验台提供不小于 6 平方米的布置空间。实验室要求具有电气防火

和灭火设备。

5．主要实验设备为THMPE-2 型实验台及 NMCL-111 型实验台（包括挂箱）、数字示波器、

万用表及连接线。

（二）实验项目

表实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 单相桥式全控整流电路的性能研究

接电阻性负载、阻感性负载电路特性测试

（1）掌握单相桥式全控整流电路及有源逆变电路的工作原理； （2）熟悉单相桥式全控整流的全过程； （3）了解单相桥式变流电路逆变的全过程，了解实现有源逆变条件和产生逆变颠覆的原因及预防方法。

2 三相桥式全控整流电路的性能研究

接电阻性负载、阻感性负载电路特性测试

（1）掌握三相桥式全控整流电路的工作原理； （2）理解 KC 系列集成触发器的调整方法和各点的波形。

3 直流斩波电路的性能研究

直流斩波器触发电路调试，接电阻性负载、阻感性负载电路特性测试

（1）掌握直流斩波电路的工作原理； （2）掌握斩波器主电路、触发电路的调试步骤和方法； （3）熟悉直流斩波电路各点的电压波形。

4 单相交流调压电路的性能研究

集成移相触发电路调试，接电阻性负载、阻感性负载电路特性测试

（1）掌握单相交流调压电路的工作原理； （2）熟悉单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。

（三）实验报告

73

实验报告应包括：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验装置连接图、实验步骤、实验

记录、数据处理（实验现象描述、原理论证、结构说明、误差分析等）、讨论等。

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：

考查、操作

2．成绩评定：

实验总评成绩＝平时考勤成绩×30％＋操作考查×40％＋实验报告×30％

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程结业考试×70％

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩 课堂提问表现

权重（％） 40 30 10 20

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 简答题 计算题

权重（％） 20 20 30 30

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）王兆安等·电力电子技术·北京：机械工业出版社，2009（第五版）

（2）BimalK.Bose（美）著，王聪等译·现代电力电子学与交流传动·北京：机械工业出版

社，2006

（3）王汝文等·电力电子技术应用基础·西安：西安交通大学出版社，1999

（4）周志敏等·逆变电源实用技术·北京：中国电力出版社，2005

（二）相关网络资源

（1）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

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《电力电子技术》课程设计教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0511510

课程中文名称： 电力电子技术课程设计

课程英文名称： Course Design of Power

Electronics

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 32 学时/1 学分 实践学时/学分： 32 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、新能源

科学与工程（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力电子技术

主撰人： 宗哲英 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

电力电子技术课程设计是电力电子技术课程的重要实践环节，是对学生学习该课程后的综合

性训练。这种训练是通过学生独立进行某一变流装置的设计和实验（或仿真实验）来完成的。通

过课程设计，使学生进一步巩固、深化电力电子技术及相关课程的基本知识、基本理论和基本技

能，达到培养学生独立分析和解决实际问题的能力；通过课程设计，让学生独立完成一种变流装

置课题的基本设计工作，达到培养学生综合应用所学知识和实际查阅相关设计资料能力的目的；

通过课程设计，使学生熟悉设计过程，了解设计步骤，掌握设计内容，达到培养学生工程绘图和

编写设计说明书能力的目的，为学生今后从事相关方面的实际工作打下良好基础。

（二）教学目标

——了解电力电子器件的原理、特性和参数；

——熟悉常用的电力电子装置的原理、结构和分析方法；

——掌握四种变换电路的原理及其衍生电路的分析方法及至少一种基本电力电子装置的设计

方法。

三、课程设计（论文）内容与要求

（一）教学内容

本课程设计内容主要是对整流电路、逆变电路、直流-直流变流电路、交流—交流变流电路进

行设计，主要以理论设计为主，有条件可进行实验或计算机仿真。具体的教学要求在课程设计任

务书中提出，通过学生独立完成课题达到对学生的综合训练。设计内容包括：

75

1．准备阶段

由指导教师根据设计任务编写设计任务书。任务书一般包含课题概况、设计要求、设计任务、

时间分配等内容。设计任务书应在课程设计之前发给学生。

2．总体方案的选择阶段

学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案设计，通过论证与选择确定总体方案。

3．设计与计算阶段

对方案中单元电路进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算，最后画出总

体电路图。

4．实验和仿真阶段

根据所设计的变流装置，运用 MATLAB进行图形化仿真实验或在实验室进行实物实验。然

后修改电路，使之达到设计指标要求。

5．撰写课程设计报告阶段

学生根据工作内容和实验、仿真结果，按规定格式编写设计说明书。

（二）基本要求

1．根据设计课题的技术指标和给定条件，在教师指导下，独立而正确地进行方案论证和设

计计算，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整。

2．电力电子技术的设计内容、方法和步骤。

3．查阅有关参考资料和手册等。

4．选择有关元件和参数。

5．绘制有关电气系统图和编制元件明细表。

6．编写设计说明书。

7．对所设计的变流装置进行实验（仿真或实物实验）

四、课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1天上午 设计动员，布置设计任务，讲授设计内容 集中辅导

2 第 1天下午 查阅资料，总体方案设计，设计计算准备 个别辅导

3 第 2天 设计、计算与试验仿真 个别辅导

4 第 3天 设计、计算与试验仿真 集中辅导及抽查

5 第 4天 设计、计算与试验仿真 个别辅导

6 第 5天上午 上交课程设计（论文）成果； 现场初步查验成果完成质量，

不合格退回修改

7 第 5天下午 考核、答辩 教师综合考核、给分；

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

设计成绩由指导设计教师根据学生的设计成果（含图纸和说明书），综合学生在课程设计过

程中的表现，并进行答辩，按“优、良、中、及格、不及格”5 级分制综合评定。

76

（二）成绩评定

总成绩=设计与计算 50%+实验或计算机仿真 10%+设计说明书 20%+考核答辩 10%+设计期间

的表现 10%。

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）王兆安等·电力电子技术·北京：机械工业出版社，2009

（2）陈中等·基于 MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真·北京：清华大学出版

社，2014

（3）周渊深等·电力电子技术与MATLAB仿真（第二版）·北京：中国电力出版社，2014

2．参考书：

（1）曲学基等·电力电子元器件应用手册·北京：电子工业出版社，2016

（2）徐德鸿等·电力电子系统建模与控制·北京：机械工业出版社，2015

（3）那日沙等·电力电子、电机控制系统的建模与仿真·北京：电子工业出版社，2015

（二）相关网络资源

（1）内蒙古农业大学网络教学平台 http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

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《电力系统认识实习》课程教学大纲

一、实习课程基本属性

实习课程编码：

0511610

实习课程中文名称： 电力系统认识实习

实习课程英文名称： Power System Cognition

Practice

实习课程类型： 基础教育 实习课程性质： 核心课程

总学时/学分： 32 学时/1 学分 实践学时/学分： 32 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 1

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业

电气化（蒙汉双语复合应用型）

相关课程： 电气工程导论

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是本科教学计划中的专业入门实践性教学环节，是学生第一次到电力系统生产第一线

接受现场教学。通过现场参观发电厂、变电站和各类工厂电气部分的一次、二次电气设备，提高

学生对生产设备的感性认识，了解电气工程领域的技术标准、质量管理和质量保证体系，了解电

气工程专业及相关专业的发展现状和趋势，了解电气工程行业的政策、法律和法规，具备一定电

力系统运行知识。

（二）课程教学目标

通过本实习应实现以下目标：

——了解电气运行管理的日常工作及电气运行的技术管理；

——熟悉电气运行管理的工作特点、任务和内容及运行管理人员的职责；

——掌握电气一次、二次设备的结构和作用。

三、实习项目、内容与学时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实践 习题 小计

一 实习动员和安全教育 4 4

二 变压器部分的结构、工作原理和作用 6 6

三 认识电气一次主接线及运行方式 6 6

四 认识配电装置及电气设备布置 4 4

78

五 认识电气二次部分 8 8 六 认识电气运行管理的工作特点、任务和内容

及运行管理人员的职责 4 4

合计 32 32

四、实习组织与安排

（一）实习条件

序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注

1 电气设备认识实习 110kV-500kV变

电站

变电站一次和二次主要设备

（二）实习组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 实习动员，乘车去实习基地 集中讲解实习的方案、要求

2 第 2-5 天 参观认识变电站的电气设备 以小组为单位参观认识设备

五、实习报告

完成电力系统认识实习报告一份，内容应包含实习目的、实习内容、设备原理、实习记录、

小组讨论等内容。

六、实习考核

（一）考核方式

考查

（二）成绩评定

实习报告（占总成绩 70%），学生平时表现（占总成绩 30%）；成绩采用五级分制：优秀、

良好、中等、及格、不及格。

七、推荐教材

1．教材：

陆地·电气工程生产实习·中国水利水电出版社

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《电气工程基础（上）》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0516640

课程中文名称： 电气工程基础（上）

课程英文名称： Fundaments of Electric Power Engineering（1）

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/4 学分

讲课学时/学分： 64 学时/4 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 工程数学、电路原理、电机

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是一门农业电气化与自动化专业的主干专业课程。其涵盖的基本概念和基本理论是独

立解决电气工程技术问题和构筑农业电气化专业知识结构的基础，是培养具有电气工程领域基础

理论和基本知识，能够从事与电气工程领域相关的设计、运行、规划、管理能力的高级工程技术

人才的一门综合类专业课程。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电力系统的组成原理和电气工程中绝缘与过电压的基本知识。

——熟悉常用电气设备的工作原理，深入理解各电气设备参数的物理意义。

——掌握电力系统稳态分析、故障计算的基本原理和方法及发电厂电气部分的组成和基本工

作原理。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 电气工程概论 2 2

80

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

二 电力网的参数计算和等值电路 4 4

三 电力系统稳态分析 18 18

四 发电厂和变电站电气部分 20 20

五 高电压技术 20 20

合 计 64 64

（二）教学基本要求

电力系统稳态分析部分（共 24学时）

主要知识单元 1 电气工程概论

1．教学内容:

电力工业在国民经济中的地位、发电厂生产过程简介、电力系统的组成、对电力系统运行的

基本要求、电力系统的质量指标。

2．重点或难点：

（1）重点：火力发电厂、水利发电厂、核电厂的生产过程，电力系统运行特点及电能质量指

标是重点。

（2）难点：电力系统的接线方式和电压等级。

3．教学目标:

（1）了解电力工业在国民经济中的地位、了解我国的电力市场、火力发电厂的生产过程、其

他能源的发电厂。

（2）熟悉电力系统的对电压的基本要求、电力系统电压等级的选择。

（3）掌握电力系统运行的特点、电力系统的接线方式、电力系统的基本特点。

主要知识单元 2 电力网的参数计算和等值电路

1．教学内容:

电力线路的结构、架空线路的参数计算和等值电路、变压器的参数计算和等值电路、输电线

路导线截面的选择、标幺制。

2．重点或难点：

（1）重点：架空线路电阻、电抗、电导、电纳的物理含义，三绕组变压器的参数计算。

（2）难点：导线截面选择的实用方法，不同基准值标幺值之间的换算。

3．教学目标:

（1）了解架空和电缆线路的结构、导线截面选择的技术条件、导线截面选择的经济条件。

（2）熟悉架空线路电阻、电抗、电导、电纳的物理含义、标幺制的基本概念、不同基准值标

幺值之间的换算。

（3）掌握电力线路的等值电路、双绕组变压器的参数计算、三绕组变压器的参数计算、自耦

变压器的参数计算、导线截面选择的实用方法。

主要知识单元 3 电力系统稳态分析

1．教学内容:

电力网的功率分布和电压计算、电力系统潮流计算与计算机算法、电力系统的频率调整、电

力系统的电压调整、电力系统的经济运行、电力系统中性点的接地方式。

2．重点或难点：

81

（1）重点：有功功率分布和电压计算，电力系统的频率调整，电力系统的无功功率平衡，电

力系统电压调整的方法。

（2）难点：潮流计算的数学模型，电力系统无功功率的最优分布。

3．教学目标:

（1）了解电力网中的能量损耗、电力系统无功功率的最优分布。

（2）熟悉电力网的功率损耗、电磁环网的功率分布于电压计算、潮流计算的数学模型、电力

系统有功功率与频率的静态特性、电力系统无功功率与电压的静态特性、电厂间的有功功率负荷

的经济分配、中性点不接地系统、中性点经消弧线圈接地系统、中性点直接接地系统。

（3）掌握电力网的功率分布和电压计算、潮流计算的方法、电力系统的频率调整、各发电厂

之间的有功功率平衡、电力系统的无功功率平衡、电压中枢点的调压方式、电力系统电压调整的

方法。

发电厂电气部分（共 20学时）

主要知识单元 4 发电厂和变电站的电气主接线设计及一次设备选择

1．教学内容:

主接线的基本接线形式；导体载流量的计算及提高载流量的措施；导体短路电流热效应和电

动力计算。电器设备选择和校验的一般条件；电弧的产生、熄灭过程及灭弧条件；断路器、隔离

开关、互感器的原理和选择计算方法；限流电抗器、高压熔断器、裸导体、电缆、绝缘子和套管

的选择计算方法。

2．重点或难点：

（1）重点：主变压器的选择和主接线的设计及断路器工作原理和选择。

（2）难点：主接线的设计和电弧的产生和熄灭原理。

3．教学目标:

（1）了解主接线两大构成；限制短路电流的目的；设备选择的一般原则；开关电器的作用

和种类；

（2）熟悉主变压器的型号、分类、构造；

（3）掌握确定变压器容量和台数的方法；限制短路电流的方法及措施；电抗器的电抗百分

比的选择计算；高压断路器和裸导体、套管、支柱绝缘子的选择校验项目。

主要知识单元 5 发电厂和变电站的二次设备及接线

1．教学内容:

控制与信号系统；绝缘监察装置。

2．重点或难点：

（1）重点：电气系统的原理接线图。

（2）难点：断路器控制回路的工作原理。

3．教学目标:

（1）了解电气系统的安装接线图、控制开关；

（2）掌握电气系统的原理接线图、电气系统的展开接线图、断路器控制回路的工作原理。

高电压技术部分（共 20学时）

主要知识单元 6 气体放电的基本理论与介质的电气强度

1．教学内容:

带电质点的产生与消失；放电的电子崩阶段；自持放电条件；不均匀电场中气体放电的特点；

82

提高气隙击穿电压的措施。

2．重点或难点：

（1）重点：带电质点的产生与消失，非自持放电和自持放电的不同特点，影响碰撞电离系数

的因素、提高气隙击穿电压的措施。

（2）难点：稍不均匀电场和极不均匀电场的特点。

3．教学目标:

（1）了解电子崩的形成、冲击电压的标准波形。

（2）熟悉气体中负离子的形成、电极表面的电子逸出、影响碰撞电离系数的因素。

（3）掌握极不均匀电场中电晕放电的特点、非自持放电和自持放电的不同特点、Pd 值较小

时和 pd 值较大时的放电机理、稍不均匀电场和极不均匀电场的不同特点、伏－秒特性的概念、改

善电场分布的措施、削弱电离过程的措施。

主要知识单元 7 气体中沿固体绝缘表面的放电

1．教学内容:

界面电场分布的典型情况；均匀电场中的沿面放电；极不均匀电场中的沿面放电；受潮表面的

沿面放电；染污绝缘表面的沿面放电。

2．重点或难点：

（1）重点：均匀电场中的沿面放电，极不均匀电场中的沿面放电，染污绝缘表面的沿面放电。

（2）难点：影响污闪电压的因素。

3．教学目标:

（1）熟悉界面电场的分布；均匀电场中的沿面放电；表面凝露对沿面放电的影响；表面淋雨

对沿面放电的影响；影响污闪电压的因素；污秽等级的划分。

（2）掌握具有强垂直分量时的沿面放电、具有弱垂直分量时的沿面放电、防止污闪的措施。

主要知识单元 8 液体和固体介质的电气特性

1．教学内容:

液体介质的击穿电介质的极化；导电与损耗；液体介质的击穿；固体介质的击穿；组合绝缘的

特性；绝缘的老化。

2．重点或难点：

（1）重点：液体介质的击穿电介质的极化、导电与损耗，液体介质的击穿。

（2）难点：组合绝缘的特性，多介质系统中的电场。

3．教学目标:

（1）熟悉影响液体介质击穿的因素；油－屏障绝缘和油纸绝缘的特点；多介质系统中的电场、

机械力、环境的影响。

（2）掌握电介质的极化；电介质的电导；电介质的能量损耗、电击穿、热击穿、电化学击穿、

减小杂质影响的措施；电场调整的方法；电介质的老化。

主要知识单元 9 电气设备绝缘的预防性试验和高压试验

1．教学内容:

绝缘电阻的测量；泄露电流和的介质损耗角正切值的测量；局部放电的测试；电压分布的测量；

绝缘油的电气试验和气相色谱分析；工频电压试验；直流电压试验；冲击电压试验；稳态高电压和

冲击电压的测量。

2．重点或难点：

（1）重点：绝缘电阻和吸收比的测量，介质损耗角正切值的测量，局部放电的测量，工频电压

试验，直流电压试验，冲击电压试验。

（2）难点：局部放电的测量，稳态高电压的测量，冲击电压的测量。

83

3．教学目标:

（1）了解外界电磁场对电桥的干扰；局部放电的检测回路；电压分布的测量；数字化测量方法。

（2）熟悉影响介质损耗角正切值测量结果的因素；多层介质的吸收现象；绝缘油的电气试验和

气相色谱分析的工作原理；工频电压试验；直流电压试验；冲击电压试验。

（3）掌握绝缘电阻和吸收比的测量；介质损耗角正切值的测量；西林电桥的基本原理；局部放

电的测量；稳态高电压的测量；冲击电压的测量。

主要知识单元 10 雷电放电与防雷装置

1．教学内容:

雷电参数及防雷装置（避雷针、避雷线和避雷器）的防雷原理。

2．重点或难点：

（1）重点：避雷针和避雷线保护范围的计算。

（2）难点：避雷针和避雷线保护范围的计算。

3．教学目标:

（1）熟悉雷电参数，避雷器的原理及类型，防雷接地。

（2）掌握避雷针和避雷线的防雷原理及保护范围的计算。

主要知识单元 11 输电线路、发电厂及变电所的防雷保护

1．教学内容:

输电线路、发电厂和变电所的防雷保护措施。

2．重点或难点：

（1）重点：变电所进线保护段的概念。

（2）难点：变电所进线保护段的方法。

3．教学目标:

（1）了解变电所防雷的几个具体问题。

（2）熟悉线路感应雷过电压，输电线路的直击雷过电压。

（3）掌握输电线路防雷的四道防线，发电厂和变电所的直击雷保护。

主要知识单元 12 暂时过电压及操作过电压

1．教学内容:

暂时过电压、操作过电压。

2．重点或难点：

（1）重点：工频电压升高的原理。

（2）难点：谐振过电压的原理。

3．教学目标:

（1）熟悉中性点不接地系统电弧接地引起的过电压、切除空载线路引起的过电压、切除空载

变压器产生的过电压。

（2）掌握工频电压升高原理、谐振过电压原理。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

84

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）纪建伟，黄丽华，葛丽娟，孙国凯·电力系统分析 ·北京：中国电力出版社，2012.6

（2）熊信银·发电厂电气部分·北京：中国电力出版社，2010（第四版）

（3）施围,邱毓昌, 张乔根·高电压工程基础 I·北京：机械工业出版社，

2．参考书：

（1）刘涤尘·电气工程基础 I.武汉：武汉理工大学出版社，2003.06

（2）陈慈萱·电气工程基础 I.北京：中国电力出版社，2008.08

（3）熊信银，张步涵·电气工程基础 I·武汉：华中科技大学出版社，2010

（4）陈珩·电力系统稳态分析 ·北京：中国电力出版社，2007.06

（5）范锡普·发电厂电气部分·北京：中国电力出版社，1995(第二版)

（6）刘吉来，黄瑞梅·高电压技术 I·北京：中国水利水电出版社，2011.01

85

《电气工程基础（下）》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0516740 课程中文名称： 电气工程基础（下）

课程英文名称： Fundaments of Electric Power Engineering（2）

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/4 学分

讲课学时/学分： 64 学时/4 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 工程数学、电路原理、电机

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是一门农业电气化与自动化专业的主干专业课程。其涵盖的基本概念和基本理论是独

立解决电气工程技术问题和构筑农业电气化专业知识结构的基础，是培养具有电气工程领域基础

理论和基本知识，能够从事与电气工程领域相关的设计、运行、规划、管理能力的高级工程技术

人才的一门综合类专业课程。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电力系统的组成原理和电气工程中绝缘与过电压的基本知识。

——熟悉常用电气设备的工作原理，深入理解各电气设备参数的物理意义。

——掌握电力系统暂态分析原理和电力系统继电保护的基本原理，掌握电力系统保护的整定

原则和方法。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

86

一 1.电力系统暂态分析 28 28

二 2.电力系统继电保护 28 28

三 3.电力系统继电保护实验 8

合 计 56 64

（二）教学基本要求

电力系统暂态分析部分（共 28学时）

主要知识单元 1同步发电机的基本方程

1．教学内容:

静止坐标系下同步发电机方程、电感系数；静止坐标系与 dq0 坐标系的对应、转换关系（派

克变换、逆变换）；dq0 坐标系下同步发电机的基本方程；dq0 坐标系下同步发电机的电感系数的

含义及特点；dq0 坐标系下同步发电机对称稳态运行的分析计算。

2．重点或难点：

（1）重点：dqo 坐标系下同步发电机的基本方程、电感系数的含义、特点。

（2）难点：同步发电机对称稳态运行的分析计算方法。

3．教学目标:

（1）了解同步发电机理想化的条件，静止坐标系正方向的规定原则和 dq0 坐标系的建立原因、

方法。同步发电机的方程，掌握静止坐标系下各绕组电感系数的特点。

（2）熟悉派克变换、派克逆变换和 dq0 坐标系的同步发电机电势方程、磁链方程；

（3）掌握 dq0 坐标系下同步发电机的电感系数的含义及特点和 dq0 坐标系下同步发电机对称

稳态运行的分析计算方法。

主要知识单元 2电力系统三相短路的暂态过程

1．教学内容:

短路的原因、类型、危害，短路计算的目的；恒定电势源电路三相短路的过程；短路冲击电

流、最大有效值电流、短路容量的定义及计算方法、作用；同步发电机突然三相短路的物理过程；

同步发电机暂态、次暂态电抗的物理意义；同步发电机暂态、次暂态过程的等值模型。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统短路的原因、类型、危害；短路冲击电流、最大有效值电流、短路容量

的定义及计算方法、作用；同步发电机突然三相短路的物理过程；同步发电机暂态、次暂态电抗

的物理意义。

（2）难点：同步发电机突然三相短路的物理分析和暂态、次暂态等值模型。

3．教学目标:

（1）了解短路计算的作用和无限大功率电源供电系统突然三相短路的暂态过程的分析方法；

同步发电机暂态、次暂态过程的等值模型；同步发电机突然三相短路的物理过程和分析方法—磁

链守恒原则；短路基频电流衰减时间常数、定子绕组直流分量和倍频分量衰减衰减常数和全电流

表达式的结构。

（2）熟悉暂态电势、暂态电抗的物理意义。

（3）掌握短路冲击电流、最大有效值电流、短路容量的含义、作用、算法。

主要知识单元 3电力系统三相短路电流的实用计算

1．教学内容:

电力系统三相短路的起始次暂态电流、冲击电流、短路电流周期分量的计算方法，利用短路

电流计算曲线或查表求解短路不同时刻短路电流。

87

2．重点或难点：

（1）重点：短路计算用的等值电路的画法和起始次暂态电流、冲击电流的求解方法；

（2）难点：应用运算曲线计算短路电流的方法和短路电流周期分量近似计算的方法。

3．教学目标:

（1）了解短路计算的基本假设条件和运算曲线的制定方法，

（2）熟悉应用运算曲线求解短路电流的方法、步骤。

（3）掌握短路计算等值电路的画法、转移电抗的含义及求取方法；基于电路理论的短路起始

次暂态电流、冲击电流的求解方法和短路电流周期分量近似计算的方法。

主要知识单元 4电力系统各元件的序阻抗和等值电路

1．教学内容:

电力系统不对称短路的基本分析方法---对称分量法，各元件的序阻抗的含义及求解方法，电力

系统三序网络的制定方法。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统正序、负序、零序网络的画法

（2）难点：零序网络的画法。

3．教学目标:

（1）了解发电机的正序、负序、零序电抗及经验取值方法.

（2）熟悉正序阻抗、负序阻抗、零序阻抗的含义；不对称短路发生后，故障分量电路分解为

三序等效电路的原理、方法；

（3）掌握不对称三相相量分解为三组三相分别对称的三序相量的方法；三序相量合成为三相

相量的方法；变压器、输电线路负序电抗与正序电抗的关系；变压器零序等值电路的画法及零序

等值电抗的求解方法；输电线路零序等值电路的画法及零序电抗的求解，掌握综合负荷的正序、

负序阻抗的经验值；电力系统正序网络、负序网络和零序网络的画法及各序等值电路的求解。

主要知识单元 5电力系统简单不对称故障的分析和计算

1．教学内容:

对称分量法分析电力系统不对称短路、非全相断线的方法；非故障处电压、电流的计算方法；

电压和电流对称分量经变压器后的相位变换。

2．重点或难点：

（1）重点：对称分量法分析简单不对称短路时全网电压、电流的方法；电压、电流序分量经

变压器后的相位变换。

（2）难点：不对称短路时非故障处的电压、电流计算方法；电压、电流序分量经变压器后的

相位变换。

3．教学目标:

（1）了解单相接地短路由相参数、序参数描述的边界条件；

（2）熟悉两相接地短路由相参数、序参数描述的边界条件；

（3）掌握单相接地短路三序电压、三序电流的求解方法；用对称分量法由三序电压、三序电

流求解故障处三相电压、三相电流的方法；两相接地短路三序电压、三序电流的求解方法，掌握用

对称分量法由三序电压、三序电流求解故障处三相电压、三相电流的方法；用对称分量法由序电压、

序电流求解故障处三相电压、三相电流的方法；不对称短路时网络中非故障处三序电压、电流的计

算方法；正序、负序电压和电流经变压器后的相位变换方法；用对称分量法分析非全相断线故障的

方法。

主要知识单元 6电力系统静态稳定性

1．教学内容:

88

电力系统静态稳定性的基本概念 ，小干扰法分析简单系统静态稳定，自动调节励磁系统对静

态稳定的影响，多机系统的静态稳定近似分析，提高系统静态稳定性的措施。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统静态稳定性的基本概念，小干扰法分析简单系统静态稳定，提高系统静

态稳定性的措施。

（2）难点：多机系统的静态稳定近似分析。

3．教学目标:

（1）了解多机系统的静态稳定近似分析。

（2）熟悉自动调节励磁系统对静态稳定的影响。

（3）掌握小干扰法分析简单系统静态稳定和提高系统静态稳定性的措施。

主要知识单元 7电力系统暂态稳定性

1．教学内容:

电力系统暂态稳定性的基本概念 ；简单系统的暂态稳定性；发电机组自动调节系统对暂态稳

定的影响；复杂电力系统暂态稳定计算；提高系统暂态稳定性的措施。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统暂态稳定性的基本概念提高系统暂态稳定性的措施。

（2）难点：复杂电力系统暂态稳定计算。

3．教学目标:

（1）了解复杂电力系统暂态稳定计算。

（2）熟悉电力系统暂稳定性的基本概念和发电机组自动调节系统对暂态稳定的影响。

（3）掌握提高系统暂态稳定性的措施。

电力系统继电保护原理部分（共 36学时）

主要知识单元 8绪论

1．教学内容:

（1）继电保护的作用；

（2）继电保护的基本构成方法、构成原理；

（3）对继电保护的基本要求；

（4）继电保护技术的发展简史和现状。

2．重点或难点：

（1）重点：继电保护装置的含义及基本任务、继电保护的构成方法、对继电保护的基本要求。

（2）难点：“选择性、速动性、灵敏性、可靠性”的含义及“四性”之间的关系。

3．教学目标:

（1）了解继电保发展的简史、现状、发展方向。

（2）熟悉电力系统故障、不正常运行状态的危害以及二者区别于正常运行状态的参数特征。

（3）掌握继电保护装置的含义和基本任务；掌握不同原理的继电保护的基本构成方法。掌握

“选择性、速动性、灵敏性、可靠性”的含义，了解“四性”之间的关系。

主要知识单元 9电网的电流保护

1．教学内容:

（1）继电保护用继电器和电力互感器的性质、作用、选择方法。

89

（2）相间短路的三段式电流保护的整定计算及原理图、继电保护接线图。

（3）相间短路方向电流保护的构成原理、方向元件的设置原则及接线方式。

（4）接地故障的特点及零序保护的构成原理、整定计算及接线图。

2．重点或难点：

（1）重点：相间短路三段式电流保护的整定计算及原理图、功率方向元件的设置原则及“90°

接线”、 零序保护的设置原则和整定方法。

（2）难点：三段式电流保护的整定计算、功率方向继电器的工作原理、零序方向保护和电流

保护的原理图画法。

3．教学目标:

（1）了解继电保护用继电器和电力互感器的性质、作用、选择方法。

（2）熟悉接地故障的特点，掌握零序保护的设置原则、整定方法；理解继电保护的配置方法、

整定计算的基本思路。

（3）掌握相间短路三段式电流保护的整定计算及原理图、继电保护接线图；掌握功率方向元

件的设置原则及“90°接线”的含义、接法。

主要知识单元 10电网的距离保护

1．教学内容:

（1）距离保护的构成原理、配置及整定原则。

（2）阻抗继电器的动作特性。

（3）距离保护的接线方式。

（4）影响距离保护正确动作的因素和防治措施。

2．重点或难点：

（1）重点：距离保护的接线方式、影响距离保护正确动作的因素及对策、距离保护整定计算。

（2）难点：影响距离保护正确动作的因素及对策、三段式距离保护的原理接线及逻辑关系图。

3．教学目标:

（1）了解距离保护各组成部分的作用；了解过渡电阻的产生原因、电压回路断线的原因。

（2）熟悉过渡电阻对距离保护的影响；理解动作阻抗、整定阻抗的含义；理解全阻抗继电器、

方向阻抗继电器、偏移特性阻抗继电器的动作特性。

（3）掌握距离保护概念、特点、阻抗继电器 0°接线方式、具有零序电流补偿的 0°接线方式的

具体接法；掌握方向阻抗继电器的动作死区及消除办法；掌握减小过渡电阻影响的措施；掌握系统

振荡对测量阻抗的影响、振荡与短路的区别、振荡的对策；掌握分支电流对测量阻抗的影响及其对

选择性和灵敏性的影响；掌握电压回路断线的对策；掌握相间短路三段式距离保护的整定计算原则

及原理图、展开图。

主要知识单元 11输电线路纵联保护

1．教学内容:

（1）纵联保护的种类、构成原理及性能特点。

（2）导引线纵联差动保护的理想动作方程、不平衡电流的组成及保护的实际动作方程。

（3）闭锁式方向保护、距离保护的构成原理、逻辑关系图。

2．重点或难点：

（1）重点：纵联保护概念、特点、构成原理；导引线纵联差动保护的动作方程；闭锁式方向

纵联保护的工作原理、接线图和逻辑关系图。

（2）难点：导引线纵联差动保护的不平衡电流及动作特性以及影响方向比较式纵联保护正确

动作的因素及对策。

90

3．教学目标:

（1）了解纵联保护的种类及其适用范围；了解影响闭锁式方向纵联保护正确动作的因素和对

策；了解闭锁式距离纵联保护的构成原理。

（2）熟悉纵联保护的概念、特点及导引线纵联差动保护的含义；理解闭锁式方向纵联保护的

原理接线图和逻辑关系图。

（3）掌握纵联保护的基本原理、导引线纵联差动保护的理想动作方程和实际动作方程；掌握

闭锁式方向纵联保护的基本工作原理、各部分逻辑关系。

主要知识单元 12输电线路的自动重合闸

1．教学内容:

（1）自动重合闸装置的作用、种类和性能。

（2）自动重合闸装置与继电保护的配合方式与适用范围。

2．重点或难点：

（1）重点：自动重合闸的作用；单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸的含义和各自的特点；

双侧电源线路同期重合闸的原理、结构图；自动重合闸与继电保护的配合方式及各自的动作特点和

适用范围。

（2）难点：单相重合闸的选相原理及方法和重合闸的整定计算。

3．教学目标:

（1）了解自动重合闸装置的含义、分类；了解综合重合闸装置的基本结构及构成综合重合闸

装置需考虑的因素。

（2）熟悉引入自动重合闸装置的原因；理解单相重合闸与三相重合闸的区别；理解潜供电和

恢复电压对自动重合闸的影响及对策。

（3）掌握自动重合闸装置的作用；掌握单相重合闸、三相重合闸、综合重合闸的含义及特点；

掌握单相重合闸的选项方法；掌握双侧电源线路同期重合闸的原理、实现方法、结构图。掌握自

动重合闸前加速保护及自动重合闸后加速保护的构成及动作特点和适用范围。

主要知识单元 13微型机继电保护概述

1．教学内容:

（1）微机继电保护的基本结构、实现原理、装置特点和基本算法。

（2）微型机线路保护和微型机变压器保护的故障处理程序的流程结构及整定方法。

2．重点或难点：

（1）重点：微机保护的结构、算法；提高微机保护可靠性的措施；微型机线路保护的基本结

构；微型机变压器保护差动保护的算法和流程。

（2）难点：微机保护的算法和流程。

3．教学目标:

（1）了解微机保护的特点。了解微机变压器差动保护的基本原理，理解微型机变压器比率制

动特性差动保护的动作判据和算法，了解微型机继电保护抗电磁干扰的方法、模拟量自纠错的原

理。

（2）熟悉微机保护硬件系统的结构和各部分的构成原理；理解微型机线路保护装置的结构、

功能。理解微型机变压器比率制动特性差动保护的软件流程。

（3）掌握微机保护的基本结构；掌握正弦函数模型算法、傅里叶算法和解微分方程算法的原

理和特点。

91

四、实验教学环节

（一）实验条件

目前，继电保护实验室已有 THKDZB-1 型继电保护实验装置 4 套、微型机继电保护装置 2

套。

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 三段式电流保护实验 THKDZB-1 型继电保护装置 1 套 2 学时

2 微型机线路保护实验 微型机继电保护装置 1 套 3 学时

3 微型机变压器保护实验 微型机继电保护装置 1 套 3 学时

（二）实验项目

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 三段式电流保护实验

实验测试的指标、参数 （1）各段电流保护动作电流、动作时限的整定与调试、测试。 （2）继电器的返回值测试。 （3）计算返回系数。

（1）了解继电保护“起动”与“动作”的区别。 （2）理解继电保护“四性”的含义。 （3）掌握三段式电流保护的动作参数整定方法及各段之间选择性的配合关系。

2 微型机线路保护实验

实验测试的指标、参数 （1）各段电流保护动作电流、动作时限的设置。

（1）熟悉微机保护的基本组成。 （2）掌握微机线路保护的动作特性、参数测定。

3 微型机变压器保护实验

实验测试的指标、参数 （1）电流保护动作电流、动作时限的设置。 （2）差动保护动作值得设置

（1）掌握变压器保护的配置。 （2）掌握变压器主保护与后备保护的选择性配合关系。

（三）实验报告

实验报告的基本要求：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验接线图、实验步骤、实验

记录、数据处理（实验现象描述、原理论证等）、讨论等。

（四）实验考核与成绩评定

考核成绩采取实验操作成绩、实验报告成绩相结合的方式综合评定。

1．考核方式：

实验操作、实验报告。

2．成绩评定：

实验总评成绩＝实验操作×50％＋实验报告×50％

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

92

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×60％＋实验总评成绩10％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

六、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）纪建伟，黄丽华，葛丽娟，孙国凯·电力系统分析 ·北京：中国电力出版社，2012.6

（2）霍利民，葛丽娟，李佳·电力系统继电保护原理·北京：中国电力出版社，2013.02

2．参考书：

（1）刘涤尘·电气工程基础 I·武汉：武汉理工大学出版社，2003.06

（2）陈慈萱·电气工程基础 I·北京：中国电力出版社，2008.08

（3）熊信银，张步涵·电气工程基础 I·武汉：华中科技大学出版社，2010

（4）李光琦·电力系统暂态分析·北京：中国电力出版社，2007.01 年

93

《电力拖动与控制系统 A》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0512525

课程中文名称： 电力拖动与控制系统

课程英文名称： Power Driving and Motion Control System

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 40 学时/2.5 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、电机学、电力电子技术、自动控制原理

主撰人： 孙建英 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

电力拖动与控制系统是农业电气化专业的必修课。本课程主要是介绍直流调速系统和交流调

速系统。介绍以直流电动机为控制对象组成的运动控制系统，包括转速单闭环调速系统，转速、

电流双闭环控制调速系统，可逆调速系统的基本组成和控制规律、静态、动态性能分析及工程设

计方法，直流调速系统的数字控制。介绍以交流电动机为对象组成的运动控制系统,包括调压调速

系统和变频调速系统的基本组成、工作原理和性能特点。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解直流电力拖动自动控制系统和交流电力拖动自动控制系统的特点；可逆直流调速

系统的特点和设计方法；矢量控制技术在异步电动机变压变频调速系统的应用。

——熟悉直流电力拖动自动控制系统和交流电力拖动自动控制系统的调速方法；调速系统的

静态、动态性能指标。

——掌握直流转速单闭自动控制系统和转速、电流双闭环自动控制系统的静、动态设计方法，

深刻领会和掌握控制系统的工程设计方法，能够熟练应用典型Ⅰ型、典型Ⅱ系统的设计和校正方

法；笼型异步电动机变压变频调速系统的原理、特点和设计方法。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

94

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 小计

一 绪论 2 2

二 转速反馈控制的单闭环直流调速系统 8 2 10

三 转速、电流反馈控制的双闭环直流调速系统 8 4 12 四 可逆控制和弱磁控制的直流调速系统 4 4

五 基于稳态模型的异步电动机的调速系统 6 2 8

六 基于动态模型的异步电动机调速系统 4 4

合计 32 8 40

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：绪论

1．教学内容:

（1）运动控制系统及其组成；

（2）运动控制系统的历史与发展；

（3）运动控制系统的转矩控制规律；

（4）生产机械的负载转矩特性。

2．重点或难点：

（1）重点：运动控制系统及其组成。

（2）难点：转矩控制规律。

3．教学目标:

（1）了解运动控制系统的历史与发展；

（2）熟悉运动控制系统的转矩控制规律；

（3）掌握运动控制系统及其组成；生产机械的负载转矩特性。

主要知识单元 2：转速反馈控制的单闭环直流调速系统

1．教学内容:

（1）直流调速系统用的可控直流电源；

（2）稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性；

（3）转速反馈控制的直流调速系统；

（4）直流调速系统的数字控制；

（5）转速反馈控制直流调速系统的限流保护。

2．重点或难点：

（1）重点：稳态性能指标的定义和之间的关系；转速闭环直流调速系统的组成原理以及静特

性分析；电流截止负反馈的作用和系统构成原理及分析；比例积分控制规律和无静差直流调速系统；

三种数字测速方法的原理及应用范围。

（2）难点：抑制电流脉动的措施，电能回馈与泵升电压的限制，反馈控制规律的理解，反馈

控制闭环直流调速系统的动态数学模型。。

3．教学目标:

（1）了解直流电动机的三种调速方法及其优缺点；反馈控制闭环直流调速系统动态数学模型

的建立；微机数字控制系统的特点；模拟PI 调节器的数字化，位置式和增量式算法；转速反馈控

制直流调速系统的过电流问题。

（2）熟悉二种可控直流电源的工作原理、主要特点及调速系统的开环机械特性；反馈控制闭

环直流调速系统动态稳定性判定和分析；直流调速系统的稳态误差分析；各种测速方法的精度指

95

标（分辨率、误差率）。

（3）掌握直流调速系统用的两种可控直流电源的基本原理、控制方法。稳态性能指标以及相

互之间的关系。转速反馈控制直流调速系统的组成及其静特性；反馈控制规律；比例积分控制的

无静差直流调速系统的控制规律。三种基本的数字测速方法的原理、转速计算公式及应用场合。

带电流截止负反馈比例控制闭环直流调速系统的稳态结构框图和静特性。

主要知识单元 3：转速、电流反馈控制的直流调速系统

1．教学内容:

（1）转速、电流反馈控制直流调速系统的组成及其静特性；

（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；

（3）转速、电流反馈控制直流调速系统的设计。

2．重点或难点：

（1）重点：转速、电流双闭环直流调速系统的稳态工作点和稳态参数计算，双闭环直流调速

系统的动态性能分析，调节器的工程设计方法，按工程设计方法设计双闭环系统的调节器。

（2）难点：动态抗扰性能分析；调节器结构的选择和传递函数的近似处理；转速调节器退饱

和时转速超调量的计算。

3．教学目标:

（1）了解双闭环直流调速系统的动态数学模型；调节器工程设计方法所遵循的原则及工程设

计方法的基本思路。

（2）熟悉带电流截止负反馈的单闭环无静差调速系统的局限性，引出双闭环系统；双闭环系

统动态抗扰性能的分析及转速和电流两个调节器的作用；双闭环系统设计的主要步骤。

（3）掌握双闭环直流调速系统的组成、特点、静特性及稳态结构图和参数计算；双闭环系统

起动过程；典型系统的性能指标；电流调节器、转速调节器的设计及退饱和转速超调量的计算。

主要知识单元 4：可逆控制和弱磁控制的直流调速系统

1．教学内容:

（1）直流 PWM 可逆调速系统；

（2）V-M 可逆直流调速系统；

（3）弱磁控制的直流调速系统。

2．重点或难点：

（1）重点：直流 PWM 可逆调速系统；有环流控制的可逆晶闸管-电动机系统和无环流控制

的可逆晶闸管-电动机系统的基本工作原理。

（2）难点：单片微机控制的 PWM 可逆直流调速系统，环流的分类及抑制方法。

3．教学目标:

（1）了解直流 PWM可逆调速系统转速反向的过渡过程；单片微机控制的PWM 可逆直流调

速系统的组成；双闭环控制直流调速系统转速反向的过渡过程分析。

（2）熟悉桥式可逆 PWM 变换器的电压、电流波形分析及能量回馈问题；V-M 可逆直流调

速系统的主回路及环流；弱磁与调压配合控制特性。

（3）掌握桥式可逆PWM变换器电路的工作原理；双极式控制的桥式可逆PWM 变换器的特

点；V-M 可逆直流调速系统的两种控制方式的基本原理。

主要知识单元 5：基于稳态模型的异步电动机调速系统

1．教学内容:

（1）异步电动机的稳态数学模型和调速方法；

（2）异步电动机的调压调速；

（3）异步电动机的变压变频调速；

96

（4）电力电子变压变频器；

（5）转速开环变压变频调速系统；

（6）转速闭环转差频率控制的变压变频调速系统。

2．重点或难点：

（1）重点：变压变频调速的基本控制方式，异步电动机电压-频率协调控制时的机械特性，

电力电子变压变频器的主要类型，基于异步电动机稳态模型的变压变频调速系统。

（2）难点：转速闭环转差频率控制系统。

3．教学目标:

（1）了解异步电动机的稳态方程；降压控制在软启动器和轻载降压节能运行中的应用；电压

空间矢量控制技术；交流 PWM 变频器-异步电动机系统的特殊问题；

（2）熟悉异步电动机的调速方法与气隙磁通；变压变频调速的基本原理；正弦波脉宽调制技

术及电流跟踪控制技术的基本原理；转速开环变压变频调速系统的结构；转差频率控制系统结构

及性能分析；

（3）掌握异步电动机变压调速改变电压时的机械特性，闭环控制的变压调速系统及其静特性；

变压变频调速时的机械特性；微机控制的数字通用变频器-异步电动机调速系统的硬件组成部分；

转差频率控制的基本思想及控制规律。

主要知识单元 6：基于动态模型的异步电动机调速系统

1．教学内容:

（1）异步电动机动态数学模型的性质；

（2）异步电动机的三相数学模型；

（3）坐标变换；

（4）异步电动机按转子磁链定向的矢量控制系统。

2．重点或难点：

（1）重点：异步电动机的动态数学模型和坐标变换；基于动态模型按转子磁链定向的矢量控

制系统的基本思路。

（2）难点：三相异步电动机的多变量非线性数学模型，坐标变换和变换矩阵。

3．教学目标:

（1）了解磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程的表达式；变换矩阵的表达式；矢量控

制系统的特点及存在的问题。

（2）熟悉 3/2 变换和 2s/2r 变换的基本内容；矢量控制系统的原理结构图。

（3）掌握异步电动机动态数学模型的性质、组成及特点；坐标变换的基本思路；按转子磁链

定向的矢量控制的基本思想。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

NMCL-111 电力电子及电力拖动实验台；DS1062C 示波器；万用表

1

2 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

NMCL-111 电力电子及电力拖动实验台；DS1062C 示波器；万用表

1

3 双闭环可逆直流脉宽调速系统

NMCL-111 电力电子及电力拖动实验台；DS1062C 示波器；万用表

1

97

4 双闭环三相异步电动机调压调速系统

NMCL-111 电力电子及电力拖动实验台；DS1062C 示波器；万用表

1

（二）实验项目

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 不可逆单闭环直流调速系统静特性的研究

（1）调速系统在无转速负反馈时的开环工作机械特性。 （2）带 P 调节器转速负反馈系统的静特性。 （3）调速系统带 PI 调节器转速负反馈系统的静特性

（1）研究晶闸管直流电动机调速系统在反馈控制下的工作。 （2）研究直流调速系统中速度调节器ASR 的工作及其对系统静特性的影响。 （3）学习反馈控制系统的调试技术。

2 双闭环晶闸管不可逆直流调速系统

（1）各控制单元调试；测定电流反馈系数。 （2）测定开环机械特性及闭环静特性。 （3）观察，记录系统动态波形。

（1）了解双闭环不可逆直流调速系统的原理，组成及各主要单元部件的原理。 （2）熟悉调速系统控制单元，触发电路及晶闸管主回路的结构及调试方法。 （3）掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试步骤，方法及参数的整定。

3 双闭环可逆直流脉宽调速系统

（1）PWM 控制器SG3525性能测试；控制单元调试。 （2）系统开环调试。 （3）系统闭环调试 （4）系统稳态、动态特性测试。

（1）掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。 （2）熟悉直流 PWM 专用集成电路SG3525 的组成、功能与工作原理。 （3）掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数的整定。

4 双闭环三相异步电动机调压调速系统

（1）测定绕线式异步电动机转子串电阻时的人为机械特性。 （2）测定双闭环交流调压调速系统的静特性。 （3）测定双闭环交流调压调速系统的动态特性。

（1）熟悉相位控制交流调压调速系统的组成与工作；熟悉双闭环三相异步电动机调压调速系统的原理及组成。 （2）了解绕线式异步电动机转子串电阻时在调节定子电压调速时的机械特性。 （3）通过测定系统的静特性和动态特性进一步理解交流调压系统中电流环和转速环的作用。

（三）实验考核与成绩评定

1．考核方式：

考查、操作等。

2．成绩评定：

实验总评成绩＝平时考勤成绩×20％＋操作考查×50％＋实验报告×30％

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；笔试，闭卷。

98

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程结业考试×70％

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩 提问

权重（％） 20 30 30 20

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）阮毅，陈伯时·电力拖动自动控制系统·北京：机械工业出版社，2009.8（第四版）

（2）李宁，陈桂·运动控制系统·北京：高等教育出版社，2010.

（3）阮毅，陈维均·运动控制系统·北京：清华大学出版社，2010.

（4）冯垛生·交流调速系统·北京：机械工业出版社，2008.

（5）杨耕，罗应立·电机与运动控制系统·北京：清华大学出版社，2005.

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

（3）精品课程资源网 http://www.jingpinke.net/

99

《电气控制技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0517325

课程中文名称： 电气控制技术

课程英文名称： Electrical Control Technology

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 40 学时/2.5 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电工技术、电子技术、电机学、电力拖动基础

主撰人： 李海军 主审人： 葛丽娟 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化专业的核心课。主要内容包括：常见低压电

气、继电器控制线路与方法、继电器控制系统设计、可编程控制器的工作原理、OMRON 系列PLC

指令系统、PLC 控制系统设计等。通过对本课程的学习，使学生了解并掌握继电器与 PLC 控制

技术的基本理论和基本方法，逐步培养学生电气控制线路分析能力和初步设计的能力，为学生以

后从事电气设备方面设计、运行、维护等打下良好的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——掌握常用控制电器的原理、三相异步电动机的起动、调速、制动等基本环节的控制线路

原理，能分析和设计较复杂的继电器电气控制系统。

——掌握可编程控制器的原理、系统组成和指令系统，能分析和设计较复杂的PLC控制系统。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

100

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 常用电压电器 6 2 8

二 电气控制线路 6 2 8

三 电气控制系统设计 4 4

四 PLC 基本知识 3 3

五 CPM1E 综述 2 2 六 CPM1E 指令系统 4 4 8

七 PLC 控制系统设计 4 4

八 其它 PLC 简介 3 3

合计 32 8 40

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：常用低压电器

1．教学内容:

（1）电器的功能、分类与工作原理；

（2）常用低压电器。

2．重点或难点：

（1）重点：接触器、控制继电器、其它常用电器的结构、原理、功能及图形符号；

（2）难点：交流接触器、热继电器、时间继电器和低压断路器的结构与工作原理。

3．教学目标:

（1）了解电器分类情况；

（2）熟悉并掌握常用主要低压电器的结构、工作原理及其选择与应用；

（3）掌握并能正确绘制电器元件图形符号。

主要知识单元 2 ：电气控制线路

1．教学内容:

（1）基本控制环节（点动/长动控制、正反转控制、顺序控制、多地控制、多条件控制）；

（2）基本控制方法（行程控制、时间控制、速度控制）；

（3）电气控制线路中的保护（电流型保护、电压型保护、其它保护）；

（4）电气控制系统分析。

2．重点或难点：

（1）重点：三相交流异步电动机控制的基本方法、基本线路的工作原理；

（2）难点：星三角启动控制、反接制动控制、变极调速控制电路的工作原理。

3．教学目标:

（1）了解控制中常用的保护方法；

（2）掌握阅读和分析电气控制线路图的方法；电动机基本的控制控制环节和基本的控制方法。

主要知识单元 3：电气控制系统设计

1．教学内容:

（1）电气控制系统设计的基本内容和一般原则；

（2）电气控制线路的设计方法。

2．重点或难点：

（1）重点：电气控制系统设计的基本原则和内容，电气控制线路的设计方法，电气控制系

统设计的一般规律；

（2）难点：电气控制线路的设计方法。

3．教学目标:

101

（1）了解电气控制系统设计的一般原则；

（2）熟悉电气控制系统设计的一般规律；

（3）掌握电气控制系统设计的基本方法。

主要知识单元 4：可编程控制器概述

1．教学内容:

（1）PLC 的产生与特点。

（2）PLC 的组成与工作原理。

（3）PLC 的编程语言、性能指标和分类。

2．重点或难点：

（1）重点：PLC 器基本组成、工作原理。

（2）难点：PLC 的工作原理。

3．教学目标:

（1）了解 PLC 的产生、发展与应用领域；PLC 的编程语言、性能指标和分类。

（2）熟悉 PLC 的工作原理。

主要知识单元 5：CP1E 综述

1．教学内容:

（1）规格与型号（各种单元、性能指标）；

（2）基本构成（单元面板结构、编成工具系统构成）；

（3）继电器区及数据区。

2．重点或难点：

（1）重点：CP1E 的 CPU单元与继电器区；

（2）难点：CP1E 的继电器区功能及地址。

3．教学目标:

（1）熟悉 CP1E 的内部资源；

（2）掌握 CP1E 常用的继电器地址。

主要知识单元 6：CP1E 指令系统

1．教学内容:

（1）基本指令；

（2）基本编程规则与方法；

（3）应用指令。

2．重点或难点：

（1）重点：基本指令，基本编程规则和编程方法和常用的应用指令的使用；

（2）难点：应用指令的使用。

3．教学目标:

（1）熟悉基本的编程原则和方法；

（2）掌握 CP1E 的基本指令功能和 CP1E 的常见应用指令功能与正确使用。

主要知识单元 7：可编程控制器控制系统的设计

1．教学内容:

（1）PLC 控制系统设计概述；

（2）PLC 控制系统设计方法。

2．重点或难点：

（1）重点：PLC 控制系统设计的基本步骤与常用方法；

（2）难点：PLC 控制系统的设计方法。

102

3．教学目标:

（1）熟悉 PLC 控制系统的设计的基本原则与步骤；

（2）掌握 PLC 控制系统常用的设计方法。

主要知识单元 8 其它 PLC 简介

1．教学内容:

（1）西门子 PLC；

（2）三菱 PLC；

（3）松下 PLC；

2．重点或难点：

（1）重点：三种 PLC 的端子地址编号与常用指令的使用。

（2）难点：常用指令的使用。

3．教学目标:

（1）了解并认识其它PLC 的基本结构与常用指令。

（2）掌握其它 PLC 的常用指令。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 常见低压电器拆装与测试

接触器、继电器、行程开关、按钮、低压断路器、万用表、螺丝刀

低压电器各 1，万用表 1， 螺丝刀 2

必开

2 基本控制电路 低压断路器、接触器、按钮、热继电器、万用表、螺丝刀

低压断路器 1，接触器 2，按钮 3，热继电器 1，万用表 1，螺丝刀 2

必开

3 基本指令的使用 上位机、PLC 上位机 1，PLC 1 必开

4 应用指令的使用 上位机、PLC 上位机 1，PLC 1 必开

（二）实验项目

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 常见低压电器拆装与测试

对常见低压电器进行拆装与测试。

了解电器的内部结构；熟悉电器的工作原理。培养学生实际动手的能力，能够对常用电器进行拆卸、组装和简单检测。激发学生的学习兴趣。

2 基本控制电路 实现点/长动控制与正反转控制线路的连接。

理解基本控制线路原理；熟悉电器的安装与接线工艺。能够对基本控制线路进行接线与检测。培养团队合作精神。

3 基本指令的使用 CX-Promgrammer 编程软件的使用，基本指令的编程应用。

熟悉 CX-Promgrammer 编程软件；掌握PLC 通讯方法；加深对 PLC 基本指令功能的理解。

4 应用指令的使用 应用指令的编程应用。

加深对 PLC 常见应用指令功能的理解。

103

（三）实验考核与成绩评定

1．考核方式：

考查

2．成绩评定：

实验总评成绩＝出勤（30%）+实验报告（70%）

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验

权重（％） 30 20 50

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析设计题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）张晓峰·电气与PLC 控制技术及应用·北京：高等教育出版社，2013（第一版）

（2）任胜杰·电气控制与PLC 系统·北京：机械工业出版社，2013（第一版）

（3）霍罡，李志娟·可编程序控制系统设计与实践·北京：高等教育出版社，2011（第一

版）

（4）王振臣·机床电气控制技术·北京：机械工业出版社，2013（第五版）

（5）张振国，方承远·工厂电气与PLC控制技术·北京：机械工业出版社，2012（第四版）

（6）李海军，刘宇·电气控制技术课程实验指导书·内蒙古农业大学，2014（第二版）

（二）相关网络资源

（1）工控论坛：http://bbs.gkong.com/

（2）内蒙古农业大学网络教学综合平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

（3）精品课程网：http://www.icourses.cn/home/

104

《电气控制技术》课程设计教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0517420 课程中文名称： 电气控制技术课程设计

课程英文名称： Course Design of Electrical Control Technology

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/2 学分 实践学时/学分： 64 学时/2 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电机学、电气控制技术

主撰人： 李海军 主审人： 刘宇 制定时间： 2017 年 6 月 26 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

本课程设计是电气控制技术课程教学中重要的专业实践环节，通过本课程设计加深和巩固低

压电器控制技术与PLC控制技术的基本知识和的基础理论；使学生进一步了解电气控制系统设计

的一般原则、方法和步骤，受到在电气控制方面的设计、计算、绘图、电气安装、编写说明书及

查阅文献资料方面的初步训练，为电气控制综合能力运用奠定初步基础；设计一般以生产实际中

的典型设备电气控制系统为选题。

（二）教学目标

通过课程设计应实现以下目标：

——了解电气控制系统设计的一般原则和实施步骤及常用方法；

——熟悉常用低压电器、PLC 等器件的结构与使用要求；

——掌握电气控制的电路原理以及电气控制系统工艺操作规范与电路调试的基本技能；

——学会团队合作，协同发展。

三、课程设计内容与要求

（一）教学内容

（1）熟悉并分析设计任务书及相关资料；

（2）设计并绘制低压电器控制系统电气控制原理图；

（3）安装并调试电气控制柜；

（4）设计 PLC 控制系统；

（5）设计并绘制 PLC 控制系统电气控制原理图；

105

（6）编写并调试 PLC 控制程序；

（7）安装并调试电气控制柜

（8）编写课程设计说明书。

（二）基本要求

由 2-3 人组建课题小组，合作完成课程设计成果，包括电气控制柜安装、设计说明书、电气

控制原理图和控制程序。

（1）设计说明书应包括设计概况、目录、正文（设计任务及要求、设计方案与技术路线、低

压电器控制系统设计、低压电器电气控制柜安装与调试、PLC控制系统设计、控制程序编制、PLC

电气控制柜安装与调试）、结论、致谢、参考文献等内容，文字简洁，说理清楚，逻辑层次分明，

内容完整。

（2）电气控制控制原理图分主电路、辅助电路两部分，绘图要求布局合理，线型正确，标注

清楚、正确，图纸附有图框和标题栏等。

四、课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 设计动员，布置设计任务 集中辅导

2 第 2-3 天 设计方案、路线确定，系统控制原理图设计 个别辅导

3 第 4-5 天 电气控制柜安装与调试 集中辅导与个别辅导结合

4 第 6 天 电气控制柜安装与调试验收 现场查验成果完成质量

5 第 7-8 天 PLC 控制系统设计 集中辅导与个别辅导结合

6 第 9 天 电气控制柜安装与调试 现场查验成果完成质量

7 第 10 天 课题答辩，上交课程设计成果 集中考核评定

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

现场查验打分、评阅打分、答辩等。

（二）成绩评定

课程设计成果成绩=电气原理图绘制×30%＋电气控制柜安装×40%＋说明书×30％

实践总评成绩＝平时考勤成绩×20％＋课程设计成果×70％+答辩×10％

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）王振臣·机床电气控制技术·北京：机械工业出版社，2013（第五版）

（2）张晓峰·电气与PLC 控制技术及应用·北京：高等教育出版社，2013（第一版）

（3）任胜杰·电气控制与PLC 系统·北京：机械工业出版社，2013（第一版）

（4）霍罡，李志娟·可编程序控制系统设计与实践·北京：高等教育出版社，2011（第一

106

版）

（5）张振国，方承远·工厂电气与PLC控制技术·北京：机械工业出版社，2012（第四版）

（6）李海军，刘宇·电气控制技术课程设计指导书·内蒙古农业大学，2014（第二版）

（二）相关网络资源

（1）工控论坛：http://bbs.gkong.com/

（2）内蒙古农业大学网络教学综合平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

（3）精品课程网：http://www.icourses.cn/home/

107

《电气工程基础》课程设计教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0518020 课程中文名称： 电气工程基础》课程设计

课程英文名称： Electrical Engineering Designing

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/2 学分 实践学时/学分： 2 周/2 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 发电厂电气部分，电力系统分析

主撰人： 高燕 主审人： 张红旗 制定时间： 2017 年 06 月 20 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业（电力系统自动化方向）必修课程。主要通过对某3-5台

50-100MW机组的火力发电厂（或变电所）电气一次部分进行设计，使学生掌握发电厂电气设计

的基本方法，深化学生对发电厂电气设备、高压配电装置的理解，培养学生分析、解决问题的能

力和工程应用能力。。

（二）教学目标

通过课程设计应实现以下目标：

——了解电力系统发电厂和变电站的实际建设流程和主流设计。

——熟悉 AUTOCAD 的基本用法，并会进行基本绘制。

——掌握发电厂和变电站的基本设计原则，步骤。

三、电力系统综合设计（论文）内容与要求

《电气工程基础》课程设计属于《电气工程基础》理论课程的实践环节，需要能满足电力系

统综合设计的教学目标与要求，使学生能得到相应的综合训练。注重电力系统相关专业课程的实

际应用，取消陈旧内容，体系设计科学合理；难度与工作量应适应学生的知识和能力状况，学生

能在规定的时间内完成任务。

（一）电力系统综合设计内容

1．对待设计的变电站在系统中的地位和作用及所供用户的分析

2．选择待设计变电所主变的台数、容量、型式/主接线

3．分析确定高、低压侧主接线及配电装置型式

4．分析确定所用电接线方式

108

5．互感器配置

6．进行选择设备、导体和避雷保护装置

7．电气工程图绘制

8．撰写课程设计说明书。

（二）基本要求

1．对某 3-5 台 50-100MW机组的火力发电厂（或变电所）电气一次部分进行设计，掌握设计

的基本方法与步骤。

2．要求将工程绘图软件应用于设计中。

四、课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 设计动员，布置设计任务； 集中辅导

2 第 2 天 设计参数确定，查阅相关资料，设计计算准备； 集中辅导与个别辅导结合

3 第 3 天 电气主接线设计 集中辅导与个别辅导结合

4 第 4 天 短路电流计算 集中辅导与个别辅导结合

5 第 5 天 短路电流计算 集中辅导与个别辅导结合

6 第 6 天 电气设备选型 集中辅导与个别辅导结合

7 第 7 天 配电装置设计 集中辅导与个别辅导结合

8 第 8 天 绘制图纸 集中辅导与个别辅导结合

9 第 9 天 编撰课程设计（论文）成果 集中辅导与个别辅导结合

10 第 10 天 综合考核 教师综合考核、给分

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

考核成绩采取平时考核成绩（考勤、学习态度、独立完成等），设计（论文）成果的检查（检

查设计图纸和计算书的完整性和正确性等方面）。

（二）成绩评定

实践总评成绩＝平时考勤成绩×（20）％＋课程设计成果×（80）％＋答辩×（20）％

平时考核类型 考勤 设计内容 答辩

权重（％） 20 60 20

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

109

（1）黄纯华·发电厂电气部分课程设计参考资料·北京：中国电力出版社，2001（第二版）。

（2）陈珩·电力系统稳态分析·北京：中国电力出版社，1990.1。

（3）李光琦·电力系统暂态分析·西安：西安交通大学出版社，2002。

（4）电力设计院·电力工程电气设计手册·北京：中国电力出版社，2001。

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

110

《生产实习》课程教学大纲

一、实习课程基本属性

实习课程编码： 0517720 实习课程中文名称： 生产实习

实习课程英文名称： Production Practice

实习课程类型： 专业教育 实习课程性质： 核心课程

总学时/学分： 64 学时/ 2 学分 实践学时/学分： 2 周数/2 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、 农业电气化（复合应用型）、农业

电气化（蒙汉双语复合应用型）

相关课程： 发电厂电气部分，电力系统分析；电力系统继电保护原理；高电压技术

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是本科教学计划中综合性实践性教学环节，是生产现场教学与理论有效融合的一门实

践课程。通过现场参观发电厂、变电站和各类工厂电气部分进一步提高学生安全意识、纪律意识

和专业素养，通过观看教学片、仿真计算、动态模拟实验，让学生掌握电力系统实际操作规程、

电力系统仿真分析方法，进一步提高学生分析和解决实际问题的能力。

（二）课程教学目标

通过本实习应实现以下目标：

——了解电气工程专业及相关专业的发展现状和趋势，了解新兴技术和电气工程行业的政策、

法律和法规；

——熟悉电气工程领域的技术标准、质量管理和质量保证体系；

——掌握一次、二次电气系统；变压器和电机等电气设备的原理及特性；电力系统的运行和

维护方法、具备一定的电力系统优化知识。

三、实习项目、内容与学时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实践 习题 小计

一 实习动员和安全教育 4 4

二 发电厂、变电站一次系统中各主要电气设备的作用、工作方式、主要结构及一次 电气设备的电气参数

8 8

三 发电厂、变电站二次系统中各主要装置的作用 8 8

111

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实践 习题 小计 四 发电厂、变电站电气主接线及接线原则及厂用

电系统 8 8

五 现场电气设备异常运行及事故的分析与处理 8 8

六 发电厂、变电站的防雷保护和接地装置 8 8

七 发电厂、变电站的直流操作电源及直流负荷 8 8

八 工业、企业变配电系统 12 12

合 计 64 64

四、实习组织与安排

（一）实习条件

表 2 实习条件

序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注

1 电气运行 220kV-500 kV变电站

2 电气检修 220kV-500 kV变电站

3 配电系统 大型企业

（二）实习组织与实施

表 3 实习组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 实习动员和安全教育 以班级为单位；多媒体授课

2 第 2-5 天 电气运行 以小组为单位

3 第 5—8 天 电气检修 以小组为单位

4 第 8—10 天 配电系统 以小组为单位

五、实习报告

（一）实习成果

完成生产实习报告一份，内容应包含实习目的、实习内容、设备原理、实习记录、小组讨论

等内容。

六、实习考核

（一）考核方式

考查；

（二）成绩评定

实习报告（占总成绩 70%），学生平时表现（占总成绩 30%）；成绩采用五级分制：优秀、

良好、中等、及格、不及格。

112

七、推荐教材、参考书及网络资源

1．教材：

（1）张红旗·电气工程专业生产实习指导书·内蒙古农业大学自编教材

（2）陆地·电气工程生产·中国水利水电出版社

113

《毕业设计》教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0500080 课程中文名称： 毕业设计

课程英文名称： Graduation Project

课程类别： 专业教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 256 学时/8 学分 实践学时/学分： 256 学时/8 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 8

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程：

电路、电子技术、电机学、自动控制理论、单片机原理、电力电子技术、电气控制技术、电气工程基础（包含电力系统分析、电力系统继电保护、高电压工程、发电厂电气等内容）

主撰人： 吴利斌 主审人： 张红旗 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

毕业设计是电气工程及其自动化和农业电气化专业教学中学生完成教学培养计划规定的全部

课程之后进行的必修实践性环节，目的是培养学生分析和解决实际问题的能力。通过综合运用所

学电机学、电力电子技术、电气工程基础等前续课程的基本知识、基本技能和设计流程，独立完

成毕业设计课题规定的工作任务，撰写出符合要求的设计说明书，并绘制相应的图纸，力求设计

创新；在毕业设计过程中了解本学科和相关学科的发展，树立正确的设计、研究思想，培养严肃

认真的科学态度和严谨踏实的工作作风，加强在工程实践中发现问题、解决问题的能力，以及创

新能力的培养和训练。完成毕业设计是学生获得毕业证书及学位资格认定的重要依据。

（二）教学目标

通过毕业设计应实现以下目标：

——了解电气工程相关学科的发展和毕业设计选题的背景；

——熟悉电气工程相关技术领域的工程设施与相关设备，及毕业设计流程、设计方法和步骤；

——掌握电气工程项目的设计思路与设计过程。

三、毕业设计内容与要求

（一）教学内容

1．发电厂设计方向

（1）负荷计算；

（2）方案选择；

114

（3）短路计算；

（4）设备选型与校验；

（5）继电保护设计（根据内容可选做）；

（6）防雷与接地系统设计；

（7）绘制主接线图、断面图（500kV\220kV\110kV）、平面布置图、防雷与接地图；

（8）书写设计说明书。

2．变电站设计方向

（1）负荷计算；

（2）方案选择；

（3）短路电流计算；

（4）设备选型与校验；

（5）继电保护设计（根据内容可选做）；

（6）防雷与接地系统设计；

（7）绘制主接线图、断面图（500kV\220kV\110kV）、平面布置图、防雷与接地图；

（8）撰写设计说明书。

3．电力系统继电保护设计方向；

（1）查找资料；

（2）设计方案选择；

（3）短路电流计算；

（4）变压器（或发电机）保护配置及整定计算；

（5）撰写设计说明书；

（6）绘制变压器（或发电机）继电保护图纸；

4．电气控制技术方向

（1）明确设计任务及控制流程；

（2）完成控制用电器、传感器及 PLC 的选择；

（3）设计控制程序；

（4）完成电气控制原理图；

（5）在教学模型上进行电路与控制程序测试；

（6）撰写设计说明书。

6．电力电子技术方向

（1）主电路设计；

（2）主电路元件选择；

（3）整流变压器额定参数计算；

（4）平波电抗器电感的计算；

（5）触发电路的设计；

（6）驱动电路与保护电路的设计；

（7）撰写设计说明书；

（8）绘制电路图。

7．自动控制方向

（1）明确控制系统和设计任务；

（2）控制方案选择；

（3）建立控制模型；

（4）控制系统仿真；

115

（5）撰写设计说明书；

8.单片机应用系统方向

（1）明确系统应用范围和设计要求；

（2）确定设计方案；

（3）设计硬件电路；

（4）程序设计；

（5）系统仿真，部分题目可进行实物制作；

（6）撰写设计说明书。

（二）基本要求

（1）毕业设计要按“内蒙古农业大学本科生毕业设计（论文）管理办法和实施细则”要求完成。

（2）学生独立完成毕业设计成果，包括设计说明书、设计图纸（可制作实物模型）或设计程

序。

四、课程组织与实施

表 1 课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 周 设计动员，布置设计任务，进行设计调查和相关材料收集

集中辅导

2 第 2 周 分析设计调查资料，确定设计方向和内容 集中辅导与个别辅导结合

3 第 3 周 撰写开题报告，确定设计方案 集中辅导与个别辅导结合

4 第 4-7 周 针对所选方案设计计算，进入中期考核 集中辅导与个别辅导结合

5 第 8 周 对中期考核存在问题进行总结，规划下一步工作

集中辅导与个别辅导结合

6 第 9-12 周 完成教师任务书规定设计任务 集中辅导与个别辅导结合

7 第 13 周 完成设计说明书和设计图纸（程序、实物、系统仿真）；上交毕业设计成果；准备毕业答辩

集中辅导与个别辅导结合

8 第 14 周 综合考核，毕业答辩； 教师综合考核、答辩、给分；

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

在学生答辩完毕后，根据学生所完成的毕业设计的质量，答辩情况，指导教师、评阅人及答

辩小组意见。按五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）评定成绩，答辩小组成员应在评

定成绩单上签字。

毕业设计成绩的评定应单独进行，不受平时学习成绩的影响，采用指导教师评分、评阅人评

分、答辩小组评分，按比例加权的办法进行。

（二）成绩评定

实践总评成绩＝毕业设计总评成绩＝指导教师评分×30%+评阅人评分×10%+答辩评分×60%

116

《金工实习》课程教学大纲

一、实习课程基本属性

实习课程编码： 0538920 实习课程中文名称： 金工实习

实习课程英文名称： Metalworking Training

实习课程类型： 基础教育 实习课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 64 学时/2 学分 实践学时/学分： 2 周/2 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 2

适用专业及类型： 农业电气化及其自动化（复合应用型）、电气工程（复合应用型）、农业电气化及其自动化（蒙汉双语复合应用型）

相关课程： 机械制图

主撰人： 金敏 主审人： 德雪红 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

金工实习是一门实践性的技术基础课。随着工程高等教育的发展，工程实训已经发展成为

面向各类专业的机械工程训练实践课程，是非机械类有关专业重要的实践教学环节之一。主要内容

包含零件的毛坯制造工艺、切削加工工艺、装配工艺及先进制造技术的实训。

（二）教学目标

通过本实习应实现以下目标：

——了解机械制造的一般过程，获得机械制造常用材料和金属加工工艺基础知识；

——熟悉机械零件常用加工方法及使用的主要设备和工具；

——掌握常用机床的基本操作技能并具有一定的操作能力。

三、实习项目、内容与学时分配

序号 实习项目 实习内容 学时分配 每组人数 备注

1 入厂教育 实训目的和意义，实训的内容和要求，实训过程中人身及设备安全的重要性。

3.2 具体实习人数

2 铸造实习 铸造生产的工艺过程及其特点；型砂、型芯砂等造型材料的性能及其制备；砂型的各种造型方法铸铁的主要缺陷及产生原因。

6.4 30

3

锻压实习 锻压生产过程、特点、应用以及在机械制造中的作用和地位；坯料加热目的和方法；了解锻压设备类型、结构及作用，熟悉本工种实习设备的结构及工作原理；机器自由锻的工艺特点、基本工序及操作方法，观看典型零件的自由锻工艺过程；冲压的工艺特点，板料冲压基本工序，冲模结构等。

3.2 30

117

4

焊接实习 焊接生产过程、特点、应用以及在机械制造中的作用和地位；手工电弧焊的种类、结构及组成，安全操作方法；手工电弧焊的形成及特点；结构焊条的型号及其含义，掌握电焊条的组成和作用，了解酸性焊条和碱性焊条的性能、特点和选用原则；手工电弧焊焊接工艺参数和选择以及工艺参数对焊缝质量的影响；氧气切割的原理、过程以及金属气割的基本条件；熔化焊的常见缺陷及其产生的原因和避免措施；二氧化碳气体保护焊、氩弧焊等焊接原理及操作。

6.4 30

5

铣削实习 铣床的种类、组成及其作用，铣削加工方法及所用刀具，常用附件及其使用方法；铣削的加工范围、特点及安全操作。

6.4 30

6

刨削实习 刨床的种类、组成及其作用，牛头刨床的传动系统；刨削的加工方法、加工范围、加工特点及其安全操作。

6.4 30

7

车削实习 车削加工的特点及其在机械制造中的作用和地位；常用的普通车床的种类、编号方法，实习所用车床的主要组成部分及其功能；车床的主运动和进给运动。切削用量三要素的定义及单位；刀具材料的性能，掌握车刀的组成和结构，车刀的三面两刃一尖、五个主要角度的定义及作用；车削工作中常用量具的名称及其正确使用方法；一般的车削工艺过程，常用工件的装夹方法及注意事项。

6.4 30

8

钳工实习 钳工在机械制造维修中的作用；划线、锯割、锉削，钻孔、螺纹加工的方法和应用；各种工具、量具的操作和测量方法；钻床的主要结构和安全使用方法；了解扩孔、铰孔等方法。

6.4 30

9

机械拆装实习

常见机械装备的特性，其组成的各部件及各零件的作用、名称，机械运动或传动的特点；机械装配特点及装配精度的初步概念；零件加工精度及装配精度间的关系。

6.4 30

10

数控实习 数控车床的用途，型号，规格，主要组成及其作用；数控机床的使用方法及其所用刀具和安装方法；通过数控车床手动操作，掌握数控面板上各个功能键的功能；编写数控车床加工程序，理解数控车 G 代码的功能；数控机床的加工范围及加工达到的尺寸精度和表面粗糙度的范围；数控机床的主要附件的结构特点极其作用。

6.4 30

11

激光切割实习

激光切割的原理、激光切割设备的组成及其作用，激光切割工作台的工作方式与特点；激光切割的特点；激光切割的加工范围与其它切割加工方法的比较；激光切割的加工精度分析。

3.2 30

12 雕刻实习 雕刻技术的应用，雕刻图形的设计、绘制，

雕刻机的使用。 3.2 30

合计 64

118

四、实习组织与安排

（一）实习条件

序号 实习项目 基本要求 场地、场所主要仪器设备 备注

1 入厂教育 了解课程内容、教学环节与要

求、实习纪律与安全教育。 本次内容在教室及车间完成。

2

铸造实习 独立完成手工两箱的造型操作；

独立完成型芯制作；对铸件进行

造型方法的分析；识别常见铸造

缺陷，分析其产生原因和防止方

法。

本次内容在校内工程训练中心热加工车间完成。砂型造型工作台、电阻炉、坩埚

3

锻压实习 了解锻压与冲压生产的工艺过

程及其特点；了解主要锻压设

备；了解冲压工艺及模具。

本次内容在校内工程训练中心锻压车间完成。剪床、空气锤、摩擦压力机、曲柄压力机、折弯机、万能液压机。

4

焊接实习 了解常见焊接方法和气割加工

过程的特点和应用；了解手工电

弧焊所用设备、工具和材料；能

初步进行手工电弧焊和气割的

操作；对常见焊接缺陷、应力变

形及常用检验方法有初步了解；

其它焊接方法简介。

本次内容在校内工程训练中心热加工车间完成。直流电焊机、二氧化碳气体保护焊机、氩弧焊机、气焊气割仪器设备、电阻点焊机。

5

铣削实习 了解铣削加工所用的机床、刀

具、量具和主要附件的结构与使

用方法；掌握铣削加工的基本方

法及加工范围；能初步进行主要

铣削加工（铣平面、铣键槽、铣

断等）的操作。

本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成。立式铣床 7 台。

6

刨削实习 了解刨削加工所用的机床、刀

具、量具和主要传动系统的结构

与使用方法；掌握刨削加工的基

本方法及加工范围；能初步进行

主要刨削加工（刨平面、刨斜面

等）的操作。

本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成。牛头刨床 7 台。

7

车削实习 了解车削加工所用的机床、刀

具、量具和主要附件的结构与使

用方法；掌握车削加工的基本方

法及加工范围；能初步进行主要

车削加工（车外圆、车端面、倒

角、打孔及滚花等）的操作。

本次内容在校内工程训练中心机械加工车间完成。卧式车床 12 台，带式锯床1 台。

8

钳工实习 了解钳工工作在机器装配及维

修中的作用，并具有基本操作的

本次内容在校内工程训练中心钳工车间完成。钳工操作台 32 台，带式锯床 1

119

技能；掌握钳工加工的基本类型

及加工范围；能初步进行主要钳

工加工（划线、锯割、锉削，钻

孔、螺纹加工等）的操作。

台，锯、锉、各 32 套，划线平台钳 4 个，台钻 4台。

9

机械拆装实习 了解常见的机械零件在机械装

备中的作用、了解零部件间连接

关系，了解机械加工精度与装配

间的关系；掌握机械拆装的基本

方法；能进行常见机械装备的拆

卸及装配操作。

本次内容在校内工程训练中心钳工车间完成。减速器 5 台。

10

数控实习 了解数控机床的组成，熟悉数控

机床操作面板的功能和作用，掌

握数控编程的方法。

本次内容在校内工程训练中心数控车间完成。立式加工中心 1 台，立式铣床 3台，卧式车床 8 台，车加工中心 1 台。

11

激光切割实习 了解激光切割的原理、特点、基

本方法、加工范围。

本次内容在校内工程训练中心数控车间完成。金属激光切割机 1 台

12

雕刻及 3D 打印实习

了解雕刻及 3D 打印的原理、特点、基本方法、加工范围。

本次内容在校内工程训练中心快速成型制作室完成。桌面式雕刻机 5 台、3D 打印机 5 台。

（二）实习组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 0.5 天 实习前的动员、实习的目的和意义、实习的内容介绍、实习

教学环节与要求、实习纪律与安全教育。

集中学习

2 1 天

现场讲授铸造生产的工艺过程及其特点；型砂的性能及其制

备；砂型的各种造型方法、浇注过程及铸铁的主要缺陷及产

生原因。学生独立操作整模造型、分模造型、挖砂造型、制

造砂芯。

分组实习

3 0.5 天

现场讲授锻压安全操作注意事项；锻压生产的特点、应用以

及在机械制造中的作用和地位；了解锻压设备类型、及作用，

熟悉本工种实习设备的结构及工作原理；；观看典型零件的自

由锻、模锻、冲压工艺过程。学生独立操作剪床、折弯机、

摩擦压力机、曲柄压力机等设备。

分组实习

4 1 天

现场讲授焊接安全操作注意事项。介绍焊接的特点和应用范

围。介绍焊接方法和焊接设备。示范操作手工电弧焊的焊接、

二氧化碳气体保护焊、氩弧焊、气焊和气割。学生独立操作

以上内容。

分组实习

5 1 天

现场讲授铣床的结构及加工范围。介绍铣刀的类型及安装方

法。示范操作铣床的铣削平面加工。学生独立操作铣削平面

加工，完成规定的任务。

分组实习

120

6 1 天

现场讲授刨床的结构、运动及加工特点。介绍刨刀的安装方

法。示范操作刨床的刨削平面加工。学生独立操作铣削平面

加工，完成规定的任务。

分组实习

7 1 天

现场讲授车床的结构及加工范围。介绍车刀的类型及安装方

法。示范操作车床的外圆加工、端面加工、切断加工、滚花

加工等。学生独立操作上述的加工，完成规定的任务。

分组实习

8 1 天

现场讲授钳工的工作范围和特点。介绍划线、锯削、锉削、

钻孔，攻、套螺纹的工作要领。介绍台钻的安全使用。示范

操作六角螺母的加工过程。学生独立完成六角螺母的制造加

工。

分组实习

9 1 天

现场讲授机械拆装在工业生产中的作用。介绍拆装的安全操

作和工作要领，介绍减速器的工作原理。现场演示减速器的

拆和装。学生独立完成减速器的拆和装并测绘主要典型零件。 分组实习

10 1 天

现场讲授数控机床的结构组成和加工的特点、加工的精度。

介绍控制面板的功能和使用。介绍数控编程的方法和过程。

现场演示典型零件的数控加工过程。学生独立完成数控车床

的编程，模拟数控加工过程。

分组实习

11 0.5 天

现场讲授激光切割技术的应用和特点。介绍激光切割机的组

成。示范演示激光切割过程。学生独立完成给定零件的激光

切割。

分组实习

12 0.5 天 现场讲授雕刻技术的应用和特点。示范演示图形的绘制和雕

刻。学生独立完成雕刻操作。 分组实习

五、实习报告

（一）实习成果

车削、铣削、刨削共同完成小锤的制作；钳工完成六角螺母的制作；其余工种完成该工种要

求的操作技能要求。

（二）实习技术报告

各工种撰写实习报告或总结。

六、实习考核

（一）考核方式

综合考核

（二）成绩评定

实习总评成绩＝出勤（30%）+各工种实践操作成绩（50%）+实习报告成绩(20%)

121

七、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材

（1）朱海等·金工实习·北京：北京林业出版社，2012.8

2．教学参考书

（1）陈志鹏等·金工实习·北京：机械工业出版社，2015.9

（2）郭术义·金工实习·北京：清华大学出版社，2011.4

（二）相关网络资源

（1）北京理工大学珠海学院金工实习精品课程：

http://jgsx.jixie.zhbit.com/

（2）广东海洋大学金工实习精品课程：

http://210.38.136.69:1600/page/40.html

122

《工程制图与 CAD 基础》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0521030

课程中文名称： 工程制图与 CAD 基础

课程英文名称： Engineering Drawing and

CAD

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 48 学时/3 学分

讲课学时/学分： 48 学时/3 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 1

适用专业及类型： 农业电气化专业（复合应用型、蒙汉复合应用型）、电气工程及其自动化专

业（复合应用型）

先修课程： 无

主撰人： 图雅 主审人： 穆继卫 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是适用于农业电气化专业（复合应用型和蒙汉双语复合应用型）以及电气工程及其自

动化专业（复合应用型）的一门基础课，是研究如何绘制和阅读机械图的学科。它研究解决空间

几何问题及绘制和阅读机械图样的理论和方法，在此基础上，了解并掌握基本的 AutoCAD 软件

的使用方法。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解该课程的投影理论、投影法的基本概念以及正投影法的投影特性，了解AutoCAD软

件的基本功能。

——熟悉该课程的投影法理论。

——掌握该课程的正投影法的基本理论及其应用，掌握国家标准的基本规定和图样画法的有

关规定，正确表达工程设计思想的基本方法,掌握阅读工程图样的基本能力,掌握基本的AutoCAD

软件的绘图、编辑方法等。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

123

章次 主要知识单元 理论学时分配

1 制图的基本知识和基本技能 2

2 投影的基本知识 1

3 点、直线与平面 5

4 平面立体的投影 4

5 曲面立体的投影 4

6 组合体投影 6

7 轴测投影 2

8 机件的常用表达方法 6

9 标准件、齿轮、弹簧 4

10 零件图 4

11 装配图 2

12 AutoCAD 基本知识 2

13 基本绘图命令 2

14 基本编辑命令 2

15 图层及显示控制 2

合 计 48

（二）教学基本要求

主要知识单元 1 制图的基本知识和基本技能

1．教学内容:

（1）绘图工具和仪器的使用方法；

（2）几何作图；

（3）平面图形的尺寸注法和线段分析；

（4）绘图的方法和步骤；

2．重点或难点：

（1）重点：使用绘图工具和仪器的方法，绘制仪器图和徒手绘图的技巧；遵守机械制图国家

标准的有关内容；会画常见的几何图形；长仿宋体字、数字和字母的写法；

（2）难点：平面图形的线段分析，标注平面图形的尺寸，平面图形的画法和和步骤。

3．教学目标:

了解制图的基本知识和技能，掌握制图的一些标准、手工绘图工具使用方法和常用的几何作

图方法。

主要知识单元 2 投影的基本知识

1．教学内容:

投影法的基本概念、平行投影的基本性质、工程上常用的四种投影图。

2．重点或难点：

（1）重点：投影法的基本概念及平行投影法的特性；

（2）难点：平行投影法的特性。

3．教学目标:

了解技术图样的形成原理，理解技术图样的形成是利用投影的基本原理抽象概括得到的，掌

124

握投影法的基本概念及平行投影法的特性。

主要知识单元 3 点、直线与平面的投影

1．教学内容:

点的投影、线的投影、面的投影。

2．重点或难点：

（1）重点：点、线、面的投影特性及会判断什么线、什么面。

（2）难点：判断两点的相对位置和重影点、两直线的相对位置，求解平面上的点和直线的投

影。

3．教学目标:

了解掌握点、线、面的投影特性及会判断什么线、什么面，掌握求解平面上的点和直线的投

影。

主要知识单元 4 平面立体的投影

1．教学内容:

概述、棱柱的投影、棱锥的投影、平面立体上的点和线的投影、平面与平面体相交（截交线）。

2．重点或难点：

（1）重点：绘制平面立体的三视图，及平面立体上的点和线的投影；掌握平面与平面体相交

的交线即截交线的画法。

（2）难点：平面与平面体相交的交线即截交线的画法。

3．教学目标:

掌握绘制平面立体的三视图，及平面立体上的点和线的投影；掌握平面与平面体相交的交线

即截交线的画法。

主要知识单元 5 曲面立体的投影

1．教学内容:

概述、圆柱、圆锥、圆球、平面与曲面体相交（截交线）、两曲面形体相交（相贯线）。

2．重点或难点：

（1）重点：绘制曲面立体的三视图，平面与曲面体相交的交线即截交线的画法。

（2）难点：平面与曲面体相交的交线即截交线的画法；两曲面形体相交交线即相贯线的画法。

3．教学目标:

掌握绘制曲面立体的三视图，及曲面立体上的点和线的投影；掌握平面与曲面体相交的交线

即截交线的画法；两曲面形体相交交线（圆柱与圆柱相交）即相贯线的画法。

主要知识单元 6 组合体投影

1．教学内容:

组合体的形体分析法、组合体的组合方式、组合体的形体分析及投影作图、根据两面投影求

第三投影、组合体的尺寸。

2．重点或难点：

（1）重点：绘制组合体的三视图及给出组合体的三视图能想象出它的空间立体形状；

（2）难点：根据组合体的两面投影求第三投影、组合体的尺寸标注。

3．教学目标:

了解组合体的组合方式，理解组合体相邻表面的过度关系、绘制和阅读组合体的方法，掌握

绘制和阅读组合体的三视图，掌握组合体的尺寸标注。

125

主要知识单元 7 轴测投影

1．教学内容:

轴测投影的基本知识、正等轴测图、斜二等轴测图。

2．重点或难点：

（1）重点：正等测和斜二测的作图过程。

（2）难点：曲面体的画法。

3．教学目标:

了解轴测投影的概念及分类；理解轴间角和轴向伸缩系数产生的原因及作用；掌握正等测和

斜二测的作图过程。

主要知识单元 8 机件的常用表达方法

1．教学内容:

视图，剖视图，剖面图，局部放大图、简化画法和其它规定画法，综合应用举例。

2．重点或难点：

（1）重点：国家标准《机械制图》规定的各种视图、剖视、剖面的画法；

（2）难点：简化画法和规定画法，达到投影正确、尺寸完全、字体工整、图面整洁。

3．教学目标:

了解视图的概念，理解视图、剖视和剖面的分类，掌握正确绘制和阅读机械图样，掌握机件

各种表达方法的特点和画法。

主要知识单元 9 标准件、齿轮、弹簧

1．教学内容:

螺纹及常用螺纹紧固件、键和销、齿轮、弹簧、滚动轴承。

2．重点或难点：

（1）重点：标准件与常用件画图和标准件的标记。

（2）难点：圆柱压缩弹簧和标准直齿圆柱齿轮的画法。

3．教学目标:

了解键、销及其连接和弹簧、滚动轴承的规定画法,掌握标准件、齿轮的规定画法、代号、标

注及有关查表和计算。

主要知识单元 10 零件图

1．教学内容:

零件图的内容及画法、零件图的视图选择、零件图的尺寸标注、技术要求、零件图的读图。

2．重点或难点：

（1）重点：绘制和阅读轴类、盘类、箱体类等零件的画法。

（2）难点：技术要求在图样上的标注及零件图的画法和读图。

3．教学目标:

了解零件图的读图，掌握技术要求在图样上的标注及零件图的画法。

主要知识单元 11 装配图

1．教学内容:

装配图的内容和画法、装配图的视图选择、绘制装配图、读装配图。

126

2．重点或难点：

（1）重点：装配图的画法及读图，能正确由零件图拼画装配图、阅读中等复杂程度的装配图；

（2）难点：由装配图拆画零件图的方法和步骤。

3．教学目标:

了解装配图读图，掌握由零件图拼画装配图、由装配图拆画零件图的方法和步骤。

主要知识单元 12 AutoCAD的基本知识

1．教学内容:

计算机辅助设计 CAD 产生及发展背景、系统构成，在各行各业的应用情况，发展趋势；

AutoCAD 运行环境、安装、启动。

2．重点或难点：

了解 AutoCAD 软件结构、应用水平。

3．教学目标:

（1）了解：AutoCAD 的基本知识；

（2）理解：各种功能的应用；

（3）掌握：基本命令的使用。

主要知识单元 13 基本绘图命令

1. 教学内容:

讲授文件操作、图形环境的设置、帮助功能；操作环境设置、辅助绘图工具的命令操作方法。

2．重点或难点：

掌握绘图命令的一般操作过程、命令的分支结构与选项操作；精确绘图、实体选择、点坐标

的格式和输入。

3．教学目标:

AutoCAD 绘图环境的设置、基本操作、操作要领以及数据输入和实体选择的方法。

（1）了解：绘图命令内容；

（2）理解：各种绘图命令的应用；

（3）掌握：熟练掌握绘图命令的特点和绘制方法。

主要知识单元 14 基本编辑命令

1．教学内容:

讲授选择对象、夹点编辑、删除、放弃、重做、恢复等命令的操作方法；修改工具的命令操

作方法；多段线和多线编辑、样条曲线编辑等命令和特性匹配、特性修改等命令和操作方法。

2. 重点或难点：

掌握编辑命令的一般操作过程，拉伸命令选择对象的要求，参照缩放。

3．教学目标:

选择对象、夹点编辑、多段线和多线编辑、样条曲线编辑等命令和特性匹配、特性修改等命

令和操作方法。

（1）了解：编辑命令内容；

（2）理解：各种编辑命令的应用；

（3）掌握：熟练掌握编辑命令的特点和绘制方法。

主要知识单元 15 图层及显示控制

127

1．教学内容:

讲授图层的基本概念、属性、控制对话框；显示控制命令；命名视图、平铺窗口、显示图标、

属性显示控制、文本窗口控制、显示精度设置、填充模式转换的有关命令和操作方法。

2．重点或难点：

掌握图层的创建与特性设置，理解图层的作用。

3. 教学目标:

（1）了解：绘制图样时比较常用的绘图工具；

（2）理解：图层工具的方便性；

（3）掌握：图层的设置及应用、窗口显示控制。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

闭卷考试。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝考勤 10%+作业 20%+笔试 70%

五、推荐教材、参考书

（1）郭克希，王建国·机械制图·机械工业出版社，2009.07（第 2 版）

（2）刘朝儒，彭福荫，高政一·机械制图·高等教育出版社，2009.07（第 2 版）

（3）史富强·机械制图与 AutoCAD·重庆大学出版社，2008

（4）蒋淑蓉·机械制图·电子科技大学出版社，2009

（5）邹宜侯，窦墨林，潘海东·机械制图·清华大学出版社，2012（第 6 版）

128

《电气工程导论》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0514310

课程中文名称： 电气工程导论

课程英文名称： Power electronic Engineering Drawing

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 16 学时/1 学分

讲课学时/学分： 16 学时/1 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 1

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）

先修课程：

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业的入门级课程；作为专业入门课程，本课程无先修课程要

求。在不涉及过多理论知识的前提下，使学生对本专业的概貌以及后续专业核心课程有一个全面、

系统的了解。

（二）课程教学目标

通过本实习应实现以下目标：

——了解电气工程的专业概念、电力系统的发展现状和新技术。

——熟悉电气运行管理的工作特点、任务和内容及运行管理人员的职责；

——掌握电气工程的基础知识，电气一次、二次设备的结构和作用，明确专业方向和学习目

标。为今后学好后续专业课奠定一定的基础，具备对分支学科进行综合概括和综合应用的能力，

对电气工程学科形成整体认识。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 电气工程的内涵及专业培养计划 4 4

二 电力系统的分发展历程 2 2

三 电力系统的机构组成和工作任务 4 4

四 电力系统分发展现状和发展趋势 2 2

129

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计 五 新能源发电技术 4 4

合 计 16 16

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：电气工程的内涵及专业培养计划

1．教学内容:

（1）电气工程专业概念介绍。

（2）明确专业方向和学习目标。

（3）电气工程专业培养的基本要求。

2．重点或难点

（1）重点：电气工程专业培养的基本要求。

（2）难点：明确专业方向和学习目标。

3．教学目标:

（1）了解电气工程专业的基本概念。

（2）熟悉电气工程专业培养的基本要求。

主要知识单元 2：电力系统的分发展历程

1．教学内容:

（1）电力系统发展史。

（2）电力系统的基本组成。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统的基本组成。

（2）难点：电力系统的基本组成。

3．教学目标:

（1）了解电力系统发展史。

（2）熟悉电力系统的基本组成。

主要知识单元 3：电力系统的机构组成和工作任务

1．教学内容:

（1）电力系统主管部门改革概况。

（2）电力企业分布情况。

（3）电力系统各部门的性质和主要工作职能。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统各部门的性质和主要工作职能。

（2）难点：电力系统主管部门改革概况。

3．教学目标:

（1）了解电力企业分布情况。

（2）熟悉电力系统各部门的性质和主要工作职能。

主要知识单元 4：电力系统分发展现状和发展趋势

1．教学内容:

（1）目前电力系统的行业特点和规模。

（2）未来电力能源的发展趋势。

130

（3）未来电网的发展趋势。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统的行业特点和规模。

（2）难点：未来电力能源的发展趋势。

3．教学目标:

（1）了解未来电力能源的发展趋势。

（2）熟悉未来电网的发展趋势。

主要知识单元 5：新能源发电技术

1．教学内容:

（1）风力发电技术的现状和未来发展趋势。

（2）太阳能发电技术的现状和未来发展趋势。

（3）海洋能发电技术的现状和未来发展趋势。

（4）生物质能源发电技术的现状和未来发展趋势。

2．重点或难点：

（1）重点：海洋能发电技术的现状和未来发展趋势。。

（2）难点：未来新能源的发展趋势。

3．教学目标:

（1）了解海洋能发电技术的现状和未来发展趋势。。

（2）熟悉未来新能源的发展趋势。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；开卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 论文 提问

权 重（％） 50 30 20

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

（1）刘振亚·中国电力与能源·北京：中国电力出版社，2012.10

（2）贾文超·电气工程导论·西安：西安电子科技大学出版社，2007.10

131

《过程控制》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0515320 课程中文名称： 过程控制

课程英文名称： Process Control

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 24 学时/1.5 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、普通物理、电路、电子技术、自动控制原理

主撰人： 高利军 主审人： 曲辉 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

过程控制是电气工程专业和农业电气化专业的专业拓展课程。通过本门课程的学习帮助学生

初步了解过程控制系统的基本组成、结构，分类，和基本分析方法。为后续的计算机控制技术、

PLC技术打下学习基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解过程控制系统的基本组成、结构，分类，和基本分析方法。

——熟悉单回路控制系统的几个基本组成单元（调节器、过程仪表、执行器）及工作原理

——掌握过程控制系统的建模、定性分析以及定量分析的基本方法。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次或

序号 主要知识单元

学时分配

理论 实验 小计

1 绪论 2 2

2 建立过程数学模型 4 2 6

3 调节器及其调节规律 4 2 6

132

4 过程仪表及系统 4 2 6

5 执行器 4 4

6 单回路过程控制系统 4 2 6

7 复杂过程控制系统 2 2

合 计 24 8 32

（二）教学基本要求

第一章 概述

1.教学内容：

工业过程自动化发展概况及其特点，工业过程控制系统组成及其分类，工业过程控制系统的质

量指标。

2.重点或难点：

（1）了解工业过程自动化系统的特点、组成分类。

（2）工业过程控制系统的性能指标。

3．教学目标:

（1）了解工业过程自动化的特点、组成、分类。

（2）掌握工业过程控制系统的性能指标。

第二章 建立过程数学模型

1．教学内容：

单容对象的动态特性；多容对象的动态特性；对象特性的实验测定方法。

2．重点或难点：

（1）单容对象、多容对象的动态特性。

（2）测定对象的动态特性的方法以及如何由测试动态特性得到对象数学模型。

3．教学目标:

（1）掌握单容对象、多容对象的动态特性。

（2）理解测定对象的动态特性的方法以及如何由测试动态特性得到对象数学模型。

第三章 调节器及其调节规律

1．教学内容：

调节器的结构、形式及调节规律。

2．重点或难点：

（1）调节器的结构、形式。

（2）调节器的调节规律。

3．教学目标:

（1）了解调节器的结构、形式。

（2）理解并掌握调节器的几种调节规律对控制效果的不同影响。

第四章 过程仪表及系统

1．教学内容：

过程参数（温度、压力、流量、液（物）位）的测量仪表及成分分析仪表。

2．重点或难点：

（1）过程参数（温度、压力、流量、液（物）位）的测量方法。

（2）成分分析仪表。

3．教学目标:

133

（1）了解过程参数（温度、压力、流量、液（物）位）的测量方法。

（2）理解传感器基本原理的基础上，正确选用不同种类的测量仪表。

第五章 执行器

1．教学内容：

电动和气动执行机构、调节阀的基本原理、结构、基本特点和选择原则。

2．重点或难点：

（1）电动和气动执行机构、调节阀的基本结构、原理。

（2）电动和气动执行机构、调节阀的选择原则。

3．教学目标:

（1）了解电动和气动执行机构、调节阀的基本结构、原理。

（2）理解并掌握电动和气动执行机构、调节阀的选择原则。

第六章 单回路过程控制系统

1．教学内容：

单回路过程控制系统的原理、设计方法与参数整定。

2．重点或难点：

（1）单回路过程控制系统的原理。

（2）单回路过程控制系统的设计方法与参数整定。

3．教学目标:

（1）了解单回路过程控制系统的原理。

（2）掌握单回路过程控制系统的设计方法与参数整定。

第七章 复杂过程控制系统

1．教学内容：

串级过程控制系统、前馈过程控制系统、大纯滞后补偿控制系统的结构及基本原理。

2．重点和难点：

（1）串级过程控制系统的结构及基本原理。

（2）前馈过程控制系统、大纯滞后补偿控制系统的结构及基本原理。

3．教学目标:

（1）理解并掌握串级过程控制系统的结构及基本原理。

（2）了解前馈过程控制系统、大纯滞后补偿控制系统的结构及基本原理。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 过程数学模型的建立 过程控制实验设备 1

2 单容对象的特性 过程控制实验设备 1

3 多容对象的特性 过程控制实验设备 1

4 过程仪表的认识 过程控制实验设备 1

（二）实验项目

134

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1 过程数学

模型的建

立

实验测试的指标、参数

（1）测试液位对象的液

位随时间的变化曲线.

（1）了解过程实验设备的基本组成

（2）熟悉过程实验设备的仪表、控制阀

（3）掌握通过过程的响应曲线建立过程的数学模

型的方法。

2 单容对象

的特性

实验测试的指标、参数

（1）测试单容对象的动

态特性.

（1）了解单容对象的物理结构特点。

（2）熟悉单容对象的动态特性。

（3）掌握通过单容对象的响应曲线分析单容系统

的动态性能指标。

3 多容对象

的特性

实验测试的指标、参数

（1）测试多容对象的动

态特性.

（1）了解多容对象的物理结构特点。

（2）熟悉多容对象的动态特性。

（3）掌握通过多容对象的响应曲线分析多容系统

的动态性能指标。

4 过程仪表 实验测试的指标、参数

（1）测试几种过程仪表

的动态特性。

（1）了解几种过程仪表的结构及工作原理。

（2）熟悉几种过程仪表的精度和量程。

（3）掌握几种过程仪表的选型。

（三）实验报告

实验报告是把实验的目的、方法、过程、结果等记录下来，经过整理，写成的书面汇报。

实验报告应包括：实验名称、目的、内容、原理、设备、实验装置连接图、实验步骤、实验

记录、数据处理。

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：

考查、实验报告、操作。

2．成绩评定：

实验总评成绩＝平时考勤成绩×30％＋操作考查×40％＋实验报告×30％。

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试、笔试、开卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋实验成绩×20％＋课程结业考试×50％。

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业

权 重（％） 40 60

表 5 试题类型及权重

135

试题类型 填空题 简答题 计算题

权重（％） 30 40 30

六、推荐教材、参考书

1．教材

（1）潘立登·过程控制·北京：机械工业出版社，2008

（2）徐兵·过程控制·北京：机械工业出版社，2013

（3）俞金寿·过程控制系统·北京：机械工业出版社，2013

2．参考书

（1）牛培峰·过程控制系统·北京：电子工业出版社，2011

（2）方康玲·过程控制系统·武汉：武汉理工大学出版社，2013

（3）孟庆民·自动控制原理·北京：高等教育出版社，2003

3．实验指导书

查文炜·过程装备与控制工程综合实验指导·北京：机械工业出版社，2008

136

《电网络理论》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0514220 课程中文名称： 电网络理论

课程英文名称： Electric Network Theory

课程类别： 基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 3

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、大学物理、电路基础理论

主撰人： 钱珊珠 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 29 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化与自动化的专业基础课。通过本课程的学习，

使学生掌握将电路问题置于复频域内，对电路进行分析计算、时域和频域间的转换、网络函数的

意义及应用；（2）使学生了解和掌握电网络图论基础知识，能够利用所学知识对简单电路列写其

基本方程；（3）理解网络名词：多端网络与多端口网络的区别、了解二端口网络的特点、网络参

数的物理意义及实际意义。本课程的学习，是为后续相关专业基础课程和专业课程奠定坚实的基

础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解复频域分析方法，能对线性电路进行频域分析——对时域电路绘制其运算电路、复

频域内列方程求解，对电流电压像函数求其原函数；

——熟悉网络函数的定义及其物理意义，函数的求解方法及利用其求电路响应的方法；二端

口网络的特点、方程、参数及掌握二端口的连接及其等效网络参数的计算，常用二端口的参数及

性质；

——掌握电网络图论基础知识，能够利用所学知识对简单电路列写其基本方程；

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

137

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 线性电路的复频域分析方法 8 0 0 8

二 网络函数 6 0 2 8

三 电路方程的矩阵形式 8 0 0 8 四 二端口网络 6 0 2 8

合 计 28 4 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：线性电路的复频域分析方法

1．教学内容:

（1）拉普拉斯变换的定义及拉普拉斯变化的基本性质；

（2）拉普拉斯反变化的部分公式展开方法；

（3）运算电路及运用拉普拉斯变换法分析线性电路

2．重点或难点：

（1）重点：应用拉普拉斯变换求解常系数线性电路方程的方法，元件电压、电流关系和电路

定律的运算形式，运算阻抗，运算导纳，运算电路及求拉普拉斯反变换的部分分式的展开法。

（2）难点：拉普拉斯变换的定义及其与电路分析有关的一些基本性质。

3．教学目标:

（1）了解拉普拉斯变换定义及其性质在电路分析中的应用；

（2）熟悉时域电路与复频域电路（运算电路）间的变换方法；

（3）掌握运算电路的计算及响应原函数的求解方法。

主要知识单元 2：网络函数

1．教学内容:

（1）网络函数的定义及特点；

（2）网络函数的极点和零点；

（3）网络函数极点、零点和电路频率响应。

2．重点或难点：

（1）重点：网络函数的定义，极点、零点的概念；

（2）难点：利用极点、零点的分布情况分析时域响应和频率特性。

3．教学目标:

（1）了解网络函数定义及其特点；

（2）熟悉网络函数极点、零点分布与网络响应间的关系；

（3）掌握网络函数及其极点、零点的求解方法；

主要知识单元 3：电路方程的矩阵形式

1．教学内容:

（1）电路拓扑理论基础知识；

（2）关联矩阵、回路矩阵、割集矩阵；

（2）电路方程的矩阵矩阵；

（4）状态方程。

2．重点或难点：

138

（1）重点：复合支路定义；列写回路电流方程、结点电压方程、割集电压方程的矩阵形式。

（2）难点：割集、割集电压的概念；状态变量的概念；含受控源电路方程矩阵形式的列写；

直观法列写状态方程。

3．教学目标:

（1）了解拓扑学在电路分析中的地位及作用；

（2）熟悉状态变量的概念，掌握利用“特有树”法建立状态方程的方法；

（3）掌握列写线性电路的支路方程、回路电流方程、结点电压方程、割集电压方程的矩阵形

式的方法。

主要知识单元 4：二端口网络

1．教学内容:

（1）二端口网络的特点，二端口网络方程及参数；

（2）二端口的等效电路及其转移函数；

（3）二端口的连接，含有二端口网络电路的分析；

（4）几种常用典型二端口及其参数。

2．重点或难点：

（1）重点：二端口网络参数的求解；二端口网络等效电路参数的求解；含有二端口网络电路

的计算；典型二端口的网络参数及其作用。

（2）难点：二端口、二端网络、多端网络的关系与区别；二端口网络的不同连接方式与相应

参数间关系；二端口网络的连接及端口条件是否被破坏的判断方法。

3．教学目标:

（1）了解常用几种二端口，如回转器、负阻抗变换器、理想变压器等二端口网络的参数及其

在电路中的作用

（2）熟悉二端网络、二端口网络，多端网络与多端口网络的关系与区别；计算二端口网络参

数；已知网络参数，求解等效电路参数值；

（3）掌握二端口不同连接方式下计算等效电路参数的方法，含有二端口网络电路分析方法。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷或半开卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 50 0

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

139

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）邱关源·电路·北京：高等教育出版社，2006（第五版）

（2）范承志，孙盾，童梅•电路原理•北京：机械工业出版社，2016（第四版）

（3）王松林，吴大正，李小平 •电路基础•西安：西安电子科技大学出版社，2008（第三版）

2．参考书：

（1）于歆杰等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第一版）

（2）江缉光等·电路原理·北京：清华大学出版社，2007（第二版）

（3）周守昌·电路原理（上、下册）·北京：高等教育出版社，1999（第二版）

（4）刘岚·电路分析·北京：科学出版社，2012

（5）徐进·电路基础·上海：复旦大学出版社，2012

（6）李瀚荪·电路分析基础(下) ·北京：高等教育出版社，2006（第四版）

（7）周守昌·电路原理(下) ·北京：高等教育出版社，2004（第二版）

（二）相关网络资源

网络资源：畅想教育 http://www.widedu.com

140

《工程力学》课程教学大纲

一、 课程基本属性

课程编码： 0605130 课程中文名称： 工程力学

课程英文名称： Engineering Mechanics

课程类别： 专业基础教育 课程性质： 核心课程

总学时/学分： 48学时/3.0学分

讲课学时/学分： 48学时/3.0学分

实验学时/学分： 0学时/0 学分

课内实践/学分： 0学时/0 学分

开课单位： 水利与土木建筑工程学院 开设学期： 第 3学期

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化

（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 高等数学、大学物理

主撰人： 李晓丽 主审人： 周海龙 制定时间：2017年 6月 20日

二、 课程简介与教学目标

（一）课程简介

工程力学是一门专业技术基础课。它包括刚体静力学和可变形体力学（材料力学部分）两部

分内容，其基本概念和基本理论是后续课程结构力学、弹性力学等力学课程的基础，其工程应用

是工程设计和后续专业（基础）课的必要基础，是一门有工程背景的学科。

（二）课程教学目标

课程教学目标是掌握静力学基本概念、受力分析，应用力系的平衡条件和方程求解约束反力，

为可变形体力学的学习打下基础；构筑作为工程技术根基的知识结构；通过揭示杆件强度、刚度、

稳定性等知识的发生过程，培养学生解决问题的能力；以理论分析为基础，培养学生的实验动手

能力；充分发挥培养学生综合素质教育作用。

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解该课程的在今后专业课学习中的作用，积累必要的力学基础知识，通过课程学习具

备比较熟练的力学计算能力，并具有一定的分析能力和初步的实验能力。

——熟悉该课程基本变形受力、变形特点，熟悉基本变形、组合变形的基本理论、方法及应

用。

——掌握该课程为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法，掌握

构件在外载荷作用下的变形、受力和破坏规律，掌握强度理论及组合变形的应用。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

批注 [A1]: 课程号为：0605130，原号为 605130

批注 [A2]: 填加了专业类型

141

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 实习 讨论 小计 1 静力学公理和物体的受力分析 6 6 2 平面力系 6 2 8 3 变形体基本理论 2 2 4 轴向拉伸和压缩 5 1 6 5 材料的力学性质 2 2 6 扭转 6 6 7 弯曲内力 6 2 8 8 弯曲应力 4 2 6 9 弯曲变形 4 4

合 计 41 5 2 48

（二）教学基本要求

刚体静力学部分

主要知识单元 1 静力学公理和物体的受力分

1. 教学内容：

平衡、刚体和力的概念，等效力系和平衡力系；静力学基本公理，主要推论；约束的概念，约

束类型，约束反力；物体的受力分析与受力图

2.重点难点：

（1）静力学基本公理、推论及其适用范围

（2）物体的受力分析与受力图

3.教学目标：

（1）理解平衡、刚体和力的概念，了解等效力系和平衡力系的概念

（2）掌握静力学基本公理、推论及其适用范围

（3）掌握约束的概念和各种常见约束力的性质，能熟练地画出受力图

主要知识单元 2 平面力系

1.教学内容：力的投影，力矩的概念，力偶的概念与性质，合力矩定理，力的平移定理，平

面力系向一点的简化及其结果，主矢与主矩，平面力系的平衡方程及其应用；桁架的概念，桁架

内力的计算，静定与静不定的概念

2.重点难点：

应用平面力系的平衡方程求解平衡问题

3.教学目标：

（1）掌握力矩、力偶、主矢和主矩的概念，并能熟练计算

（2）掌握力的平移定理，平面力系向一点的简化及其结果

（3）掌握平面力系的平衡条件，能熟练应用平面力系的平衡方程求解平衡问题

（4）了解桁架的概念和内力计算方法

可变形体力学部分

主要知识单元 3 变形体基本理论

1.教学内容：材料力学的任务,变形固体的基本假设和基本变形特征,正应力和剪应力、正应变

和剪应变的概念，截面法

2.重点难点：

（1）应力、应变的概念

（2）截面法求解内力的方法

142

3.教学目标：

（1）理解材料力学的任务，变形固体的基本假设和基本变形的特征

（2）掌握正应力和切应力、正应变和切应变的概念；掌握截面法求解内力方法

主要知识单元 4 轴向拉伸和压缩

1.教学内容：轴向拉伸或压缩时的内力计算，内力方程，内力图；直杆在轴向拉伸或压缩

时横截面、斜截面上的应力计算，强度计算。胡克定律，泊松比，直杆在轴向拉伸或压缩

时的变形计算

2.重点难点：

轴力图的绘制、强度计算

3.教学目标：

（1）掌握轴向拉伸或压缩时的内力计算，能写出内力方程并绘制内力图

（2）掌握直杆在轴向拉伸或压缩时横截面，理解斜截面上的应力计算；熟练进行强度校核、

设计截面和许用载荷的计算

（3）理解胡克定律，了解泊松比，掌握直杆在轴向拉伸或压缩时的变形和应变计算

主要知识单元 5 材料的力学性能

1.教学内容：低碳钢和铸铁材料拉伸、压缩的实验方法和力学性能；应力集中的概念，圣维南

原理，许用应力及安全因数的确定

2.重点难点：

低碳钢和铸铁材料拉伸压缩的力学性能

3.教学目标：

（1）掌握低碳钢和铸铁材料拉伸、压缩的实验方法和力学性能

（2）了解应力集中的概念

（3）了解圣维南原理，许用应力及安全因数的确定

主要知识单元 6 扭转

1.教学内容：外力偶矩，扭矩，扭矩方程，扭矩图；薄壁圆筒扭转时的剪应力，剪应力互等

定理，剪切胡克定律；圆轴扭转时的应力与变形计算，扭转的强度与刚度计算

2.重点难点：

（1）圆轴扭转时的强度与刚度计算

（2）剪应力互等定理

3.教学目标：

（1）掌握扭转时外力偶矩的换算

（2）掌握扭转时的扭矩计算，能写出扭矩方程并绘制扭矩图

（3）理解薄壁圆筒扭转时的切应力计算，理解剪应力互等定理及剪切胡克定律

（4）掌握圆轴扭转时的应力与变形计算，能熟练进行扭转的强度与刚度计算

主要知识单元 7 弯曲内力

1.教学内容：剪力计算，弯矩计算，剪力方程、弯矩方程，剪力图、弯矩图；剪力、弯矩和载

荷集度间的微分关系及其应用，叠加法绘制剪力、弯矩图

2.重点难点：

（1）绘制剪力、弯矩图

（2）剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系及其应用

3.教学目标：

（1）掌握弯曲变形时的内力（剪力和弯矩）计算，能写出剪力、弯矩方程并绘制剪力、弯矩

图

143

（2）掌握剪力、弯矩和载荷集度间的微分关系及其应用

（3）了解运用叠加法绘制剪力、弯矩图原理与方法

主要知识单元 8 弯曲应力

1.教学内容：纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念；弯曲正应力和剪应力的计算，

弯曲强度计算；提高梁弯曲强度的措施

2.重点难点：

弯曲正应力、弯曲强度计算

3.教学目标：

（1）理解纯弯曲、平面弯曲、对称弯曲和横力弯曲的概念

（2）掌握弯曲正应力计算，熟练进行弯曲强度计算

（3）理解弯曲剪应力的计算，理解进行弯曲切应力强度计算

（4）了解提高梁弯曲强度的措施

主要知识单元 9 弯曲变形

1.教学内容：挠曲线，挠度，转角，挠曲线近似微分方程，积分法确定挠曲线方程和转角方程；

叠加法求解梁的挠度和转角；梁的刚度计算

2.重点难点：

（1）积分法确定挠曲线方程和转角方程

（2）叠加法求解梁的挠度和转角

3.教学目标：

（1）掌握梁的挠曲线近似微分方程，能够熟练运用积分法确定挠曲线方程和转角方程

（2）掌握叠加法求解悬臂梁、简支梁的挠度和转角

（3）理解刚化原理求解外伸梁的挠度和转角

（4）了解提高梁弯曲刚度的主要措施

四、实践环节

无

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式：考试、笔试、闭卷

（二）成绩评定

课程总评成绩＝期末成绩×70% + 平时考核成绩×30%

表 2 平时考核方式及权重 平时考核类型 出勤 作业 课堂表现

权 重（％） 30 50 20

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

[1] 申向东.工程力学.北京：中国水利水电出版社, 2014.07

[2] 孙训方，方孝淑等.材料力学.北京：高等教育出版社，2012.07（第 3 版）

[3] 刘鸿文.材料力学 I.北京：高等教育出版社，2011.01（第 5 版）

[4] 单祖辉.材料力学(I).北京：高等教育出版社，1999.09（第 2 版）

144

[5] 范饮珊.材料力学(土木、水利类).北京：清华大学出版社，2006.08

[6] 盖尔，古德诺(美).材料力学(英文版).北京：机械工业出版社，2011.07

（二）相关网络资源

1.爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

2.内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

145

《Matlab 与电气系统仿真》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0513620 课程中文名称： Matlab 与电气系统仿真

课程英文名称： Matlab and electrical system simulation

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 24 学时/1.5 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力电子技术、电路

主撰人： 王健 主审人： 曲辉 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

Matlab与电气系统仿真是农业电气化和电气工程及其自动化的专业选修课程。本课程主要是

介绍Matlab在应用代数、数理统计、自动控制、电力电子和电气系统仿真等课程的应用。主要内

容包括；概述，数值计算、多项式、字符串、结构和单元，图形可视化，Simulink应用基础，电

力系统主要元件等效模型，电力电子电路仿真分析。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解Matlab语言的编程环境和操作规范。

——熟悉Matlab在数值计算、图像图形可视化、数理统计和自动控制的应用。

——掌握Matlab在电力系统仿真和电力电子电路仿真分析的具体操作流程，并具有一定分析

程序错误的能力以及运用相关理论知识和Matlab解决实际问题的能力。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次或序号

主要知识单元 学时分配

理论 实验 小计

1 概述 2 2

146

2 MATLAB编程基础 8 8

3 SIMULINK应用基础 2 1 3

4 电力系统主要元件等效模型 6 3 9

5 电力电子电路仿真分析 6 4 10

合 计 24 8 32

147

（二）教学基本要求

表 2 理论教学基本要求与教学设计

主要知识单元 教学内容 重点或难点 教学目标

1.概述

1.MATLAB 发展史； 2.MATLAB 语言特点； 3.应用举例演示。

重点： 1.MATLAB 语言环境； 难点： 1.MATLAB 简单语句的程序编写。

1.了解 MATLAB 发展史、MATLAB 语言特点； 2.熟悉 MATLAB 的语言环境； 3.掌握例题中简单语句的程序编写。

2.MATLAB 编程基础

1.变量的命名规则、特殊变量和赋值语句； 2.建立矩阵的方法； 3.矩阵的基本运算； 4.矩阵的转置、逆矩阵和矩阵的秩、特征值、特征多项式、方阵的行列式； 5.向量运算； 6.多项式运算； 7.算术运算、关系运算和逻辑运算； 8.字符串、结构和单元； 9.二维平面图形绘制； 10.三维立体图形绘制。

重点： 1.特殊变量、赋值语句和 MATLAB 内置矩阵函数； 2.矩阵的基本运算指令； 3.常用的矩阵函数； 4.向量的运算函数； 5.多项式的运算函数； 6.算术运算、关系运算和逻辑运算； 7.字符串、结构数据和单元数组建； 难点： 1.图形修饰函数表、图形比较显示； 2.三维立体图形绘制函数。

1.了解 MATLAB语言的基本元素，字符串、结构数据和单元数组的表示； 2.熟悉矩阵基本运算函数，MATLAB 的图形可视化功能。； 3.掌握向量和多项式运算函数，算术运算、关系运算和逻辑运算常用的运算符。

3.SIMULINK 应用基础

1.SIMULINK 的仿真环境； 2.模块与信号线的基本操作； 3.子系统的建立与封装； 4.SIMULINK 系统建模和运行仿真； 5..SIMULINK 仿真参数设置； 6 示波器参数设置； 7.电力系统模块库的介绍。

重点： 1.模块与信号线的基本操作； 2.子系统的建立与封装； 3.SIMULINK 系统建模步骤； 4.SIMULINK 仿真参数设置； 5.示波器参数设置。

1.了解 SIMULINK 的仿真环境，电力系统模块库，SIMULINK 系统建模步骤； 2.熟悉模块与信号线的基本操作； 3.掌握子系统的建立与封装，示波器参数设置，SIMULINK 仿真参数设置；

4.电力系统主要元件等效模型

1.简化同步发电机模块图标及参数设置； 2 三种同步发电机模块图标及参数设置； 3.同步发电机模块应用举例； 5.三相变压器模块及参数设置； 6.互感线圈和其他变压器模块及参数设置； 7.RLC 串联支路模块及参数设置； 8.PI 型等效电路模块及参数设置；

重点： 1 简化同步发电机模块图标、参数设置和应用； 2 同步发电机模块图标、参数设置和应用； 3.双绕组三相变压器模块及参数设置和应用； 4.PI 型等效电路模块及参数设置；

1.了解三相动态负荷模块及参数设置； 2.熟悉简化同步发电机模块的应用，同步发电机模块的应用，三相变压器模块的应用，异步电动机模块的应用，直流电机模块及参数设置； 3.掌握 RLC串联支路模块、PI型等效电路模块、分布参数线路模块的应用范围，

148

主要知识单元 教学内容 重点或难点 教学目标

9.分布参数线路模块及参数设置 10.静态负荷模块及参数设置； 11.异步电动机模块及参数设置； 12.直流电机模块及参数设置。

难点： 1.分布参数线路模块及参数设置； 2.静态负荷模块和异步电动机模块及参数设置。

静态负荷模块的仿真模型；

5.电力电子电路仿真分析

1.二极管模块及参数设置； 2.晶闸管模块及参数设置； 3.可关断晶闸管模块及参数设置； 4.电力场效应晶体管模块及参数设置； 5.绝缘栅极双极型晶体管模及参数设置； 6.理想开关模块及参数设置； 7.三电平桥式电路模块及参数设置； 8.通用桥式电路模块及参数设置； 9.同步 6 脉冲发生器模块及参数设置； 10.同步 12 脉冲发生器模块及参数设置； 11.PWM 脉冲发生器模块及参数设置。

重点： 1.二极管模块的参数设置； 2.晶闸管模块的参数设置； 3.可关断晶闸管模块的参数设置； 4.电力场效应晶体管模块的参数设置； 5.绝缘栅极双极型晶体管的参数设置； 6.理想开关模块的参数设置； 7.通用桥式电路模块的参数设置； 难点： 1.同步 6 脉冲发生器模块的参数设置； 2.同步 12 脉冲发生器模块及参数设置； 3.PWM 脉冲发生器模块的参数设置。

1.了解三电平桥式电路模块； 2.熟悉二极管模块、晶闸管模块、可关断晶闸管模块的参数设置和应用，熟悉电力场效应晶体管模块、绝缘栅极双极型晶体管模块、理想开关模块的参数设置和应用，同步 6 脉冲发生器模块、同步 12 脉冲发生器模块、PWM脉冲发生器模块的仿真模型和应用； 3.掌握通用桥式电路模块的仿真模型。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

机房 PC 机、Matalb 软件。

（二）实验项目

表 3 实验项目、主要设备、内容和要求 序号 实验项目 主要设

备 实验内容 教学目标

1 SIMULINK 系统建模和运行仿真

计算机每人 1 台

（1）子系统的建立与封装 （2）建模与仿真的步骤

（1）了解 SIMULINK 的仿真环境； （2）熟悉模块与信号线的基本操作； （3）掌握子系统的建立与封装，SIMULINK仿真参数设置。

2 同步发电机模块应用 计算机 （1）同步发电机模块的参数设置与应用 （1）熟悉简化同步发电机模块的应用，同步发

149

每人 1 台 （2）简化同步发电机模块的参数设置与应用 （3）模型的仿真与调试

电机模块的应用； （2）掌握简化同步发电机和同步发电机模块的仿真模型；

3 电力变压器模块、输电线路模块的应用

计算机每人 1 台

（1）三相变压器模块的参数设置与应用 （2）RLC 串联支路模块的参数设置与应用 （3）PI 型等效电路模块的参数设置与应用 （4）分布参数线路模块的参数设置与应用 （5）模型的仿真与调试

（1）熟悉双绕组三相变压器模块的应用，RLC串联支路模块、PI 型等效电路模块和分布参数线路模块的应用。； （2）掌握三相变压器模块的的仿真模型，RLC 串联支路模块、PI 型等效电路模块和分布参数线路模块的仿真模型；

4 负荷模块的应用 计算机每人 1 台

（1）异步电动机模块的参数设置与应用 （2）直流电机模块的参数设置与应用 （3）模型的仿真与调试

（1）熟悉异步电动机模块的应用； （2）掌握异步电动机模块和直流电机模块的仿真模型。

5 电力电子开关模块的应用

计算机每人 1 台

（1）二极管模块的参数设置与应用 （2）晶闸管模块的参数设置与应用 （3）可关断晶闸管模块的参数设置与应用 （4）模型的仿真与调试

（1）熟悉二极管模块、晶闸管模块和可关断晶闸管模块的应用； （2）掌握二极管模块、晶闸管模块和可关断晶闸管模块的仿真模型。

6 电力电子开关模块的应用

计算机每人 1 台

（1）电力场效应晶体管模块的参数设置与应用 （2）绝缘栅极双极型晶体管模块的参数设置与应用 （3）理想开关模块的参数设置与应用 （4）模型的仿真与调试

（1）熟悉电力场效应晶体管模块、绝缘栅极双极型晶体管模块和理想开关模块的应用； （2）掌握电力场效应晶体管模块、绝缘栅极双极型晶体管模块和理想开关模块的仿真模型。

7 桥式电路模块的应用 计算机每人 1 台

（1）通用桥式电路模块的参数设置与应用 （2）同步 6 脉冲发生器模块的参数设置与应用 （3）模型的仿真与调试

（1）熟悉通用桥式电路模块和同步 6 脉冲发生器模的应用； （2）掌握通用桥式电路模块和同步 6 脉冲发生器模块的仿真模型。

8 驱动电路模块的应用 计算机每人 1 台

（1）同步 12 脉冲发生器模块的参数设置与应用 （2）PWM 脉冲发生器模块的参数设置与应用 （3）模型的仿真与调试

（2）熟悉同步 12 脉冲发生器模块和 PWM 脉冲发生器模块应用； （1）掌握同步 12 脉冲发生器模块和 PWM 脉冲发生器模块的仿真模型。

（三）实验报告

实验报告为上机时的仿真和调试完成后的模型文件。

150

（四）实验考核与成绩评定

在网络教学平台进行提交实验报告，成绩由报告中建模和调试的完成情况进行判定。

151

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式：上机操作开卷考试。

（二）成绩评定：课程总评成绩＝平时考勤成绩×（10％~15％）＋实验成绩×（35％~40％）＋

课程结业上机操作×50％。

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.教材

（1）王晶，翁国庆，张有兵·电力系统的 MATLAB/SIMULINK 仿真与应用·西安：西安电子科

技大学出版社，2008.9

2.参考书

（1）李维波·MATLAB在电气工程中的应用（第 2 版）·北京：中国电力出版社，2016.7

（2）张学敏，倪虹霞·MATLAB基础及应用（第 2 版）·北京：中国电力出版社，2012.2

（3）孙祥，徐流美，吴清·MATLAB7.0 基础教程·北京：清华大学出版社，2005.5

（4）黄永安，马路，刘慧敏·MATLAB 7.0/Simulink6.0 建模仿真开发与高级工程应用·北京：清

华大学出报社，2005.12

（5）拉克唐瓦尔德（美）·数值方法和 MATLAB实现与应用·北京：机械工业出报社，2004.9

（二）相关网络资源

表 4 网络教学资源

网站类别 网 址

慕课教学网址

https://www.edx.org/

精品课程资源网 http://www.jingpinke.net/

https://www.coursera.org/

https://www.udacity.com/

国内公开课教学网址

爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

MATLAB中文论坛：http://www.ilovematlab.cn/forum.php

我爱自学网：http://www.51zxw.net

mathworks 的中国官网：http://cn.mathworks.com

152

《传感器与检测技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0541120 课程中文名称： 传感器与检测技术

课程英文名称： Principle of Sensors and Detecting Technology

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 24 学时/1.5 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、新能源科学与工程（复合应用型）

先修课程： 电子技术

主撰人： 毕玉革 主审人： 曲辉 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

传感器与检测技术是电气工程及其自动化专业（复合应用型）、新能源科学与工程专业（复合

应用型）的基础教育拓展课程。通过课程的学习，旨在使学生了解现代传感器技术的发展现状和趋

势，培养学生获得传感器与检测技术所必要的基本理论、基本知识、基本技能，为进一步研究和处

理工程测试与分析问题奠定基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解现代传感器技术的发展现状和趋势。

——熟悉常用传感器的转换、检测电路，典型参量，具备正确选用传感器和合理组合测试系统

的能力。

——掌握传感器的静态和动态特性的评价方法，常用传感器的基本原理、结构、性能、参数、

特点和应用。

——本课程实践性强，为增强教学实践环节，确保教学质量、要求学生对所安排的教学实验要

独立完成，能较准确的测取实际数据，分析实验结果，编写实验报告。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

153

章次或序号 教学内容 学时分配

理论 实验 小计

1 绪论 2 2

2 传感器的一般特性 4 4

3 应变式传感器 2 2 4

4 电容式传感器 3 1 4

5 电感式传感器 4 1 5

6 压电式传感器 2 1 3

7 热电式传感器 2 1 3

8 磁电式传感器 1 1 2

9 光电式传感器 2 1 3

10 传感器在机电系统中的典型应用 2 2

合 计 24 8 32

（二）教学基本要求

表 2 理论教学基本要求与教学设计

主要知识单

元 教学内容 重点或难点 教学目标

1 绪论

1.测试技术概念及其含

义；

2. 非电量电测系统的组

成框图和各部分的作用；

3. 传感器与检测技术的

地位、作用及发展趋势；

4. 学科的特点和重点内

容。

重点：

1. 非电量电测系统的

组成框图和各部分的

作用；

2. 传感器的定义和组

成。

1. 了解传感器与检测技术的应用实例。

2. 熟悉非电量电测系统的组成和各部分

的作用

3. 掌握传感器的定义和组成，了解传感

器的组成、分类方法和对传感器的一般要

求；

2 传感器的

一般特性

1. 概述；

2. 线性度、灵敏度 、精

确度、最小检测量和分辨

力、重复性、漂移；

3. 动态特性的一般模

型；

4. 传感器对任意输入信

号的时域响应与脉冲响

应函数；

5. 传感器的频率响应特

性；

6. 传感器典型环节的动

态响应；

7. 传感器的不失真检测

条件；

8. 传感器的静态、动态

标定。

重点：

1. 传感器的一阶系统、

二阶系统的幅频、相频

特性；

2. 传感器的不失真检

测条件；

难点：

1. 传感器的静态标定

与动态标定方法。

1. 了解一阶、二阶传感器的动态标定方

法。

2.熟悉并掌握传感器的一阶和二阶系统

的不失真测试条件；

3. 掌握传感器的线性度、灵敏度 、精确

度、最小检测量和分辨力、重复性、漂移

概念和直线拟合方法，传感器的频率响应

函数的定义，传感器的一阶系统、二阶系

统的幅频、相频特性求取过程。

3 应变式传

感器

1. 金属丝式应变片的应

变效应；

2. 金属丝式应变片的结

构与材料；

3. 金属丝式应变片主要

特征、金属丝式应变片温

度误差及其补偿；

4. 金属箔式应变片；

5. 测量电路；

6. 应变式传感器；

重点：

1.金属丝的应变效应原

理和输入输出公式推

导；

难点：

1.金属电阻应变片应接

入的直流电桥电路的

输出特性。

1.了解应变片的基本结构，了解其类型，

应变片的选择依据和应变片的粘贴工艺

过程，应变式测力传感器、应变式加速度

传感器、应变式压力传感器的结构与应

用；

2.熟悉金属电阻应变片的灵敏系数、横向

效应、机械滞后、温度效应等主要特性，

解电阻应变片应接入的直流电桥电路的

输出特性；

3.掌握半导体的压阻效应，掌握金属丝的

154

主要知识单

元 教学内容 重点或难点 教学目标

7. 半导体的压阻效应；

8. 半导体应变片的结

构；

9. 固态压阻式传感器。

应变效应原理和公式。

4 电容式传

感器

1. 电容式传感器的优缺

点；

2. 变面积（S）型；

3. 变介质介电常数（ε）

型；

4. 变极板间距（d）型；

5. 电容式传感器的等效

电路、测量电路；

6. 温度对电容式传感器

的结构尺寸的影响；

7. 电容电场的边缘效

应、寄生与分布电容的影

响；

8. 电容式传感器的应

用：电容式差压变送器，

电容式测微仪，电容式液

位计。

重点：

1. 变面积（S）型；

2. 变介质介电常数（ε）

型；

3. 变极板间距（d）型；

难点：

1. 电容式传感器的应

用：电容式差压变送

器，电容式测微仪，电

容式液位计。

1. 了解电容式差压变送器，电容式测微

仪，电容式液位计等电容式传感器的应

用；

2.熟悉电容式传感器的等效电路、电桥电

路、运算放大器电路；

3. 掌握变面积（S）型、 变介质介电常

数（ε）型、. 变极板间距（d）型的电容

式传感器的结构原理。

5 电感式传

感器

1. 气隙型电感传感器；

2. 螺管型电感传感器；

3. 电感线圈的等效电

路；

4. 测量电路；

5. 差动变压器的结构原

理与等效电路；

6. 差动变压器的变换特

征；

7. 差动变压器的误差因

素分析；

9. 差动变压器的测量电

路；

10. 电涡流式传感器的

结构和工作原理；

11. 电涡流式传感器的

等效电路；

12. 线圈的尺寸、形状对

性能的影响；

13. 电涡流式传感器的

测量电路；

14. 电涡流式传感器的

应用。

重点：

1. 气隙型电感传感器；

2. 螺管型电感传感器；

3. 差动变压器的结构

原理与等效电路、误差

因素分析；

难点：

1. 电涡流式传感器的

结构和工作原理；

2. 电涡流式传感器的

应用。

1.了解电涡流式传感器的应用。

2. 熟悉变气隙型、螺管型和差动变压器

式传感器的等效电路，差动变压器的变换

特征，差动变压器的误差因素分析；

3. 掌握变气隙型、螺管型和差动变压器

式传感器的结构形式，差动变压器的工作

原理，高频反射式涡流传感器、低频透射

式涡流传感器的工作原理。

6 压电式传

感器

1.石英晶体压电效应；

2.压电陶瓷压电效应；

3.石英晶体；

4.压电陶瓷；

5. 压电式传感器等效电

路；

6. 压电式传感器测量电

路；

7.压电式加速度传感器；

8.压电式压力传感器；

重点：

1. 压电材料的压电效

应；

2. 压电式传感器等效

电路；

3. 压电式传感器测量

电路；

4.压电式加速度传感

器；

5. 压电式压力传感器；

1.了解压电效应的数学模型，压电晶体的

表面电荷计算，压电晶片的组合方式，压

电材料的主要特性参数，压电材料的分类

及特性，影响压电式传感器误差的主要因

素；

2.熟悉压电材料的压电效应，压电式传感

器的等效电路；

3.掌握电压放大器和电荷放大器作用、特

征，压电式力传感器的工作原理、结构形

式和应用，压电式加速度传感器的工作原

155

主要知识单

元 教学内容 重点或难点 教学目标

9.压电式流量计。 理、结构形式和应用。

7 热电式传

感器

1. 热电效应；

2. 热电偶基本定律；

3. 常用的热电偶及结

构；

4. 热电偶冷端温度补

偿；

5. 常用热电阻；

6. 热电阻的测温线路；

7. 热电阻的特点；

8. 集成温度传感器；

9. 热敏电阻。

重点：

1. 热电效应；

2. 热电偶基本定律；

3. 常用的热电偶及结

构；

难点：

1. 热电偶冷端温度补

偿；

1. 了解常用的热电偶及结构和应用，常

用热电阻结构及其测温线路和应用特点，

集成温度传感器，热敏电阻；

2. 熟悉热电效应和热电势内容；

3. 掌握热电偶基本定律和应用价值，热

电偶冷端温度补偿方法：补偿导线法，计

算校正法。

8 磁电式传

感器

1.磁电式传感器工作原

理；

2.磁电式传感器类型；

3.磁电式传感器应用；

4.霍尔传感器工作原理；

5.霍尔传感器的应用；

6.霍尔元件的驱动电路；

7.霍尔传感器结构及其

特性分析。

重点：

1.磁电式传感器工作原

理；

2.磁电式传感器类型；

3.磁电式传感器应用；

4.霍尔传感器工作原

理；

5.霍尔传感器的应用；

难点：

1.霍尔传感器结构及其

特性分析。

1.了解磁电感应式振动加速度传感器、磁

电式转速传感器、磁电感应式扭矩仪和电

磁流量传感器的应用；

2.熟悉霍尔元件的材料、主要技术参数和

电磁特性，霍尔传感器的压力测量、磁场

测量、电流测量应用；3.掌握磁电感应式

传感器的工作原理，变磁通式和恒定磁通

式的磁电传感器的结构形式，霍尔传感器

的工作原理。

9 光电式传

感器

1.光电效应；

2.光电器件的基本特性；

3.光电器件；

4.光源；

5.光电传感器的应用；

6.光纤的结构和传输原

理；

7.光纤的主要参数；

8.光纤的种类；

9.常用的光纤传感器。

重点：

1.光电效应；

2.光电传感器的应用；

3.光纤的结构和传输原

理；

4.常用的光纤传感器。

1.了解光电器件的基本特性、光电器件的

工作原理、使用方法，光电器件配套的光

源，光电传感器的应用；

2.熟悉光纤的主要参数、分类，光纤压力

传感器、光纤位移传感器、光纤温度传感

器的应用；

3.掌握光电效应工作原理，光纤的结构和

传输原理。

10 传感器

在机电系统

中的典型应

用

1.拉（压）力的测量；

2.弯曲载荷的测量；

3.拉（压）和弯曲联合作

用时的测量；

4.剪力的测量；

5.扭矩的测量；

6.惯性式传感器的力学

模型与特性分析；

7.振动测量常用的传感

器；

8.振动测量系统及其标

定；

9.激振试验设备及振动

信号简介。

重点：

1.拉（压）力的测量；

2.扭矩的测量；

3.振动测量常用的传感

器；

难点：

1.振动测量系统。

1.熟悉各种载荷力常用的布片与组桥方

法并理解电桥的温度补偿原理；

2.掌握振动测试系统，振动激励方法，典

型振动参数的测量。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

156

表 3 实验主要设备和台件数

序号

实验项目 主要设备名称 每组应配台件数

备注

1 金属箔式应变片的电桥性能

实验 传感器实验台 1

每组 2-4 人

2 多种传感器位移测试实验 传感器实验台 1 每组 2-4 人

3 压电式传感器测振动实验 传感器实验台 1 每组 2-4 人

4 多种传感器测温特性实验 传感器实验台 1 每组 2-4 人

5 多种传感器测转速实验 传感器实验台 1 每组 2-4 人

（二）实验项目

表 4 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1

金属箔式应

变片的电桥

性能实验

金属箔式应变片构造及工作原理，信号调

制解调放大原理、单臂、半桥和全桥的组

桥方法、相同载荷下的测试。

掌握金属箔式应变片构造及工作原理、信

号调制解调放大原理、各种组桥（单臂桥、

半桥和全桥）方法。

2

多种传感器

位移测试实

验

分别利用电容传感器、霍尔传感器或电涡

流传感器等，测试信号变换电路，组建位

移测试系统，定度不同传感器的位移测试

特性。

1.了解电容传感器、霍尔传感器和电涡流传

感器等的基本构造和工作原理；

2.熟悉不同传感器的调理电路；

3.掌握利用不同传感器实现位移测量的测

试方法及其位移测试特性。

3

压电式传感

器测振动实

验

利用压电传感器，低频振荡器，振动源，

测试信号变换电路，双踪示波器等组建振

动测试系统。利用共振原理，确定悬臂梁

的振动固有频率。

1.了解压电传感器的基本构造和工作原理；

2.熟悉相配套的调理电路；

3.掌握利用压电传感器实现机械结构振动

固有频率测量的测试方法。

4

多种传感器

测温特性实

验

分别利用 Pt100 铂热电阻传感器、Cu50 铜

热电阻传感器或 K 热电偶传感器等，测试

信号变换电路，组建温度测试系统，定度

不同传感器的测温特性。

1.了解 Pt100 铂热电阻传感器、Cu50 铜热

电阻传感器或 K 热电偶传感器等的基本构

造和工作原理；

2.熟悉不同传感器的调理电路；

3.掌握利用不同传感器实现温度测量的测

试方法及其测温特性。

5 多种传感器

测转速实验

分别利用霍尔传感器、磁电式传感器和光

电式传感器，测试信号变化电路，组建转

速测试系统，定度不同传感器的转速测试

特性。

1.了解霍尔传感器、磁电式传感器和光电式

传感器的基本构造和工作原理；

2.熟悉不同传感器的调理电路；

3.掌握利用不同传感器实现转速测量的测

试方法及其转速测试特性。

（三）实验报告

实验报告包括：实验名称、目的、原理、设备、数据处理和结论。

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：考勤+操作+实验报告。

2．成绩评定：实验总评成绩＝平时考勤成绩×20％＋操作考查×30％＋实验报告×50％。

五、课程考核与成绩评定

157

（一）考核方式：开卷、笔试、考试。

（二）成绩评定：课程总评成绩＝平时考核成绩×40％＋课程结业考试×60％。

表 5 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业和随堂测验 实验成绩

权 重（％） 20 20 60

表 6 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 简答题 计算题 综合试验题

权重（％） 0～20 0～15 30～40 10～15 15～25

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.胡向东·传感器与检测技术（第 2 版）·北京：机械工业出版社，2016.8

2.王化祥，张淑英·传感器原理及应用（第 4 版）·天津：天津大学出版社，2015.6

3.唐文彦·传感器（第 5 版）·北京：机械工业出版社， 2015.9

4.田裕鹏，姚恩涛，李开宁·传感器原理（第 3 版）·北京：科学出版社， 2007.9

5.黄长艺，严普强·机械工程测试技术基础（第 2 版）·北京：机械工业出版社，2005

6.童淑敏，韩峰等·工程测试技术·北京：中国水利水电出版社，2010.1

（二）相关网络资源

表 7 网络教学资源

网站类别 网 址

慕课教学网

址

https://www.edx.org/

https://www.coursera.org/

https://www.udacity.com/

国内公开课

教学网址

爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

北京大学 MOOCs 课程：http://mooc.pku.edu.cn

新浪公开课：http://open.sina.com.cn/

网易公开课：http://open.163.com/

内蒙古农业大学网络教学综合平台 http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

158

《农牧业装备智能化技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0518520

课程中文名称： 农牧业装备智能化技术

课程英文名称： Intelligent Technology of Agriculture and Animal Husbandry Equipment

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 24 学时/1.5 学分

实验学时/学分： 8 学时/0.5 学分

课内实践学时/学分： 学时/学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、农业电气化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电子技术、自动控制原理

主撰人： 毕玉革 主审人： 曲辉 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

农牧业装备智能化技术是农业电气化专业的基础教育拓展课程。本课程主要介绍两方面内容：

一方面是设施化农业生产中的配套装备的识别、计量、统计、分析及智能控制装备；另一方面是现

代化农业应用的耕地、播种等作业机具配备的工况、定位和自动驾驶系统。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解应用新的思想，技术手段，方法和管理模式建设现代农、牧业的理念；

——熟悉大田种植、品种区域试验与种子生产、设施农业、畜禽、水产养殖设施和装备等的智

能化建设的关键技术；

——掌握综合性数字农作技术平台与应用系统的概念。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次或

序号 教学内容

学时分配

理论 实验 习题 讨论 小计

1 绪论 2 2

2 农业信息化技术与信息管理系统 6 6

159

3 现代农业机械装备 4 2 6

4 现代畜牧业机械装备 4 2 6

5 设施种植业智能化装备 4 2 6

6 设施养殖业智能化装备 4 2 6

合 计 24 8 32

（二）教学基本要求

表 2 理论教学基本要求与教学设计

主要知识单元 教学内容 教学目标

1 绪论

1. 农牧业装备智能化技术概念及其含义；

2.机械化农业技术、机械化畜牧业技术、设施农业、

养殖业环境调控技术等的发展趋势；

3. 学科的特点和重点内容。

1. 了解农牧业装备智能化技术概念

及其含义；

2.熟悉机械化农业技术、机械化畜牧

业技术、设施农业、养殖业环境调

控技术等的发展；

3.掌握课程内容与学习方法。

2 农业信息化

技术与信息管

理系统

1. 农业信息技术

2. 农业信息采集

3. 农业遥感技术

4. 全球定位技术

5. 农业数据库技术

6. 地理信息系统

7. 精确农业技术

8. 农业信息网络技术

1.了解农业信息技术；

2.熟悉农业信息采集；

3.熟悉农业遥感、全球定位、地理信

息系统、农业数据库、精确农业技

术、农业信息网络技术。

3 现代农业机

械装备

1. 智能农业机械系统概念，组成框图及各部分的功

能；

2. 自动控制精度的平地机；

3. 变量播种机；

4. 精细变量施肥机，装有 GPS的自动喷药机械；

5. 精细灌溉设备；

6. 具有测产功能的谷物联合收割机。

1. 了解播种机、灌溉设备、施肥机、

收获机械等的工作过程和应用的传

感器技术。

2. 掌握智能农业机械系统；

4 现代畜牧业

机械装备

1.智能畜牧业机械系统概念，组成框图及各部分的功

能；

2. 牧草全程生产过程和用到的智能化机械

1. 了解智能畜牧业机械系统；

2. 熟悉牧草生产加工工艺及用到的

机械。

5 设施种植业

智能化装备

1. 现代化温室营养液栽培系统、环境调控系统、计

算机控制系统；

2. 设施环境自动调控系统

3. 现代化温室内的育苗设备、收获设备、包装设备

和预冷贮藏设备。

1. 了解现代化温室营养液栽培系

统、环境调控系统、计算机控制系

统，设施环境自动调控系统；

2. 熟悉现代化温室内的育苗设备、

收获设备、包装设备和预冷贮藏设

备。

6 设施养殖业

智能化装备

1. 美国现代化猪场、鸡场、牛场养殖设施；

2. 环境自动调控系统；

3. 现代化养殖场内的饲料混合机械、自动饲喂设备、

自动清除粪便设备。

2. 了解现代化养殖场内的饲料混合

机械、自动饲喂设备、自动清除粪

便设备；

1. 熟悉环境自动调控系统：常用传

感器和温度、通风、有害气体排放

等综合调控系统。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

表 3 实验主要设备和台件数

160

序号

实验项目 主要设备名称 每组应配台件数

1 参观联合收割机设备 稻麦联合收割机 1

2 参观现代化牛场 伊利现代化牧场 1

3 参观现代化温室 自动化连栋温室 1

4 日光温室模型环境调控系统

实验 日光温室模型实体 1

（二）实验项目

表 4 实验项目、内容及要求

序号

实验项目 实验内容 教学目标

1 参观联合收割机设备

观看稻麦联合收割机

实体

1.了解一次性完成收割、脱粒、分离、清选作业过

程；

2. 熟悉割台装置、输送装置、脱粒装置、分离清

选装置。

2 参观现代化牛场

参观伊利现代化牧场 1. 了解饲喂设备、挤奶厅挤奶设备、清粪装置和

环境调控硬件软件系统；

2. 熟悉现代化牧场饲养模式、工艺、管理。

3 参观现代化温室 参观自动化连栋温室 1. 熟悉温室作物培植模式；

2. 掌握环境调控硬件软件系统。

4 日光温室模型环境调

控系统实验

利用空气温湿度传感

器、土壤温湿度传感

器、CO2传感器采集温

室内环境参数，通过数

据传输处理后调控日

光温室内的环境。

1. 熟悉数据采集处理结果的显示、记录、报警和

依据数据如何实现环境调控。

2. 掌握日光温室环境调控常用的传感器；

（三）实验报告

实习报告包括：实验名称、目的、设备和展望。

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：考勤+实验报告。

2．成绩评定：实验总评成绩＝平时考勤成绩×30％＋实验报告×70％。

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式：开卷考试。

（二）成绩评定：课程总评成绩＝平时考核成绩×50％＋课程结业考试×50％。

表 5 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩

权 重（％） 20 20 60

表 6 试题类型及权重

161

试题类型 问答题 综述题

权重（％） 40～60 40～60

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1.马新明·农业信息化技术导论·北京：中国农业科学技术出版社，2002.2

2.李宝筏·农业机械学·北京：中国农业出版社，2003.8

3.黄涛·畜牧机械·北京：中国农业出版社，2008.7

4.邹志荣，邵孝侯·设施农业环境工程学学·北京：中国农业出版社，2016.6

5.田裕鹏，姚恩涛，李开宁·传感器原理（第 3 版）·北京：科学出版社， 2007.9

6.黄长艺，严普强·机械工程测试技术基础（第 2 版）·北京：机械工业出版社，2005

（二）相关网络资源

表 7 网络教学资源

网站类别 网 址

慕课教学网

址

https://www.edx.org/

https://www.coursera.org/

https://www.udacity.com/

国内公开课

教学网址

爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

北京大学 MOOCs 课程：http://mooc.pku.edu.cn

新浪公开课：http://open.sina.com.cn/

网易公开课：http://open.163.com/

内蒙古农业大学网络教学综合平台 http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

162

《专业英语 A》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0514420

课程中文名称： 专业英语 A

课程英文名称： Specialized English for Electric Engineering A

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化专业（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、电子技术、自动控制原理、过程控制

主撰人： 高利军 主审人： 曲辉 制定时间： 2017 年 6 月 15 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化专业的拓展课程，通过本课程的学

习，可以获得电气技术方面的英语知识和英语使用能力，了解电气方面中、外用语间的

相互联系，并为今后从事电气工程领域的技术工作打下基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电气方面中、外用语间的相互联系，并为今后从事电气工程领域的技术工

作打下基础。用英语授课，旨在达到扩大专业词汇，增强专业文章的阅读和翻译技巧。

——熟悉基础阶段学到的语言知识，在所学专业领域中得到应用、扩展和提高，为阅读

专业文献、使用英语交流信息、更好地学习后续课程和工作奠定基础。

——掌握电气技术方面的英语知识，进一步提高英语应用的能力。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次或

序号 主要知识单元

学时分配

理论 小计

163

1 Circuit Theory Fundamentals 6 6

2 Electronics 6 6

3 Electric Machinery 6 6

4 Computer 8 8

5 Automatic Control System 6 6

合 计 32 32

（二）教学基本要求

表 2 理论教学基本要求与教学设计

主要知识单元 教学内容 重点或难点 教学目标

Chapter 1 Circuit

Theory Fundamentals

Section 1 VOLTAGE

AND CURRENT

Section 2 KIRCHHOFF'S

LAWS

Section 3

TWO-TERMINAL

CHARACTERIZATION

OF ELEMENTS

Section 4 VOLTAGE

SOURCES

Section 5 CURRENT

SOURCES

Section 6 RESISTORS

AND OHM'S LAW

Section 7 INDUCTORS

New Words and

Expressions

To understanding the

content and grasp the new

words and expressions

164

Chapter 2 Electronics Section 1

INTRODUCTION

Section 2 DIGITAL

CIRCUITS

Section 3 LOGIC

CIRCUIT

CHARACTERISTICS

Section 4

DIODE-RESISTOR

GATES

Section 5 THE BIPOLAR

TRANSISTOR AS A

SWITCH OR INVERTER

Section 6

OPERATIONAL

AMPLIFIERS

Section 7

APPLICATIONS OF

OPERATIONAL

AMPLIFIERS

New Words and

Expressions

To understanding the

content and grasp the new

words and expressions

Chapter 3 Electric

Machinery

Section 1

ELEMENTARY

CONCEPTS

Section 2

INTRODUCTION TO

AC AND DC

MACHINES

Section 3 MMF OF

DISTRIBUTED

WINDINGS

New Words and

Expressions

To understanding the

content and grasp the new

words and expressions

165

Chapter 4 Computer

Section 1 COMPUTER

SYSTEM

Section 2

PROGRAMMING

LANGUAGES

Section 3 DISK

OPERATION

SYSTEM(DOS)

Section 4 CLANGUAGE

Section 5 THE

INTRODUCTION OF

MICROSOFT

WINDOWS

Section 6 DATA BASE

MANAGEMENT

Section 7 MULTIMEDIA

Section 8 THE

INFORMATION

SUPERHIGH WAY

New Words and

Expressions

To understanding the

content and grasp the new

words and expressions

Chapter 5 Automatic

Control System

Section 1

INTRODUCTION

Section 2 FREQUENCY

RESPONSE OF

SYSTEMS

Section 3 FEEDBACK

SYSTEMS--ACCURACY

AND STABILITY

New Words and

Expressions

To understanding the

content and grasp the new

words and expressions

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试、笔试、开卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程结业考试×70％。

表 3 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业

权 重（％） 50 50

表 4 试题类型及权重

试题类型 填空题 翻译

权重（％） 30 70

166

六、推荐教材、参考书

1．教材

（1）薛世龙·电气工程专业英语·北京：电子工业出版社出版，2011

（2）苏小林·电气工程及其自动化专业英语·北京：中国电力出版社，2008

（3）龚育尔·电气工程及其自动化专业英语·北京：机械工业出版社出版，2012

2．参考书

（1）王军·自动化专业英语·重庆：电子工业出版社出版，2002

（2）戴文进·电气工程及其自动化专业英语·北京：电子工业出版社，2011

（3）王宏文·自动化专业英语教程·北京：机械工业出版社出版，2007

167

《控制电机》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0515220 课程中文名称： 控制电机

课程英文名称： Controlling-motor

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分：

0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 5

适用专业及类型：

电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路、电机学

主撰人： 吴利斌 主审人： 李海军 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

该课程主要阐述自动控制系统中常用的各种控制电机的基本原理与工作特性，并介绍控

制电机的选用原则和使用方法。主要包括直流伺服电动机、感应伺服电动机、交流永磁伺服

电动机、步进电动机、测速发电机、自整角机和旋转变压器。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解控制电机的主要应用领域和发展趋势。

——熟悉在自动控制系统中使用的交直流伺服电动机、步进电动机、测速发电机的结构、

基本工作原理、控制方式；

——掌握在控制系统中如何正确的选择、分析和使用控制电机。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 习题 讨论 小计

一 直流伺服电动机 6 6

二 感应伺服电动机 4 4

168

章次 主要知识单元 学时分配

理论 习题 讨论 小计

三 步进电动机 8 8

四 测速发电机 6 6

五 自整角机 4 4

六 旋转变压器 4 4

合 计 32 32

（二）教学内容及要求

主要知识单元 1：直流伺服电动机

1．教学内容:

伺服电动机的概念及分类，直流伺服电动机的控制方式、运行特性和动态特性，特种直

流伺服电动机和直线直流伺服电动机。

2．重点或难点：

（1）重点：直流伺服电动机的优缺点；

（2）难点：直流伺服电动机的控制方式、运行特性和动态特性。

3．教学目标:

（1）了解伺服电动机的概念及分类，。

（2）熟悉直流伺服电动机的控制方式、运行特性和动态特性；

（3）掌握直流伺服电动机的优缺点。

主要知识单元 2：感应伺服电动机

1．教学内容：

两相感应伺服电动机的结构特点、控制方式、理论分析、静态特性、动态特性、主要技

术数据和性能指标。

2．重点或难点：

（1）重点：两相感应伺服电动机的控制方式、主要技术数据和性能指标。

（2）难点：两相感应伺服电动机的理论分析、静态特性和动态特性。

3．教学目标:

（1）了解两相感应伺服电动机的结构特点。

（2）掌握两相感应伺服电动机的控制方式、理论分析、静态特性、动态特性、主要技

术数据和性能指标。

主要知识单元 3： 步进电动机

1． 教学内容：

反应式步进电动机的结构、工作原理、静态特性、动态特性及主要性能指标， 步进电

动机的其他类型和驱动电源。

2．重点或难点：

（1）重点：反应式步进电动机的结构、工作原理及主要性能指标。

（2）难点：反应式步进电动机静态特性和动态特性。

3．教学目标：

（1）了解步进电动机的其他类型和驱动电源；

（2）掌握反应式步进电动机的结构、工作原理、静态特性、动态特性及主要性能指标。

主要知识单元 4：测速发电机

1．教学内容：

169

直流测速发电机、感应测速发电机、测速发电机的选择及应用。

2．重点或难点：

（1）重点：直流和感应测速发电机的主要性能指标及误差来源。

（2）难点：感应测速发电机的运行原理和理论分析。

3．教学目标：

（1）了解直流测速发电机和感应测速发电机的基本工作原理。

（2）熟悉直流和感应测速发电机的主要性能指标及误差来源。

（3）掌握测速发电机的选择原则。

主要知识单元 5：自整角机

1．教学内容：

控制式自整角机的工作原理、差动运行和性能指标，力矩式自整角机的工作原理和性能

指标，直线自整角机的工作原理，自整角机的选择和使用。

2．重点或难点：

（1）重点：掌握控制式自整角机、力矩式自整角机的性能指标，自整角机的选择和使

用原则。

（2）难点：控制式自整角机、力矩式自整角机的工作原理。

3．教学目标：

（1）了解控制式自整角机、力矩式自整角机的工作原理。

（2）掌握控制式自整角机、力矩式自整角机的性能指标，自整角机的选择和使用原则。

主要知识单元 6：旋转变压器

1．教学内容：

正余弦旋转变压器和线性旋转变压器的结构和工作原理， 旋转变压器的误差分析及主

要技术指标，多极旋转变压器和感应同步器简介。

2．重点或难点：

（1）重点：正余弦旋转变压器的工作原理和主要技术指标。

（2）难点：正余弦旋转变压器的误差分析。

3．教学目标：

（1）了解多极旋转变压器和感应同步器的工作原理和性能指标。

（2）掌握正余弦旋转变压器和线性旋转变压器的结构和工作原理， 旋转变压器的误差

分析及主要技术指标。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；开卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×50％＋课程考试×50％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 论文 提问

权 重（％） 20 70 10

170

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 简答题

权重（％） 30 70

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）李光友·控制电机·北京：机械工业出版社，2014（第二版）

2．参考书：

（2）陈隆昌·控制电机·西安：西安电子科技大学出版社，2013（第四版）

（3）姚建红·控制电机及其应用·哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2012（第一版）

（二）相关网络资源

网络资源：工控论坛 http://bbs.gkong.com/

171

《楼宇自动化》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0515820 课程中文名称： 楼宇自动化

课程英文名称： Building Automation

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 农业电气化(复合应用型) 、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 微机原理、变电站自动化、机电一体化

主撰人： 郭文义 主审人： 李海军 制定时间： 2017 年 7 月 3 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化与自动化的专业基础拓展课。楼宇自动

化系统（BAS）是智能建筑的主要组成部分之一，本书全面、系统地介绍了楼宇自动化系统

的概念、组成等理论知识及系统设计等实际应用知识，并简述了楼宇自动化的技术的系统集

成和发展趋势。通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析、设计楼宇自动化系统的基本

理论和基本方法，为相关后续课程和今后的工作奠定坚实的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解楼宇自动化的技术内涵与发展方向和技术趋势，理解楼宇自动化和建筑智能

化、绿色建筑、智慧建筑、智慧城市之间的信息通信生态链系统。

——熟悉楼宇自动化的技术各子系统组成原理和实际应用领域。

——掌握楼宇自动化的基本理论、基本知识和基本技能，熟悉楼宇自动化的智能化、数

字化、信息化的的多领域理论知识和解决方案，着重培养学生分析问题解决问题及实践应用

的能力，使学生获得楼宇自动化方面的基本理论、基本知识和基本技能，初步具备工程设计

和项目实施的能力，并为学习、工作及科研在专业中的应用打好基础。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

172

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 绪论 2 2

二 楼宇自动化基础 4 4

三 楼宇通信系统 2 2

四 综合布线系统 4 4

五 设备监控系统 4 4

六 安全防范技术 4 4

七 自动消防及报警系统 4 4

八 楼宇自动化系统集成 4 4

九 工程案例分析 4 4

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：绪论

1．教学内容:

（1）智能建筑；

（2）楼宇自动化概述；

（3）绿色建筑。

2．重点或难点：

（1）重点：楼宇自动化系统组成；

（2）难点：智能建筑和绿色建筑。

3．教学目标:

（1）了解智能建筑和绿色建筑技术内涵；

（2）掌握楼宇自动化系统组成；

主要知识单元 2：楼宇自动化基础

1．教学内容:

（1）检测技术；

（2）楼宇自动化系统的网络结构；

（3）计算机网络技术；

（4）集散控制系统；

（5）现场总线技术；

（6）Lon Works 总线；

（7）CAN 总线；

（8）BACnet。

2．重点或难点：

（1）重点：楼宇自动化系统的网络结构和计算机网络技术；

（2）难点：集散控制系统和现场总线技术。

3．教学目标:

（1）了解集散控制系统和现场总线技术；

（2）熟悉计算机网络技术；

（3）掌握楼宇自动化系统的网络结构。

173

主要知识单元 3：楼宇通信系统

1．教学内容:

（1）电话通信网络；

（2）有线电视系统；

（3）视频会议技术；

（4）三网合一。

2．重点或难点：

（1）重点：电话通信网络；

（2）难点：三网合一。

3．教学目标:

（1）了解三网合一通信技术；

（2）掌握电话通信网络技术。

主要知识单元 4：综合布线系统

1．教学内容:

（1）综合布线系统概述；

（2）综合布线系统设计；

（3）综合布线系统的电气保护与接地设计；

2．重点或难点：

（1）重点：综合布线系统设计；

（2）难点：管理子系统的设计。

3．教学目标:

（1）了解综合布线系统组成；

（2）掌握综合布线系统设计；

主要知识单元 5：设备监控系统

1．教学内容:

（1）暖通空调系统及其监控系统；

（2）供排水系统及其监控系统；

（3）供配电系统及其监控系统；

（4）照明系统及其监控系统；

（5）电梯系统及其监控系统。

2．重点或难点：

（1）重点：供配电和照明系统及其监控系统；

（2）难点：暖通空调系统及其监控系统

3．教学目标:

（1）了解电梯系统及其监控系统；

（2）熟悉供排水系统及其监控系统；

（3）掌握供配电和照明系统及其监控系统；暖通空调系统及其监控系统。

主要知识单元 6：安全防范技术

1．教学内容:

（1）概述；

（2）出入口控制系统；

（3）入侵报警系统；

174

（4）视频安防监控系统；

2．重点或难点：

（1）重点：视频安防监控系统；

（2）难点：出入口控制系统。

3．教学目标:

（1）了解出入口控制系统和一卡通系统；

（2）掌握入侵报警系统；视频安防监控系统。

主要知识单元 7：自动消防及报警系统

1．教学内容:

（1）概述；

（2）火灾探测器；

（3）火灾报警系统及控制器；

（4）自动灭火系统；

（5）消防设备联动控制。

2．重点或难点：

（1）重点：火灾报警系统及控制器；

（2）难点：消防设备联动控制。

3．教学目标:

（1）了解自动灭火系统；

（2）掌握火灾报警系统及控制器；火灾探测器原理。

主要知识单元 8：楼宇自动化系统集成

1．教学内容:

（1）概述；

（2）系统集成的网络协议；

（3）楼宇自动化系统集成；

（4）一体化楼宇管理系统；

（5）楼宇自控中常用系统；

（6）基于 IC 卡的应用系统集成技术；

（7）楼宇自动化系统集成的发展展望。

2．重点或难点：

（1）重点：楼宇自动化系统集成；

（2）难点：楼宇自控中常用系统。

3．教学目标:

（1）了解基于 IC 卡的应用系统集成技术；

（2）熟悉系统集成的网络协议；

（3）掌握楼宇自动化系统集成。

主要知识单元 9：工程案例分析

1．教学内容:

（1）系统概述及选型；

（2）系统设计原则；

（3）系统方案设计；

（4）工程施工及管理；

175

2．重点或难点：

（1）重点：楼宇自动化系统方案设计；

（2）难点：楼宇自动化设备监控系统。

3．教学目标:

（1）了解楼宇自动化工程施工及管理；

（2）熟悉楼宇自动化系统方案设计；

（3）掌握楼宇自动化系统方案设计设备选型和配置。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重 平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

表 3 试题类型及权重 试题类型 填空题 选择题 分析题 综合设计题

权重（％） 20 20 30 30

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）傅海军·楼宇自动化·北京：机械工业出版社，2017（第二版）

参考书：

（2）许锦标·楼宇智能化技术·北京：机械工业出版社，2015（第三版）

（3）王盛卫·智能建筑与楼宇自动化·北京：中国建筑工业出版社，2014（第二版）

（二）相关网络资源

网络资源：机工官网 http://wwww.cmpbook.com/

176

《工厂供电》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 05132205 课程中文名称： 工厂供电

课程英文名称： Factory Electricity Supply

课程类别： 基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2.0 学分

讲课学时/学分： 28 学时/1.75 学分

实验学时/学分： 4 学时/0.25 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化与自动化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力工程、发电厂电气

主撰人： 洪宝棣 主审人： 葛丽娟 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

工厂供电是一门实践性较强的专业课。本课程主要讲述工厂的电力负荷及其计算，短路

电流及其计算，工厂变电所及其一次系统，工厂电力线路，工厂供电系统的过电流保护，二

次回路和自动装置，防雷、接地和电气安全，节约用电和计划用电，工厂电气照明。学生通

过大纲所规定的全部教学内容的学习，获得工厂供电必要的基本理论、基本知识和基本技能，

为学习后续课程和专业知识以及今后从事工程技术工作打下初步基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解负荷统计方法和工厂供电进线及配电主接线的形式。

——熟悉高低压电气设备及输电线路的继电保护设置和整定计算。

——掌握在配电变压器选择的基础上进行短路计算，获得数据后进行高低压电气设备及

输电线路的选择校验计算。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

177

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

1 概论 2 2

2 工厂的电力负荷及其计算 4 4

3 短路电流及其计算 4 4

4 工厂变配电所及其一次系统 4 4

5 工厂电力线路 4 4

6 工厂供电系统的过电流保护 4 2 6

7 工厂供电系统的二次回路和自动装置 4 2 6

8 防雷、接地与电气安全 2 2

合计 28 4 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：概论

1．教学内容:

工厂供电的意义、要求，低压配电系统的三种接地型式。

2．重点或难点：

（1）重点：低压配电系统的三种接地型式。

（2）难点：中性点接地方式。

3．教学目标:

（1）了解三相交流电力系统中供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式；

（2）掌握低压配电系统的三种接地型式：TN 系统、TT 系统和 IT 系统。

主要知识单元 2：工厂的电力负荷及其计算

1．教学内容:

短路产生的原因、后果，对称短路和不对称短路；标幺制法进行三相短路计算。

2．重点或难点：

（1）重点：负荷统计的方法。

（2）难点：负荷统计方法的应用。

3．教学目标:

（1）了解负荷计算目的与负荷分级，负荷曲线与计算负荷；

（2）掌握计算负荷的实用计算方法，即需要系数法和二项式法。

主要知识单元 3：短路电流及其计算

1．教学内容:

工厂电力负荷的计算负荷的系数和方法，尖峰电流的计算。

2．重点或难点：

（1）重点：无穷大功率电源条件下短路电流的计算。

（2）难点：不对称短路电流的计算方法，特别是单相短路的短路电流计算。

3．教学目标:

（1）了解无限大电力系统及其三相短路的物理过程。

（2）掌握用标幺制法进行三相短路计算；导体和电气设备短路的热稳定和动稳定的计

算。

主要知识单元 4：工厂变配电所及其一次系统

1．教学内容:

变电所主接线图的设计；高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、

178

高压开关柜、高压一次设备的选择与校验；低压熔断器、低压刀开关和负荷开关、低压断路

器、低压配电屏和配电箱、低压一次设备的原理与选择。

2．重点或难点：

（1）重点：低压电气设备的原理及选择校验计算。

（2）难点：一次电气主接线的设计。

3．教学目标:

（1）了解工厂供电系统的方案比较，电压的选择，变电所位置及变电所中变压器容

量和数量的选择；变配电所所址的选择、变配电所的总体布置要求及方案示例。

（2）掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜、高

压一次设备的选择与校验；低压熔断器、低压刀开关和负荷开关、低压断路器、. 低压配电

屏和配电箱、低压一次设备的原理与选择；

主要知识单元 5：工厂电力线路

1．教学内容:

工厂电力线路及其结线方式；导线和电缆截面的选择计算。

2．重点或难点：

（1）重点：导线和电缆截面的选择计算。

（2）难点：线路电压损耗的计算，对于无感线路和均匀分布负荷的三相线路电压损耗

的计算。

3．教学目标:

（1）了解电力线路结构型式分类，高压线路的接线方式和低压线路的接线方式。

（2）熟悉架空线路的结构和敷设，电缆线路的结构和敷设。

（3）掌握按发热条件选择导线和电缆的截面的计算方法，理解配电线路的标注，了解

工厂电力线路电气安装图的绘制和示例。

主要知识单元 6：工厂供电系统的过电流保护

1．教学内容:

过电流保护，熔断器保护，低压断路器保护，工厂高压线路的继电保护，电力变压器的

继电保护，高压电动机的继电保护。

2．重点或难点：

（1）重点：低压断路器保护整定。

（2）难点：高压电动机的相间短路保护和过负荷保护，高压电动机的单相接地保护的

整定计算。

3．教学目标:

（1）了解过电流保护装置的类型和任务，理解对保护装置的基本要求。

（2）熟悉熔断器在供配电系统中的配置，熔断器的选择与校验。

（3）掌握低压断路器的选择和校验；电力变压器的过电流保护、电流速断保护和过负

荷保护，电力变压器低压侧的单相短路保护，电力变压器的差动保护，电力变压器的瓦斯保

护的整定计算；高压电动机的相间短路保护和过负荷保护，高压电动机的单相接地保护的整

定计算。

主要知识单元 7：工厂供电系统的二次回路和自动装置

1．教学内容:

二次回路，高压断路器的控制与信号回路，常用的电测量仪表和绝缘监视装置线路，二

次回路的安装接线。

2．重点或难点：

179

（1）重点：高压断路器的控制与信号回路；

（2）难点：二次回路安装图。

3．教学目标:

（1）了解二次回路及其分类，直流操作电源和交流操作电源；电测量仪表和绝缘监视

装置；电力线路的自动重合闸装置；

（2）掌握电磁操作机构的断路器控制和信号回路。

主要知识单元 8：防雷、接地与电气安全

1．教学内容:

电流对人体的作用，电气安全与触电急救，电气装置的接地，过电压与防雷。

2．重点或难点：

（1）重点：接地的相关概念。

（2）难点：低压配电系统的接地故障保护、漏电保护和等电位联结。

3．教学目标:

（1）了解雷产生的机理与防雷设备，接地的有关概念；

（2）掌握建筑物的防雷措施和低压配电系统的接地；电气装置的接地装置及其接地电阻

计算；故障保护、漏电保护和等电位联结。

四、实验实习实训等教学环节

（一）实验条件

表 2 实验主要设备和台件数

序号 实验项目 主要设备名称 每组应配台件数 备注

1 工厂供电电气接线图的认知和电流互感器与电压互感器的接线方式

SLPGC-1A型工厂供电技术实训装置

一组一台

2 工厂供电倒闸操作和高压线路的微机继电保护

SLPGC-1A型工厂供电技术实训装置

一组一台

（二）实验项目

表 3 实验项目、内容及要求

序号 实验项目 实验内容 教学目标

1

工厂供电电气接线图的认知和电流互感器与电压互感器的接线方式

（1）认知供电电气接线图。

（2）电压互感器的接线方案：一个单相电压互感器；两个单相电压互感器；三个单相电压互感器。

电流互感器的接线方案：一相式；两相V形；两相电流差；

三相星形。

（1）理解实训装置电气主接线模拟图的设计理念。 （2）了解电流互感器与电压互感器的接线方法。

2 工厂供电倒闸操作和高压线路的微机继电保护

（1）变压器投入和切除的倒闸操作；

（2）输电线路的短路故障：接地故障和相间故障实验。

（1）熟悉倒闸操作的要求及步骤；

（2）掌握系统运行的几种方式及特点

线路短路的形式及特点。

180

（三）实验报告

（四）实验考核与成绩评定

1．考核方式：

操作+实验报告

2．成绩评定：

实验总评成绩＝平时考勤成绩×（30）％＋操作考查×（50）％＋实验报告×（20）％

五、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×（20）％＋实验成绩×（10）％＋课程结业考试×（70）％

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 实验成绩 合计

权重（％） 40 20 40 100

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 简答题 计算题 合计

权重（％） 30 20 30 20 100

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）刘介才·工厂供电·北京：机械工业出版社，2015（第六版）.

（2）刘学军.工厂供电.北京：中国电力出版社; 2007（第 1 版）.

（3）苏文成·工厂供电·北京：机械工业出版社，2013 (第 2 版).

2．参考书：

（1）张莹.工厂供配电技术.北京：电子工业出版社，2015(第 4 版).

（2）同济大学电气工程系·工厂供电·中国建筑工业出版社，2000.

（3）马誌溪.建筑电气工程.北京：化学工业出版社，2011（第 2 版）.

181

《工厂供电》课程设计教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0513320 课程中文名称： 工厂供电课程设计

课程英文名称： Design of factory electricity supply

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 64 学时/2.0 学分 实践学时/学分： 64 学时/2.0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化与自动化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力工程、发电厂电气

主撰人： 洪宝棣 主审人： 葛丽娟 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程设计简介与教学目标

（一）课程简介

本课程设计是工厂供电课程教学中重要的的实践训练环节，是工厂供电教学的一个重要

组成部分。通过本课程设计加深和巩固课堂上所学的理论知识，培养学生独立思考的能力，

使学生掌握电气一次部分特别是低压部分初步设计的方法和接电气线图的设计方法及识图

能力，受到电气设计、计算、绘图、编写报告及查阅文献资料方面的初步训练，在为配电电

气设计和施工奠定初步基础。

本课程内容：根据设计出来的工厂电气主接线方案，进行短路电流计算，根据正常工作

条件计算选出电气设备型号，根据短路电流计算结果校验选出来的电气设备；设计选择工厂

进线和出线的型号、截面；给各主要电气设备和线路设计保护，进行整定计算。一般以各类

工厂变电所电气一次、二次部分设计，建筑电气设计为选题。

（二）教学目标

通过课程设计应实现以下目标：

——了解配电设计的基本内容。

——熟悉电气主接线设计方法，等值网络的化简和对称短路及不对称短路的计算。

——掌握低压电气设备的选择和校验，线路、变压器、高压电动机的继电保护设置。

三、课程设计（论文）内容与要求

（一）教学内容

1．熟悉并分析工程资料：

了解设计任务书中的进线、出线回数，负荷的数量、性质、电压等级，理解设计对象的

182

技术参数，看懂总平面布置图，理解地理位置及地质水文环境参数。准备初步设计主接线。

2．收集资料：

以教材和参考书中的设计说明书为模板，了解供配电设计、施工的国家标准，搜集并了

解主要电设备：变压器、断路器、隔离开关、互感器、负荷开关、熔断器、屋内配电柜的供

货情况、新产品研发使用情况、价格等。为下一步设计做准备。

3．设计主接线和负荷统计、选择主变压器：

要求设计出两套主接线方案，论证并说明各自的可靠性、经济性、灵活性，确定其中一

套。根据确定下来的主接线进行负荷统计计算，推导出所需主变压器的容量、电压等级，选

择型号。

4．短路电流计算：

在主接线等值网络图上选取短路点，进行网络化简和短路电流计算。标幺值法和欧姆法

可选择一种。

5．选择校验主要电气设备：

高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、架空线、电缆、高压熔断器、

高压电容器、低压负荷开关、低压断路器、熔断器，电容器、低压绝缘导线。

6．继电保护整定计算：

高压侧线路保护、变压器保护、高压电动机保护、绝缘监察、、低压熔断器保护、低压

断路器保护、漏电保护、零序保护。

7．绘制电气主接线图。

8．编写课程设计说明书和计算书。

（二）基本要求

学生独立完成课程设计成果，包括设计说明书、计算书和设计图纸。

1．设计说明书应包括论证说明、设计计算依据和过程、结构简图、计算简图和必要的

参数列表等内容，文字简洁，说理清楚，逻辑层次分明，内容完整；

2．设计计算书应包括主要计算过程，写明公式及出处、参数的取用，列举详细计算过

程；

3．主接线图的内容为任务书给定主接线设计和电气设备、线路的详细型号标注等，继

电保护图要求绘制相应保护的展开图。绘图要求布局合理，线型正确，表述和标注清楚，图

纸附有必要的说明、图框和标题栏等。

四、课程组织与实施

表 1 课程组织与实施

序号 时间进程 主要工作内容 组织实施方式

1 第 1 天 设计动员，布置设计任务； 集中辅导

2 第 2-3 天 主接线的设计和负荷统计确定方案，查阅相关资料，设计计算准备

集中辅导与个别辅导结合

3 第 4 天 网络化简及对称短路计算 个别辅导

4 第 5 天 网络化简及不对称短路计算 个别辅导

5 第 6 天 主要电气设备选择和线路计算 个别辅导

6 第 7 天 继电保护设计计算 个别辅导

183

7 第 8 天 绘图 个别辅导

8 第 9 天 上交课程设计（论文）成果 现场初步查验成果完成质量，不合格退回修改

9 第 10 天 设计答辩 教师综合考核、给分

五、考核办法和成绩评定

（一）考核方式

评阅打分+答辩。

（二）成绩评定

实践总评成绩＝平时考勤成绩×（20）％＋课程设计成果×（80）％

六、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）刘介才·工厂供电·北京：机械工业出版社，2010（第五版）.

（2）刘学军.工厂供电设计指导.北京：中国电力出版社，2008（第 1 版）.

2．参考书：

（1）张莹.工厂供配电技术.北京：电子工业出版社，2015(第 4 版).

（2）苏文成·工厂供电·北京：机械工业出版社，2001.

（3）同济大学电气工程系·工厂供电·中国建筑工业出版社，2000.

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

184

《电气安全》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0514620 课程中文名称： 电气安全

课程英文名称： Electrical Safety

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 16 学时/1 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 16 学时/1 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力系统分析、高电压工程

主撰人： 吴利斌 主审人： 洪宝棣 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化与自动化的专业选修课。主要内容包

括：电气安全基础，低压配电系统简介，电击防护，雷电和建筑物防雷接地工程，过电压防

护和电气环境安全。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解供配电系统及建筑物内电气危害产生的途径与种类，分析电气危害的基本理

论。

——熟悉低压供配电系统的基本结构及其自身防护特性；

——掌握电击防护、雷电防护、过电压防护的工程方法，建立电气环境安全的概念，理

解电气危害的基本原理。通过学习，使学生初步了解掌握电气安全防护的基本方法，认识电

气环境安全的重要性，为从事与电气工程有关的各项工作打下良好的基础。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 课内实践 习题 小计

185

一 电气安全基础 2 2 4

二 低压配电系统 2 2 4

三 电击防护 6 6 12

四 雷电、建筑物防雷及工程接地装置 2 2 4

五 过电压及低压系统电涌保护 2 2 4

六 电气环境安全 2 2 4

合 计 16 16 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：电气安全基础

1．教学内容：

电气危害的分类及特点，绝缘技术基础，接地的分类及接地装置原理，环境技术与电气

安全的关系和电气产品的安全认证。

2．重点或难点：

（1）重点：双重绝缘和加强绝缘。

（2）难点：地电位与地面电位分布。

3．教学目标：

（1）掌握电气危害的特点及规律，绝缘材料与绝缘结构的关系；

（2）了解电气产品的安全认证体系。

主要知识单元 2：低压配电系统

1．教学内容：

城市电网与低压配电系统简介，低压系统形式及分类，常用低压配电电器，低压系统短

路计算和过电流保护。

2．重点或难点：

（1）重点：低压系统短路计算的方法和过电流保护设置原则。

（2）难点：低压系统短路计算的方法和过电流保护设置原则

3．教学目标：

（1）了解城市电网与低压配电系统；

（2）掌握低压配电电器的原理，低压系统短路计算的方法和过电流保护设置原则。

主要知识单元 3： 电击防护

1．教学内容：

电流通过人体的效应及人体阻抗与安全电压，电气设备及装置的电击防护措施, 低压系

统自身的电击防护性能分析, 低压系统上专门的电击防护措施。

2．重点或难点：

（1）重点：低压系统自身的电击防护性能分析

（2）难点：低压系统上专门的电击防护措施。

3．教学目标：

（1）了解电流通过人体的效应；人体阻抗与安全电压等级

（2）熟悉电气设备及装置的电击防护措施；

（3）掌握低压系统自身的电击防护性能分析方法及结果；低压系统上专门的电击防护

措施。

主要知识单元 4： 雷电、建筑物防雷及工程接地装置

1．教学内容：

186

雷电与雷电参数；工程防雷体系与建筑物防雷类别；建筑物内部防雷系统及雷击电脉冲

防护和工程接地装置。

2．教学要求：

（1）了解雷电与雷电参数；

（2）熟悉建筑物内部防雷系统构成；

（3）掌握工程接地装置及接地电阻的计算方法；

3．重点或难点：

（1）重点：建筑物内部防雷系统构成；

（2）难点：接地电阻的计算方法。

主要知识单元 5： 过电压及低压系统电涌保护

1．教学内容：

过电压及设备耐压；变电所过电压保护；低压系统常见异常过电压的危害与防护和低压

系统电涌保护的配置。

2．教学要求：

（1）了解过电压及设备耐压；

（2）掌握低压系统常见异常过电压的危害与防护措施。

3．重点或难点：

（1）重点：低压系统常见异常过电压的危害与防护措施；

（2）难点：低压系统电涌保护的配置。

主要知识单元 6： 电气环境安全

1．教学内容：

电气火灾预防及电热效应防护措施，爆炸及火灾危险性场所电气设备选择，静电危害与

防护，电磁污染与电磁兼容的工程措施。

2．教学要求：

（1）了解电气火灾的起因、特点及危害。

（2）掌握电气火灾预防及电热效应防护措施和爆炸及火灾危险性场所电气设备选择原

则。

3．重点或难点：

（1）重点：电气火灾预防及电热效应防护措施；

（2）难点：爆炸及火灾危险性场所电气设备选择原则。

四、课程考核与成绩评定

1．考核方式：

考试；笔试；开卷；论文。

2．成绩评定：

平时成绩（出勤、作业、实验、期中考试及平时测验等）占 30%，期末考试占 70%。

课程总评成绩＝平时考核成绩×60％＋课程考试×40％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 课内实践 论文

权 重（％） 10 60 30

187

五、推荐教材、参考书

（一）推荐教材

（1）杨岳·电气安全·北京：机械工业出版社，2015.7（第二版）

（2）孙熙·电气安全·北京：机械工业出版社，2011.1（第一版）

（3）陈金刚·电气安全工程·北京：机械工业出版社，2016.10（第一版）

188

《变频技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0513720 课程中文名称： 变频技术

课程英文名称： Converter Technique

课程类别： 专业基础教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电机学、电力拖动、电力电子技术

主撰人： 宗哲英 主审人： 洪宝棣 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化与自动化的专业课。主要内容包括：变

频器的基本工作原理，变频器的功能及参数预置，变频器的实际操作与运行，变频器与PLC

组成的调速系统，变频器在金属切削机床、恒压供水、风机、中央空调等控制系统中的应用。

通过对本课程的学习，使学生了解并掌握分析、设计变频拖动控制系统的基本理论和基本方

法，为相关后续课程和今后的工作奠定坚实的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——掌握变频器的使用方法，能对变频器的基本功能及参数进行设置；

——掌握利用可编程控制器控制变频器的方法；

——了解不同性质负载的变频拖动系统的组成、工作原理及应用特点，初步掌握变频拖

动系统的设计方法。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

189

一 变频器的主电路 6 6

二 变频器的常用功能 6 6

三 变频器的外部控制 8 8

四 变频器拖动系统及其应用 8 8

五 变频器的控制电路 4 4

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：变频器的主电路

1．教学内容:

（1）电机在能量转换中的平衡关系。

（2）变频器的主电路结构和工作原理。

2．重点或难点：

（1）重点：交-直-交变频器主电路的电路构成和工作原理。

（2）难点：变频器输出电压与电流的关系及整流电路、逆变电路、限流电阻、均压电

阻的作用。

思考题：变频器主电路各部分的作用及工作原理。

3．教学目标:

（1）了解电动机在能量转换中的平衡关系。

（2）熟悉变频器的主电路的结构和工作原理，如整流与滤波电路、逆变电路等。

（3）掌握变频器各环节电流、功率因数及载波频率的影响。

主要知识单元 2：变频器的常用功能

1．教学内容:

（1）变频器的控制方式。

（2）变频器频率给定功能。

（3）变频加速与启动、减速与制动。

2．重点或难点：

（1）重点：U/f 线的选择与调整，变频启、制动及加减速控制。

（2）难点：矢量控制和直接转矩控制方式。

思考题：电动机和变频器电压的配用关系、加减速控制及时间设置的依据。

3．教学目标:

（1）了解变频器常用的控制方式及原理。

（2）熟悉变频器频率给定功能。

（3）掌握利用变频器控制电动机启动、制动、加速、减速的方法；掌握制动电阻和制

动单元的作用；了解预置加、减速时间的依据。

主要知识单元 3：变频器的外部控制

1．教学内容:

（1）变频器的外接主电路。

（2）外接数字量的应用。

（3）输出控制端子及其应用。

（4）变频和工频切换控制。

（5）变频调速系统的闭环控制。

190

2．重点或难点：

（1）重点：变频器外接主电路的配置与主要电气设备的选择、多档转速控制、多单元

拖动系统同步控制。

（2）难点：变频调速的闭环控制和 PID 功能的调试。

3．教学目标:

（1）了解变频器外接主电路构成及相关电气设备作用及选型。

（2）掌握多档转速控制电路、多单元同步控制电力、变频工频切换电路和变频调速系

统的闭环控制电路的工作原理和电路的基本设计方法。

主要知识单元 4：变频器拖动系统及其应用

1．教学内容:

（1）变频后电动机的特点。

（2）变频拖动系统的基本规律。

（3）典型负载的变频调速系统实例。

2．重点或难点：

（1）重点：变频器应用的基础知识、变频拖动系统的基本规律。

（2）难点：重力负载的变频调速和二次方率负载的变频调速。

3．教学目标:

（1）掌握变频后的电动机电压、电流、机械特性。

（2）理解变频器的名牌数据和变频器容量的选择。

（3）掌握传动机构和传动比、变频拖动系统必须满足的条件及应用误区。

（4）掌握恒转矩负载、重力负载、恒功率负载、二次方率负载变频调速系统构成要点。

主要知识单元 5：变频器的控制电路

1．教学内容:

（1）变频器的控制电路。

（2）变频器里的开关电源。

（3）电流、电压和温度的检测与保护。

2．重点或难点：

（1）重点：变频器控制电路结构和主电路的控制任务。

（2）难点：CPU的外围电路。

3．教学目标:

（1）了解变频器控制电路的结构及任务。

（2）熟悉开关电源、CPU外围电路（自身控制电路、信号输入电路、信号输出电路、

面板电路等）的工作原理和作用；电流、电压、温度检测电路和 IGBT 驱动电路的工作原理。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

191

表 4 平时考核方式及权重

平时考核类型

考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

表 5 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）张燕宾·变频器应用教程·北京：机械工业出版社，2014（第二版）

2．参考书：

（1）张燕宾·小孙学变频·北京：中国电力出版社，2015（第二版）

（2）张燕宾·小李学异步电动机·北京：机械工业出版社，2014（第二版）

（3）西门子变频器技术及应用·北京：中国电力出版社，2015

（二）相关网络资源

网络资源：工控论坛 http://bbs.gkong.com/

192

《电网调度自动化》教学大纲

一、课程属性简介

课程编码： 0514520

课程中文名称： 电力系统调度自动化

课程英文名称： Power System Dispatching Automation

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力系统分析，发电厂电气部分

主撰人： 张红旗 主审人： 洪宝棣 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介及教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业的专业选修课程。 通过本课程的学习，使学生了解

并掌握分析电力系统调度自动化系统的功能组成及实现原理，电力系统调度自动化系统的工

作模式和在电力系统运行中的作用，具备从事电力运行管理和调度自动化的专业基础知识。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电力系统调度自动化系统的体系结构；电力系统的状态信息及信息组织模式；

常用的状态估计的方法和电力系统可观测性基本概念；电力系统安全运行和分析的基本概

念；

——熟悉电力系统调度自动化系统的技术发展过程；SCADA系统调度和 EMS 系统的相

互关系和区别；电力系统调度自动化系统的工作模式和在电力系统运行中的作用和地位；

——掌握分层分级调度体制下的各调度中心之间的相互关系；电力市场机制下的电力系

统调度自动化系统面临的理论和技术方面的挑战。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

193

理论 实验 习题 小计

一 绪论 4 4

二 电力系统调度控制自动化系统 4 4 三 电力系统状态估计 8 8

四 电力系统的安全分析和控制 4 4

五 电力系统经济运行和电能质量的控制 4 4

六 能量管理系统简介 6 6

机动 2 2

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：电力系统调度控制自动化系统

1．教学内容:

（1）电力系统调度自动化系统的基本结构。

（2）电力系统的信息收集和执行系统；电力系统的信息传输系统。

（3）电力系统的信息处理系统。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统调度自动化系统的基本结构。

（2）难点：电力系统的信息处理系统。

3．教学目标:

（1）了解电力系统调度自动化系统的发展状况，掌握电力系统调度自动化系统的基本

结构。

（2）掌握电力系统的信息收集和执行系统、信息传输系统、信息处理系统的基本工作

原理。

主要知识单元 2：电力系统状态估计

1．教学内容:

（1）电力系统运行状态的表征与可观察性；最小二乘估计；静态最小二乘估计的改进；

支路潮流状态估计法。

（2）电力系统的递推状态估计。

（3）不良数据的检测；不良数据的残差搜索辨识法；不良数据的估计辨识。

（4）电力系统网络拓扑的实时分析；网络结构辨识的基本概念

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统运行状态的表征与可观察性、电力系统网络拓扑的实时分析。

（2）难点：电力系统网络拓扑的实时分析。

3．教学目标:

（1）了解了解电力系统运行状态的安全分析。

（2）掌握电力系统安全控制对策及电力系统的安全控制。

主要知识单元 3：电力系统的安全分析和控制

1．教学内容:

（1）电力系统运行状态的安全分析。

（2）电力系统安全控制对策。

（3）电力系统的安全控制。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统运行状态的安全分析、电力系统安全控制对策。

194

（2）难点：电力系统运行状态的安全分析。

3．教学目标:

（1）了解电力系统运行状态的安全分。

（2）掌握电力系统安全控制对策及电力系统的安全控制。

主要知识单元 4：电力系统经济运行和电能质量的控制

1．教学内容:

（1）电力系统自动调频的任务及调整准则；电力系统的自动调频方法和自动发电控。

（2）电力系统的经济运行。

（3）电力系统无功功率及电压的控制。

2．重点或难点：

（1）重点：电力系统自动调频的任务及调整准则。

（2）难点：电力系统的经济运行。

3．教学目标:

（1）了解电力系统自动调频的任务及调整准则。

主要知识单元 5：能量管理系统简介

1．教学内容:

（1）EMS 概貌；EMS 的设计、开发与应用。

（2）能量管理软件的功能。

（3）网络分析软件；配电管理系统原理。

2．重点或难点：

（1）重点：能量管理软件、网络分析软件。

（2）难点：EMS 的设计、开发与应用。

3．教学目标:

（1）了解 EMS 的设计、开发与应用。

（2）掌握能量管理软件、网络分析软件的使用。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

195

五、推荐教材、参考书

（1）张永健·电网监控与调度自动化·北京：中国电力出版社，2006.06

（2）周杰娜·现代电力系统调度自动化·重庆：重庆大学出版社 2002.01

（3）国家电力调度通信中心·电网调度运行实用技术问答·北京：中国电力出版社，

2012.03

196

《电能质量分析与控制》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0514920

课程中文名称： 电能质量分析与控制

课程英文名称： Power Quality Analysis and Control

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电路原理、电子技术、电力系统分析、自动控制原理

主撰人： 葛丽娟 主审人： 洪宝棣 制定时间： 2017年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

“电能质量分析与控制”是电气工程专业本科生的专业选修课程。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。

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）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解电能质量的相关概念与国际、国内标准和电能质量扰动产生的原因及其危害；

——熟悉电能质量分析的一般方法与发展趋势；

——掌握国内外电能质量检测手段与发展现状和电能质量控制（补偿）技术及其发展趋

势；

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 序言 2 2

二 电能质量一般内容 4 4

197

三 电能质量的分析方法 10 10

四 电能质量控制技术 16 16

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：序言

1．教学内容:

（1）电能质量的基本概念；

（2）基本电能质量指标分析；

（3）电能质量与电磁兼容；

（4）研究电能质量的意义及其对电网、电力用户的影响。

2．重点或难点：

（1）重点：基本电能质量指标分析和电能质量；

（2）难点：电磁兼容。

3．教学目标:

（1）熟悉电能质量的基本概念。

（2）掌握基本电能质量指标分析和电能质量与电磁兼容。

主要知识单元 2：电能质量一般内容

1．教学内容:

（1）电压、频率与电压偏差；

（2）电压波动与闪变；

（3）三相电压不平衡度；

（4）非线性负荷与谐波；

（5）暂态过电压与低电压（电压凹陷）；

（6）短期与中期电压中断。

2．重点或难点：

（1）重点：三相电压不平衡度、暂态过电压与低电压（电压凹陷）；

（2）难点：短期与中期电压中断。

3．教学目标:

（1）熟悉短期与中期电压中断；

（2）掌握电压、频率与电压偏差、三相电压不平衡度、暂态过电压与低电压（电压凹

陷）。

主要知识单元 3：电能质量的分析方法

1．教学内容:

（1）Monte-Carlo 模拟在电能质量评估中的应用；

（2）多扰动源在公共联接点的作用迭加问题；

（3）基于斯坦米茨原理的用无功功率平衡三相有功功率不平衡；

（4）电力市场下的电能质量。

2．重点或难点：

（1）重点：基于斯坦米茨原理的用无功功率平衡三相有功功率不平衡；

（2）难点：多扰动源在公共联接点的作用迭加问题。

3．教学目标:

198

（1）熟悉基于斯坦米茨原理的用无功功率平衡三相有功功率不平衡；

（2）掌握 Monte-Carlo 模拟在电能质量评估中的应用、多扰动源在公共联接点的作用

迭加问题。

主要知识单元 4：电能质量控制技术

1．教学内容:

（1）补偿技术；

（2）FRIENDS 中的用户电力技术；

（3）数字电力与电能质量及电力市场下的电能质量。

2．重点或难点：

重点：FRIENDS 中的用户电力技术。

3．教学目标:

（1）熟悉电力市场下的电能质量；

（2）掌握 FRIENDS 中的用户电力技术和数字电力与电能质量。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×40％＋课程考试×60％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 25 25

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）肖湘宁·电能质量分析与控制·北京：中国电力出版社，2010.02

（2）杨洪耕，肖先勇·电能质量及其控制技术·成都：四川大学出版社，2015.12

（3）翁国庆·现代电能质量监测、分析与控制技术·北京：机械工业出版社，2016.12

2．参考书：

（1）林海雪·电能质量技术丛书（1-5 分册）·北京：中国电力出版社，2009.08

（2）王兆安，杨君，刘进军·谐波抑制和无功功率补偿·北京：机械工业出版社，2012.05

（3）林海雪·电压电流标准和电能质量国家标准应用手册·北京：中国电力出版社，

2014.03

199

《智能变电站技术》课程教学大纲

一、课程属性简介

课程编码： 0516520

课程中文名称： 智能变电站技术

课程英文名称： Intelligent Substation Technology

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/2.0 学分

实验学时/学分： 0 学时/0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力系统分析，发电厂电气部分

主撰人： 张红旗 主审人： 吴利斌 制定时间： 2017 年 6 月 20 日

二、课程简介及教学目标

（一）课程简介

本课程是建立在电气工程类专业的必修课程之上的一门综合性的专业选修课。学生可以

掌握电气智能设备运行与维护、智能装置的调试与安装、变电站通信回路的安装与检测的综

合知识，通过这门课程培养学生分析并解决电气智能设备实际问题的能力，能够参与电力系

统自动化装置的设计，为供发电公司、企事业单位的变配电所培养从事智能变电站运行管理、

检验与调试、安装等工作的高级技术应用型人才。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解智能变电站的作用与构成，，能对变频器的基本功能及参数进行设置；

——熟悉智能变电站的一次设备。熟悉智能变电站的二次设备

——掌握 IEC61850 的标准体系及应用。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 智能电网概述 4 4

二 智能变电站的作用及构成 4 6 10

三 IEC61850 的标准体系 4 4

200

四 智能变电站的一次设备 6 6

五 智能变电站的二次系统关键技术 4 4

六 智能化的高级应用 4 4 合 计 26 6 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：智能电网概述

1．教学内容:

（1）智能电网发展背景。

（2）智能电网的基本特点。

（3）国内外智能电网发展规划。

2．重点或难点：

（1）重点：智能电网的基本特点。

（2）难点：国内外智能电网发展规划。

3．教学目标:

（1）了解智能电网发展背景。

（2）掌握智能电网的基本特点。

主要知识单元 2：智能变电站概述

1．教学内容:

（1）智能变电站的作用与构成。

（2）变电站自动化系统。

（3）智能变电站典型应用特征。

2．重点或难点：

（1）重点：智能变电站的作用与构成。

（2）难点：智能变电站典型应用特征。

3．教学目标:

（1）了解变电站自动化系统。

（2）掌握能变电站的作用与构成。

主要知识单元 3：IEC61850 的标准体系

1．教学内容:

（1）IEC61850 标准组成和基本术语。

（2）IEC61850 核心思想。

（3）IEC61850 关键技术和标准特征。

2．重点或难点：

（1）重点：IEC61850 关键技术和标准特征。

（2）难点：IEC61850 核心思想。

3．教学目标:

（1）熟悉 IEC61850 关键技术和标准特征

（2）掌握 IEC61850 标准组成和基本术语。

主要知识单元 4：智能变电站的一次设备

1．教学内容:

201

（1）电子式互感器技术。

（2）智能断路器技术。

（3）变压器状态检测技术。

2．重点或难点：

（1）重点：电子式互感器技术。

（2）难点：变压器状态检测技术。

3．教学目标:

（1）了解变压器状态检测技术；

（2）掌握电子式互感器技术。

主要知识单元 5：智能变电站的二次系统关键技术

1．教学内容:

（1）过程层功能实现。

（2）间隔层功能实现。

（3）信息分析技术。

2．重点或难点：

（1）重点：过程层功能实现。

（2）难点：间隔层功能实现。

3．教学目标:

（1）了解间隔层功能实现；

（2）掌握过程层功能实现。

主要知识单元 6：智能化的高级应用

1．教学内容:

（1）信息化平台应用构架。

（2）智能变电站典型高级应用。

（3）智能电网相关高级应用。

2．重点或难点：

（1）重点：智能变电站典型高级应用；

（2）难点：智能电网相关高级应用。

3．教学目标:

（1）了解智能电网相关高级应用；

（2）掌握能变电站典型高级应用。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

202

表 3 试题类型及权重

试题类型 填空题 选择题 判断题 分析计算题

权重（％） 20 20 10 50

五、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）高翔·智能变电站技术·北京：中国电力出版社，2011

2．参考书：

（2）冯军·智能变电站原理及测试技术·北京：中国电力出版社，2014

（3）黄益庄·智能变电站自动化系统原理与应用技术·北京：中国电力出版社，2013

203

《微电网技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0516120 课程中文名称： 微电网

课程英文名称： Micro grids

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 6

适用专业及类型： 电气工程及其自动化（复合应用型）、农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力系统分析、概率与统计、电力电子技术、自动化技术

主撰人： 高燕 主审人： 张红旗 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

本课程是电气工程及其自动化专业和农业电气化与自动化的专业选修课。通过对本课程

的学习，使学生了解并掌握分析、微电网的基本理论和基本方法，为相关后续课程和今后的

工作奠定坚实的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解微电网的发展和基本构成原理；

——熟悉微电网的组成,微电网的控制系统,经济评估；

——掌握微电网的运营方式,监控管理系统组成。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 微电网概论 2 2

二 微电网的规划设计 6 6

204

三 微电网并网、孤岛两种运方式及过度的安全稳定运行

8 8

四 微电网系统的控制、保护和通信 8 8

五 微电网系统的监控和能量管理系统 4 4 六 微电网系统的经济评估 2 2

七 微电网参与削峰填谷的优化调度技术 2 2

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：微电网概论

1．教学内容:

（1） 微电网的指导思想。

（2） 微电网原理。

（3） 微电网基本内容。

（4） 微电网规划和设计一般方法。

（5） 微电网规划和设计评价标准。

2．重点或难点：

微电网规划和设计一般方法以及评价标准。

3．教学目标:

（1） 了解微电网的指导思想、原理以及基本内容。

（2） 熟悉微电网规划和设计评价标准。

（3） 掌握微电网规划和设计一般方法。

主要知识单元 2：微电网的规划设计

1．教学内容:

（1） 微电网形成的混合电力系统结构和设计原则。

（2） 电源与负荷的优化配置方法。

（3） 智能负荷控制与调节措施。

2．重点或难点：

电源与负荷的优化配置。

3．教学目标:

（1） 了解微电网的基本混合动力系统。

（2） 熟悉智能负荷控制与调节措施。

（3） 掌握电源与负荷的优化配置方法。

主要知识单元 3：微电网并网、孤岛两种运方式及过度的安全稳定运行

1．教学内容:

（1） 微电网并网运行及其特点。

（2） 微电网孤岛运行及其特点。

（3） 并网运行至孤岛运行过度的安全稳定分析。

2．重点或难点：

（1）重点：微电网并网运行；

（2）难点：微电网孤岛运行。

3．教学目标:

（1） 了解微电网的微电网并网和孤岛的特点。

（2） 熟悉微电网的微电网并网和孤岛的方式。

205

（3） 掌握并网运行至孤岛运行过度的安全稳定分析。

主要知识单元 4：微电网系统的控制、保护和通信

1．教学内容:

（1） 微电网系统的控制方式及与大电网的不同。

（2） 微电网系统的保护方式及与大电网的不同。

（3） 微电网系统的通信及与大电网的不同。

2．重点或难点：

（1）重点：微电网系统的控制；

（2）难点：微电网的保护和通信与大电网的不同。

3．教学目标:

（1） 了解微电网系统的控制、保护和通信方式。

（2） 熟悉微电网的控制、保护与通信方式。

（3） 掌握微电网系统的控制、保护和通信与大电网的不同。

主要知识单元 5：微电网系统的监控和能量管理系统

1．教学内容:

（1） 微电网系统的监控系统。

（2） 微电网系统的能量管理系统。

2．重点或难点：

（1）重点：微电网系统的监控和能量管理系统；

（2）难点：微电网系统的监控和能量管理系统与大电网的不同。

3．教学目标:

（1） 了解微电网系统的监控方式。

（2） 熟悉监控方式与大电网的不同。

（3） 掌握微电网系统能量管理系统与大电网的不同。

主要知识单元 6：微电网系统的经济评估

1．教学内容:

（1） 微电网系统的经济评估概念。

（2） 微电网系统的经济评估方法。

2．重点或难点：

重点：微电网系统的经济评估方法。

3．教学目标:

（1） 了解微电网经济评估范围及概念。

（2） 熟悉微电网经济评估方法。

（3） 掌握微电网经济评估方法与大电网的不同。

主要知识单元 7：微电网参与削峰填谷的优化调度技术

1．教学内容:

（1） 微电网参与削峰填谷

（2） lingo 工具

（3） 以 lingo 为基础的优化调度技术

2．重点或难点：

重点：微电网参与削峰填谷的优化调度技术。

3．教学目标:

（1） 了解 lingo 工具。

206

（2） 熟悉微电网参与削峰填谷。

（3） 掌握以 lingo 为基础的优化调度技术。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×30％＋课程考试×70％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 30 20

五、推荐教材、参考书及网络资源

（一）教材与参考书

（1）尼科斯.哈兹阿伊里乌·微电网-结构与控制·北京：机械工业出版社，2015（第一版）

（二）相关网络资源

（1）爱课程网：http://www.icourses.cn/home/

（2）内蒙古农业大学网络教学平台：http://eplat.imau.edu.cn/meol/homepage/common/

207

《配电网自动化技术》课程教学大纲

一、课程基本属性

课程编码： 0518620 课程中文名称： 配电网自动化技术

课程英文名称： Automation Technology of Distribution Network

课程类别： 专业教育 课程性质： 拓展课程

总学时/学分： 32 学时/ 2 学分

讲课学时/学分： 32 学时/ 2 学分

实验学时/学分： 0 学时/ 0 学分

课内实践学时/学分： 0 学时/ 0 学分

开课单位： 机电工程学院 开设学期： 7

适用专业及类型： 农业电气化（复合应用型）、农业电气化（蒙汉双语复合应用型）

先修课程： 电力系统、微机原理及接口、电气工程基础、自动控制原理

主撰人： 葛丽娟 主审人： 洪宝棣 制定时间： 2017 年 6 月 23 日

二、课程简介与教学目标

（一）课程简介

配电自动化技术是服务于城乡配电网改造建设的重要技术，配电自动化包括馈线自动化

和配电管理系统，通信技术是配电自动化的关键。目前，我国配电自动化进行了较多试点，

由配电主站、子站和馈线终端构成的三层结构已得到普遍认可，光纤通信作为主干网的通信

方式也得到共识。馈线自动化的实现也完全能够建立在光纤通信的基础上，这使得馈线终端

能够快速地彼此通信，共同实现具有更高性能的馈线自动化功能。通过本课程的学习，使学

生掌握配电网及配电设备的概念以及相关知识，掌握配电网自动化的有关概念和相关知识，

掌握配电网自动化系统构成、原理、实现方法以及应用，为学生从事电力系统及相关领域的

工作准备必要的基础。

（二）课程教学目标

通过本课程的教学应实现以下目标：

——了解配电网及配电设备的概念以及相关知识。

——熟悉配电网自动化的有关概念和相关知识。

——掌握配电网自动化系统构成、原理、实现方法以及应用。

三、教学内容与基本要求

（一）课程内容与课时分配

208

表 1 课程内容与课时分配

章次 主要知识单元 学时分配

理论 实验 习题 小计

一 概述 4 4

二 数据采集与监控 8 8

三 馈线自动化 8 8

四 配电网负荷管理系统 6 6

五 远方抄表与电能计量系统 6 6

合 计 32 32

（二）教学基本要求

主要知识单元 1：概述

1．教学内容:

（1）配电网的基本概念（包括电压等级、接线方式、结构等）。

（2）配电网自动化的概念、意义、构成、基本功能。

（3）国内外配电网自动化的发展和现状。

（4）配电网自动化通信技术------配电网自动化对通信系统的要求和通信系统的构成（包

括通信设备），配电网自动化的多种通信方式，通信规约。

2．重点或难点：

重点：配电网的基本概念、构成、基本功能。

3．教学目标:

（1）了解配电网自动化通信技术------配电网自动化对通信系统的要求和通信系统的构

成（包括通信设备），配电网自动化的多种通信方式，通信规约。

（2）掌握配电网的基本概念（包括电压等级、接线方式、结构等），配电网自动化的

概念、意义、构成、基本功能，国内外配电网自动化的发展和现状。

主要知识单元 2：数据采集与监控

1．教学内容:

（1）交流采样及算法（包括采样定理、交流采样输入、A/D 转换、采样保持、模拟量

的算法等）。

（2）配网 SCADA系统的构成、特点、功能（包括实现）、配置。

（3）配网进线、出线、变压器等监视，变压器巡检、无功补偿。

2．重点或难点：

重点：交流采样及算法、配网 SCADA系统。

3．教学目标:

（1）熟悉交流采样及算法（包括采样定理、交流采样输入、A/D 转换、采样保持、模

拟量的算法等）；

（2）掌握配网 SCADA 系统的构成、特点、功能（包括实现）、配置，配网进线、出

线、变压器等监视，变压器巡检、无功补偿。

主要知识单元 3：馈线自动化

1．教学内容:

（1）配电设备的作用、工作原理以及应用（包括重合器、配电开关、分段器等）。

209

（2）配电网故障自动隔离、配电网重组基本原理和实现方法（包括基于配电设备的馈

线自动化和基于 FTU的馈线自动化）。

（3）电源提取，负荷均衡及配电网运行优化。

2．重点或难点：

重点：基于 FTU的馈线自动化。

3．教学目标:

（1）熟悉配电设备的作用、工作原理以及应用（包括重合器、配电开关、分段器等）；

（2）掌握基于 FTU的馈线自动化），电源提取，负荷均衡及配电网运行优化。

主要知识单元 4：配电网负荷管理系统

1．教学内容:

（1）负荷管理基本概念；

（2）负荷控制系统的基本构成和功能，负荷控制类型、控制系统的实现方法（包括音

频电力负荷控制、无线电电力负荷控制、配电线载波负荷控制、混合电力负荷控制等）。

2．重点或难点：

重点：负荷管理基本概念，负荷控制系统的实现方法。

3．教学目标:

（1）熟悉负荷管理基本概念，负荷控制系统的基本构成和功能；

（2）掌握负荷控制类型、控制系统的实现方法（包括音频电力负荷控制、无线电电力

负荷控制、配电线载波负荷控制、混合电力负荷控制等）。

主要知识单元 5：远方抄表与电能计量系统

1．教学内容:

（1）电子式电子表的类型及原理，抄表计费方式。

（2）自动抄表技术（包括本地自动抄表技术、远程自动抄表技术。

2．重点或难点：

重点：自动抄表技术。

3．教学目标:

（1）熟悉自动抄表技术（包括本地自动抄表技术、远程自动抄表技术。

（2）掌握电子式电子表的类型及原理，抄表计费方式。

四、课程考核与成绩评定

（一）考核方式

考试；闭卷。

（二）成绩评定

课程总评成绩＝平时考核成绩×40％＋课程考试×60％。

表 2 平时考核方式及权重

平时考核类型 考勤 作业 提问

权 重（％） 50 25 25

210

五、推荐教材、参考书

（一）教材与参考书

1．教材：

（1）方富淇·配电网自动化·北京：中国电力出版社，2014.08

（2）龚静·配电网综合自动化技术·北京：机械工业出版社，2014.08

（3）郭谋发·配电网自动化技术·北京：机械工业出版社，2012.03

2．参考书：

（1）刘健·配电自动化系统·北京：中国水利水电出版社，2009.01

（2）罗毅·配电网自动化实用技术·北京：中国电力出版社，2013.08

（3）杨武盖·配电网自动化技术·北京：中国电力出版社，2014.05