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摘要：針對電力拖動基礎的課程特點和教學任務要求，開展了基于ＭＡＴＬＡＢ的電力拖動基礎課程實踐教學研究，重點圍繞交直流電力拖動系統(tǒng)的起動、調(diào)速和制動的仿真建模實踐教學進行探討，并以“直流電動機調(diào)壓調(diào)速仿真研究”實驗為例對自主實驗研究進行了說明。教學實踐表明，仿真實驗能夠加深學生對理論知識的理解、提高學習效果并培養(yǎng)學生自主探索問題的能力。

關鍵詞：ＭＡＴＬＡＢ；電力拖動基礎；仿真建模；實踐教學

電力拖動基礎是電氣工程及其自動化專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，主要包括直流電力拖動系統(tǒng)、交流電力拖動系統(tǒng)以及電力拖動系統(tǒng)過渡過程等多方面內(nèi)容，要求學生能夠熟練掌握和了解電力拖動系統(tǒng)的起動、調(diào)速和制動等方法的理論分析、計算和控制線路設計等知識，整體內(nèi)容抽象且具有較強的理論性，學生不易理解。因此，為了提高學生對電力拖動基礎課程的理論分析能力，幫助學生理解和掌握課程理論知識，克服實驗室硬件條件不足的問題，引入基于ＭＡＴＬＡＢ的電力拖動基礎課程實踐教學。此外，該種形式的實踐教學，要求學生課下進行自主性和探索性學習，能夠進一步培養(yǎng)學生的科學研究能力和水平。為此，很多理論課程特別是工程學科將ＭＡＴＬＡＢ引入到課程實踐教學中。文獻［１］針對現(xiàn)代控制理論采用基于ＭＡＴＬＡＢ的實驗教學進行了研究，給出了現(xiàn)代控制系統(tǒng)中６個教學仿真實驗的實驗目的、實驗原理和實驗步驟，獲得了較好的實驗效果。文獻［２］針對基于ＭＡＴＬＡＢ的數(shù)字信號處理課程取樣定理實驗教學進行了研究，由于ＭＡＴＬＡＢ具有高效的數(shù)值計算以及圖形處理等功能，通過對其進行編程和仿真，取得了滿意的授課效果。文獻［３］針對電子類課程采用ＭＡＴＬＡＢ實驗教學與實踐進行了研究，指出通過該仿真軟件開展實驗教學，能夠節(jié)約教學成本，同時獲得較好的實驗效果。文獻［４］針對ＭＡＴＬＡＢ軟件用于定積分實驗進行了設計，有助于學生理解定積分概念和幾何意義。文獻［５］針對Ｍａｔｌａｂ和Ｌａｂｖｉｅｗ軟件用于電力拖動虛實結合實驗系統(tǒng)設計進行了探討，該方法有助于提升學生的工程設計與開發(fā)能力。此外，文獻［６－７］針對ＭＡＴＬＡＢ用于其他課程進行了分析與研究，均取得了較好的實驗效果。

１制訂課堂教學目標

根據(jù)電力拖動基礎課程總體培養(yǎng)目標，并結合本次課堂實踐教學任務，制訂合適的課堂教學目標。合適的課堂教學目標是課堂教學的總輸入，課前準備、課堂組織實施以及課堂效果評估與講評均是圍繞其開展合作的，要求任課教師必須清晰認識、了解和掌握本課程的培養(yǎng)目標及每個章節(jié)所需要達到的教學效果。以“他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速”實驗為實踐教學設計為例，該實踐教學課程要求學生能夠理解和掌握他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速的理論分析、計算以及簡單控制線路設計等知識點。為此，教師可以結合實際工業(yè)生產(chǎn)中直流電動機調(diào)壓調(diào)速的實例，要求學生對其調(diào)速原理進行理論分析、仿真研究以及設計簡單的控制線路。

２制訂課堂實施方案

針對“他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速”實踐教學的教學目標，并根據(jù)具體的教學要求，制訂合理的課堂實施方案。剖析“他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速”實踐教學的教學目標：要求學生能夠理解和掌握他勵直流電動機調(diào)壓調(diào)速的理論分析、計算以及簡單的控制線路設計等知識點。為此，課堂實施可以劃分為以下幾方面。第一，理論分析。理論分析主要利用直流電動機的機械特性方程分析電動機調(diào)速時電氣參數(shù)的變化。例如，當電動機負載為恒轉(zhuǎn)矩且進行降速調(diào)速時，根據(jù)直流電力拖動系統(tǒng)穩(wěn)定運行的條件可知，此時最簡單的處理方式是新的機械特性曲線與負載轉(zhuǎn)矩曲線在新的速度穩(wěn)定點有交點，如圖１所示。而改變直流電動機機械特性曲線的方式有電樞回路串聯(lián)電阻、降低電樞供電電壓以及改變磁通，根據(jù)直流電動機實際運行工況和應用對象，選擇一種合適的直流電動機降速調(diào)速方式。圖１定子回路串聯(lián)電阻調(diào)速方法Ｆｉｇ