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自動(dòng)控制原理范文第1篇

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）36-0191-02

“自動(dòng)控制原理”是自動(dòng)化及電氣信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，也是學(xué)生學(xué)習(xí)“現(xiàn)代控制理論”、“過(guò)程控制系統(tǒng)”、“運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)”等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，是工業(yè)過(guò)程控制與優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要理論依據(jù)。[1]實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但可以加深對(duì)自動(dòng)控制原理理論知識(shí)的理解和鞏固，更重要的是可以建立理論和工程實(shí)際之間的聯(lián)系，加強(qiáng)工科學(xué)生素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)在制造業(yè)、交通、航空航天等眾多產(chǎn)業(yè)部門(mén)都起著越來(lái)越重要的作用。

一、“自控原理”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀

隨著自動(dòng)控制原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的不斷改進(jìn)發(fā)展，本校在教學(xué)過(guò)程中主要采用了各種自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)箱，這些實(shí)驗(yàn)箱基本采用模塊式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要構(gòu)造出各種型式和階次的模擬環(huán)節(jié)以及簡(jiǎn)單的控制環(huán)節(jié)，很大程度上解決了自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施問(wèn)題。這些實(shí)驗(yàn)設(shè)置主要是為了驗(yàn)證課程中的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)。對(duì)學(xué)生而言，采用這種集成式的自控實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)，只是按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的要求及步驟，逐項(xiàng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和操作，進(jìn)行線路連接和相關(guān)儀器連接、觀察現(xiàn)象、讀取數(shù)據(jù)、記錄與審查數(shù)據(jù)，并觀察結(jié)論是否正確，完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，但是缺乏針對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的分析以及對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式在很大程度上限制了學(xué)生的思維，限制了學(xué)生學(xué)習(xí)能動(dòng)性的發(fā)揮，不能很好的將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)際的控制系統(tǒng)相聯(lián)系，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)大綱要求的對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力尤其是分析問(wèn)題解決問(wèn)題能力的鍛煉和培養(yǎng)，并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程流于形式，失去了實(shí)驗(yàn)本身的意義，不利于工科學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。[2]

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要性

“自動(dòng)控制原理”課程不但有獨(dú)立的理論和方法，而且有相當(dāng)強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性，是自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。目前一些經(jīng)典的控制方法仍然廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。由于“自動(dòng)控制原理”課程理論比較嚴(yán)謹(jǐn)，含有大量的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)，內(nèi)容比較抽象，如果在學(xué)習(xí)過(guò)程中不輔以合適的實(shí)驗(yàn)，在學(xué)習(xí)過(guò)程中難以將理論上所描述的系統(tǒng)和實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，造成理論與實(shí)際工程脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)這門(mén)課程的主動(dòng)性和積極性，不但影響了后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，而且不利于學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)的培養(yǎng)。[3]

“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)是整個(gè)自動(dòng)控制原理教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié)，課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置、授課方式、講授效果的好壞直接影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，以及學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的整體掌握。因此需要對(duì)“自動(dòng)控制原理”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探討和研究，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)效果，進(jìn)一步提高專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”課程的積極性和熱情，同時(shí)為了提高學(xué)生的分析問(wèn)題的能力以及將控制理論應(yīng)用于實(shí)際工程系統(tǒng)的能力，迫切需要改進(jìn)自動(dòng)控制原理課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、教學(xué)手段等。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施過(guò)程中，教師需要進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，為自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)建設(shè)的以及其它控制課程的可持續(xù)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索

近年來(lái)，控制理論得到了蓬勃發(fā)展，特別在非線性控制、分布參數(shù)控制、魯棒控制、自適應(yīng)控制、智能控制等方向上取得了重要進(jìn)展，但先進(jìn)的控制理論在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用卻受到限制。為了能夠處理好理論與實(shí)踐之間的關(guān)系，在“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中需要及時(shí)將所學(xué)理論知識(shí)及時(shí)與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及工程實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用到實(shí)際工程領(lǐng)域的能力，同時(shí)將新技術(shù)新理論及時(shí)介紹給學(xué)生，保持課程內(nèi)容的先進(jìn)性的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)闊眼界，從整體高度把握專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向。在如下方面對(duì)“自動(dòng)控制原理”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了探討：

1.實(shí)驗(yàn)進(jìn)度安排

根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱要求，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能動(dòng)性為目的，進(jìn)而達(dá)到學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。首先可以設(shè)置簡(jiǎn)單工程實(shí)例作為演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生直觀的對(duì)理論與實(shí)際系統(tǒng)相結(jié)合有全面的認(rèn)識(shí)；其次根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，逐步設(shè)置不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生對(duì)基本實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備單元的用途和使用方法有足夠的了解和掌握后，再要求學(xué)生做到能夠獨(dú)立分析和排除實(shí)驗(yàn)用儀器、設(shè)備單元的常見(jiàn)故障，能夠利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置和儀器、儀表正確獲取、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；最后要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的要求和指標(biāo)，自行擬定實(shí)驗(yàn)提綱，自行設(shè)計(jì)組織實(shí)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，自行決定需要測(cè)取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，自行決定實(shí)驗(yàn)小組人數(shù)，自行安排實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，啟發(fā)學(xué)生的思維。

在講解實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)該讓學(xué)生理解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程以及實(shí)際的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意的問(wèn)題，并且鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)其他專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)以及相應(yīng)的資料和網(wǎng)絡(luò)資源自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置

實(shí)驗(yàn)課的目的不僅僅是為了掌握一些儀器設(shè)備的操作使用以及一些測(cè)定的技術(shù)方法，更重要的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力。以往對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視不足直接導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)比例偏少，忽視對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的認(rèn)真分析等。[4]

為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，可以將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和研究性實(shí)驗(yàn)。在課程的前期，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)度開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)性實(shí)驗(yàn)包括一些基礎(chǔ)性的驗(yàn)證和仿真實(shí)驗(yàn)，如典型環(huán)節(jié)的時(shí)域、頻域分析實(shí)驗(yàn)等，主要讓學(xué)生鞏固和驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)，熟練掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用和調(diào)試。在課程中期可以開(kāi)設(shè)一些綜合性實(shí)驗(yàn)。綜合性實(shí)驗(yàn)可以結(jié)合檢測(cè)技術(shù)等專(zhuān)業(yè)課程，設(shè)置一些基于實(shí)際系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)， 如水箱控制系統(tǒng)及溫濕度檢測(cè)與控制系統(tǒng)等，要求學(xué)生能夠正確運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熟悉控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生將理論應(yīng)用于工程實(shí)際的能力。在課程后期可以讓學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，開(kāi)設(shè)有一定難度的創(chuàng)新及研究型實(shí)驗(yàn)。可以結(jié)合電子技術(shù)課程和電機(jī)拖動(dòng)等課程，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)一個(gè)完整的控制系統(tǒng)，如倒立擺實(shí)驗(yàn)、機(jī)械臂控制實(shí)驗(yàn)等，主要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手分析問(wèn)題解決問(wèn)題以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.學(xué)生實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中突出學(xué)生的主體地位。緊密結(jié)合本課程以及實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)和計(jì)劃，設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生們學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，擺脫老師演示，學(xué)生照搬的教學(xué)模式。比如“PID控制器的特性”實(shí)驗(yàn)，可以鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)調(diào)節(jié)PID參數(shù)，觀察不同的比例系數(shù)、積分、微分時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能的影響，讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)PID控制器參數(shù)的調(diào)試方法。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以學(xué)生為主體，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，實(shí)驗(yàn)的每一步都由學(xué)生自己完成。適當(dāng)設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題的一些環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，如示波器調(diào)試、電路檢查、程序測(cè)試等，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。[5]

4.仿真工具應(yīng)用

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要充分利用Matlab等一些先進(jìn)的仿真工具，Matlab是目前國(guó)際控制領(lǐng)域最流行的語(yǔ)言，具有強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力以及系統(tǒng)建模仿真等功能。將Matlab仿真應(yīng)用到“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)對(duì)比實(shí)際實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（如電路模擬）和Matlab仿真的結(jié)果，學(xué)習(xí)實(shí)際工程與理論仿真之間的區(qū)別與聯(lián)系，逐步培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力和計(jì)算機(jī)輔助分析能力。一些綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)可以使學(xué)生通過(guò)Matlab搭建仿真模型，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)控制參數(shù)，來(lái)仿真驗(yàn)證控制系統(tǒng)的可行性，培養(yǎng)將控制理論應(yīng)用到實(shí)際控制系統(tǒng)中的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)的整體把握能力和工程意識(shí)。

5.實(shí)驗(yàn)報(bào)告改革

改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)報(bào)告形式。改變學(xué)生花費(fèi)大量的時(shí)間抄寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的現(xiàn)狀，注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)過(guò)程、以及實(shí)驗(yàn)結(jié)論的分析和理解，留給學(xué)生足夠的思考和分析問(wèn)題的時(shí)間和空間，對(duì)于基礎(chǔ)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)放在對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析方面；對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)，主要培養(yǎng)學(xué)生將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際控制工程的能力，以及專(zhuān)業(yè)知識(shí)的結(jié)合能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的整體把握能力；對(duì)于創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，要注重實(shí)驗(yàn)的整體設(shè)計(jì)思想，細(xì)節(jié)部分的實(shí)現(xiàn)方法，具體的調(diào)試步驟，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，增強(qiáng)對(duì)控制理論的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，進(jìn)一步拓展專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用范圍，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

四、結(jié)論

“自動(dòng)控制原理”是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)以及電子電氣類(lèi)專(zhuān)業(yè)的核心課程。目前控制理論已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、居民生活、航空航天等各個(gè)方面，還在向更縱深、更廣闊的領(lǐng)域發(fā)展，無(wú)論在數(shù)學(xué)工具、理論基礎(chǔ)、還是在研究方法上都產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的飛躍，在實(shí)際中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛和深入。結(jié)合目前控制理論和技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，在制定“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)一定要注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生將控制理論應(yīng)用到實(shí)際系統(tǒng)中，通過(guò)不同類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生通過(guò)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)將“信息、控制和系統(tǒng)”相結(jié)合的能力，以及對(duì)控制系統(tǒng)的整體把握，為走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[4]李發(fā)榮等.在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)的探索及思考[J].高等理科教育，2006，（6）：125-127.

自動(dòng)控制原理范文第2篇

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；“穩(wěn)、準(zhǔn)、快”；預(yù)期目標(biāo)

一、自動(dòng)控制原理在班級(jí)管理中的應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)在高科技發(fā)展中起著極為重要的作用，大到航天、宇宙飛船，小到工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，都離不開(kāi)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展。自動(dòng)控制系統(tǒng)具有反應(yīng)速度快、控制準(zhǔn)確、控制效果平穩(wěn)的特點(diǎn)，班級(jí)管理如果能夠當(dāng)作被控系統(tǒng)，通過(guò)控制器和執(zhí)行裝置以及反饋裝置（或檢測(cè)監(jiān)控裝置）達(dá)到我們期望的目標(biāo)值，使班級(jí)管理趨于平穩(wěn)狀態(tài)，提高學(xué)生科學(xué)文化、道德文化水平以及職業(yè)素養(yǎng)。一個(gè)完整的自動(dòng)控制系統(tǒng)通常包括控制器、執(zhí)行器、控制對(duì)象和反饋檢測(cè)監(jiān)控裝置幾個(gè)部分。自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)閉合回路，即控制裝置與受控對(duì)象之間存在信息反饋環(huán)節(jié)，從而進(jìn)行信息往返傳遞。這樣，班級(jí)控制的效果隨時(shí)可以檢測(cè)到，通過(guò)控制器發(fā)出命令給受控對(duì)象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)使受控部分的狀態(tài)發(fā)生改變或者目標(biāo)值隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，檢測(cè)裝置不斷地將受控對(duì)象的狀態(tài)反饋信息送回控制器部分，通過(guò)不斷糾正和調(diào)整控制器對(duì)受控對(duì)象的影響，從而達(dá)到精確調(diào)節(jié)受控對(duì)象并一直維持平衡的穩(wěn)定狀態(tài)?？刂破魇钦麄€(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的核心，從始至終參與整個(gè)管理過(guò)程。檢測(cè)裝置負(fù)責(zé)監(jiān)督、檢查工作是否按預(yù)定的計(jì)劃、方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，如果一旦和預(yù)期發(fā)生偏差，控制器立刻分析原因，進(jìn)行糾正，發(fā)出指令，讓執(zhí)行器去控制受控對(duì)象以保證組織目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。一是控制目的是讓班級(jí)各項(xiàng)活動(dòng)按預(yù)先設(shè)定的計(jì)劃進(jìn)行；二是控制是通過(guò)監(jiān)督反饋信息和偏差校正來(lái)實(shí)現(xiàn)的。要求自控系統(tǒng)具有良好的信息檢測(cè)裝置，班級(jí)管理控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是一個(gè)過(guò)程，控制結(jié)果與預(yù)定計(jì)劃的關(guān)系是緊密聯(lián)系的，預(yù)定計(jì)劃為控制目標(biāo)提供依據(jù)，控制執(zhí)行器是預(yù)期計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的保證。

二、閉環(huán)控制在班級(jí)管理中的作用

班級(jí)單閉環(huán)控制管理模式，即班級(jí)管理預(yù)期目標(biāo)制定后，由控制器發(fā)出命令給執(zhí)行器，通過(guò)執(zhí)行器最終完成管理目標(biāo)。在班級(jí)管理任務(wù)完成的過(guò)程中有自我管理過(guò)程控制，有班級(jí)信息反饋，糾正調(diào)整后，控制器采取必要措施以保證班級(jí)管理控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。1.設(shè)定班級(jí)管理的控制目標(biāo)。班級(jí)管理目標(biāo)設(shè)定為：班委會(huì)管理、班級(jí)衛(wèi)生管理、班級(jí)紀(jì)律管理、班級(jí)出勤管理、學(xué)生成績(jī)管理、課堂管控管理等等。目標(biāo)確定后，從定性定量分析，既要考慮管理的易實(shí)施性，也要考慮管理的易考核性。2.班級(jí)學(xué)生是班級(jí)管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。自動(dòng)控制系統(tǒng)中，班級(jí)學(xué)生是班級(jí)管理的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。最了解自己的還是學(xué)生自己本身，“看你一時(shí)不能看你一世”，學(xué)生的自我管理則是一種很有效的管理方式，管理者即是被管理者，被管理者也是管理者。老師管理班級(jí)最有效的方法是成立班級(jí)委員會(huì)，班委會(huì)作為班級(jí)管理者，班委會(huì)中產(chǎn)生一名班長(zhǎng)作為控制機(jī)構(gòu)，班級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，關(guān)鍵的是班委會(huì)成員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)同學(xué)中的問(wèn)題并及時(shí)反映，或?qū)Π嗉?jí)不正之風(fēng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。3.自我發(fā)現(xiàn)與班委會(huì)監(jiān)督是班級(jí)的重要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。當(dāng)班級(jí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了班級(jí)中存在的問(wèn)題，反饋給控制器，這時(shí)出現(xiàn)偏差，偏差是控制器開(kāi)始工作的前提，控制器開(kāi)始逐漸減小與預(yù)期目標(biāo)的偏差，指導(dǎo)教育，并通過(guò)班級(jí)同學(xué)這個(gè)執(zhí)行器去調(diào)節(jié)，使班級(jí)系統(tǒng)預(yù)期目標(biāo)趨于穩(wěn)定。班級(jí)自控管理是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，“偏差等于班級(jí)管理預(yù)期值減去班級(jí)管理中實(shí)際情況”。這時(shí)要設(shè)定預(yù)期的班級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，控制器又要對(duì)照比較分析偏差，找出原因，給出辦法，讓執(zhí)行器執(zhí)行。分析原因時(shí)，注意產(chǎn)生偏差的大小，如果偏差結(jié)果大，那么控制器就要優(yōu)化參數(shù)，調(diào)節(jié)措施要加大；若是小的偏差，控制調(diào)節(jié)器很容易達(dá)到平衡。

三、班級(jí)管理的雙閉環(huán)控制

班級(jí)管理的閉環(huán)控制不是弱化甚至忽視班主任的管理作用，而是要求班主任能正確把握班級(jí)預(yù)期目標(biāo)發(fā)展趨勢(shì)，避免班級(jí)管理隨意化、無(wú)序化，以致陷入班級(jí)自我管理的誤區(qū)。因此班主任要嚴(yán)格要求自己，嚴(yán)格把控班委會(huì)，通過(guò)督促、指導(dǎo)，使班級(jí)管理沿著正確的預(yù)期軌道正常發(fā)展。在班級(jí)管理工作中我們以雙閉環(huán)控制為例。1.班級(jí)管理中雙閉環(huán)控制的目標(biāo)。從宏觀的角度出發(fā)，班級(jí)管理的控制目標(biāo)，是要建立一個(gè)團(tuán)結(jié)、有組織紀(jì)律性、積極上進(jìn)的班集體。2.充分發(fā)揮班委會(huì)、班主任老師在反饋信息中的重要作用。班級(jí)管理中班委會(huì)成員是班主任老師的重要助手，并且作為班級(jí)管理中的“眼睛”起著監(jiān)測(cè)反饋信息的作用。（1）優(yōu)化班委會(huì)成員，組成一支強(qiáng)有力的隊(duì)伍。一個(gè)好的班級(jí)，離不開(kāi)班委的支撐，一個(gè)強(qiáng)有力的班委會(huì)隊(duì)伍，能夠準(zhǔn)確地貫徹學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)下達(dá)的指令，有效地組織實(shí)施，并能起到模范帶頭作用，能夠及時(shí)地處理班級(jí)出現(xiàn)的不穩(wěn)定因素，即很好的抗干擾作用。比如，同學(xué)中的消極情緒，同學(xué)關(guān)系的社交問(wèn)題，學(xué)習(xí)上的問(wèn)題，曠課打游戲問(wèn)題等等。班委會(huì)干部要具有敏銳的洞察力，積極地引領(lǐng)并及時(shí)將信息反饋給班主任老師。（2）班級(jí)管理離不開(kāi)任課老師，任課老師也是班級(jí)管理中的重要分支。任課教師與學(xué)生的接觸最為直接親密，在班級(jí)管理中充分發(fā)揮任課老師的引導(dǎo)帶頭作用，比其他方法更為直接有效。教學(xué)活動(dòng)是每節(jié)課的重頭戲，學(xué)生中存在的問(wèn)題會(huì)不經(jīng)意地從教學(xué)活動(dòng)中表現(xiàn)出來(lái)。比如課堂紀(jì)律、學(xué)習(xí)情況、學(xué)習(xí)態(tài)度、專(zhuān)業(yè)技術(shù)、班級(jí)合作與團(tuán)結(jié)等問(wèn)題，解決了這些問(wèn)題，班級(jí)管理中很多問(wèn)題就迎刃而解了。所以任課教師更容易發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，在教學(xué)中適當(dāng)引導(dǎo)，注意調(diào)節(jié)，課后及時(shí)將信息反饋給班主任老師，更好地為預(yù)期的班級(jí)管理效果服務(wù)。3.班主任老師是班級(jí)管理中的控制者。運(yùn)用自控原理中的雙閉環(huán)控制，班主任老師在班級(jí)管理的自控系統(tǒng)中，是班級(jí)管理中的領(lǐng)導(dǎo)者、監(jiān)督者、調(diào)控者、策劃者等。針對(duì)任課老師、班委會(huì)成員反饋的問(wèn)題，從多方面去觀察了解，并結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，比如家庭信息、最近身體情況、學(xué)習(xí)生活狀態(tài)等，分析、做出判斷并調(diào)整。對(duì)于班級(jí)中大部分學(xué)生出現(xiàn)的問(wèn)題，可以組織專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)會(huì)，要求專(zhuān)家心理學(xué)學(xué)者共同討論給出解決措施。班主任要充分支持班委會(huì)干部，發(fā)揮他們的積極主動(dòng)和創(chuàng)造性；在班級(jí)管理的實(shí)際工作中，要指引幫助，放手讓班委干部去做并從實(shí)際班級(jí)管理中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在班級(jí)管理中真正起到承上啟下的作用。

自動(dòng)控制原理范文第3篇

【關(guān)鍵詞】《自動(dòng)控制原理》；多媒體課件；教學(xué)模式

《自動(dòng)控制原理》是一門(mén)理論性很強(qiáng)的課程，教師在教學(xué)過(guò)程中就要滿足本科教育的需要，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這門(mén)課程，既能學(xué)會(huì)分析系統(tǒng)性能指標(biāo)的基本方法，又能應(yīng)用自動(dòng)控制理論對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和改善。因此多媒體課件作為教學(xué)輔助的手段，在開(kāi)發(fā)前，必須進(jìn)行必要的需求分析。

一、建立課件系統(tǒng)的整體框架

多媒體課件開(kāi)發(fā)平臺(tái)由多媒體軟件工具來(lái)完成，按其功能可分為多媒體加工軟件如Word、Photoshop、Free-hand、Corel　Draw、Animator　Pro、Flash、Cool　Edit、Cakewalk等；多媒體編著軟件如Authorware、Powerpoint、Dreamweaver、Visual　Basic等；VCD光盤(pán)刻錄軟件如Video　Pack4.0、Easy　CD　Creator、Winon

-CD3.X等。由于每個(gè)多媒體軟件工具的特點(diǎn)以及功能各不相同，所以目前課件的制作都是根據(jù)課件開(kāi)發(fā)的具體情況，如課程特點(diǎn)和課件規(guī)模，教學(xué)課件使用對(duì)象來(lái)選擇合適的軟件工具。但事實(shí)往往是單一的制作工具很難滿足課件開(kāi)發(fā)的全部需要，而自行開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的平臺(tái)又費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成本過(guò)高，并且在多媒體課件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常由于對(duì)教學(xué)規(guī)律了解不夠，對(duì)教學(xué)大綱把握不準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生接受知識(shí)的規(guī)律掌握不夠全面，且又不做認(rèn)真的需求分析，缺乏完備的文檔資料和審查，因而開(kāi)發(fā)的課件常難以滿足實(shí)際教學(xué)需要，又難以維護(hù)。因此，本課題根據(jù)《自動(dòng)控制原理》課程的特點(diǎn)，以三本院校學(xué)生為對(duì)象采取一種折中而有效的方法：采用多種平臺(tái)相結(jié)合，即選取一種通用的制作工具作為多媒體課件制作的主要平臺(tái)或主環(huán)境，再根據(jù)需要選另一、兩種工具作為輔助平臺(tái)，二者在功能上形成互補(bǔ)。以軟件工程作為課件開(kāi)發(fā)的一種工程思想，從而有效的合理組織整個(gè)課件開(kāi)發(fā)過(guò)程，以提高和保證課件的質(zhì)量，較好滿足實(shí)際教學(xué)需要。還可大大提高開(kāi)發(fā)的成功率和可靠性、可維護(hù)性，共同滿足開(kāi)發(fā)的要求。

二、課件局部及細(xì)節(jié)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

《自動(dòng)控制原理》需要描繪大量曲線，比如伯德圖，奈氏曲線，根軌跡等。所以我們開(kāi)發(fā)的多媒體課件將采用Flash等工具，將曲線繪制過(guò)程制作成動(dòng)畫(huà)形式。繪圖的每一步驟可制作一個(gè)動(dòng)畫(huà)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)的連續(xù)播放使學(xué)生掌握繪圖的動(dòng)態(tài)過(guò)程。同時(shí)將會(huì)使教學(xué)過(guò)程變得輕松活潑，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)也更加容易。例如緒論我們就可以采用多媒體教學(xué)，用它來(lái)展示自動(dòng)控制理論和系統(tǒng)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)演示水位自動(dòng)控制系統(tǒng)和爐溫自動(dòng)控制系統(tǒng)的工作過(guò)程，用圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音，使學(xué)生置于生動(dòng)、形象的立體化教學(xué)環(huán)境中，從而引出自動(dòng)控制原理、自動(dòng)控制系統(tǒng)的概念，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們進(jìn)入學(xué)習(xí)本課程的最佳狀態(tài)。

三、測(cè)試使用效果，課件系統(tǒng)的維護(hù)

在整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，會(huì)對(duì)課件的各個(gè)部分進(jìn)行多次調(diào)試，以確保效果，盡管如此，在整個(gè)課件合成后仍有很多問(wèn)題，所以有必要進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，從而發(fā)現(xiàn)并修改各種不穩(wěn)定因素和難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤，特別是基于多種平臺(tái)制作的多媒體課件系統(tǒng)，通過(guò)多次調(diào)試可以避免多種平臺(tái)在匹配的過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。測(cè)試方法可以從幾個(gè)方面進(jìn)行：錯(cuò)誤測(cè)試、功能測(cè)試及效果測(cè)試。經(jīng)過(guò)調(diào)試沒(méi)有錯(cuò)誤的多媒體教學(xué)系統(tǒng)就可以投入運(yùn)行使用。在運(yùn)行使用中，要定期對(duì)課件使用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，課件評(píng)價(jià)是課件設(shè)計(jì)不可缺少的一部分，它既是課件設(shè)計(jì)的結(jié)束，也是軟件設(shè)計(jì)的開(kāi)始。對(duì)課件的評(píng)價(jià)主要檢查它是否達(dá)到預(yù)期的教育、教學(xué)要求和技術(shù)要求。所以必須根據(jù)軟件使用人員（主要是學(xué)生和教師）的意見(jiàn)，對(duì)軟件進(jìn)行升級(jí)維護(hù)，不斷提高軟件的質(zhì)量。

四、總結(jié)

本課件開(kāi)發(fā)以Authorware為主要開(kāi)發(fā)平臺(tái)，文本、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等媒體的綜合使用使教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)得豐富多彩、形象生動(dòng)。仿真平臺(tái)的創(chuàng)建使學(xué)習(xí)過(guò)程簡(jiǎn)單化，并且能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，從而有效地提高課程的教學(xué)質(zhì)量。另外，該課件系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)友好，導(dǎo)航措施完善，能夠清晰簡(jiǎn)潔地呈現(xiàn)課件內(nèi)容，方便地實(shí)現(xiàn)各知識(shí)點(diǎn)間的選擇與跳轉(zhuǎn)，既有助于教師教學(xué)，也能提供給學(xué)生一個(gè)輕松自學(xué)的平臺(tái)。論文中的制作課件的方法，可使教師在教學(xué)過(guò)程中針對(duì)高職學(xué)生層次的高低，調(diào)整課件中實(shí)例的難易程度，使學(xué)生能“聽(tīng)得懂，會(huì)分析”，對(duì)后續(xù)課件的使用與發(fā)展有著積極的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

自動(dòng)控制原理范文第4篇

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)控制原理 教學(xué)改革 教學(xué)方法 實(shí)踐教學(xué)

[中圖分類(lèi)號(hào)] TP13-4；G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2014）14-0124-02

一、引言

自動(dòng)控制原理是控制類(lèi)及電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程[1]，在控制科學(xué)與工程學(xué)科中占有重要地位。該課程對(duì)工程技術(shù)有重要的指導(dǎo)作用，而且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力、綜合分析問(wèn)題的能力以及建立理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)都具有重要的作用。本文結(jié)合自動(dòng)控制原理的課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題，對(duì)自動(dòng)控制原理課程的理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核方式三方面進(jìn)行改革的具體措施進(jìn)行探討。

二、課程特點(diǎn)及教學(xué)中存在的問(wèn)題

自動(dòng)控制原理課程有以下特點(diǎn)：第一，涉及面廣，綜合性強(qiáng)?？刂评碚摰膽?yīng)用面廣，實(shí)際的控制系統(tǒng)可能涉及力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和熱學(xué)等學(xué)科的知識(shí)以及電路、電力電子、電機(jī)等技術(shù)。系統(tǒng)控制模型的建立不僅需要有較強(qiáng)的建模能力，還要求有靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。課程的學(xué)習(xí)要求扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底，微積分、復(fù)變函數(shù)理論、矩陣論等知識(shí)的應(yīng)用貫穿全課程。第二，內(nèi)容豐富，概念抽象。課程內(nèi)容主要包含經(jīng)典控制理論。經(jīng)典控制理論研究的主要對(duì)象是線性定常系統(tǒng)、單輸入單輸出系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，它以傳遞函數(shù)為數(shù)學(xué)模型來(lái)討論問(wèn)題，采用多個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性進(jìn)行分析，內(nèi)容較抽象，原理概念較難理解且一環(huán)套一環(huán)。第三，它是一門(mén)方法論的課程。[2]課程內(nèi)容隱含從定性的物理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為定量的數(shù)學(xué)分析的解決問(wèn)題的途徑和“利用誤差消除誤差”的核心控制思想，以及體現(xiàn)了信息論、系統(tǒng)論、控制論的一套方法。這種方法論思想的建立對(duì)學(xué)習(xí)該課程的同學(xué)尤為重要。

課程內(nèi)容豐富，但學(xué)時(shí)有限，我院“自動(dòng)控制原理”教學(xué)計(jì)劃是64課時(shí)，同時(shí)開(kāi)設(shè)16課時(shí)的自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)。目前選用的教材里增加了Matlab輔助設(shè)計(jì)，因而學(xué)時(shí)少，信息量大的矛盾更顯突出，不利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行有效消化，教學(xué)效果受到影響，但由于學(xué)生考研的需要，難以在課程內(nèi)容上進(jìn)行取舍。

課程理論性強(qiáng)且涉及面廣，但理論與實(shí)踐結(jié)合不密切。除了在數(shù)學(xué)模型的建立部分有實(shí)際系統(tǒng)的抽象簡(jiǎn)化外，整個(gè)內(nèi)容并沒(méi)有真正觸及實(shí)際系統(tǒng)。另外課程的理論分析與實(shí)際情況存在一定的差距，自動(dòng)控制原理的主要研究對(duì)象是線性系統(tǒng)，而任何實(shí)際系統(tǒng)都不可能是真正線性的。受理論框架的限制，實(shí)驗(yàn)課也難以把理論和實(shí)踐之間的差距暴露出來(lái)[4]，學(xué)生知道理論是實(shí)踐的抽象，但實(shí)際應(yīng)用中碰到簡(jiǎn)化過(guò)度、實(shí)際與理論不符的情況時(shí)，難以找到辦法對(duì)分析、綜合結(jié)果進(jìn)行修正，這就造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)。[3]

三、理論教學(xué)改革

（一）合理安排教學(xué)內(nèi)容，注重內(nèi)容的系統(tǒng)性

授課內(nèi)容以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，突出系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)中公共的規(guī)律和基本方法，在保證內(nèi)容系統(tǒng)性的前提下，淡化繁復(fù)的推導(dǎo)過(guò)程，強(qiáng)調(diào)推導(dǎo)思路，重點(diǎn)解釋結(jié)論的內(nèi)涵和物理意義，力求簡(jiǎn)練卻不失嚴(yán)謹(jǐn)、直觀易懂。系統(tǒng)建模是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析準(zhǔn)確與否又直接影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)[2]，因此在每個(gè)環(huán)節(jié)的講授過(guò)程中，不僅要講清各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的原理，還要注重知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系和過(guò)渡。例如講解根軌跡分析方法前先給出一個(gè)高階系統(tǒng)，并采用先學(xué)的時(shí)域分析方法進(jìn)行分析，當(dāng)沒(méi)有辦法用時(shí)域法解決問(wèn)題時(shí)，引出根軌跡分析方法，這不僅能讓學(xué)生弄清楚這兩種分析方法的區(qū)別與各自的優(yōu)勢(shì)，而且能引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用各種方法分析問(wèn)題，有助于提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。

（二）靈活應(yīng)用教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)充分尊重學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，采用各種教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，加強(qiáng)創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)比教學(xué)方法，加深學(xué)生的印象，例如在講頻率特性時(shí)，將極坐標(biāo)圖和對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖進(jìn)行對(duì)比，找出聯(lián)系與區(qū)別，使學(xué)生更好地掌握兩種圖的應(yīng)用。通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)方法，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置一些小問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)，促進(jìn)學(xué)生積極思考，不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以培養(yǎng)他們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)，提高他們自主探索解決問(wèn)題的方法的能力。比如在講系統(tǒng)性能分析時(shí)，讓學(xué)生考慮閉環(huán)零、極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能有何影響，可以讓他們利用所學(xué)知識(shí)來(lái)分析問(wèn)題，同時(shí)也是對(duì)已學(xué)知識(shí)的溫習(xí)和鞏固，并提高他們的綜合分析、解決問(wèn)題的能力。

（三）多樣化的教學(xué)方式，提高教學(xué)效率

傳統(tǒng)的采用板書(shū)和講解結(jié)合的教學(xué)方式，學(xué)生邊聽(tīng)邊做筆記，這種方式在自動(dòng)控制原理中多數(shù)方程式和傳遞函數(shù)的推導(dǎo)時(shí)應(yīng)用效果不錯(cuò)，便于師生交流。[5]但這種方式常常讓學(xué)生感到內(nèi)容抽象，不知道所學(xué)理論知識(shí)在工程中的實(shí)踐應(yīng)用，而且在根軌跡和頻率特性等圖較多的章節(jié)時(shí)，采用純板書(shū)需要花費(fèi)大量時(shí)間。與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，多媒體動(dòng)畫(huà)、語(yǔ)音、圖形、圖像直觀新穎，能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為課堂提供活力，提高課堂效率，使有意識(shí)的學(xué)習(xí)和無(wú)意識(shí)的學(xué)習(xí)相結(jié)合。此外，由于自動(dòng)控制原理課程的復(fù)雜性，引入具有先進(jìn)的視覺(jué)化功能、計(jì)算功能和仿真能力的Matlab軟件可以方便地完成系統(tǒng)模型的建立、分析和設(shè)計(jì)中各種復(fù)雜的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的仿真。[5] [6]雖然后續(xù)將開(kāi)設(shè)“Matlab語(yǔ)言與控制系統(tǒng)仿真”，但在自動(dòng)控制原理講授時(shí)引入Matlab仿真軟件，可以輕松繪制各種曲線，且能動(dòng)態(tài)演示曲線的生成，便于理解和掌握，也可以引導(dǎo)學(xué)生在Matlab平臺(tái)上驗(yàn)證自己的分析結(jié)果，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，且可以教會(huì)學(xué)生利用這個(gè)工具進(jìn)行系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作做好準(zhǔn)備。

四、實(shí)踐教學(xué)的改革

為了提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，綜合課程重點(diǎn)和難點(diǎn)，增加一些綜合性實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)點(diǎn)的理解，使學(xué)生把課堂教學(xué)中的理論模型所描述的系統(tǒng)與實(shí)際控制系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)；綜合性實(shí)驗(yàn)以典型控制系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，要求學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，觀察并記錄系統(tǒng)的運(yùn)行特性，對(duì)系統(tǒng)各性能指標(biāo)進(jìn)行全面的分析、綜合。

在與理論課時(shí)匹配的16課時(shí)實(shí)驗(yàn)課中，主要利用自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)箱，結(jié)合課堂教學(xué)知識(shí)展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)概念的理解和方法的掌握，要求學(xué)生有一定的動(dòng)手能力。例如在頻率特性實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生能夠利用實(shí)驗(yàn)箱提供的模擬電路單元和信號(hào)發(fā)生器，設(shè)計(jì)并搭建好模擬電路，利用示波器觀察系統(tǒng)的性能，完成一階系統(tǒng)和二階系統(tǒng)的開(kāi)、閉環(huán)頻率特性測(cè)量。而學(xué)生對(duì)各種控制系統(tǒng)的認(rèn)知在后續(xù)課程中將得到更好的拓展，例如在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以對(duì)模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程控制裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與控制，將學(xué)過(guò)的控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)和調(diào)試方法應(yīng)用于實(shí)踐，為畢業(yè)后的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。

五、考核方式的改革

由于自動(dòng)控制原理課程題目計(jì)算量大，難以憑兩個(gè)小時(shí)考試的結(jié)果考查學(xué)生對(duì)相關(guān)概念的理解和對(duì)控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)方法的掌握，我們?cè)诳己朔绞缴线M(jìn)行了一些必要的改革?？己朔譃槠綍r(shí)成績(jī)和考試成績(jī)，平時(shí)成績(jī)占總分的30%，主要包括課堂考勤、課前預(yù)習(xí)情況、課堂參與情況及作業(yè)成績(jī)，考試采用閉卷考試，由任課教師出題，按學(xué)校規(guī)定進(jìn)行考試，重點(diǎn)考核系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用和基本概念的理解，占總成績(jī)的70%。將自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)獨(dú)立出來(lái)作為一門(mén)課程，其考核同樣包括平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)，平時(shí)成績(jī)占50%，根據(jù)實(shí)驗(yàn)考勤、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)報(bào)告綜合評(píng)定。這樣要取得好的成績(jī)就需要在平時(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中下功夫，僅靠考試前的突擊不再可行。

六、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)基于實(shí)踐的理論基礎(chǔ)課[3]，只有在教學(xué)過(guò)程中不斷學(xué)習(xí)教育理論、積極研究教學(xué)方法、靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式，不斷提升自身素質(zhì)，在理論與實(shí)踐結(jié)合的原則下，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力為基準(zhǔn)，才能深化自動(dòng)控制原理教學(xué)改革，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

[ 注 釋 ]

[1] 胥布工主編.自動(dòng)控制原理[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[2] 鄭長(zhǎng)勇.自動(dòng)控制原理課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009（4）.

[3] 段納，高慶爭(zhēng).自動(dòng)控制原理教學(xué)中的問(wèn)題及對(duì)策探討[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011（2）.

[4] 田思慶，吳桂云.“自動(dòng)控制原理”課程的教學(xué)研究與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2008（1）.

自動(dòng)控制原理范文第5篇

Teaching Reform of Automatic Control Theory Course

LI Ke， ZHAO Dean

（School of Electrical and Information Engineering， Jiangsu University， Zhenjiang， Jiangsu 212013）

Abstract "Automatic Control Theory" is an important foundation course with theory and strong， broad knowledge and so on. Through the study of aspects of teaching practice teaching methods， assessment methods found instances throughout the process of teaching the theory， can stimulate students' interest in school， help them improve analyze and solve problems overall resilience. Through practice showed significantly improve teaching effectiveness.

Key words automatic control theory； teaching content； teaching reform； example

0 引言

自動(dòng)控制原理作為高等院校工科類(lèi)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，在電氣、機(jī)械、熱能等專(zhuān)業(yè)中處于非常重要的地位。自動(dòng)控制原理是研究控制系統(tǒng)在控制過(guò)程中動(dòng)、靜態(tài)性能的理論工具，理論性強(qiáng)、綜合性大，需要教師認(rèn)真設(shè)置授課內(nèi)容，組合多種教學(xué)方法，以達(dá)到傳遞課程知識(shí)點(diǎn)的目的。對(duì)已有控制系統(tǒng)性能分析、評(píng)價(jià)以及根據(jù)要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)是學(xué)生掌握該課程的最終目標(biāo)。本文從課程整體出發(fā)，針對(duì)教學(xué)過(guò)程中存在的弊端，提出在實(shí)踐中應(yīng)加以實(shí)際系統(tǒng)為對(duì)象，建立數(shù)學(xué)模型，分析系統(tǒng)性能，評(píng)價(jià)并進(jìn)行必要校正，將理論基礎(chǔ)與實(shí)際應(yīng)用有效結(jié)合，以幫助學(xué)生提高其綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)分析工程問(wèn)題的能力。

1 梳理課程內(nèi)容，建立知識(shí)框架

自動(dòng)控制原理主要以帶有負(fù)反饋裝置的閉環(huán)系統(tǒng)為討論對(duì)象。課程內(nèi)容分為自動(dòng)控制的基本概念、自控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與校正、非線性系統(tǒng)以及離散控制系統(tǒng)分析等幾部分。以線性系統(tǒng)為研究對(duì)象，可以在時(shí)域（變量）、復(fù)數(shù)域（變量）、頻域（變量）等不同的數(shù)學(xué)環(huán)境中進(jìn)行分析求解。對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分別為：微分方程，傳遞函數(shù)及頻率表達(dá)式，三種數(shù)學(xué)表達(dá)式可以根據(jù)不同域中變量間的關(guān)系進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。環(huán)境不同，系統(tǒng)的分析方法也有所區(qū)別，有時(shí)域法、根軌跡法、頻域法三種。對(duì)控制系統(tǒng)三個(gè)最基本的要求為穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能（快速性和平穩(wěn)性）、準(zhǔn)確性。三種性能相互制約、相互影響，分析并解決這類(lèi)矛盾，是研究控制系統(tǒng)的重要內(nèi)容。圖1建立了線性系統(tǒng)的主要知識(shí)框架圖。

2 教學(xué)中實(shí)際存在的問(wèn)題及改革措施

2.1 實(shí)際存在的問(wèn)題

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，從學(xué)生掌握課本知識(shí)的程度以及對(duì)考核方式的分析來(lái)看，在教學(xué)過(guò)程中實(shí)際存在以下一些問(wèn)題：

（1）基礎(chǔ)知識(shí)面廣、教學(xué)方式與考核方式的單一。自動(dòng)控制原理涉及的學(xué)科較多，如數(shù)學(xué)、物理、電路、數(shù)模電、電機(jī)、機(jī)械等。前期基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，后期加上本課程理論性強(qiáng)，內(nèi)容量大，課程課時(shí)少等多方面因素，學(xué)生會(huì)覺(jué)得本課程較難學(xué)習(xí)。目前的授課方式主要以理論講解和推導(dǎo)公式為主，通常忽略理論與控制系統(tǒng)實(shí)例的結(jié)合。課后學(xué)生機(jī)械地記定理、背公式、做習(xí)題，期末以一張?jiān)嚲韼椎烙?jì)算題定期末成績(jī)。部分學(xué)生只需在考前一兩行記憶計(jì)算題型即可以輕松通過(guò)考試，對(duì)問(wèn)題的來(lái)龍去脈一概不知。這些情況都客觀地反映出現(xiàn)有教學(xué)方式和考核方式的局限性和不合理性。

（2）理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)?；诮虒W(xué)方式與考核方式的局限性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)實(shí)用性認(rèn)識(shí)模糊，忽視了自動(dòng)控制原理的工程意義，它需要解決的是實(shí)際工程項(xiàng)目問(wèn)題。學(xué)生在面對(duì)某一具體問(wèn)題時(shí)，從理論上不知如何運(yùn)用相關(guān)知識(shí)去分析、解決問(wèn)題，實(shí)踐中不能將實(shí)驗(yàn)分析方法很好地結(jié)合到理論研究中，理論與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，不能培養(yǎng)具有綜合應(yīng)用能力的實(shí)干型人才，造成學(xué)無(wú)所用的現(xiàn)象。

2.2 教學(xué)改革的具體措施

針對(duì)實(shí)際教學(xué)中存在的問(wèn)題，為了從本質(zhì)上提高教學(xué)水平和質(zhì)量，提高學(xué)生的積極主動(dòng)性，有必要對(duì)自動(dòng)控制原理授課方式和內(nèi)容作出改革和創(chuàng)新，在牢固學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)的角度改變學(xué)生的傳統(tǒng)解題思維，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的方法，提高學(xué)生的綜合應(yīng)變能力。具體措施如下：

（1）明確本課程的教學(xué)目的。教師應(yīng)以系統(tǒng)的觀點(diǎn)傳遞本課程的中心思想，要以概要性、引導(dǎo)性的講解帶領(lǐng)學(xué)生建立控制理論的概念，學(xué)會(huì)控制系統(tǒng)的分析方法。在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重基本概念和基本原理的講解，淡化其中的計(jì)算過(guò)程。借助數(shù)學(xué)工具，發(fā)現(xiàn)各種理論方法的關(guān)聯(lián)性，觸類(lèi)旁通，靈活應(yīng)用。

（2）改變考核方式。轉(zhuǎn)變用一卷定成績(jī)的方式來(lái)判斷學(xué)生對(duì)本課程的掌握程度，把傳統(tǒng)的考試方式改為對(duì)學(xué)生綜合能力的考核。經(jīng)過(guò)一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)和積累，串通各類(lèi)知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)拓解決問(wèn)題的新思路，掌握系統(tǒng)的分析方法，提出多個(gè)可行的解決方案。

（3）將理論知識(shí)和實(shí)際工程緊密聯(lián)系。注重介紹控制學(xué)科發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)，選取控制工程中的典型實(shí)例，通過(guò)實(shí)例了解控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、理論分析和設(shè)計(jì)技術(shù)，能更好地學(xué)習(xí)掌握自動(dòng)控制的理論，具備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性分析、定量估算和動(dòng)態(tài)仿真的能力，為專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)和參加控制工程實(shí)踐打下必要的基礎(chǔ)。

3 “實(shí)例+原理”分析控制系統(tǒng)

基于本課程理論性較強(qiáng)，知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣，學(xué)生對(duì)分析控制系統(tǒng)的思路不明了的特點(diǎn)，引入一個(gè)實(shí)例用于自動(dòng)控制原理的講解過(guò)程。以實(shí)例加深理論應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生以系統(tǒng)的觀點(diǎn)綜合分析解決問(wèn)題。以某轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)為例介紹分析過(guò)程，主要包括以下四個(gè)步驟：

（1）建立轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)控制系統(tǒng)原理圖，畫(huà)出系統(tǒng)方塊圖，確定輸入輸出量及中間變量，由于微分方程在高階系統(tǒng)求解過(guò)程中的復(fù)雜性，可直接將各變量寫(xiě)成拉氏變換型，根據(jù)元件的工作原理和作用，求得各部分的傳遞函數(shù)，最后消除中間變量得出總的傳遞函數(shù)表達(dá)式，即為轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。

（2）分析控制系統(tǒng)性能。鑒于頻率特性分析法的優(yōu)點(diǎn)及在工程中的廣泛使用，本例可選取頻率法分析系統(tǒng)。根據(jù)Nyquist穩(wěn)定判據(jù)，利用Nyquist曲線在坐標(biāo)圖中的分布可判斷該轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，相對(duì)穩(wěn)定性亦可計(jì)算相角裕度、幅值裕度得出。分析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，可參照半對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中Bode曲線的各分段直線，其中以穿過(guò)零分貝線的中頻段尤為重要。中頻段直線的斜率越小，平穩(wěn)性越好；截止頻率越大，快速性越高。

（3）評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能好壞，確定對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行校正與否。常用的幾種電氣校正裝置方式有超前、滯后以及滯后―超前校正裝置，根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)性能要求，如需改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能則選取超前校正裝置；如需改善系統(tǒng)靜態(tài)性能則選擇滯后校正裝置；對(duì)于在穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能均要求很高的系統(tǒng)則應(yīng)選取滯后―超前校正裝置。

（4）對(duì)校正后的系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，驗(yàn)證校正的合理性。校驗(yàn)校正后系統(tǒng)是否滿足給定指標(biāo)的要求，如果校正后已全部滿足性能指標(biāo)的要求，則根據(jù)校正網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選定合適的電氣元件的數(shù)值，設(shè)計(jì)工作結(jié)束。反之，則需再次選擇合理參數(shù)，重新計(jì)算，直至滿足系統(tǒng)的指標(biāo)要求。