自動控制原理精選(九篇)
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第1篇：自動控制原理范文
中圖分類號：TP13.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0066-01
“自動控制原理”作為自動化及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在自動化專業(yè)中，起到承上啟下的核心作用。同時，在化工、機械等專業(yè)中也處于非常重要的地位。[1]目前，這門課程存在著教師難教、學生難學的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內(nèi)容在某種程度上直接影響學生的學習態(tài)度和積極性。進行考核制度改革，是調(diào)動學生學習積極性，提高教學質(zhì)量的一種重要方法。傳統(tǒng)的考核方式大多采用閉卷或者開卷考試，存在不少弊端。
1 傳統(tǒng)考核方式及弊端
（1）不能有效促進學生對課程知識的積累，而且難以客觀評價學習效果。目前，獨立學院考試沿襲了傳統(tǒng)的課程考核模式，在這種考核模式中，期末考試是課程考核的主要方式，其所占比重較高，因此，期末考試的成績在一定程度上作為衡量課程教學效果和學生學習水平的主要依據(jù)。這樣會造成學生考試易存在作弊心理，考試臨時抱佛腳現(xiàn)象。
（2）使教與學不能較好結(jié)合。在獨立學院中，大多數(shù)學生學習只是為了考試及格，平時在課堂上和課后都不用心，不操心，得過且過，敷衍了事，很少主動總結(jié)教師課堂內(nèi)容和找教師答疑。在傳統(tǒng)考核模式中，閉卷考試容易照成學生死記硬背，是典型的記憶力考核。而且，閉卷考試客觀題較多，一定程度上也限制了學生創(chuàng)新和個性的成長。開卷考試容易形成學生不勞而獲的意識，往往把考試寄托在課本和作業(yè)上，不會主動學習。這就達不到教與學的有機結(jié)合，不能取得較好的教學效果。
2 自動控制原理考核改革的思路及方法
（1）改革考核內(nèi)容，培養(yǎng)學生創(chuàng)新應(yīng)用能力。自動控制原理在實際生活中應(yīng)用非常廣泛，因此，在制定課程考核內(nèi)容時，要與實際生活、先進技術(shù)和先進思想相鏈接，考核學生創(chuàng)新和靈活運用知識的能力?？己酥幸⒅貙W生個性的培養(yǎng)和發(fā)揮，使具有特殊學習興趣和有想法學生的才能得到發(fā)揮。比如，自動控制原理也是一門自動化專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的考研課程，一部分學生需利用本課程學習考研，因此在制定課程考核時，可通過適當增加與考研內(nèi)容相關(guān)的考核試題，同時，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿足一部分學生考研需要，也能滿足大部分學生的學習需要?？荚嚥荒芡耆拗拼鸢福嗽硇?、原則性的問題，對于學生似是而非、較牽強的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤否定，以利于加強學生的學習積極性、創(chuàng)新能力、主動思考和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。
（2）加強過程考核。傳統(tǒng)考核模式可能會導致教與學相脫節(jié)。實施過程考核的考核理念，能較好的克服陳述性知識和過程性知識的分割、理論知識與實踐知識的分割、知識排序方式與知識學習方式分割的缺陷。[2]過程考核是課程教學體制中不可或缺的一部分，即體現(xiàn)了考核成績的科學性，也體現(xiàn)了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時抱佛腳的心理，有利于培養(yǎng)學生重結(jié)果更重過程的人生觀和世界觀，為以后進入社會，進入職場有更好地發(fā)展。
例如，在自動控制原理課程教學中，為了增強學生的自主學習性，加大平時成績的比重，把平時成績提高到總成績的50%，同時，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問、答疑、課后作業(yè)、學生互動和課程論文等納入平時成績。在平時成績中，還要加大課堂討論和課堂提問在平時成績中的比重。這樣，既體現(xiàn)了公平性，又增加了學生的學習積極性，同時，開擴了學生的思維，培養(yǎng)了學生思考問題、分析問題和解決問題等多方面培養(yǎng)的能力，充分調(diào)動學生的自主學習性。
（3）引入“一紙開卷”?！耙患堥_卷”是指在考試開始前兩周由系部統(tǒng)一發(fā)給學生印有“自動控制原理考試專用紙”字樣的試卷紙，學生可在試卷紙上書寫與考試內(nèi)容有關(guān)的公式、內(nèi)容等，考試時允許帶進考場。[3] 考試結(jié)束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。
采用“一紙開卷”考核的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下2個方面：（1）可有效避免學生死記硬背公式和知識點，減輕學生負擔。自動控制原理課程具有理論性強、含有大量公式和圖形曲線等特點。采用“一紙開卷”的考試形式，學生可以不用死記硬背公式，可以把大量時間和精力放在知識點的理解和歸納總結(jié)上，有利于提高學生分析和主動思考的能力。（2）有利于減小作弊的幾率，端正考風?？荚嚽?，學生通過自動控制原理考試專用紙把需要記憶的公式、基本概念和歸納總結(jié)的知識點寫下來，這樣，考試時，部分基礎(chǔ)薄弱、學習成績較差的學生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時常用的作弊小抄，而且也有利于調(diào)節(jié)學生的考場氣氛，緩解考試時的緊張。
（4）加強考核反饋機制?？己说哪康模菫榱藱z查學生是否掌握所學知識解決問題的能力?？己私Y(jié)束后，要形成反饋機制，及時的把考核結(jié)果反饋給學生，完善學生知識點的理解。特別在過程考核時，比如，在學生完成課后作業(yè)、課堂測試和課程論文后，教師要及時的根據(jù)完成情況，對學生解題或理解錯誤問題進行案例講解，對重點知識點特別強調(diào)，要求學生及時修改錯誤，加強和完善知識點的理解。
3 結(jié)語
在獨立學院學生教學過程中，自動控制原理考核改革還任重而道遠，但教師應(yīng)圍繞以培養(yǎng)一線應(yīng)用型人才為理念的原則，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新和實踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向現(xiàn)代社會的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的復合應(yīng)用型人才。實行“一紙開卷”和加強課程過程考核相結(jié)合的考核思路，推動了教學改革，促進了學生的主動學習能力，加強了學生的創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，避免了過去傳統(tǒng)考試模式作弊、臨時抱佛腳、單純應(yīng)付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學質(zhì)量。
參考文獻
[1] 楊婕，程麗平.應(yīng)用型本科“自動控制原理”課程改革及實踐[J].中國電力教育，2010（4）：111-112.
第2篇：自動控制原理范文
各個相關(guān)的高校對于自動控制原理這一門課程的教學都是相當關(guān)注和重視的，為此他們通過對教育部指定的教材或者是自編的教材進行了精選，還對授課教師做出了精細的挑選。也有個別高校創(chuàng)設(shè)了省市級別或者是國家級別的精品課程，并制作了多媒體課件，這種種手段都是為了自動控制原理教學的改革和實踐做準備。而自動控制原理教學的改革和實踐也一定會為這一門課程注入新的力量和生命，為我國的自動化專業(yè)提供可行的理論支撐和人才力量。
2.自動控制原理教學的特點和改革的必要性
2.1 自動控制原理教學改革的特點
對于自動控制原理這一門課程的教學而言，其特點可以從三個方面簡單地說起：
①自動控制原理這一門課程要求它必須要有直觀的工程背景。到目前來說，自動化控制已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航空、軍事以及社會科學等各個領(lǐng)域都得到了廣泛地應(yīng)用。由此可見，學生在對這一門課程進行學習的時候往往都沒有對其應(yīng)用的領(lǐng)域有一個直觀且感性的認識，學習缺乏主動性，再加上沒有實踐的機會，使這門課程和現(xiàn)實相脫節(jié)[1]；
②自動控制原理這一門課程所涉及到的理論知識比較多。在對各種控制系統(tǒng)的數(shù)學模型進行建立的時候需要涉及到電學、光學、力學、熱學等物理方面的知識，也需要有電機、電路和電力電子等方面的知識，還必須要具備非常熟練的建模能力和運用繁雜的知識解決實際問題的能力。由此可見具有扎實的數(shù)學功底是學好這門課程的關(guān)鍵，這就要求學生必須具備良好的數(shù)學素養(yǎng)[2]；
③自動控制原理這一門課程包含了很多的圖形。像是根軌跡圖、對數(shù)坐標圖、極坐標圖和工程應(yīng)用原理圖等，這些圖形會使教學的直觀性更強，但它會消耗更多的教學時間。
2.2 自動控制原理教學改革的必要性
根據(jù)上述所說的特點，關(guān)于自動控制原理教學的改革是勢在必行的。因此采用傳統(tǒng)的教學方法來對自動控制原理這一門課程進行教學必然不能有效地提高學生學習的效率，也會為學習帶來一定的麻煩，使教學實踐緊張，教學內(nèi)容冗雜，教學知識點太難，這樣便不能夠達到應(yīng)有的教學效果。由此可見，為了使學生更好地將自動控制原理的基本知識掌握且扎實，也為學生今后的相關(guān)工作打下堅實的理論基礎(chǔ)，從而解決好教授與學習、理論學習與實踐操作、中文教材和外文教材等多方面的問題， 對自動控制原理的教學進行改革是勢在必行的。筆者認為對于這一門課程的改革需要從教學的目標還有教材、教學方法、教學實踐等方面來進行。
3.自動控制原理教學的改革與實踐
3.1 優(yōu)化教學的內(nèi)容，培養(yǎng)學生的系統(tǒng)思維
在具體的教學當中需要對自動控制原理的教學內(nèi)容做出優(yōu)化，以此來避免因為這一門課程和其他課程方面存在著共同性而過多地浪費學生的學習時間。因此，在具體教學當中，相關(guān)的教師需要全面了解所學專業(yè)學生的所有課程，重點突出本門課程的重點，將自動控制原理這一門課程與其他課程相通的地方簡要帶過。對于自動控制原理原理這一門課程來說，其教學的主要內(nèi)容應(yīng)該對系統(tǒng)的控制理論和控制方法做出簡要的講述分析和反饋，除此之外還需要對根軌跡發(fā)、時域法以及頻域法等三大經(jīng)典方法和線性系統(tǒng)的矯正方法做出重要的講解。在理論分析上，自動控制原理需要更加注重工程的定義、工程的物理意義和工程的實際應(yīng)用，因此需要對這一方面的內(nèi)容做出詳細的闡述。在對學生的培養(yǎng)上，需要積極培養(yǎng)學生的系統(tǒng)細微方式和系統(tǒng)創(chuàng)新能力[3]。自動控制原理這一門課程的主要研究對象是負反饋系統(tǒng)，所以其學習的內(nèi)容是對負反饋系統(tǒng)的設(shè)計與分析。因此，在具體的教學當中需要在這個基本的框架下系統(tǒng)地展開思維的練習，教師需要注重緊抓課程的關(guān)鍵，對學生系統(tǒng)思維方式進行訓練，在實踐過程當中遇到新的系統(tǒng)時，學生便能夠更好地自主對該系統(tǒng)進行分析和控制。
3.2 將理論結(jié)合實踐，激發(fā)學生學習的興趣
使自動控制原理的理論和實踐更好地結(jié)合起來，不僅僅需要有嚴密的理論體系，更要有生動可行的工程實例。在具體的講授當中，教師需要更加重視對基本方法的介紹和對基本概念的講解，最好要在對理論的推導過程當中將工程實例的應(yīng)用概念引出，這樣便能夠和實際的工程緊密地結(jié)合起來。而在具體的教學當中將人工實例加入進來可以增加學生學習的興趣和學習的積極性、主動性。舉例來說，比如在對PID控制進行講解的時候，教師可以將溫度控制結(jié)合起來，以此來講解工程PID參數(shù)整定的實例，然后再將調(diào)節(jié)器的正定參數(shù)按照先比例后積分再微分的程序置于一些經(jīng)驗數(shù)值之后，然后進行給定位擾動，對系統(tǒng)過渡過程的曲線做出觀察，如果曲線不夠理想，那么對調(diào)節(jié)器的相關(guān)值做出調(diào)整，如此進行反復的湊試，這樣方便尋找最佳的正定參數(shù)，直到控制質(zhì)量和所要求的相符合為主。這樣通過具有實際意義的講解能夠使學生對于自動控制理論這一門課程講解的理解更加的深入[4]，并且在學生對課程進行深入理解的同時，也將其自主學習自動控制理論的興趣激發(fā)出來，如果學生自身足夠優(yōu)秀的話，還能夠自愿地區(qū)參加大學生科研立項，對相關(guān)的單片機和微機原理課程進行自學，從而實現(xiàn)對最終目標的控制。因此，在理論聯(lián)系實際的同時，更需要注重對學生工程思維習慣的控制和培養(yǎng)，對符合工程參數(shù)的選址進行強調(diào)和合理估計，將工程經(jīng)驗進一步建立起來。
3.3 強化實踐環(huán)節(jié)以提升學生的綜合實力
實踐教學是對理論知識的一種驗證，對于培養(yǎng)學生的動手能力具有十分重要的意義，而對自動控制原理進行實踐教學更是培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力和科研能力的一個最為重要的環(huán)節(jié)。對自動控制原理進行實踐教學可以采用自動控制原理的試驗箱，對典型環(huán)節(jié)和典型的電路模擬分析課程進行開設(shè)，還要安排好關(guān)于閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)和聘禮特性的測試以及系統(tǒng)參數(shù)的確定工作。要做好關(guān)于根軌跡的矯正工作和頻率矯正工作，做好系統(tǒng)串聯(lián)的矯正工作，緊抓轉(zhuǎn)臺反饋系統(tǒng)，和狀態(tài)觀測器等基本實驗，這樣能夠?qū)W生對基礎(chǔ)知識的理解和認識加深，更加方便鍛煉學生的動手能力。在對基礎(chǔ)實驗進行強化的同時還需要設(shè)計一些必要的綜合性質(zhì)的試驗，這樣可以利用實驗室的硬件環(huán)境，對典型的控制系統(tǒng)做出研究和分析，比如水位的控制系統(tǒng)、直流電機的調(diào)速系統(tǒng)、溫度的監(jiān)控系統(tǒng)等，只有讓學生將所學到的所有原理和知識綜合運用在一起，才能夠培養(yǎng)起學生利用科學分析方法解決實際問題的能力?？梢娫O(shè)計性試驗可以強化教學實踐的環(huán)境，對于提升學生的綜合實力具有重要意義。
第3篇：自動控制原理范文
關(guān)鍵詞：自動控制原理；教學改革；數(shù)學建模；控制系統(tǒng)
作者簡介：高春艷（1977-），女，河南洛陽人，河南科技大學車輛與動力工程學院，副教授。（河南 洛陽 471003）
基金項目：本文系“農(nóng)業(yè)機械化及自動化”國家級特色專業(yè)建設(shè)項目、河南科技大學教育教學改革項目的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）13-0079-02
“自動控制原理”是自動化及類自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程理論性強，對數(shù)學知識、電類基礎(chǔ)知識要求高，既整合各專業(yè)的前期相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課程（如機械運動學、機械振動學、熱力學或流體力學等）的內(nèi)容，又與工程實踐緊密相結(jié)合。其理課知識面廣、內(nèi)容多、發(fā)展快、理論性和抽象性都較強，又有一定深度和復雜性，所以該課程歷來就被認為是枯燥無趣、難學、難教、及格率低的課程，因而針對“自動控制原理”的課程教學改革任重而道遠。
在多年的教學經(jīng)驗中，筆者認為以上現(xiàn)象的產(chǎn)生既與“自動控制原理”自身課程體系有關(guān)，又與學生自身心理因素的負面影響和教師自身教學密切相關(guān)。下面針對“自動控制原理”的課程教學改革進行探討。
一、消除學生自身心理因素的負面影響
目前，很多自動化、類自動化專業(yè)學生在“自動控制原理”學習中存在一定的負面心理因素，如害怕困難、自卑、迷茫、惰性、功利、急躁等，這些負面的學習情緒嚴重影響著學生的學習積極性，制約著學生的學習成效。在筆者多年的一線教學實踐中，在本課題的教學改革中一直在努力探求這些負面心理因素產(chǎn)生的誘因，并積極努力地探索消除這些負面心理因素的改革策略，教學中積極調(diào)動學生學習的主動性和積極性，取得了良好的教育教學效果。
在教學實踐中也發(fā)現(xiàn)，部分學生認為“自動控制原理”的理論性過強、數(shù)學基礎(chǔ)要求高、與今后就業(yè)沒有太直接關(guān)系；一些學生只學與就業(yè)有直接關(guān)系的專業(yè)技能課程，不注意專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習，導致基礎(chǔ)課程知識薄弱，態(tài)度消極被動；有的學生干脆在課堂上學英語、考研書、課外書，大大增加了后期課程學習的難度。
“自動控制原理”的課程教學改革應(yīng)從教學內(nèi)容組織整合、教學形式改革以及教師自身教學技能多方面入手，才可能行之有效地消除學生學習中的負面心理因素，提高教學效果。
二、“自動控制原理”教學內(nèi)容整合
教師在教學中要教給學生更有用的知識，以調(diào)動他們學習的積極性。實際上，在任何科學發(fā)展過程中，許多新方法會不斷被提出，這中間有些方法通過工程實踐與檢驗得到發(fā)展與保留，但有的方法并不實用，而被更好的方法所取代，因此，教學中要選擇基本實用的內(nèi)容進行教學?！白詣涌刂圃怼本褪且趯嵺`中起到方法論的作用，教學中在力求講清控制論基本概念的前提下，更多地結(jié)合工程實際，教會學生應(yīng)用控制論來分析解決控制工程中的實際問題。“自動控制原理”的實際教學內(nèi)容應(yīng)遵循以下思路。
1.數(shù)學工具——Laplace變換
拉普拉斯（Laplace）變換，簡稱拉氏變換，是分析研究線性動態(tài)系統(tǒng)的有力數(shù)學工具。通過拉氏變換，將時間域的微分方程變換為復數(shù)域的代數(shù)方程，問題計算和分析都大為簡化，并且通過拉氏變換在古典控制論中可以直接在頻域中研究系統(tǒng)的動態(tài)性能，方便對系統(tǒng)進行分析和校正，具有廣泛的工程實際意義。
拉普拉斯變換實際就是微積分變換，數(shù)學基礎(chǔ)要求高，不少學生害怕微積分變換，又覺枯燥無味，實際教學中更應(yīng)注意教學方法和技巧。若詳細介紹很費學時，可認為拉氏變換只是控制論的數(shù)學工具，并非實際教學重點。實際教學中可據(jù)不同專業(yè)學生數(shù)學基礎(chǔ)、課程設(shè)置區(qū)別對待。對沒學過拉氏變換、課時又少的，就簡介拉氏變換，以典型環(huán)節(jié)的一兩個實例驗證拉氏變換的定義，其他可直接給出結(jié)論；對拉氏變換性質(zhì)、方法也可如此處理，但重在點出應(yīng)用意義，增加學習興趣。對學過拉氏變換、課時又允許的，最好提綱攜領(lǐng)地復習拉氏變換與反變換的定義，典型環(huán)節(jié)的拉氏變換及性質(zhì)、應(yīng)用，讓學生將變換與控制論聯(lián)系起來，更好地為后續(xù)內(nèi)容的學習服務(wù)。
2.控制系統(tǒng)的數(shù)學建模
研究與分析一個系統(tǒng)，不僅要定性地了解系統(tǒng)的工作原理及其特性，而且更要定量地描述系統(tǒng)的動態(tài)性能，以揭示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)與動態(tài)性能之間的關(guān)系。這就要求建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，據(jù)研究目的和具體系統(tǒng)的不同，一種數(shù)學模型可能比另一種數(shù)學模型更合適。本部分要重點講授微分方程的建立、傳遞函數(shù)的求解、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖等效變換與化簡的內(nèi)容，這些都是分析、設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而信號流圖主要用在計算機輔助分析設(shè)計中，對稍微復雜點的系統(tǒng)將梅森增益公式直接應(yīng)用于結(jié)構(gòu)圖就特容易出錯，如學時有限，就不必講解。梅森增益公式特例可將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖化簡過程大大簡化，既簡單好學，又可提高準確性，一定要介紹給學生使用。因古典控制已不能滿足當今工業(yè)復雜控制的需求，也要據(jù)學時與專業(yè)需要情況確定是否介紹狀態(tài)空間方程。
3.控制系統(tǒng)的時域分析方法
控制系統(tǒng)的時域分析是一種直接分析系統(tǒng)輸出隨時間變化規(guī)律的方法，它根據(jù)描述系統(tǒng)的微分方程或傳遞函數(shù)直接或間接地計算出系統(tǒng)的時間響應(yīng)，從而求解系統(tǒng)的性能指標、分析確定系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能。授課中從一階系統(tǒng)入手，介紹二階的時間響應(yīng)分析，介紹確定典型二階性能指標與參數(shù)的方法，重點介紹系統(tǒng)的零極點分布和性能指標的關(guān)系，從而引出高階系統(tǒng)的主導極點法，便于學生后期學習或自學需要。
4.控制系統(tǒng)的根軌跡分析法
利用根軌跡圖的優(yōu)點是可以很直觀地看出系統(tǒng)閉環(huán)特征根隨系統(tǒng)參數(shù)的變化規(guī)律。在根軌跡圖上雖然也可以進行系統(tǒng)分析與設(shè)計，但由于根軌跡圖難以精確繪制，數(shù)學基礎(chǔ)又難，所以現(xiàn)在使用逐漸減少。教學中可以用較少的篇幅介紹根軌跡的基本概念、方法和應(yīng)用，若學時有限，可以不介紹在根軌跡圖上的系統(tǒng)設(shè)計方法。
5.控制系統(tǒng)的頻率特性法
因頻率特性法的物理意義明確，在工程中一般采用近似做圖法，計算量小，簡單、直觀，易于在工程中使用，又可以用實驗的方法求得，對于難以列寫微分方程或傳遞函數(shù)的系統(tǒng)和元件具有重要的工程實用價值。所以頻率特性法在工程技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，也是實際教學中的重點。
理論上可以在Nyquist圖、Bode圖或Nichols圖上進行控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計。但Nyquist圖計算量大，且難以精確繪制，即使使用MATLAB也是如此，所以Nyquist圖主要用來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及說明相對穩(wěn)定性的概念，授課中不介紹在Nyquist圖上定量分析與設(shè)計。典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖對繪制一般系統(tǒng)的Nyquist圖并沒有什么幫助，所以可只講下一階慣性與二階欠阻尼的Nyquist圖，并分析說明系統(tǒng)特性，然后引出一般Nyquist圖的繪制方法。
Bode圖在工程中一般采用近似做圖法，計算量小，簡單、直觀，易于在工程中使用?？梢杂脤嶒灥姆椒ㄇ蟮肂ode圖，繼而得到系統(tǒng)傳遞函等數(shù)學模型，所以Bode圖很適合進行系統(tǒng)的分析、設(shè)計，并在授課中引出講授在Bode圖上的系統(tǒng)校正方法。
Nichols圖雖然容易分析系統(tǒng)閉環(huán)頻率特性指標，但由于Nichols圖的復雜性，現(xiàn)在很少使用，若要在Nichols圖上驗證閉環(huán)頻率特性指標，不如用MATLAB軟件直接檢驗時域指標。所以，自動控制理論課中可少介紹或不介紹Nichols圖法。
6.控制系統(tǒng)的綜合與校正
在控制系統(tǒng)校正中，主要介紹基于Bode圖的串聯(lián)校正法，不介紹基于根軌跡的系統(tǒng)校正法。當前的微機控制系統(tǒng)基本上使用的是串聯(lián)校正方法，學時有限時可簡單介紹復合校正和反饋校正。因串聯(lián)校正的相位超前校正、滯后校正、滯后-超前校正等實質(zhì)上就是工程中廣泛應(yīng)用的PID校正，教學中一定要和PID聯(lián)系起來，介紹工程上廣泛應(yīng)用的PID控制器整定的概念，增加控制系統(tǒng)的工程設(shè)計方法，使內(nèi)容簡單直觀，易于掌握，并做到理論聯(lián)系實際。
7.離散系統(tǒng)控制理論
目前的控制系統(tǒng)幾乎都是微機控制。因此，“自動控制原理”課程要介紹離散控制理論，特別是要詳細地介紹差分方程及微分方程的差分化，為微機的控制程序設(shè)計奠定理論基礎(chǔ)。授課中要側(cè)重介紹離散系統(tǒng)本身的理論與方法，據(jù)學時可適當減少最小拍離散控制系統(tǒng)設(shè)計方法，也可直接介紹無紋波離散控制系統(tǒng)的設(shè)計。而在微機控制技術(shù)課程應(yīng)該著重介紹微機控制中普遍涉及的硬件和軟件設(shè)計問題。
8.現(xiàn)代控制理論
現(xiàn)代工業(yè)控制要求越來越高，控制環(huán)境越來越復雜和不確定，以PID為核心的經(jīng)典控制手段已難以適應(yīng)。為了克服PID等傳統(tǒng)反饋控制理論的缺陷，學時允許時應(yīng)介紹許多已經(jīng)在工程實際中得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)代控制方法。
9.將MATLAB與simulink引入教學
“自動控制原理”授課中計算和繪圖較多，令不少學生望而生畏，將MATLAB與simulink引進“自動控制原理”教學是當前普遍的做法。MATLAB對于輔助分析與設(shè)計控制系統(tǒng)很有用，學生很容易學會使用，教學中只是引導他們?nèi)ナ褂茫谡n中注意只能非常簡明地介紹MATLAB與simulink在控制系統(tǒng)分析與設(shè)計中的應(yīng)用，要突出教學主題——“自動控制理論”。MATLAB與simulink僅僅是數(shù)值計算與仿真，只能作為輔助分析系統(tǒng)的工具，不能成為建立一般控制理論（方法論）的基礎(chǔ)，不能替代控制理論的分析與設(shè)計方法。
10.配置相應(yīng)的實驗教學與課程設(shè)計
配置綜合性的實驗教學與課程設(shè)計，可以鍛煉學生運用基本理論分析解決實際問題的能力，在學完自動控制理論后增設(shè)課程設(shè)計，以全面提高學生理論聯(lián)系實際、綜合運用知識、設(shè)計創(chuàng)新的能力。課程設(shè)計的題目應(yīng)多來源于工程實際或科研課題，其實用性、綜合性要強，知識跨度要大，以進一步培養(yǎng)學生的自學能力、獨立分析問題和思考問題的能力，提高學生工程應(yīng)用能力和就業(yè)能力。
實際教學中應(yīng)從方法論的角度出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)、生活實際，以時域分析法為主線，和頻域分析法并進，利用直觀的物理概念與實例，使學生充分理解系統(tǒng)參數(shù)與系統(tǒng)指標之間的內(nèi)在聯(lián)系，深入淺出地重點引導學生理解和掌握古典控制理論的精髓，其他內(nèi)容則據(jù)專業(yè)設(shè)置、學時和學生具體情況靈活把握。
三、教學方法與教學技能改革
教師在教學中除要有明確的思路，認真整合教學內(nèi)容，用心收集資料、實例、圖片動畫，將高質(zhì)量的多媒體引入教學外，還要注意教學方法與教學技能改革。
“自動控制原理”課程具有理論性、實踐性、系統(tǒng)性強，涉及面廣，概念抽象等特點，學生初學起來普遍感到困難。特別是在補充介紹拉氏變換時應(yīng)注意鼓勵學生，注意引導他們對后期學習的興趣。
再者，基于工科學生喜歡邏輯性與連貫性學習的特點，實際課堂中不少學生往往一處未懂便留在中途，跟不上講課進度，這時教師一定要注意并能及時發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象，通過及時溝通引導學生跟上進度。
工科的大量課程需要預習和復習鞏固，現(xiàn)在學生往往因各種原因做不到這點，這就對任課教師提出了更高的要求，教師需要在授課中經(jīng)常將前后相關(guān)內(nèi)容知識串聯(lián)起來，并善于從學生的困惑與疑問中發(fā)現(xiàn)問題實質(zhì)，善于幫助學生從問題與困境中走出來，取得學生信任，營造友好、高效的學習氛圍。
教學方法與教學技能中包含著教師如何在教學中調(diào)動學生學習的主動性與積極性的技能。教師的嚴謹認真、敬業(yè)精神會潛移默化地感染著學生；教師對學生的關(guān)愛，也可以縮短師生間的心理距離，滿足學生的情感需求；教師用心提高教學技能，就可創(chuàng)造更為和諧的學習氛圍，激勵學生主動努力學習，不斷進取。
實際上，教學中沒有普遍正確的方法，需要教師根據(jù)具體的教學對象選擇恰當?shù)慕虒W方法。以上都是筆者在“自動控制原理”課程多年教學中不斷努力改革、探索的認識和經(jīng)驗總結(jié)，在實際教學中取得了一定的成效，但在今后的改革中還需要進行不斷的完善，以取得更為滿意的教學效果。
參考文獻：
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[2]楊國詩，賈群.“自動控制原理”學習的心理障礙分析及教學改革策略[J].中國電力教育，2012，（14）：67-68.
[3]吳曉蓓.“自動控制原理”課程講授的幾個要點[J].中國大學教學，2005，（9）：28-30.
第4篇：自動控制原理范文
自動控制理論教學的內(nèi)容是研究自動控制的共性與規(guī)律的學科，是機械專業(yè)必修的課程，所以在機械專業(yè)教學中是十分重要的基礎(chǔ)課程。自動控制理論主要包括經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論等，同時也包括了近幾年逐步形成的新興自動控制理論等，在新的教學改革推動下，對自控原理的教學方法也應(yīng)當進行適度的調(diào)整以適應(yīng)當前社會對畢業(yè)生的需求。在教學中發(fā)現(xiàn)自動控制原理理論性較強，難度高因此在教學中應(yīng)重視概念的理解，弱化計算過程分析。因為只有掌控基本概念才能形成感性認識，進而深化學習過程。在教學中利用實例進行講解往往可以到達事半功倍的效果。如在基本概念的教學中講解“自動化控制系統(tǒng)的定義和組成”就應(yīng)當先讓學生明白系統(tǒng)的控制過程，可以利用實際的案例對自動控制系統(tǒng)進行分解并講解，利用自動與手動系統(tǒng)的對比來發(fā)現(xiàn)自動的原理與優(yōu)勢。最好采用貼近生活的案例，讓學生容易理解。因此應(yīng)將這個思路貫穿到教學方法的改革中。另外，對教學內(nèi)容也需要進行必要的調(diào)整。自動控制原理的教學過程主要突出的是課程固有的方法論特點，作為基礎(chǔ)課程其主要目標是讓學生建立系統(tǒng)化觀念，培養(yǎng)學生對控制系統(tǒng)進行分析與主板設(shè)計的能力，為其他專業(yè)課程的學習與工程實踐打下良好的基礎(chǔ)。教學的內(nèi)容主要有四個部分組成，控制系統(tǒng)基本概念和數(shù)學模型建立、分析方式、系統(tǒng)設(shè)計、驗證與實踐。其中基礎(chǔ)理論的教學是不可或缺的內(nèi)容，必須作為重點進行講解。而控制系統(tǒng)的頻域和時域校正則可以選擇性的講解，因為這部分內(nèi)容利用Matlab就可完成。
二、具體教學方法分析
1.理論教學。首先，應(yīng)將理論與軟件仿真結(jié)合起來。在教學過程中如遇到理論教學，應(yīng)從控制的實例出發(fā)，通過引入的Matlab軟件進行仿真實驗，方便講解與演示系統(tǒng)控制的過程和控制結(jié)果，從感官認識到理論認識之間完成自然的轉(zhuǎn)化，最后在對模擬過程進行定量分析計算，完成綜合課題與單元課題、單個課題的教學。這樣在課題完成的過程中學生就可按照教師的引導自主的查找信息、分析問題、解決問題。其次，在教學中引入課程設(shè)計的內(nèi)容。在教學中自動控制的理論始終都要應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計，因此在實際的教學中，應(yīng)適當?shù)囊胝n程設(shè)計，強化理論指導實際的作用，讓學生明確理論與實踐之間的關(guān)聯(lián)在哪里。如在講解控制系統(tǒng)校正等知識后，可以讓學生實際嘗試設(shè)計一個校正電路，并利用實驗設(shè)備與仿真軟件來檢測其效果，這樣可以提高學生對理論的理解與動手能力。
第5篇：自動控制原理范文
關(guān)鍵詞：自動控制原理；實驗教學模式；虛擬實驗
作者簡介：任琦梅（1978-），女，河南平頂山人，河南城建學院電氣與信息工程學院，講師；董燕飛（1976-），女，河南平頂山人，河南城建學院電氣與信息工程學院，副教授。（河南 平頂山 467036）
基金項目：本文系河南城建學院2013年度科學研究基金項目（項目編號：2013JZD007）的研究成果。
中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0139-02
“自動控制原理”是自動化及相關(guān)專業(yè)必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性較強的工程科學，概念抽象，內(nèi)容豐富，涉及知識面廣。實驗教學是自動控制原理教學的重要組成部分，通過實驗可以使學生加深對理論知識的理解，并且初步將理論知識應(yīng)用于工程實際。如何有效地組織實驗教學，提高學生的工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，是實驗教學改革中重要的研究內(nèi)容。筆者結(jié)合幾年來自控原理實驗教學的經(jīng)驗，對常見的一些實驗方式進行分析，對實驗教學模式進行探討。
一、常見的實驗方式
1.采用信號發(fā)生器、模擬實驗箱和慢掃描示波器構(gòu)成實驗平臺
這種實驗方式是在實驗箱上用運算放大器、電阻、電容等元件搭建電路，模擬典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)，由函數(shù)信號發(fā)生器提供階躍、脈沖、正弦波等信號作為環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的輸入信號，在慢掃描示波器上把響應(yīng)曲線顯示出來。
（1）優(yōu)點：學生在實驗過程中通過搭建電路可以對控制系統(tǒng)的構(gòu)成有一個感性的認識；進一步練習和熟悉信號發(fā)生器、慢掃描示波器等儀器的使用，提高學生的動手能力。
（2）缺點：因為系統(tǒng)的階躍響應(yīng)過渡過程很快，普通示波器無法顯示，因此需要使用慢掃描示波器，增加了實驗室建設(shè)的成本；實驗的主要目的是對控制原理中抽象的理論知識有更深的理解，但學生在實驗過程中要花大量的時間來連接線路和調(diào)試儀器，容易忽視對實驗結(jié)果的分析；實驗中經(jīng)常會受到元件參數(shù)不穩(wěn)定的影響和設(shè)備條件的限制，使實驗值和理論值不相吻合或誤差過大，導致學生產(chǎn)生錯誤的理解；某些內(nèi)容無法實驗，或?qū)嶒灲Y(jié)果不直觀、不準確：如根軌跡部分無法進行實驗；頻率特性部分Bode圖需根據(jù)示波器得到的李薩育圖形進行計算描點繪制，Nyquist圖需根據(jù)測出的數(shù)據(jù)描點繪制。
2.采用模擬實驗箱、AD/DA轉(zhuǎn)換卡、計算機構(gòu)成實驗平臺
這種實驗方式也是在模擬實驗箱上搭建電路來模擬典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)，模擬實驗箱和計算機通過A/D、D/A轉(zhuǎn)換卡和數(shù)據(jù)線進行通信，由計算機產(chǎn)生各種典型輸入信號，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后送給模擬電路，輸出信號經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換后送到計算機中進行顯示。
如典型二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗，模擬電路圖如圖1所示：
（1）優(yōu)點：和第一種實驗方式一樣，學生在實驗過程中通過搭建電路可以對控制系統(tǒng)的構(gòu)成有一個感性的認識；計算機代替了函數(shù)信號發(fā)生器和慢掃描示波器的作用，降低了實驗室建設(shè)成本；實驗過程中無需過多調(diào)試儀器，實驗過程變得簡單，節(jié)省了實驗時間，使學生可以把重點放在對實驗結(jié)果的分析上；計算機強大的處理功能使實驗結(jié)果更加準確直觀，測量方便：如階躍響應(yīng)曲線上超調(diào)量和調(diào)整時間可以直接讀數(shù)，頻率特性實驗中可以直接顯示Bode圖和Nyquist圖。
（2）缺點：仍然沒有解決根軌跡部分無法做實驗的問題；做系統(tǒng)校正實驗或高階系統(tǒng)實驗時，實驗線路連接麻煩，出錯時不容易檢查，且修改系統(tǒng)參數(shù)不方便；實驗結(jié)果的準確性和實驗項目的設(shè)置對實驗軟件有依賴性，不能很靈活地自行設(shè)置實驗內(nèi)容。
3.利用MATLAB軟件進行仿真實驗
這種實驗方式是利用MATLAB和SIMULINK軟件強大的仿真能力，通過軟件編程的方法在計算機上實現(xiàn)環(huán)節(jié)或系統(tǒng)的構(gòu)建、參數(shù)的修改、輸入信號的產(chǎn)生和實驗結(jié)果的顯示。
也以典型二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗為例，在MATLAB軟件命令窗口輸入以下程序：
wn=1；t=[0：0.1：15]；
for z=[0：0.1：1，1.5，2]；
num=wn^2；
den=[1 2*z*wn wn^2]；
step（num，den，t）
hold on
end
hold off
即可得到圖2所示相應(yīng)曲線，圖中自動以不同顏色分別顯示阻尼比為0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.5、2時的階躍響應(yīng)曲線，對比分析性能非常方便。
也可以在SIMULINK中建立二階系統(tǒng)的模型，類似系統(tǒng)框圖的形式，在輸入端接階躍信號模塊，輸出端接示波器模塊，仿真后也可得到系統(tǒng)的響應(yīng)曲線。
（1）優(yōu)點：MATLAB軟件具有強大的數(shù)據(jù)處理和圖形處理的能力，且編程方法簡單易懂，實驗結(jié)果更加準確直觀；對根軌跡等部分在常規(guī)實驗平臺上無法進行的內(nèi)容可以很容易地進行實驗；系統(tǒng)模型用軟件實現(xiàn)使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的修改非常容易；SIMULINK中結(jié)構(gòu)圖的模型表示方法與理論教學中一致，加深學生對理論知識的理解；可以自行設(shè)計實驗項目和實驗內(nèi)容，很方便地進行設(shè)計性實驗。
（2）缺點：直接用軟件編程進行實驗，使學生缺乏對實際系統(tǒng)的感性認識?！翱刂葡到y(tǒng)仿真”課程往往在“自動控制原理”課程之后開設(shè)，學生在實驗時對MATLAB語言和環(huán)境不熟悉，可能需要花大量時間在MATLAB編程上，而忽略了對實驗結(jié)果的分析。
4.利用研發(fā)的虛擬實驗系統(tǒng)進行實驗
基于一些仿真功能強大且交互性好的軟件（如MATLAB、EWB、LabVIEW等），根據(jù)實驗項目和實驗內(nèi)容，研發(fā)界面友好的虛擬實驗系統(tǒng)。學生在研發(fā)的虛擬實驗系統(tǒng)上進行仿真實驗。
同樣以典型二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)為例，圖3是筆者研發(fā)的虛擬實驗系統(tǒng)實驗界面：
實驗界面上顯示了典型二階系統(tǒng)的模擬電路圖、系統(tǒng)框圖和傳遞函數(shù)，在輸入?yún)?shù)面板相應(yīng)位置輸入電阻R1和電容C的值，點擊控制面板上的“繪制出曲線”即可在左側(cè)示波器位置顯示出響應(yīng)曲線，系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)和性能指標同步顯示出來。
（1）優(yōu)點：實驗過程簡單，學生無需進行編程，根據(jù)提示搭建電路或改變參數(shù)即可得到實驗結(jié)果，著重對實驗結(jié)果的分析，提高了實驗效率；實驗結(jié)果準確直觀，響應(yīng)曲線、根軌跡、Bode圖等清晰明了，便于學生對比分析；增設(shè)綜合性、設(shè)計性實驗，實驗項目更加豐富，學生也可自行設(shè)計實驗內(nèi)容，提高學生的創(chuàng)新能力；實驗形式更靈活、更開放，突破了時間、空間和實驗條件的限制，只要有計算機即可進行實驗，學生可自主選擇時間和地點。
（2）缺點：學生通過虛擬環(huán)境進行實驗，不接觸實際器件和搭建電路，容易缺乏對控制系統(tǒng)的感性認識；仿真結(jié)果在理想情況下進行，實際系統(tǒng)的故障和異常運行情況不能完全反映，學生缺少對實際問題的分析。
二、結(jié)論
通過對上述實驗方式的比較，傳統(tǒng)的模擬實驗教學模式可以增加學生對控制系統(tǒng)的感性認識，提高學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力；虛擬仿真實驗教學模式靈活方便，可以拓展學生的思維，進行更復雜的系統(tǒng)分析，并增加設(shè)計性實驗項目，提高學生的創(chuàng)新能力。將虛擬仿真實驗和物理實驗結(jié)合起來更有利于提高學生自動控制理論分析設(shè)計和計算機仿真與系統(tǒng)調(diào)試的綜合能力，提高學生的工程實踐應(yīng)用能力。
綜合實驗成本和實驗效果的考慮，多數(shù)高校現(xiàn)在采用的是第2種和第3種實驗方式配合使用，對簡單的環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的階躍響應(yīng)實驗用第二種實驗平臺，使學生對實際系統(tǒng)有一個感性的認識，對復雜的高階系統(tǒng)、根軌跡、系統(tǒng)校正等實驗用第三種實驗方法，使學生對抽象的理論知識有更深的理解。
從虛擬實驗的角度來說，第4種方法要優(yōu)于第3種方法，可以使不熟悉仿真軟件的學生從相對復雜的編程過程中解脫出來，把實驗的重心放到系統(tǒng)的分析和設(shè)計上。部分高校已經(jīng)進行了自動控制原理虛擬實驗的研究并開發(fā)了一些虛擬實驗教學系統(tǒng)，但其規(guī)范性、通用性和開放性有待改進。對此進行深入研究，設(shè)計出界面友好、操作簡便、實驗項目合理豐富、通用性強的自動控制原理虛擬實驗系統(tǒng)，不僅能有效提高自動控制原理課程的實驗教學效果，也可以為許多電氣電子類課程開設(shè)實驗提供新的思路。
參考文獻：
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[2]肖理慶，李巍.“自動控制原理”實驗教學改革[J].電氣電子教學學報，2012，（3）.
第6篇：自動控制原理范文
關(guān)鍵詞：《自動控制原理》課程；高職高專；實驗；教學內(nèi)容
《自動控制》是應(yīng)用型本科、高職高專職工大學的自動化類專業(yè)、電氣類專業(yè)、機電一體化專業(yè)學生開設(shè)的一門第一層次的專業(yè)基礎(chǔ)課。
《自動控制》課程內(nèi)容主要包括傳遞函數(shù)、時域、頻域分析與系統(tǒng)校正的一些內(nèi)容。當前高職高專院校普遍重視學生的一些實際應(yīng)用能力，所以自動控制已經(jīng)在相關(guān)專業(yè)開展，并得以不斷發(fā)展。但是各個學校實際情況各不相同，所面臨的問題也不一樣。文章就筆者所在的滄州師范學院的實際情況，對《自動控制》課程進行的改革做了論述。
一、改革的背景
隨著電類和自動控制的日益發(fā)展，學生現(xiàn)在越來越關(guān)注自動控制方面的問題，從近幾年的教學狀況和教學效果來看，出現(xiàn)了如下新的情況和新的問題：
1.學生學習的起點不一致
本校是一所在全省范圍內(nèi)招生的院校，生源來自全省各地，學生分數(shù)差別比較大，而且學生進入大學學習狀況也有所不同，從而造成大家學習的基礎(chǔ)不一樣。所以教師盡可能地兼顧各層次的學生的需求，這給教學帶來了一定的困難。教學中往往出現(xiàn)，學生學習本課程感覺有點難，再加上課程設(shè)置的問題，造成好多學生上課有點聽不懂，課后難以消化。
2.一部分學生有著更高的要求，希望能有一些實際的東西或者實驗來支持上課的內(nèi)容
因為一部分學生素質(zhì)比較高，所以上課講的東西，他們早已經(jīng)了解，但還是需要一些實際的東西來支持，比如說幾個典型環(huán)節(jié)的電路設(shè)計和圖形模擬。而這個過程中必然要出現(xiàn)一些這樣那樣的問題，這就需要教師給與正確的引導和解釋，這會使學生的主動性和積極性大大提高。實習和實驗內(nèi)容也是一個重要的環(huán)節(jié)，因為這些既要對課本一個正確的反映，又要考慮學生的接受能力，畢竟這門課是一門專業(yè)基礎(chǔ)課。
3.“滿堂灌”的教學模式不利于學生個性的發(fā)展
目前很多學校自動控制課程不僅開得少，而且多是采用單一的課本教學模式，教與學的關(guān)系還是“你教我學”，學生始終處于學習的被動地位。學生所學知識主要來自于課堂上教師的講授，因此學生每碰到一個新問題，第一反應(yīng)就是老師上課沒講清楚。學生過分依賴于教師，缺乏學習的主動性和積極性。
二、改革的方案
1.豐富和精選教學內(nèi)容
對于電氣類專業(yè)的學生來說，《自動控制》的教學目標主要是讓學生了解自動控制方面的一些理論和內(nèi)容，了解開、閉環(huán)控制系統(tǒng)，了解系統(tǒng)校正，了解研究系統(tǒng)的時域、頻域分析。所以教學內(nèi)容一定要豐富全面，涵蓋到各個方面：
（1）詳細講解拉普拉斯變換的內(nèi)容。拉普拉斯變換是自動控制這門課程中很重要的部分，它直接聯(lián)系到從時域到頻域或者說從時間T到S的變換問題。因為本身涉及到高數(shù)的一部分內(nèi)容，所以好多學生覺得有點難。這時候就要求任課老師多講一些與這方面有關(guān)的知識，這樣學生聽起來、學起來就會好一些。要提醒的是應(yīng)該能夠達到熟記一些簡單的拉普拉斯公式及內(nèi)容。
（2）各個基本環(huán)節(jié)要講清楚?；经h(huán)節(jié)包括：比例環(huán)節(jié)、積分環(huán)節(jié)、微分環(huán)節(jié)、慣性環(huán)節(jié)，還有稍微難一些的振蕩環(huán)節(jié)。講解這部分內(nèi)容的時候教師應(yīng)該力求讓學生熟練掌握，熟悉這些基本環(huán)節(jié)的基本公式、基本的電路或者物理模型，只有做到這一點才能在以后的工作或者實際應(yīng)用中得心應(yīng)手。
（3）系統(tǒng)框圖的化簡問題要多出例題。在化簡問題上好多學生普遍反映上課時覺得挺簡單的，而一旦自己去處理課后例題，或碰到升本方面、考研方面的問題時突然覺得忘記了。其實這也是這門課的表現(xiàn)，這時候教師應(yīng)該多出例題，除了講解直接化簡的方法，最好還要把梅遜公式給學生講一些，這樣學生處理問題的方法就會多一些，以后再遇到相關(guān)問題可能會好一些。
（4）頻域分析法要多講。頻域分析包括很多內(nèi)容：奈氏，伯德圖，還有根軌跡法，都是應(yīng)該給學生提及并主要分析的內(nèi)容，也是學自動控制的比較重要的環(huán)節(jié)，而這里面主要提及的就是根軌跡法。根軌跡法一般就是指利用特征方程的根來判斷系統(tǒng)性能的方法。但實際上這一點是比較難的，尤其對學習成績參差不齊的學生來說根是一個比較大的難點，這時候就要求教師不但要多講還要慢講，多畫圖，多出例題讓學生自己去解決。這么做才能使學生學完之后會有所感覺，當遇到問題的時候知道怎么解決。
（5）系統(tǒng)的校正。校正問題是這門課聯(lián)系實踐的一部分，學完這門課真正用到的就是要去對系統(tǒng)作校正，使系統(tǒng)按照我們預想的結(jié)果去發(fā)展。這里面的難點就是PID校正了，課本上相關(guān)內(nèi)容因為教材不同可能會稍微有所區(qū)別，這時候就要求教師要從多方面去給學生引導和講解。
2.加強實驗方面的工作
自動控制的基本環(huán)節(jié)如果沒有實驗實際支持的話還是不容易理解，因此，應(yīng)該加強實驗讓學生更好地去了解基本環(huán)節(jié)的內(nèi)容，例如：簡單的放大電路就是一個比例環(huán)節(jié)，而在放大電路的基礎(chǔ)上我們在添加一個電容就變成積分或者慣性環(huán)節(jié)。當然這些除了有理論支持之外，最好還要有實驗來支持。這樣一來不但提高了學生的學習興趣，同時增長了學生的動手能力，實驗內(nèi)容也遠比課本上來得快，理解得容易，即在基本環(huán)節(jié)問題上更容易被學生掌握。
而如果在校正問題上多安排實驗的話，必然會讓課堂變得輕松活躍起來，而學生的掌握程度會比單純的上課要深得多。例如：PID校正在自動控制這門課中是比較難理解和處理的問題，自從學校引進了能夠模擬自動控制系統(tǒng)方面的設(shè)備以后，筆者帶著學生去做實驗，去實際的接線以后，幾乎所有的同學認為這一部分不難，有的學習好的同學甚至可以自己去設(shè)計電路來實現(xiàn)PID校正，還有人作出了電機轉(zhuǎn)速自動控制的實驗。這是課程本身的一大進步，既豐富了課堂，同時讓學生的動手能力得到很好的提高，順便還掌握了課本內(nèi)容，可謂是一舉三得啊。
就在去年本校購進了幾十臺自動控制方面的演示設(shè)備，設(shè)備主要用于自動控制基本環(huán)節(jié)的演示、水位控制及電機轉(zhuǎn)速控制試驗。筆者除了任課老師，還擔當了實驗老師，下面列舉幾個實驗，除了介紹試驗，更主要的是體現(xiàn)實驗實訓的重要性。舉例如下：1.比例（P）環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)和階躍響應(yīng)。比例環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)為：，這個可以用2個簡單的放大電路的串聯(lián)來實現(xiàn)，于是，實驗參數(shù)取R0＝100k，R1＝200k，R=10k。通過實驗可以很清楚、輕松地了解比例環(huán)節(jié)的演示圖形和實際電路，這樣學生既能高興的去學習，也能更快地掌握知識點。2.比例積分（PI）環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，而這一個可以用放大電路上串聯(lián)一個電容，然后再連接一個放大電路來實現(xiàn)。還有最重要的一個實驗內(nèi)容就是水箱液位控制實驗：PID調(diào)節(jié)器的輸出作為水泵的輸入信號，經(jīng)過功率放大后作為水泵的工作電源，從而控制水的流量。
液位測量通過檢測有機玻璃水箱的水壓，轉(zhuǎn)換成電壓信號作為電壓反饋信號，水泵的水壓為0～6Kpa，輸出電壓為0～10V，這里由于水箱的高度受實驗臺的限制，所以調(diào)節(jié)壓力變送器的量程使得水位達到250mm時壓力變送器的輸出電壓為5V。
第7篇：自動控制原理范文
論文摘要：自動控制原理課程不僅是控制類專業(yè)而且是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹了自動控制原理課程建設(shè)與改革的實踐和體會。總結(jié)了教學、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對課程教學內(nèi)容、教學體系的整合和優(yōu)化以及實驗內(nèi)容、實驗教學方法與實驗組織方式進行了討論，旨在突出教學重點，增強學生的動手能力，提高教學質(zhì)量。實踐證明，效果良好，并對該課程的進一步改革提出了一些設(shè)想。
引言
自動控制理論發(fā)展的歷史并不長，從二十世紀三十年代開始，不過幾十年的發(fā)展，而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現(xiàn)給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內(nèi)容多、更新發(fā)展快且應(yīng)用性很強的課程，該課程對學生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量
隨著控制理論的發(fā)展和計算機技術(shù)的應(yīng)用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應(yīng)時代要求，根據(jù)本科專業(yè)培養(yǎng)目標和專業(yè)特點，我們對自動控制課程的內(nèi)容進行了重新整合，選用優(yōu)秀教材，制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內(nèi)容、新的教學成果、應(yīng)用實例融合到教學內(nèi)容中，做到課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進性相結(jié)合，把握經(jīng)典與現(xiàn)代、本課程與其他相關(guān)課程內(nèi)容的關(guān)系處理。大幅度減少了學時數(shù)，將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論結(jié)合起來講授，重點講解控制理論的基本知識及應(yīng)用，理清思路，了解方法，增強系統(tǒng)性。
自動控制原理的教學內(nèi)容有一條主線：系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計。圍繞這條主線，把教學內(nèi)容劃分為六大塊：自動控制的一般概念、數(shù)學基礎(chǔ)與數(shù)學模型、系統(tǒng)的分析、系統(tǒng)的設(shè)計、采樣控制系統(tǒng)的分析和非線性系統(tǒng)的分析。對于系統(tǒng)分析是重點講解部分，介紹了各種分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態(tài)空間法等，進行有關(guān)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)分析，以及能控性和能觀性分析；在系統(tǒng)設(shè)計這一重點部分的講解中，介紹了根軌跡設(shè)計法、頻域設(shè)計法和狀態(tài)控制設(shè)計法，與系統(tǒng)分析相呼應(yīng)，使學生在整個學習過程中，圍繞“系統(tǒng)分析和設(shè)計”這條主線進行，做到舉一反三，從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設(shè)計這個主線下，以穩(wěn)定性指標為輔線。在各個有關(guān)章節(jié)的小結(jié)中對穩(wěn)定性都予以重點討論，通過對各種穩(wěn)定性判斷方法的分析，把前后的知識點加以銜接聯(lián)系，并綜合應(yīng)用。
在講清系統(tǒng)物理概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容，引入先進的計算機輔助教學手段。將Matlab軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用引人課堂教學，在諸多課堂教學環(huán)節(jié)中實現(xiàn)了Matlab仿真演示，增強了學生對抽象理論的感性認識，收到了良好的教學效果。
為體現(xiàn)教學內(nèi)容的先進性、科學性和前沿性，引導學生進一步學習的興趣，對目前控制理路研究的熱點和發(fā)展趨勢作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學方法，提升教學手段
自動控制原理對學生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數(shù)—形結(jié)合能力有一定的要求，并需具有扎實的數(shù)學基礎(chǔ)，學生在學習中經(jīng)常會感到困難而產(chǎn)生畏難情緒，影響學習效果。因此，改革傳統(tǒng)教學方法和教學手段，進而提高教學質(zhì)量，是課程改革的重中之重
2．1采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天，傳統(tǒng)的教學手段以不能適應(yīng)時代的需要，教學手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學實踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進的教學手段更好地服務(wù)于課堂教學。開發(fā)了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結(jié)合的教學方法，既充分利用了多媒體教學的生動、逼真、容量大的優(yōu)點，又充分利用了板書教學的嚴謹性、邏輯性強的優(yōu)點。實踐證明，這一方法取得了良好的教學效果，受到了學生的認可，對教學質(zhì)量的提高起了一定的積極作用。
2．2加強實踐教學環(huán)節(jié)，增強學生的動手能力
注重實踐能力的培養(yǎng)，堅持理論聯(lián)系實際的原則，加強學生動手訓練，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。學生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實踐教學這一環(huán)節(jié)，使學生對知識有一個感性認識。
實踐教學是提高學生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強實驗室建設(shè)，徹底改造了原有的實驗內(nèi)容，開發(fā)了綜合設(shè)計實驗及課程設(shè)計，目的在于通過實踐教學，培養(yǎng)學生應(yīng)用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標和要求，沒有詳細的實驗步驟和實驗電路圖。學生根據(jù)個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)搭建和調(diào)試，記錄原始數(shù)據(jù)和圖形，寫出實驗報告。所有這些都極大地調(diào)動了學生學習的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發(fā)了學生學習的熱情，培養(yǎng)了學生的動手能力和獨立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強學生理論聯(lián)系實際的能力，在教學過程中還增加了課程設(shè)計這一教學環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計，使學生了解到了Matlab軟件在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，拓寬學生的知識面，加深學生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設(shè)計方法的理解。
3以教學推動科研，以科研促進教學
對于普通高等教育來說，教學固然重要?？蒲幸膊豢梢院鲆?。教學和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割。從自動控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實際聯(lián)系較廣，特別是在發(fā)展過程中，數(shù)學和計算機起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數(shù)學、計算機科學相互作用的前沿。在教學中講授理論知識的同時，可以增加一些與科研結(jié)合的內(nèi)容，如在同學中選一些成績較好，對科研又有一定興趣的同學，參加有關(guān)教師的科研項目，也可為學生科技活動中心提供一些課題，指導學生參與科研。這樣，一方面調(diào)動了學生的積極性，培養(yǎng)了學生的動手能力，另方面，也可為科研活動的開展打好基礎(chǔ)。學生通過參與科研，學習興趣更加濃厚了，求知的欲望更強了。
4下一步改革設(shè)想
該課程的教學改革已在我校實施。取得了良好的教學效果，學生的基本知識、專業(yè)能力、實踐技能乃至學習興趣等。都較以往有較大的提高。教學改革的路子還很長。尚需繼續(xù)探索和實踐，使之不斷完善，下一步改革的設(shè)想有四點：
(1)從課程的實際及教學規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)和提高學生的創(chuàng)新精神和實踐技能為宗旨，真正探索出一種新的實踐教育模式。
第8篇：自動控制原理范文
關(guān)鍵詞 自動控制原理 實踐教學 教學改革
自動控制原理是自動化相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課程，它在整個自動化相關(guān)專業(yè)教學體系中有著極其重要的地位，學好它可以為后續(xù)課程的學習打好基礎(chǔ)。但是從以前的自動控制原理課程的教學中可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的理論教學和實踐教學，它的教學效果并不是很理想。為了提高自動控制原理課程的教學質(zhì)量和教學效果，本著為國家培養(yǎng)應(yīng)用型人才的原則，自動控制原理教學改革勢在必行。
1教學中存在的問題
（1）課程理論性太強，概念過于抽象，各個章節(jié)所講內(nèi)容相互獨立，沒有考慮到前后聯(lián)系，知識跨越性大。
（2）教學方式中絕大部分教師僅在課堂上講解理論知識，缺少理論聯(lián)系實際，造成理論與實踐脫節(jié)，學生接受較困難。
（3）考核方式單一， 往往以一張試卷決定此門課程的最終成績，缺少對學生的學習過程考核和實際動手能力的考核。
（4）實驗課主要是一些驗證性實驗，而且采用兩種模式，一種是基于MATLAB軟件仿真實驗模式，一種是基于電子線路的控制系統(tǒng)硬件實驗模式，軟件模式不接觸實際器件，容易造成學生對控制系統(tǒng)的感性認識不夠，也不能鍛煉學生的硬件調(diào)試能力。硬件模式能鍛煉學生的動手實踐能力，但由于系統(tǒng)構(gòu)建和測試會消耗掉較長時間而導致學生專注于電路的實現(xiàn)，忽略對所搭建的控制系統(tǒng)的實驗結(jié)果分析和思考。
2教學內(nèi)容和方法的改革
2.1教學內(nèi)容選擇
在教學內(nèi)容的選擇上，三本院校應(yīng)以崗位能力的培養(yǎng)為目標，分析該崗位所應(yīng)具有的技能和知識，選擇相應(yīng)的課程內(nèi)容；將課程內(nèi)容與國家職業(yè)資格標準和崗位技能進行有效銜接，優(yōu)化整合教學內(nèi)容。另外教學內(nèi)容還要考慮實用性， 與實際工程應(yīng)用相結(jié)合?？梢园褜嵱眯宰鳛橹R點評判的重要標志，教學內(nèi)容要選擇工程實踐中用的比較多的作為教學重點。除此之外， 適度性也是三本院校此門課程教學內(nèi)容需要強調(diào)的，所謂適度性，是指對所選的教學內(nèi)容，原理不能太復雜、內(nèi)容不能太多，難度要適中。對于一些難于理解的原理和概念可以不做詳細的分析和復雜的推導，在闡明原理的內(nèi)涵后，直接引用。重要的概念和基本分析問題的方法一定要講清楚，剩下的知識可以在實踐中補充。
2.2章節(jié)關(guān)系的把握
現(xiàn)在市面上出現(xiàn)的自動控制原理的教材一般更傾向于把各個章節(jié)的內(nèi)容獨立出來，這便造成一個后果，學生學習過程中常常搞不清楚各章節(jié)知識點之間的關(guān)系，就無法做到融會貫通，在遇到實際問題時，便束手無策，不知從何下手，不知道用哪一章的理論知識去解決，這就需要授課老師在授課過程中幫其理清線索，弄清各章節(jié)之間的相互關(guān)系，各章節(jié)在整門課程中的位置。例如第二章數(shù)學模型的建立，建立方法：微分方程，傳遞函數(shù)，差分方程等，這一章是我們研究控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；第三章時域分析法，第四章根軌跡分析法，第五章頻域分析法，這三章介紹分析系統(tǒng)的方法，也可稱為分析系統(tǒng)的工具；第六章系統(tǒng)校正，是設(shè)計系統(tǒng)的方法。從圖一中我們可以清楚的看到各章之間的關(guān)系。
2.3教學方法改革
2.3.1引用項目教學法
項目教學法就是師生以團隊的形式共同實施一個完整的項目而進行的教學活動，讓學生在教師預先給定“項目”的驅(qū)動下進行學習，并且緊密結(jié)合MATLAB等系統(tǒng)仿真軟件在自動控制方面的應(yīng)用。這些項目可以是教師熟悉的所教學生專業(yè)的一些工程系統(tǒng)，或是自己工程實例或課題，在項目教學法實施中，教師將需要解決的問題以項目的形式布置給學生，學生以小組的形式，在教師指導下按照實際工作的完整過程，共同制訂計劃，團體協(xié)作完成整個項目，目的是引導學生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“項目”，在完成項目的過程中，學生能夠體驗實際工程項目的流程，并理解把握相關(guān)知識和技能，培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。采用項目教學法組織教學，不但可以調(diào)動學生的主觀能動性，挖掘?qū)W生的創(chuàng)造力，而且還能培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，提高學生的系統(tǒng)綜合設(shè)計的能力。
2.3.2任務(wù)驅(qū)動教學法
講新課前，由教師向?qū)W生布置本次工作任務(wù)，教師為學生分析說明工作任務(wù)，講解工作任務(wù)中所涉及的新理論知識，由學生自行學習并完成工作任務(wù)。在這過程中教師只是學習的組織者，起引導作用，最后由教師進行歸納總結(jié)，對新的知識點進行強化。使學生通過完成任務(wù)來學習新的知識，予理論于實踐中，擺脫了直接講授理論知識而帶來的枯燥感。使學生愿意去學，主動去學。
2.3.3互動教學法
課堂教學也可采用討論的方式， 學生是討論課的主體 ， 教師的作用是組織、引導 ， 由學生對討論題進行分析、綜合、歸納、推理， 得出結(jié)論。教師在完成一個章節(jié)的教學后，可以布置幾個綜合性的問題，讓學生自由分組形成課題組。利用課余時間通過查閱資料完成題目的分析、方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計、結(jié)果分析，并制作出一份電子文檔，說明原理、分析過程，由課題組選派一名同學在課堂上進行講解，并且接受教師和同學的提問，進行討論。在這個過程中，學生不僅培養(yǎng)了邏輯思維能力，也提高了分析問題和解決問題的能力，而且還培養(yǎng)了團隊協(xié)作能力和科技論文的寫作能力。而且還可以發(fā)現(xiàn)學生在自學過程中薄弱環(huán)節(jié)，及時加以彌補，對理論知識能更好地理解。教師可以根據(jù)討論中學生反映出的興趣點對教學過程進行優(yōu)化，起到教學相長的效果。教學過程中，鼓勵學生進行課堂討論，對于教師給的題目學生可以充分發(fā)表意見和看法，與老師同學探討，將其由被動學習者變成主動學習者，在這過程中學生處于主體地位，教師只是引領(lǐng)者。
2.4實驗教學改革
2.4.1實驗模式改革
結(jié)合實驗的軟件模式和硬件模式的優(yōu)點，構(gòu)建適合學生應(yīng)用的實驗平臺，實驗平臺主要由操作臺和實驗臺組成，實驗臺提供電路模塊，實驗過程中根據(jù)實驗需要組合構(gòu)成自動控制系統(tǒng)的各種典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)。實驗臺內(nèi)設(shè)計有數(shù)據(jù)處理單元，輸出以及與上位機通信。操作臺PC機裝有MATLAB軟件和虛擬電子工作平臺Multisim可以進行控制系統(tǒng)的模型仿真和電路仿真，這就形成了集模型仿真、電路仿真、硬件系統(tǒng)調(diào)試、軟硬件結(jié)合的一體化實驗教學模式。
2.4.2編寫實用的實驗指導書
教師應(yīng)該自己編寫適合學生能力培養(yǎng)的應(yīng)用性強的實驗指導書。在指導書里保留典型的驗證性實驗，增加綜合性和設(shè)計性實驗內(nèi)容。在這本指導書中不要有實驗步驟，只有實驗要求，實驗原理和實驗思路。讓學生自己去思考實驗過程，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計。讓學生扮演課堂的主角，讓學生在實驗操作中去發(fā)現(xiàn)問題、思考分析問題、進而想辦法解決問題。這不僅能調(diào)動了學生的積極性，還能鍛煉了學生獨立分析問題和解決問題的能力。
2.5合理利用各種資源
除課堂教學外，可充分利用校園豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，實行網(wǎng)絡(luò)教學，把好的微課、慕課教學資源及課件于網(wǎng)絡(luò)教學平臺，使學生可以不受時間地點的限制進行學習，也可以在網(wǎng)絡(luò)上設(shè)置難題解析，在線討論等，以激發(fā)學生學習自動控制原理的興趣。并且鼓勵學生參加相關(guān)的知識講座或?qū)I(yè)社團及大學生創(chuàng)新項目，在豐富學生課余生活的同時又是對課堂教學的補充；設(shè)立獎勵政策，獎勵相應(yīng)的學分或獎學金，旨在鼓勵和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
2.6師資隊伍的建設(shè)
教育離不開教師，一支優(yōu)秀的教師隊伍，是教學改革的前提條件，同時也是加強素質(zhì)教育和應(yīng)用教育的基礎(chǔ)。所以學校要努力創(chuàng)造條件，讓教師經(jīng)常有機會接受繼續(xù)教育和業(yè)務(wù)培訓，及時更新知識，不斷提高教師素質(zhì)。可以采用企業(yè)鍛煉、掛職頂崗等方式定期到生產(chǎn)第一線學習實際應(yīng)用技術(shù)， 積累應(yīng)用于教學需要的職業(yè)技能、專業(yè)技術(shù)和實踐經(jīng)驗；逐步建立起一支適合三本學校應(yīng)用型教育的新型師資隊伍。
2.7考核制度的完善
考試是教學過程中的必要環(huán)節(jié)，是檢測教師傳授知識的情況和學生掌握知識效果的一種手段。自動控制原理課程的考試應(yīng)該注重理論聯(lián)系實際，把筆試和實踐結(jié)合起來，以此來檢查學生對知識的掌握情況，以及動手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。學生對理論知識的掌握情況可以通過筆試來考察；學生的應(yīng)用能力和動手能力則要通過實踐來考察，確定這兩項考核所占的比例，算出總成績記入成績表。這種多元化考試的目的是為了檢測學生對知識的掌握情況和運用知識的能力，給學生一個全面客觀的評價。
將現(xiàn)有的教學內(nèi)容和方法進行改革，更新教學理念，豐富教學內(nèi)容采用多樣化教學模式，有力提高課自動控制原理的教學質(zhì)量和教學效果。
參考文獻
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第9篇：自動控制原理范文
一、項目驅(qū)動教學法
項目教學是圍繞項目而開展的教學活動，將學生解決問題的能力和社會責任感的培養(yǎng)融入項目過程中，讓學生積極地學習，自主地進行知識的建構(gòu)。將所有需要學習和掌握的專業(yè)知識都圍繞項目這個核心展開，并與這個核心融合在一起，形成一個有機整體。項目過程分為學生組建團隊、教師引導、小組協(xié)作和公開答辯四個部分。組建團隊按照企業(yè)研發(fā)項目的模式，按照項目的內(nèi)容和成員的特長進行分工，明確每個成員的職責和任務(wù)，通過項目小組團隊的學習，在團隊合作的環(huán)境下，使學生的自學能力、個人能力、人際交往能力、知識運用能力及開發(fā)能力得到全面鍛煉和提高。教師引導的作用主要是組織和督促，學生遇到困難時給與指導，給學生提出問題，驅(qū)動學生去探究，發(fā)揮學生的主體作用。團隊成員完成各自的任務(wù)，還要小組協(xié)作，相互協(xié)調(diào)交流和質(zhì)疑探討，看到問題的解決途徑，共同完成項目。最后按照項目完成的情況，編制文檔，公開答辯，講解項目的實現(xiàn)過程，展示設(shè)計方案和創(chuàng)新之處，接受大家的質(zhì)疑，總結(jié)和提高。
二、“自動控制原理”的教學目標
“自動控制原理”課程要求培養(yǎng)學生建立起專業(yè)知識與理論的框架，使學生具備建立控制工程項目的模型分析、建模的能力，具備綜合分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的基本能力，具備使用計算機輔助分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的能力，構(gòu)建項目驅(qū)動的能力，進行實物工程設(shè)計實踐的能力和創(chuàng)新能力，并為運動控制、過程控制的能力培養(yǎng)提供理論支撐。
“自動控制原理”課程不僅理論性強而且實踐性也很強，將項目驅(qū)動教學法引入到“自動控制原理”課程，將過去以傳授知識為主的傳統(tǒng)教學理念改變?yōu)橐越鉀Q問題、完成任務(wù)為主的互動式教學，有利于實現(xiàn)教學目標。
三、“自動控制原理”項目驅(qū)動教學實踐
1.項目的選擇
項目的好壞直接影響到教學的效果，要圍繞控制理論的教學目標，提高學生對具體系統(tǒng)建立數(shù)學模型的能力、分析系統(tǒng)的能力和設(shè)計控制系統(tǒng)的能力，同時提高文檔編寫能力和組織協(xié)調(diào)能力來選擇合適的項目。讓學生從解決實際工程問題出發(fā)來進行專業(yè)知識的學習，激發(fā)學生對實際工程問題的興趣，掌握該門課程的知識和研究手段、方法，引導他們探索并掌握解決問題的途徑和方法，培養(yǎng)學生項目的組織和管理能力以及溝通能力和團隊意識。項目的大小和難度要適中。
筆者在教學實踐中選擇電爐溫度控制系統(tǒng)為項目，因為溫度是一個非常重要的過程變量，溫度控制在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有工況復雜、參數(shù)多變、運行慣性大、控制滯后等特點，它對控制調(diào)節(jié)器要求較高。因此該項目具有廣泛的應(yīng)用前景，而且體現(xiàn)了自動控制理論的教學目標，學生自己能動手實現(xiàn)，提高了學生的工程實踐能力和綜合素質(zhì)。
2.項目要求
這部分由老師提出。老師綜合學生所學理論和實踐知識，以及學生的理解能力來提出項目要求。設(shè)計一個爐溫自動控制系統(tǒng)，控制對象為電爐，里面有加熱功能。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。系統(tǒng)設(shè)計具體要求：溫度設(shè)定范圍為20℃～70℃；環(huán)境溫度降低時溫度控制的靜態(tài)誤差≤0.5℃；采用適當?shù)目刂品椒ǎ斣O(shè)定溫度突變（由40℃提高到60℃）時，減小系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間和超調(diào)量；用十進制數(shù)碼管顯示水的實際溫度；在設(shè)定溫度發(fā)生突變時，溫度能達到指定溫度并維持指定溫度。
3.系統(tǒng)分析
由于學生剛接觸爐溫控制系統(tǒng)，對系統(tǒng)的分析方法和總體設(shè)計步驟不是很清楚，這個部分由老師引導學生對系統(tǒng)進行分析，中間包括對系統(tǒng)要求的分析、數(shù)學模型的建立、控制方案的確定、軟件仿真、硬件軟件功能的劃分。
4.組建團隊，收集資料和學習，做出決策
教師將一個班級劃分為多個項目小組，實行組長負責制。項目小組的同學討論項目的實現(xiàn)方法，根據(jù)老師的分析，結(jié)合自己的理解來畫出系統(tǒng)的硬件設(shè)計總體框圖。在這個過程中學生可以通過查找文獻、上網(wǎng)搜索等不同的方式來搜集資料，老師進行講解，向同學提出各種各樣的問題來了解學生對知識的掌握程度，使學生充分理解系統(tǒng)的性能、控制方案等要求，然后小組成員一起討論，選擇各個小組認為合適的硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并按照選擇的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計該溫度控制系統(tǒng)。
5.系統(tǒng)控制方案的確定
電爐溫度控制系統(tǒng)控制的效果主要取決于控制器的設(shè)計。控制方案中控制器的選擇有三種，分別是比例控制器、比例-積分控制器和比例-積分-微分控制器。要求學生學習這三種控制器的特點、作用和設(shè)計方法，根據(jù)項目的需求選擇合適的控制器。控制器中的參數(shù)確定是一個重要的問題，參數(shù)確定的方法很多，學生搜集資料學習討論確定。
6.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
在確定系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)后，設(shè)計系統(tǒng)的軟件和硬件部分。每個項目小組按照項目的內(nèi)容和成員的特長進行分工，明確每個成員的職責和任務(wù)。硬件電路的設(shè)計主要有主機系統(tǒng)的設(shè)計、鍵盤和顯示電路設(shè)計、測溫電路設(shè)計、電爐控制電路設(shè)計、電源設(shè)計、A/D轉(zhuǎn)換，根據(jù)幾個部分的特點及要求，結(jié)合學生對系統(tǒng)的理解程度，proteus環(huán)境下畫出相應(yīng)的電路圖，最后把各部分的硬件電路整合。軟件部分主要完成溫度檢測、溫度控制、定時、溫度顯示等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)可以由不同的學生獨立編程完成。碰到問題時，老師可以講解或者學生自己查資料來解決。各環(huán)節(jié)程序完成后，再設(shè)計系統(tǒng)的主程序和中斷程序，這部分內(nèi)容由大家集體完成。
7.系統(tǒng)硬件調(diào)試
本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進行調(diào)試：邏輯錯誤調(diào)試、器件調(diào)試、可靠性調(diào)試、電源故障。這部分內(nèi)容由大家集體完成，發(fā)現(xiàn)問題小組成員協(xié)調(diào)交流共同解決。
8.系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試
聯(lián)機調(diào)試即軟件結(jié) 合硬件的整體調(diào)試，在調(diào)試過程中，不僅要檢查硬件的問題，還要檢查軟件問題。在檢查硬件沒有問題后，然后結(jié)合硬件修改軟件程序，逐步檢查問題，直到調(diào)試出結(jié)果。這個過程需要小組成員的協(xié)作甚至老師的指導，共同完成。
9.系統(tǒng)數(shù)學模型的建立及軟件仿真
系統(tǒng)調(diào)試成功后，對電爐系統(tǒng)施加不同的控制信號，得到電爐溫度的輸出信號，從而對電爐進行建立數(shù)學模型。根據(jù)得到的數(shù)學模型，通過MATLAB 仿真軟件進行仿真實驗，得到控制器的參數(shù)。數(shù)學模型的建立方法可以由老師講解。
10.電爐溫度控制系統(tǒng)的在線控制
在程序中給定電爐的期望溫度，將仿真結(jié)果講到的控制器參數(shù)寫入程序中，在線對系統(tǒng)進行控制。通過觀察數(shù)碼管顯示的爐溫結(jié)果，確定控制的效果是否達到要求。如果沒有達到，或者性能指標不好，要學生分析原因，并且找出解決方法。
11.總結(jié)答辯
系統(tǒng)設(shè)計完成以后，各小組要討論系統(tǒng)設(shè)計過程中出現(xiàn)的各種問題，并討論通過這次的項目掌握比較好的知識點有哪些，還有哪些方面沒有掌握好，師生共同總結(jié)知識點和技能點。最后學生提交報告和作品，進行成果展示，進行公開答辯，接受大家的質(zhì)疑和教師的評價。最后，在總結(jié)的基礎(chǔ)上，對設(shè)計成果進行改進與完善。
四、結(jié)束語
項目驅(qū)動教學應(yīng)用在“自動控制原理”課程中，激發(fā)了學生的學習興趣，明確了學習目標，促進了學生學習動力的形成和學習方法的養(yǎng)成。學生主體作用明顯，得到了充分的工作體驗，實現(xiàn)學生知識到技能的遷移，實現(xiàn)教與學、理論與實踐的緊密結(jié)合，使學生掌握自動控制的專業(yè)知識，具備建立控制工程項目的能力，培養(yǎng)學生的個人能力與團體協(xié)作能力，尤其是項目組織、設(shè)計、開發(fā)和實施能力，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、工程實踐能力和理論聯(lián)系實際的學風，學生的綜合能力得到了提高。
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