电气工程与自动化实验教学大纲.doc

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电气工程与自动化专业实验教学大纲目录电力电子技术实验教学大纲1电路分析实验教学大纲6数字电子技术实验教学大纲11可编程控制技术实验教学大纲15电气控制技术实验教学大纲21供电工程实验教学大纲29单片机原理与应用实验实验教学大纲50电气传动综合实验实验教学大纲54电机与拖动基础实验教学大纲58自动控制原理实验教学大纲63模拟电子技术实验教学大纲67电力系统综合实验教学大纲72电力电子技术实验教学大纲（课程代码： 09121210）一、课程基本情况（一）课程名称:电力电子技术 Technology of Power Electronics （二）课程类别：专业基础课（三）课程性质：独立设课（四）学时、学分1.课程总学时与学分： 2.实验学时与学分：18学时、0.5学分（五）适用专业：电气工程与自动化、电气自动化技术（六）大纲执笔：孙佃升（七）大纲审批：（八）制定（修订）时间：2008年9月28日二、实验教学目的与基本要求通过实验教学使学生运用所学的理论知识去分析和解决实际系统在运行中出现的各种问题，具备以下能力：（1）掌握电力电子变流装置主电路、触发或驱动电路的构成及调试方法，能初步设计和应用这些电路；（2）掌握交、直流电机控制系统的组成和调试方法，系统参数的测量和整定方法；（3）能设计交、直流电机控制系统的具体实验线路，列出实验步骤；（4）熟悉并掌握基本实验设备、测试仪器的性能和使用方法。（5）能够运用理论知识对实验现象、结果进行分析和处理，解决实验中遇到的问题；（6）能够综合实验数据，解释实验现象，完成实验报告。三、实验内容与基本要求（一）实验项目一览序号实验项目名称学时实验类型实验类别每组人数备注1单相半波可控整流3验证型必做22单相桥式半控整流3验证型必做23单相桥式全控整流3综合型必做24三相半波可控整流3验证型必做25三相半波有源逆变3验证型必做26三相桥式全控整流及有源逆变3综合型必做2 （二）实验内容及要求实验一 单相半波可控整流内容： 1. 单结晶体管触发电路的调试；2. 单结晶体管触发电路各点电压波形；3.负载实验（1）纯电阻负载（2）阻感性负载。要求：1.通过实验画出相关波形并解释波形形状原因；2.说明带电感性负载时续流二极管的作用。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK03-1晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件实验二 单相桥式半控整流内容：1.锯齿波同步触发电路的调试；2.单相桥式半控整流电路带电阻性负载；3.单相桥式半控整流电路带阻感性负载；4.单相桥式半控整流电路带反电势负载。要求：1.通过实验，加深对单相桥式半控整流电路工作原理的理解；2.通过实验，掌握单相桥式半控整流电路的波形分析方法。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK03-1晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件实验三 单相桥式全控整流内容：1.单相桥式全控整流电路的电路结构；2.单相桥式全控整流电路带电阻性负载；3.单相桥式全控整流电路带阻感性负载。要求：1. 通过实验掌握单相桥式全控整流电路的电路结构；2. 研究单相桥式全控整流电路的运行原理。3. 分析单相桥式全控整流与单相半波可控整流输出电压的特性。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK03-1晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件实验四 三相半波可控整流内容：1.三相半波可控整流电路的电路结构；2.三相半波可控整流电路带电阻性负载；3.三相半波可控整流电路带阻感性负载。要求：1.通过实验掌握三相半波可控整流的电路结构；2.理解三相半波可控整流带电阻性、阻感性负载时的波形分析方法。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK02-1三相晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件实验五 三相半波有源逆变内容：1.三相半波整流电路在整流状态下带电阻电感性负载的研究；2.对三相半波整流电路在整流状态和逆变状态的工作特点做比较。要求：1.研究三相半波整流电路在整流状态下的工作原理；2.理解可控整流在逆变状态下的工作条件和特点。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK02-1三相晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件实验六 三相桥式全控整流及有源逆变内容：1.三相桥式全控整流；2.三相桥式有源逆变；3.在整流或逆变状态下当触发电路出现故障时观测主电路各电压波形。要求：1.加深理解桥式全控整流及有源逆变的工作原理；2.了解KC系列继集成触发器的调整方法和各点波形。仪器：序号型号名称数量1DJK01电源控制屏一件2DJK02晶闸管主电路一件3DJK02-1三相晶闸管触发电路一件4DJK06给定及实验器件一件5D42三相可调电阻器一件6双踪示波器一件7万用表一件四、考核方式与评定标准（一） 考核方式1.实际操作考试结合试验报告（二）评分标准2.考试成绩70%，实验报告20%，平时成绩10%。五、参考教材（指导书）、参考书（一） 教材电力电子学实验装置实验指导书，天煌教仪，浙江天煌科技事业有限公司，2005(二) 参考书1.电力电子学，刘志刚，清华大学出版社，2005电路分析实验教学大纲（课程代码：09121200）一、课程基本情况（一）课程名称: 电路分析实验 Experiment on Circuit Analysis（二）课程类别：专业基础课（三）课程性质：独立设课（四）学时、学分：1.课程总学时与学分：2.实验学时与学分：18学时、0.5学分（五）适用专业：电气工程与自动化、电气自动化技术（六）大纲执笔：贾荣丛 （七）大纲审批：（八）制定（修订）时间：2008年9月16日二、实验教学目的与基本要求使学生初步掌握光路调节的基本思路和技巧，了解和熟悉电路元件的使用方法和注意事项，培养学生运用基础电路实验种的各种原理和知识来解决实际问题的能力，为后续开设的模拟电路、数字电路实验等课程奠定必要的实践基础。三、实验内容与基本要求（一）实验项目一览序号实验项目名称学时实验要求实验类型每组人数备注1电路元件伏安特性的测绘3必做设计型22基尔霍夫定律的验证3必做验证型23电压源与电流源的等效变换3必做设计型24戴维南定理和诺顿定理的验证3必做验证型25RC一阶电路的响应测试3必做设计型26用三表法测量电路等效参数3必做设计型2（二）实验内容及要求实验一 电路元件伏安特性的测绘内容：1. 测定线性电阻器的伏安特性；2. 测定非线性白炽灯泡的伏安特性；3. 测定半导体二极管的伏安特性；4. 测定稳压二极管的伏安特性。要求：1. 学会识别常用电路元件的方法；2. 掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘；3. 掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。仪器：序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源030V12万 用 表FM-47或其他1自备3直流数字毫安表0200mA14直流数字电压表0200V15二 极 管IN40071DGJ-056稳 压 管2CW511DGJ-057白 炽 灯12V，0.1A1DGJ-058线性电阻器200，1K/8W1DGJ-05实验二基尔霍夫定律的验证内容：1. 合理设计电路及正确选择元件、确定实验参数；2. 测量电路中各点电位；测量电路中各支路电流和电压。要求：1. 学习自拟实验方案，提高实验分析和研究的能力；2. 证明电路中电位的相对性、电压的绝对性；3. 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。仪器：序号名称型号与规格数量备注1直流稳压电源030V1台RTDG012直流数字电压表1块RTT013直流数字毫安表1块RTT014实验电路板挂箱1个RTDG02实验三 电源的等效变换内容：1. 测定理想电流源与实际电流源的外特性；2. 测量电压源的外特性；3. 测定电源等效变换的条件。要求：1. 掌握电源外特性的测试方法；2. 验证电压源与电流源等效变换的条件。仪器：序号名 称型号与规格数量备 注1可调直流稳压电源030V12可调直流恒流源0200mA13直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mA15万用表1自备6电阻器51，200，300，1KDGJ-057可调电阻箱099999.91DGJ-05实验四 戴维南定理和诺顿定理的验证内容：1. 用开路电压、短路电流法测定戴维南等效电路；2. 负载实验；3. 验证戴维南定理；4. 验证诺顿定理。要求：1. 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性，加深对该定理的理解；2. 掌握测量有源二端网络等效参数的一般方法。仪器：序号名 称型号与规格数量备注1可调直流稳压电源030V12可调直流恒流源0500mA13直流数字电压表0200V14直流数字毫安表0200mA15万用表1自备6可调电阻箱099999.91DGJ-057电位器1K/2W1DGJ-058戴维南定理实验电路板1DGJ-05实验五 RC一阶电路的响应测试内容：1. 设计微分电路和积分电路；2. 分别分析和研究对应的RC一阶电路的零输入相应、零状态响应及全响应。要求：1. 学习自拟实验方案，合理设计微分电路和积分电路，正确选择元器件、确定实验参数；2. 分析和研究RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及全响应；3. 掌握电路时间常数的测量方法；进一步学会用示波器观测波形。仪器：序号名 称型号与规格数量备注1函数信号发生器12双踪示波器1自备3动态电路实验板1DGJ-03实验六 用三表法测量电路等效参数内容：1. 测量电阻、电感和电容的等效参数；2. 测量电感、电容串联与并联后的等效参数；3. 验证用串、并试验电容法判别负载性质的正确性。要求：1. 学会交流电压表、交流电流表和交流功率表测量元件的交流等效参数的方法；2. 学会功率表的接法和使用仪器：序号名称型号与规格数量备注1交流电压表0500V12交流电流表5A13功率表1(DGJ-07)4自耦调压器15镇流器(电感线圈)与30W日光灯配用1DGJ-047电容器1F ,4.7F/500V1DG098白炽灯15W /220V3DGJ-04四、考核方式与评定标准（一） 考核方式实际操作考试（二）评分标准考试成绩70%，实验报告20%，平时成绩10%。五、参考教材（指导书）、参考书（一）教材KHDL-1型电路原理实验箱实验指导书，天煌教仪，浙江天煌科技事业有限公司，2002（二）参考书电工实验指导书，汤放奇等编，中国电力出版社，2004 数字电子技术实验教学大纲（课程代码： 09121214）一、课程基本情况（一）课程名称: 数字电子技术实验 Experiment on Digital Electronic Technique （二）课程类别：专业基础课（三）课程性质：独立设课（四）学时、学分：18学时、0.5学分（五）适用专业：电气工程与自动化、电气自动化技术、物理（六）大纲执笔：贾荣丛（七）大纲审批：（八）制定（修订）时间：2008年9月20日二、实验教学目的与基本要求使学生在学完了课程的基本理论，基本知识后，通过实验，初步具有设计、安装、调试数字电路，排除常见故障及正确分析误差的能力。并通过实验使学生掌握基本数字电路的设计方法、激发学习兴趣、锻炼动手能力，提高分析问题和解决问题的能力。三、实验内容与基本要求（一）实验项目一览序号实验项目名称学时实验要求实验类型每组人数备注1集成门电路性能的测试3必做综合型22组合逻辑电路分析与设计3必做设计型23计数器及译码显示器3必做综合型24数据选择器及其应用3必做综合型25触发器特性及相互转换3必做综合型26移位寄存器及其应用3必做综合型2（二）实验内容及要求实验一 集成门电路性能的测试内容：1、测量与非门的逻辑功能；2、测量与非门对脉冲的控制作用；3、测量或非门的逻辑功能；4、实验或非门对脉冲的控制作用。要求：1、通过实验测定与非门、或非门的功能功能；2、通过实验测定与非门、或非门对脉冲的控制作用。仪器：数电实验箱，万用表，74LS00,74LS20，CC4001、CC4011集成电路。实验二：组合逻辑电路分析与设计内容：1、测定异或门和与非门组成的半加器的逻辑功能；2、根据逻辑表达式设计用异或门、与或非门和与非门组成的全加器；3、用“与非”门设计一个表决电路；4、测试CC4030和74LS86的逻辑功能。要求：1、 通过实验测定半加器、全加器和CC4030、74LS86的逻辑功能；2、 用与非门设计表决电路。仪器：数电实验箱，万用表， CC4030和74LS86集成电路。实验三、计数器及译码显示器内容：1、74LS138译码器逻辑功能测试；2、用两片74LS138组成一个4线16线译码器；3、BCD码七段译码驱动器驱动七段发光二极管(LED)数码管。要求：1、 测试74LS138译码器逻辑功能；2、 用两片74LS138组成一个4线16线译码器；3、 BCD码七段译码驱动器驱动七段发光二极管(LED)数码管。仪器：数电实验箱，万用表， CC4511和74LS138集成电路。实验四、数据选择器及其应用内容：1、测试数据选择器74LS151的逻辑功能；2、测试74LS153的逻辑功能；3、用8选1数据选择器74LS151实现任意函数。要求：1、 测试74LS151和74LS153的逻辑功能；2、 用74LS151实现函数。仪器：数电实验箱，万用表，74LS153和74LS151集成电路。实验五：触发器特性及相互转换内容：1、基本R-S触发器的组成及逻辑功能测试；2、集成J-K触发器的功能测试；3、集成D触发器的功能测试。要求：测试R-S触发器、J-K触发器、D触发器的逻辑功能。仪器：数电实验箱，74LS112、CC4013、CC4027和74LS74集成电路。实验六：移位寄存器及其应用内容：1、 测试CC40194（或74LS194）的逻辑功能；2、 利用移位寄存器组成环形计数器；3、 利用移位寄存器实现数据的串、并行转换。要求：1、 测试74LS194的逻辑功能；2、 设计环形计数器；3、 数据的串、并行转换。仪器：数电实验箱，CC40194（或74LS194）集成电路。四、考核方式与评定标准（一） 考核方式实际操作考试（二）评分标准考试成绩70%，实验报告20%，平时成绩10%。五、参考教材（指导书）、参考书（一） 教材数字电路实验指导书，自编讲义。 (二) 参考书 1、数字电子技术基础简明教程（第二版），余孟尝，高等教育出版社，2000. 2、电子技术基础（数字部分）(第四版)，康华光 ，高等教育出版社，2000.可编程控制技术实验教学大纲（课程代码： 09131222）一、课程基本情况（一）课程名称:可编程控制技术 Programmable control technology（二）课程类别：专业课（三）课程性质：独立设课（四）学时、学分1.课程总学时与学分：36学时、2学分2.实验学时与学分：18学时、0.5学分（五）适用专业：电气工程与自动化（六）大纲执笔：李辉（七）大纲审批：（八）制定（修订）时间：2008年9月13日二、实验教学目的与基本要求本课程是电子信息各相关专业的专业选修课，也可供自动化控制、计算机应用等专业选修。 PLC全称可编程逻辑控制器，是目前广泛应用于工业自动化领域的基本设备，它以计算机原理、汇编语言、单片机等专业基础课为基础，面向应用，并且随着综合自动化、智能化系统、科学研究等行业的需求日益提高而快速发展。因此它是一门实践性很强的应用型课程，通过此课的学习既能培养学生理论联系实际的能力，又能将这些知识迅速融入将来的科技工作中。在牢固掌握PLC基本工作原理的基础上，结合工业生产中实际使用例子，学会PLC梯形图语言和指令语言的编程，并了解完整的PLC控制系统的分析设计、选型、安装等。培养学生对实际工业自动化系统中PLC控制的设计、编程能力，掌握从理论到生产实践应用的过程、方法及分析解决具体实际问题的能力，同时也为毕业工作的起到桥梁作用。本实验课程的基本要求是：1牢固掌握PLC的基本原理，熟悉PLC控制系统的基本结构。2牢固掌握PLC的梯形图语言和指令语言的编程。3熟悉了解PLC分类、性能参数指标及其应用选择。4了解FX系列的PLC指令系统。5能为实际生产中的自动化系统设计PLC控制三、实验内容与基本要求（一）实验项目一览序号实验项目名称学时分配实验属性实验类型每组人数备注1基本指令编程练习3专业类验证2必开2LED数码显示控制3专业类验证2必开3十字路口交通灯控制3专业类验证2必开4四相步进电机模拟控制3专业类验证2必开5自动轧钢机控制3专业类验证2必开6机械手模拟控制3专业类综合2必开7自动装配流水线3专业类验证2必开8四节传送带3专业类综合2必开9电梯控制系统模拟控制3专业类综合2必开10常用继电器控制线路的PLC控制3专业类综合2必开11常用机床电气控制线路的PLC控制3专业类综合2必开12液体自动混合3专业类综合2必开说明：所开实验中，技能训练性0个；演示性0个；验证性6个；综合性6个；设计性0个；研究创新性0个。 （二）实验内容及要求实验项目一：基本指令编程练习实验目的：初步熟悉编程的方法；掌握定时器、计数器的正确编程方法及扩展方法，练习并掌握编程器的应用。实验内容：熟悉PLC试验装置；熟悉控制系统的操作；练习与、或、非逻辑功能，操作实验台 主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目二：LED数码显示控制实验实验目的：掌握位置指令SET与复位指令RST在控制中的应用及编程方法。实验内容：LED数码显示控制主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目三：十字路口交通灯控制实验实验目的：掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解用PLC解决一个实际问题的全部过程。实验内容：十字路口交通信号灯的控制。设计梯形图、控制程序、连接线路图、输出结果主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目四：四相步进电机模拟控制实验实验目的：了解并掌握位移指令在控制中的应用及其编程办法。实验内容：1.练习置位、复位指令2.使用特殊功能指令主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目五：自动轧钢机控制实验实验目的：熟悉PLC在工业生产中的应用，提高对所编制程序进行修改和调试的能力。实验内容：1.按设计方案连接各个元件2.运行控制程序；3.修改错误；主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目六：机械手模拟控制实验目的：掌握机械手的控制方法，提高对所编制程序进行修改和调试的能力。实验内容：用数据移动指令来实现机械手动作的模拟。主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确实验的基本原理、目的、要求及安全事项。教师应在实验开始前，对学生的预习情况进行认真的检查和考核，并作必要的讲解和辅导。实验项目七：自动装配流水线实验实验目的：进一步了解和掌握位移寄存器的编程方法。实验内容：1.按设计方案连接各个元件2.运行控制程序；3.修改错误；主要仪器：计算机、RTDG-3型电气控制技术实验台教学方式：现场操作与指导预习要求：学生在实验前必须认真预习实验教材中的相关内容，明确