“自动控制原理”课程的改革与实践
自动控制原理教学改革与实践
“ 自动 控制 原理”课 程 的特 点之二 是它牵涉 的 理论知识 较多 。 在建 立控制系统 的数 学模型和各个 知识 点的应用时 既要 有力学 、电学 、光学和热 学等 物 理知 识 ，又 要有 电路、 电机 、 电力 电子等知 识， 还 要 有较 强 的建模 能 力和 灵活 运用 知识 解 决实 际 问题 的能力 。 外 ，扎实的数学功底 是学 习该课程 另
的 图形 多。比如工程应 用原理 图、根 轨迹 图、极坐 标 图和对 数坐 标 图等 。 图形可 使教 学 的直观 性增 强 ，但它给 教学带来一 定 的耗 时。 若使用 双语教学 并选 用英文 教材 ， 其另一个突 出 的特点 是专业英语 的说与听 、读与写 、英文教材 与 中文参考 书的对照等形 成较为突 出的矛盾 。 学生 在 学习该课程 时 ， 来就感觉 到知识 的难度 ，再加 本 上 对 英文 听与 读 的不适 应 ，真 有 点难上 加难 的味
教改 实践 ，分别 阐述 “ 自动控制 原理”课 程教学 改
革 的必 要性 、教学改革 的几点举措 、教 学改革 的成
效及教 学改革 的展 望等 。
１ 课程教学 的特点及教 学改革的必要 性
１ 课程 教学 的特 点 ． １
道。 而教师为了使学生基本能听瞳， 不得不使用汉 语 和英语交 替使用 的方式 ， 而且用英 文板书时其板
给 出了教 学改革的一些展望 。
［ 关键词］ 自动控制原理；教 学方法；教 学改革
［ 中图分类号】 Ｔ １ Ｐ３ ［ 文献标识码］ Ａ ［ 文章编号】 １０ —６４（０ ０ １０６ ・４ ０ ５４ ３ ２ １）０ —０ ３０
Ｏ 引 言
“ 自动控 制原理 ”是 自动化专 业和 电气专业 的
自动控制原理课程教学改革的思考与实践
和 “ 输 式 ” 学 生上 课 只是 摘 抄 笔 记被 动 地学 习 ， 堂 上 没 有 灌 ， 课
启发 、 思考 和互 动环 节 ， 果一 味地 只对 其灌 输纯粹 理 论 ， 述 如 讲 公式 推 导 ， 过深 的专 业术语 和枯燥 的数 学公 式 就会 使他 们对 这 门课 程产 生畏 难 思想 ， 而失 去兴 趣 。 趣是 最好 的老 师 ， 师 进 兴 教 从第 一堂 课 开始 就应 培养 学生对 这 门课 的兴 趣 ， 合现 实生 活 结 实际， 摒弃 传 统 教学 中发展 历 史 的 简单 罗 列 。 之 以声 情 并 茂 代 的典 型控 制 系统 实 例和 图文展 示 ．如此 既 能融 人 大量 专 业 信 息 ， 能激发 学 生求 知 、 又 探索 的兴 趣 和激情 ， 让学 生真 正 理解 和
导致 学 生失 去 了学 习的兴 趣 。
专业基 础课 。 它在 航天 、 业 、 农 交通 、 电气 、 械制 造等 工程 学科 机 中都有 非 常广泛 、 重要 的应 用 。该 课程 的 主要 任务 是通过 对 控 制理 论 知识 的学 习 ． 养 学 生对 控 制系 统 的 分析 设 计能 力 、 培 工 程实 践 能力 和创 新 能力 。课 程 的 主要 特 点是 ： 内容抽 象 、 理论 性强 ； 与数 学联 系 紧密 、 知识 面 广 ； 工程 实 践性 强 、 更新 发展 快 ，
工 程实 践 知识 ， 乏对 实 际控 制 系 统 的感 性认 识 。 缺 而学 校 又 难 以提 供 “ 实 ” 工厂 控制 系统 ， 成学 生对 于实 践 环节 的认 识 现 的 造 和重 视度 不 高 ， 动手 能力 不强 ； 实验 内容 以验 证性 实验 为 主 ， 只 是走 过场 ， 实验 教学 手段 单一 ， 些 实验 环节 与理 论知 识脱 节 ， 某
“自动控制原理”课程的教学改革与实践
——
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丽丽百
“ 自动控制原理＂课程的教学改革与实践
王 鸡 田思庆 周经 国
摘要 ： 自动控制原理”是 自 “ 动化专业的核心课程 ，为了 全面提 高教学质量，本文就 “ 动控制原理”的课堂教学、教学方法和手段、 自 实验 和考核方式等进行 了 究和探讨。通过实际授课验证 ，取得 了 研 较好 的教 学效 果。 关键词 ：自 动控制原理 ； 教学改革 ； 学质量 教
标 ，最 后结合实验、工程实例来加深理解。
例 如，连 续系统 中，微分方 程经拉 氏变换得 到以 ｓ 自变 为
例如，时域分析法的灵魂 ： 依赖闭环传函形式的数学模型 ， 量 的传递 函数 Ｇ（ ，离 散 系统 中，差 分方 程经离散 的拉 氏变换 ｓ ） 根据 响应 曲线的收敛性可 以判 断出系 统的稳定性 ，并且可求得 即 ｚ变换 ，得到 以 ｚ为 自变 量 的脉 冲传递 函数 Ｇ（ ， ＝ ｚ ｚ ｅ ，重 ） 典型输入信号作用下的动态指标及稳态 误差 。根轨 迹法，在 已 点切入讲解 ｚ变换及脉冲传递 函数 相关的知识点。离散 系统稳
在 把握好系统性 的前提下，在教学过 程中还帮助学 生联 系 的实效。例如 ，分析系统 “ 稳、准、快”用到什么形式的数学模
机械、热能等专业中也处于举足轻重 的地 位。尤其在 自动化专 对 比学 习 “ 小”的知识 点，从而达 到 “ 一脉带百 脉，百脉 皆通”
本课 程的主要特点是 ： 理论性 强、内容抽 象、含有大量 的 型 ： 系统的稳定性和动态性能主要由系统 闭环极点 的位置决定， 数学公式推导及图形 曲线，是一 门具有一定深度和难度 的课程 。 即与系统的闭环传递 函数有关，稳态误 差与系统 开环传递 函数 从教学现状 看，学生感 到难学、乏味 ，主讲教师觉 得难教 ，沿 有关。 用传 统的教学方 法难 以获得高质量 的教学效 果。 作为佳木 斯 大学校级 精品课 ，课题组 对该课程 的教学 内容、教学方法 及实
高职《自动控制原理与系统》课程教学改革探索
高职《自动控制原理与系统》课程教学改革
探索
为了适应社会发展的需求，提高高职院校学生的综合素质和就业竞争力，进一步促进自动控制原理与系统课程的教学改革，我们开展了一系列探索和实践。
首先，我们针对传统教学方法的弊端，采用了问题导向的教学模式。
通过提出实际问题和案例，引导学生主动思考与探索，激发他们的学习兴趣。
这种教学模式突破了传统的“教师授课、学生听课”的模式，使学生在学习过程中能主动参与，培养了他们的问题解决能力和创新思维。
其次，我们注重实践环节的设置，将理论与实践相结合。
为了使学生更好地掌握自动控制原理与系统的实际应用，我们增加了实践操练课程。
学生通过实际操作和实验，掌握各种自动控制系统的实现方法。
这样不仅提高了他们的动手实践能力，也增强了他们的理论学习效果。
此外，我们还加强了与实际行业的联系。
我们与一些相关企业进行合作，定期邀请专业人士来校进行讲座或实地考察，让学生更好地了解行业需求和现状。
同时，我们也积极为学生提供实习机会，让他们在实际工作中学以致用，增加实践经验和就业机会。
最后，我们注重考核方式的改革。
传统的考试形式往往只能考察学生的记忆能力，我们将考试形式多样化，增加了案例分析、设计作业等实际操作环节，更能全面评估学生的实际应用能力和解决问题的能力。
总的来说，通过以上的探索和实践，我们在高职《自动控制原理与系统》课程的教学改革中取得了一定的成果。
不仅学生的学习积极性得到提高，能力培养也取得了明显的效果。
我们将继续不断改进教学方法，逐步完善教学体系，为高职学生的综合素质提升和就业发展做出更大的贡献。
自动控制原理课程设计教学改革与实践
自动控制原理课程设计教学改革与实践《自动控制原理课程设计》是一门综合性的实践课程。
既要求学生熟练掌握自控原理的相关知识，又要求学生具有电路、电子技术等技术的相关背景，并且还要掌握仿真软件的使用。
具体的改革实践表明：改革措施增强了学生的积极性，为后续课程打下良好的基础。
标签：课程设计仿真改革《自动控制原理》是高等学校电气类专业的专业基础课。
该课程综合性强、知识覆盖面广，要求学生具有《工程数学》、《电路》等基础知识，以及较强的计算能力。
而《自动控制原理课程设计》能够帮助学生进一步巩固自控基础知识，并结合电路、电子技术，加强实践操作能力。
1 改革意义随着科技进步，计算机的应用范围已从单纯的数值计算扩展到扩展到信息处理领域，内容不断丰富，设备不断更新，对人才的要求也越来越高。
传统的实验箱功能单一、易损坏，实践理念落后，无法激发学生的兴趣。
计算机的出现使学生的学习方法和解决问题的方法得到极大地改进。
计算机最显著的功能是高速运算，使得由于计算量过大而无法求解的问题具有解决的可能。
将Matlab/Simulink应用于课程设计中，把大量的推导设计与图形绘制，利用M语言实现；同时利用工具模块组建模型，进行动态系统仿真运行。
得到的结果准确、形象，学生容易接受与掌握，使自控课程设计改革成为可能。
应用Matlab软件对课程设计改革能够激发学生兴趣、开阔他们的思路；培养学生利用计算机解决问题的能力；更好的联系理论与实践结果，为进一步创新奠定基础。
2 改革内容2.1 数字仿真实践分为课堂教学过程和上机实验过程。
教学过程应在计算机机房进行，教师简要介绍Matlab/Simulink使用方法。
上机实验过程中，学生在老师指导下以Matlab/Simulink为平台，解决设计题目中的复杂问题，以此为基础，得出课程设计的理论结果[1]。
2.2 理论与实际相结合，调动学生积极性只要进行正确的数字仿真，学生都能得出准确的理论结果。
为了更好地理解设计内容，有必要进行模拟电路的设计与调试。
自动控制原理实验教学改革探索与实践
自动控制原理是工业 自动化专业 、 测控 、 信息、
电子 等 专业 的重 要基 础课 程 ， 课程 理 论严谨 、 该 内容 抽象 、 有大 量 的数学 公式 推 导 以及 图表 曲线 ， 含 系统 性强 ， 且具 有一 定 的工 程 实 践 性 。如 果 在 学 习过 程 中不 辅 以足够 的 实 验 ， 生难 以将 理 论 上 所 描 述 的 学 系统 和各 种实 际 的 自动控 制 系 统 联 系 起来 ， 成 理 造
Ｐ ａ ｔ ｅ ａ ｄ ｒ ｆｒ ｔ ｎ ｏ ｘ ｅｉ ｎ ａ ｅ ｃ ｉ ｇ ｃ ｕ ｓ ｒ ｃｉ ｎ ｅｏ ｍａｉ ｆｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌｔａ ｈｎ ｏ ｒｅ ｃ ｏ
ｏ＾ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｏ ｔｏ ｉ ｃ・ ｌ ｉ ｕｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｐｒｎ ｉ ● ＇ 一 １ ｐｅ
ｆｒ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｂ ｔ ｄ ｎｓａ ｄ ｉ ｒｖ ｈ ｕ ｌ ｙｏ ａ ｈｎ ｘ ｅｉ ｎｓ ｏｍ ｘ ｅｉ ｎｓ ｙ ｓ ｅ ｔ ｎ ｍｐｏ ｅｔｅｑ ａｉ ｆ ｅｃ ｉｇｅ ｐ ｒ ｕ ｔ ｔ ｍｅ ｔ．
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｔｍａｉ ｏ ｔ ｌｐ ｉ ｃｐ ｅ；ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｔ ａ ｈ ｎ ；ｔ ａ ｈ ｎ ｅ ｏ ；ｓ ｌ－ｄ ｓ ｎ ｅ ｐ ｒ ｙ ｗｏ ｄ ： ｕｏ ｔ ｃ ｎ ｒ ｒｎ ｉ ｌ ｃ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｅ ｃ ｉ ｇ ｒ ｆｒ ｍ ｅｆ ｅ ｉ ｘ ｅ — ｇ ｉ
ｃ ｎ ｂｏｈ ｆ ｃ ｓ ｏ ｔｅｆｏ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ，ｉ ａ ｓ ａ ｖ ｒ ｏ ｂ ｔｃ ｅ ｆｐ ｓｉ ｉ ｏ ｐｅ－ ａ ｔ ｏ ｕ ｎ ｉｓ ｌ ｆａ ｔｍａｉ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｔ ｌｏ ｃ ｎ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｏ ｓａ ｌｓ ｏ ａ ｓｖｔ ｔ ｒ ｙ
《自动控制原理》教学改革的探索与实践
三 教学方法与教学手段的改进
由于 网络化 、 数字化 、 多媒体 和智能化 现代信 息技术的迅 速发展 ，
较多， 从微积分、 复变函数、 离散数学到矩 阵理论等， 因此学生学 习起来
能力 的培养 ， 我们在讲课过程当 中注重 结合实际的工程背景 ， 对系统进
自动控制原理教学的现状和 发展。“ 自动控制原理 ” 课程 是一门理 论性和工程实践性均较强的专业基础课 。该课程 的特 点是： 内容丰富、 理论性强、 涉及知识面广 、 息量大、 信 更新发展快 ， 而且 比较抽象 。习题 多、 难度大， 是具有一定深度和 学习难度的课程 ， 学生感到难 学， 教师感 到难教。教和 学的难点在于课 程“ 内容多、 发展快、 理论深 、 技术高 、 结合
制 原理》 门课程列入专业 的教学计划 ， 以使该课程 的教学对象 更为 这 所
广泛。
（ 与 时俱进 ， 三） 更新教学 内容 近年来 ， 制理论得到了蓬勃发展 ， 控 特别在智 能控制 、 自适应控制 、
非线性控制、 鲁棒控制等方面取得 了重要的进展。这就要求教师对本学
科 的发展 有较好的把握 ， 注意处理经典 的基础 理论和新理论的关系 ， 以 保持课程 内容 的先进性 。例如在绪论部分可 以适 当补充介绍控制理论
们感受到控制理论的魅力 ， 深刻理解“ 以致用 ” 学 的意义 。
随着科学技术的 飞速发展 ， 自动控制 技术正 以迅猛 的趋势 延伸 到
生物、 医学 、 环境、 经济管理和社会生活 的方方面面 。 现代科学正在用控 制理论 的一些基本思想揭示人类本 身的奥秘， 以此获得 的成 果促进控 制理论 向智 能控 制迈进 ，可 以说 自 动控 制 已成为现代社会活动 中不可 缺 少的重要组成部分 。面向 ２ 世 纪高等教育 改革 的核心是体制改革和 ｌ 课程体系与课 程内容 的改革 。 在教学对象方面， 由于近年来工科 院校大 多数专业先后将 《 动 控 自
“自动控制原理”课程教学改革与创新实践
（）控制科学 的理论 和方法 ，其作用越来越体 现为应从方 ２ 法 论 的高 度，给出实 际问题 的分 析与设 计 的解决 思路 与路线 ，
而 不仅 仅是 提 供 现 成 的解 决 方 案 。
中国 电力教育 ＣＥ Ｅ Ｐ
—
Ｄ Ｉ Ｏ 编码 ： ０ ３ ６／ ． ｓ ． ０ — ０ ９２ １ ．００ ９ １．９ ９ｊｉ ｎ １ ７ ０ ７ ．０ ０３ ．４ ｓ ０
丽
“ 自动控制原理 ’课程教学改革与创新 实践 ’
董 明 黄 民德
摘要 ： 本文针对现有 “ 动控制原理”先经典控制理论后现 代控 制理论的课程体 系 自 中存在的教 师教 学和学生理 解方面的问题，提 出
作者简介 ： 董明 （９ １ ，女，辽宁黑山人 ，天津城市建设学院电子与信息工程系，讲 师，工学博 士，主要研究方向 ：复杂系统控 １８一） 制； 黄民德 （９６ ） １５ － ，男，天津人 ，天津城市建设学院电子与信息工程 系，教授，工学硕士，主要研 究方向 ： 建筑电气与智能化。（ 天津
５ ０８ ） ０ ５ ４
“ 自动 控 制 原 理 ” 是 研 究 自动 控 制 系 统 的共 同规 律 ，为 自动 本 着 提 高 线性 系 统 基 础 理 论 作 为控 制类 本 科 生 最 重 要 基 础 知识
控制系统 的分析与综合提 供 基本理 论和 基本 方法 的一 门课 程 ，
近些 年来 ，随着 自动控 制理 论的不断 完善 和工程应 用的 日
益 深 入 ，线 性 系 统 理 论 的知 识 越 来 越 被 人们 所 重 视 。与 之 相 反 ，
《自动控制原理》课程改革与实践探索
《自动控制原理》课程改革与实践探索《自动控制原理》是一门技术学科（应用理论）。
该课程通过理论教学和实践教学（MATLAB软件应用教学和SIMULINK工具箱实验教学）相结合是本课程改革的有效途径之一。
标签：自动控制原理；职教改革；课程有效整合；MATLAB；SIMULINK自动控制原理是控制论的一个重要分支，包括经典控制理论和现代控制理论两大部分，是一门既与技术科学又与基础科学相关的学科，同相对论和量子论一起被誉为20世纪上半叶的三大伟绩。
虽然现代控制理论的发展与应用在当今已占主导地位，但是作为基础理论的经典控制理论却是绝对不可或缺的。
随着职教改革的不断深入，对原有的课程教学必须进行改革。
通过理论教学和实践教学，要求学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析、计算、实验的初步能力。
一、课程的基本要求及安排原则保证基础（概念、方法、规律），注重对学生分析、计算实验能力的培养。
在必须够用的前提下，适当保持学科的系统性，又注重理论联系实际，并又以实际应用为目的。
二、课程有效“整合”——理论内容与实验内容的统一长期的《自动控制原理》的课程授课，自动控制专业方面实验内容也就三到四次，一些同学在长期的理论学习中由于不能很好的和实际情况结合起来，会对理论性过强的学习过程产生厌倦，既不利于学生的学习热情，也不利于学生理论与实践相结合的专业技能的发展。
因此，我们在这次教学改革中，大大的增加了实验环节的比例，独立开课独立考试，控制原理授课过程中的每一章的理论和概念，均通过实验课程中学生的独立操作和体验，以实现理论和实际的有机结合。
尽管在课程教学中，分为自动控制原理和自动控制实验两门课，但是整个课程的教学体系中，将教学和实验的内容融合在一起，做到二比一的理论和实验的开课比例，即课程有效整合。
学生在学习完微分方程和传递函数建模以后，接着实验课程中就讲解用MATLAB和SIMULINK建立系统模型和求取相关框图的传递函数的方法，学生感觉不再是孤立的理论，而是理论和实践有机的结合，并将此方法贯穿了整个课程的教学中。
工程教育专业认证背景下自动控制原理课程教学改革与实践
332020年10月总第347期ISSN1672-1438CN11-4994/T工程教育专业认证背景下自动控制原理课程教学改革与实践周 磊 王宇奇 乔贵方南京工程学院自动化学院 江苏南京 211167摘 要：在工程教育专业认证背景下，分析自动控制原理课程的教学现状和存在问题，对自动控制原理课程进行教学改革。
坚持以学生为本的理念，以课程教学目标为导向，调整课程教学大纲，改革教学方法，充分调动学生的学习兴趣，改善教学效果，培养学生掌握发现和分析复杂工程问题的思维方式，提升学生处理和解决复杂工程问题的能力。
关键词：自动控制原理课程；工程教育专业认证；教学改革；复杂工程问题作者简介：周磊，工学博士，副教授；王宇奇，工学博士，讲师；乔贵方，工学博士，副教授。
基金项目：南京工程学院高等教育研究课题《工程教育专业认证背景下地方本科院校自动化专业CDIO 人才培养模式探索》(编号：2018YB30)；南京工程学院优质课程建设项目《工程教育认证背景下<现代控制理论>多元化课堂教学改革探索》(编号：YZKC2019028)；南京工程学院高等教育研究课题《探析机器人工程专业质量建设水平对社会发展贡献度的影响》(编号：2019ZC13)；南京工程学院高等教育研究课题《基于OBE 理念的参与式教学模式研究与实践—以机器人工程专业课程为例》(编号：2018YB07)。
1 研究背景2006年3月，教育部组织启动了电气、化工、机械、计算机4个工程教育专业认证试点工作，并于2007年8月24日由教育部办公厅正式印发了《全国工程教育专业认证试点办法》。
根据专业认证要求，着重培养和提升本科生发现、分析和解决复杂工程问题的能力[1-2]。
近年来，工程教育专业认证得到越来越多工科院校的关注，为满足专业认证的标准，对本科教育体制改革提出了更高、更严格的要求[3-4]。
自动控制原理课程是我校自动化及相关专业的一门核心专业基础课程，其教学目标是使学生掌握自动控制理论的基本知识，学会如何用经典控制方法分析和设计系统，培养学生初步具有解决复杂工程问题的能力[5]。
浅析《自动控制原理》课程教学改革
和内容 ，了解开 、闭环控 制系统 ，了解系统校正 ，了
《 自动控 制》 应用型 本科 、高职高 专职工 大学 解研 究系统的时域 、频域分析 。所 以教学 内容 一定要 ）是 的 自动化 类专业 、电气类 专业 、机 电一体化 专业学生 丰富全 面 ，涵盖 到各个 方面 ： 开设 的一 门第 一层 次 的专业基 础 课 。 （ ）详细 讲解拉普拉斯变换 的内容。拉普拉斯变 １ 《 自动控制 课 程 内容主要包括传递 函数 、时域 、 换 是 自动 控制 这 门课程 中很重 要 的部 分 ，它 直接 联 频 域分 析 与系 统校 正 的一 些 内容 。 当前 高职 高 专 院 系 到从时域到 频域或者说从 时间 Ｔ 到 Ｓ的变换 问题 。 校 普遍 重 视学 生 的一 些实 际应 用 能力 ，所 以 自动控 因为本 身 涉及 到 高数 的一 部分 内容 ，所 以好 多学 生 制 已经在相 关专业开展 ，并得 以不断发展 。但是各个 觉 得有 点难 。这 时候 就要 求任 课老 师 多讲 一些 与这 学校实 际情 况各 不相 同，所面临的 问题也不一样 。文 方面有 关的知识 ，这样学生 听起来 、学起来就会 好一 章就笔者所在 的沧州师范学 院的实际情 况 ，对 （ （ 自动 些 。要 提 醒的 是应 该 能够 达到 熟记 一 些简 单 的拉普 控制 》课程 进 行 的改革做 了论 述 。 拉斯 公 式及 内容 。
收 稿 日期 ：２ １ ．０ ０ ０ Ｉ１ ． ７
（ ）各个基本环 节要讲 清楚。基 本环节包括 ：比 ２ 例环节 、积分环 节、微分环节 、惯性环 节 ，还有稍微 难一 些 的振 荡环 节 。讲 解 这部 分 内容 的时候 教 师应 该 力求让 学 生 熟练 掌握 ，熟悉 这些 基 本环节 的 基本 公式 、基本 的 电路或者物理模型 ，只有做到这一点才 能在 以后 的工 作或者 实 际应用 中得 心应 手 。 （ ）系统框 图的化简问题 要多 出例题 。在 化简问 ３ 题上 好 多学 生普 遍 反映 上课 时 觉得 挺 简单 的 ，而一 旦 自己去处理 课后 例题 ，或碰 到升 本方面 、考研方 面 的 问题 时突 然觉 得 忘记 了。其 实这 也 是这 门课 的表 现 ，这时候教师 应该多 出例题 ，除了讲解 直接化简的 方法 ，最好还要 把梅逊公式给学生讲一些 ，这样学生 处理 问题 的方法 就 会多 一 些 ，以后 再遇 到相 关 问题 可能 会好 一 些 。 （ ４）频域 分析 法 要多讲 。频 域分 析包 括很 多 内 容 ：奈 氏 ，伯德 图 ，还 有 根轨 迹法 ，都 是 应该 给学 生提 及 并主 要分 析 的 内容 ，也是学 自动控 制 的 比较 重要 的环 节 ，而 这 里 面 主要 提 及 的就 是 根 轨 迹法 。 根轨 迹 法一 般就 是 指利 用特 征 方程 的根 来判 断 系统 性 能的 方法 。但 实 际上 这 一点 是 比较难 的 ，尤 其对 学 习成 绩参 差不 齐 的学 生 来说根 是 一个 比较 大 的难 点 ，这 时候就 要 求教 师 不但 要 多讲 还要 慢讲 ，多 画 图 ，多 出例题 让 学 生 自己去 解决 。这么 做 才能 使学 生学 完 之后 会有 所 感觉 ，当遇 到 问题 的时候 知 道 怎 么解 决 。 （ ）系统 的校正 。校正 问题是这 门课联 系实 践的 ５ 部 分 ，学 完这 门课 真 正用 到 的就 是要 去对 系 统作 校正 ，使系统按 照我们预想的结果去 发展 。这里面 的 难点就是 Ｐ Ｄ校正 了，课本上相 关内容 因为教材不 同 Ｉ 可 能会 稍微 有所 区别 ，这 时候就 要 求教 师要 从 多方 面去 给学生 引导 和讲 解 。
“自动控制原理”课程教学改革与实践
前 电气 工程及 其 自动化 专业 、 交通工程 专业 、 电子 信 息工程专 业 、 信 工 程 专 业 、 算 机 科 学 与 技 术 专 通 计 业、 软件工 程专 业 、 络工 程 专业 都 开 设 了该 课 ， 网 平 均 每届有 １ ６个班 级 ， 约有 ５ ０多人 修读 。该课 程全 ０
ｐ ｅ ｅ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｒ Ｃｒ ａ ｅ ｔ ｃ ｕ ｌｓ ｔ ｔｏ ｆ ｔ ａ ｈｉ ｇ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｓ ｂ ｓｎｇ Ｍ ａ ｌ ｂ ｌｎｇｕ ｇｅ， ｒ ｓ ｎｔ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐｅ ． ｅ ｔ ｈｅ ａ ｔ ａ ｉｕａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｃ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｙ ｕ ｉ ｔａ ａ ａ
第 ３ １卷 电 子 信 息专 辑
电气 电子 教 学 学 报
７ ９
“ 自动 控 制 原 理 ” 程 教 学 改 革 与 实践 课
梁 淑 芬
（－ ５ 邑大学 信 息 学院 ，广 东 江 门 ５ ９ ２ ） ２ ０ ０
摘 要 ： 自动 控 制原 理” 一 门专 业 基 础课 ， “ 是 同时 也 是 一 门 主 干课 ， 对 当前 课 程教 学 中普 遍 存 在 着 教 师 难 教 ， 针 学生 难 学 的 状 况 ， 合 “自动控 结
Ｉ ５Ｉ Ｊ 罱
“ 自动 控制原 理 ” 自动 化专 业 的专业 基 础 课 ， 是 同时也 是一 门 主干课 ， 现为我 院 的平 台课 ， 在我校 目
决 问题 的能力 等方 面 ， 具有重 要 的意义 。然而 ， 都 在
教学中， 普遍存 在着 “ 师难 教 ， 生 难学 ” 教 学 的状 况 ， 严 重妨 碍 了该 课程 的教学 质量 的提 高 。针对 各专业 的特点 ， 近年来 ， 对 “ 针 自动控 制 原 理” 的课 程特 点 ， 在课 程教 学改革 方 面做一些 尝试 。重点 在于 自控原 理教学 观念 的转 变 ， 教 学 目的定 位于 较全 面 的提 将
“自动控制原理”课程教学改革的理论与实践
２１ ０ ０年 ４月
郑州 航空工业管理学 院学报 （ 社会科学版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｈｎｚｏ ｓｉ ｔ ｏ ｅｏａｔ ａ Ｉｄ ｓ ｙＭａａｅ ｅｔＳｃａ Ｓｉ ｃ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ ｅｇｈ ｕＩ ｔｕｅ ｆ ｒｎｕｉ ｌ ｎｕｔ ｎｇｍ ｎ（ ｏｉ ｃ ｎ ｅＥ ｉｏ ） Ｚ ｎ ｔ Ａ ｃ ｒ ｌ ｅ ｉ
Ｖ １ ９Ｎ ． ｏ ２ ｏ２ ．
２ １ ． ００４
自动控 制 原 理 ＂ 程 学 改革 的． 课 教 理论 与实 践
何 琳 琳 ， 顺 新 刘
（ 州航 空工 业管 理学 院 ， 郑 河南 郑州 ４０ １ ） ５ ０５
摘
要： 针对航 空院校 以提 高创新能力和综合 解决问题 能力的培养 目标 ， 根据 《 自动控制原
理》 程特 点 ， 课 结合 多年教 学科 研 中的 实 际经 验 ， 该 门课 程 的教 学 内容 、 学方 法 、 对 教 实验 环 节 以及课 程 设计 等 方 面的建设 进 行 了探 讨 与 实践 。 通过 把 自动 控 制 原理 课 程
设计与工程 实践、 科研的有效相结合 ， 在突出学生创新能力的培养方面取得 了良好的
关知识点进行归纳、 总结 、 比， 对 时刻从控制系统性
能的“ 、 、 ” 稳 准 快 出发 ， 工 程 实 践 中 的要 求 来 指 用
、
教 学 内容 的合理 规 划
导学习， 能使 学 生充 分掌 握对 同一 问题 可 采用 不 同 的方 法 去认 识 和设 计 系统 。 ２ 加 大 对 “ Ｉ 节器 ” ． ＰＤ调 的介绍 与应 用 自动控 制 原 理 的授课 更 应 注 重 其 工 程意 义 及 实 际意义 。ＰＤ控 制 具 有 原 理 简单 、 用 方 便 、 Ｉ 使 适 应强 、 鲁棒 性 强等 特 点 ， 工业 控 制 系统 中得 到 了 在
自动控制原理课程教学改革与实践
第 ３期
辽 宁科 技学 院学 报
Ｖ １１ Ｎ ． ｏ．２ ｏ ３
２１ ０ ０年 ９月
Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ｉ Ｎ Ｎ Ｎ ＴＴ Ｔ ＦＳ ＩＮ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｓｐ ２ １ Ｏ Ｒ Ａ Ｆ ＬＡＯ Ｉ Ｇ Ｉ Ｓ ＩＵ Ｅ Ｏ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ ｅ ． ００
（ ） 以激发学生学 习兴趋 、 １可 开阔学生 的思路 ；
（） ２ 培养学生运用所学 的理论方 法 ， 助计算 机去解 决 借
实 际 问题 的意 识 和 应 用 能 力 ； （ ） 真 实 验 通 过 学 生 对 全 过 程 的 参 与 与 自我 尝 试 ， ３仿 增
强学生学习的信心 ， 利于培 养学生 独立思 考 的能力 ， 有 有利
文 章编 号 ：０８—３２ （００ ０ —０６ ０ １０ ７３ ２ １ ） ３ ０ ３— ２
自动 控 制 原 理 课 程 教 学 改 革 与 实 践
李润 生 ， 姚 颖
（ 辽宁科技学 院 电气与信息工程学院 ， 宁 本 溪 １７０ 辽 １０４） 摘要 ： 自动控 制原理 》 自动化 专业及相 关 专业的主 干专 业基 础课 程 。为使 学生更好 的 掌握 本 门课 程 ， 于校教 改立 《 是 基 项。 对课程 内容特别是 实践教 学 内容及教 学方法进行 了改革 ， 中总结 了改革 的具体措施 。通过 具体教 学实践表 明： 文 改革措 施增强 了学生学 习的积极 性、 主动性 ， 增强 了学生对本 门课程 的理 解和掌握 程度 ， 为其后 续课程 的学习打下 良好 的基础 。
过 程 中 的应 用 。
应用 Ｍａａ／ｉ ｕｉｋ 真软 件对课 程进 行改 革可 达到 ｔｂ ｓ ｌ 仿 ｌ ｍ ｎ
自动控制原理课程教学改革探讨
自动控制原理课程教学改革探讨【摘要】本文将探讨自动控制原理课程教学改革的必要性、内容、方法、效果和挑战。
从教学改革的角度分析，引入新的教学理念和方法，加强实践教学环节，提高学生的实践能力和创新能力。
教学改革不仅可以提高教学质量，培养学生的综合能力，还可以适应社会需求，提高学生就业竞争力。
但是在实践中也会遇到种种挑战，比如教师的思想观念转变、教育资源的配置等。
通过教学改革，可以促进教学质量的提升，推动学科建设和人才培养的发展。
结合实际情况和学生需求，不断探索教学改革的新途径，为提高教学质量和培养高素质人才做出更大的贡献。
【关键词】自动控制原理、教学改革、必要性、内容、方法、效果、挑战、结论1. 引言1.1 引言自动控制原理课程是现代工程领域中非常重要的一门课程，它涉及到了自动控制系统的基本原理和应用技术。
随着科技的不断发展，自动控制原理课程的教学也需要不断进行改革和创新。
本文将就自动控制原理课程的教学改革进行探讨，探讨教学改革的必要性、内容、方法、效果和挑战。
在当前的教育环境下，教学改革已经成为促进教育质量提升的重要手段。
而自动控制原理课程的教学改革也是迫切需要的。
通过对课程内容和教学方法的更新和优化，可以更好地培养学生的综合能力和创新精神，使其更好地适应未来工作的需要。
本文将从教学改革的必要性、内容、方法、效果和挑战等方面进行探讨和分析，以期为自动控制原理课程的教学改革提供一些有益的借鉴和启发。
2. 正文2.1 教学改革的必要性随着科技的不断发展和社会的进步，自动控制原理这门课程也需要不断更新和完善。
传统的教学模式已经无法满足学生的学习需求，需要进行相应的改革。
教学改革可以激发学生的学习兴趣，提高他们的学习积极性。
通过创新的教学方式和手段，可以让学生更加主动地参与到课堂教学中，从而更好地掌握知识。
教学改革还可以促进教师的教学水平和能力的提升。
通过不断尝试和实践新的教学方法，教师可以更好地了解学生的需求，提高自身的教学水平，进而提升教学质量。
“自动控制原理”课程教学改革实践与思考
‘‘
科
自动控制 原理＂ 课程教学改革实践 与思考
刘 亮
（ 长沙大学 ， 湖南 长沙 ４ ０ ０ ） １０ ３
摘 要： 动控制原理课程 不仅是 控制类专业而且是电子信息类专业的重要专业基础课 。主要介 绍了 自动控 制原理课程 建设与改革的 实践和 自
体会 。 总结 了 学、 教 教改工作 中所取得的成 果， 出了一些具体做 法和措 施 ， 对课程教 学 内容、 学体 系的整合和优化 以及 实验 内容、 提 着重 教 实验教学 方法与 实验组织方式进行 了讨论 ， 在 突 出 学重点 ， 提 效果 良好 ， 并对该课程 的进 一步改革提 出了
一
些设想 。 关键词 ： 动控制原理 ； 学改革 ； 学质 量 自 教 教
引言
性 ，引导学生进一步学 习的兴趣 ， 目 控制 过课 程设计 ，使 学生 了解 到 了 Ｍ ｔｂ 件在 对 前 ａａ软 ｌ 自动控制理论发展的历史并不长 ，从 二十 理路研究 的热点 和发展趋 势作一些 简要介绍 ， 自动控 制系统 中的应用 ，拓 宽学生 的知识面 ， 世纪三十年代开始 ，不过几十年 的发展 ，而真 如模糊控制 、智能控制等 。 加深学生对 （ 动控制原理》这 门课程 的基本 ｌ ｆ 正 进入高等 学校 课程 还是 二 十世纪 五六 十 年 ２改革教学方法 ，提 升教学手段 概念 ，基本的分析方法及设计方法 的理解 。 代 。它的 出现给高等教育注入 了新 的活力 ，目 自动控制原理对学生 的定性分析能力 、定 ３以教学推动科研 ，以科研促进教学 前这门理论课程已是控制类和 电子信息类专 业 量估算能力 、综合运用能力 、数—形结合 能力 对于普通 高等教育来 说 ，教 学 固然 重要 。 的主要 专业 基础课 之 一 ，是一 门知 识覆 盖 面 有一定的要求 ，并需具有扎实 的数学基础 ，学 科研也不可以忽视。教学和科研是相辅相成 的 广 、课程 内容多、更新发展快且应用性很强 的 生在学 习中经常会 感到 困难 而产生畏 难情绪 ， 两个方面 ，两者不可分割 。 课程 ，该课程对学生建立系统和工程 的概念具 影响学习效果。因此 ，改革传统教学方法和教 从 自动控制理论来讲 ，它近几十年才建立 有十分重要的意义。 学手段 ，进而提高教学质量 ，是课程改革 的重 起 来 ，与工程实际联系较广 ，特别是在发展过 中之重 １ １改革教学内容 ，提高教学质量 程中 ，数学和计 算机起了很大的作用 ，成为控 随着 控制 理论 的发 展 和计 算 机技 术 的应 ２ 采用现代 教育技 术与手 段提高 教学效 制理论 的重要 工具 。因此可以说 ，控制理论是 ． １ 用 ，新的控制方法和控制手段也越来越多 ，为 果 工 程与数 学、计算机科 学相互作用的前沿 。在 了适应时代要求 ，根据本科专业培养 目标和专 在以信 息、知识爆炸为特征的今天 ，传统 教 学中讲授理论知识 的同时 ，可以增 加一些 与 业特点 ，我们对 自动控制课 程的内容进行 了重 的教学手段 以不能适应时代的需要 ，教学手段 科研结 合的内容， 同学 中选一些成绩较好 ， 如在 新整合 ，选 用优 秀教材 ，制定 了新 的教 学 大 的改革势在 必行。在 《 自动控制原理》课的多 对科研又有一定兴趣 的同学 ， 参加有关教师 的 纲 、实验大纲和考核 大纲。适 时地把一些新 内 媒体 教学实 践中 ，我们努力探索如何使多媒体 科研项 目， 也可为学生科技 活动中心提供一些 容 、新的教学成果 、应 用实 例融合到教学 内容 这一先进 的教学 手段更好 地服务 于课堂教 学 。 课题 ，指导学生参与科研 。这样 ，一方面调 动 中 ，做到课程 内容 的基础 性和先进 性相结 合 ， 开发了 《 动控 制原理 多媒体课 件》 （ ａ 了学生 的积极性 ，培养 了学生 的动手能力 ，另 自 、 Ｍｔ — 把握经典与现代 、本课 程与其 他相关 课程 内容 ｌ 仿真 软件包》 等 Ｃ Ｉ 件 ，采 样了多媒 体 方面 ，也可为科研活动 的开展打好基础 。学 ａ ｂ Ａ课 ． 的关系处理。大幅度减少 了学 时数 ，将经典控 与板 书相结合 的教学方法 ，既充 分利用 了多媒 生通过参与科研 ，学 习兴趣更加浓厚 了，求知 制理论与现代控 制理论结合起来讲 授 ，重点讲 体教学 的生动 、逼真 、容量 大的优 点，又充分 的欲望更强 了。 解控制理论的基本知识及应用 ， 清思路 ，了 利用 了板书教学 的严谨性 、逻辑性 强的优点 。 理 ４下一步改革设想 解方法 ， 增强 系统性 。 实践 证明 ，这一 方法取得 了 良好的教 学效果 ， 该课 程的教 学改革 已在 我校 实施。 取得 了 自 控制原理 的教学 内容有一 条主线 ：系 受到 了学生 的认可 ，对教学质量 的提高起 了一 良好 的教学效果 ， 动 学生的基本知识 、专业 能力 、 统分析 和系统设计 。围绕这条 主线 ，把教 学 内 定 的积极作用 。 实践技 能乃至 学习兴 趣等。 都较 以往 有较 大的 容划分 为六大块 ： 自 动控制 的一般概念 、数学 ２２加强实 践教学 环节 ，增强学生 的动手 提高 。教学改 革的路 子还很 长。 ． 尚需 继续探 索 基础与数学模 型、系统 的分 析 、系 统的设计 、 能力 和实践， 之不断完 善， 使 下一步 改革 的设想有 四 注重实践能力 的培养 ，坚持理论联系实 际 点： 采样控制 系统 的分析和非线性 系统 的分析 。对 于系统分析是重点讲解部分 ，介绍 了各种 分析 的原则 ，加强学生动手训练 ，培养学生 的创新 （）从课 程 的实 际及 教 学规律 出发， １ 以培 方 法 ：时域分析 法、根轨迹 法、频 域分析法 ， 能力 。学生对新知识 的理解 ，仅仅通过课堂讲 养和提 高学生 的创新精 神和 实践技 能为宗 旨， 状 态空 间法等 ，进行有关 系统 的动态 、静 态分 解还很不够 ，必须通过实践教学这一环节 ，使 真正探索出一种新的实践教育模式。 析 ，以及能控性和能观性分析 ；在 系统设计 这 学生对知识有一个感性认识 。 （）进一 步提 高教 师专业 素质。 ２ 组织教 师 重点部分 的讲 解中 ，介绍 了根轨迹 设计法 、 实践教学是提高学生创新精神和能力 的重 积极 申报有关 的科研项 目， 研 中提高 自身 在科 频 域设计法和状态控制设计法 ，与 系统分 析相 要途 径 ，在教改 过程 中，我们 加强 实验 室建 业 务水平， 地为教学服务。 更好 呼应，使学生在整个学 习过程 中，围绕 “ 系统 设 ，彻底改造 了原有的实验 内容 ，开发 了综合 （）通过课 程的建 设和改革 ，自动控制原 ３ 分析和设计”这 条主线进行 ， 到举 一反三 ， 设计 实验及 课程 设计 ， 目的在 于通 过实 践教 理课 程内容及课 程体系得到了优化 ，教学工作 做 从而对 自 动控制理论有一个完整清晰 的理解 。 学 ，培养学生应用控制理论的方法解决实 际问 得 到了进 一步完善和规范。实现理论教学与工 在分析设计这个主线下 ，以稳定性指标 为 题 、将实际问题抽象为理论问题的能力 。实验 程 实践最 优化等方面继续进行探讨和改革 ，做 辅线 。在各个有关章节 的小结 中对稳定性都 予 只提 目标和要求 ，没有详细的实验步骤和实验 到与时俱 进 ， 促进 该学科 的快速发展 。 参 考 文 献 以重点讨论 ，通过对各种稳定性判断方法 的分 电路图 。学生根据个人情况 自主选择难度等级 析， 把前后的知识点加 以衔接联系 ，并综合应 不同的实验 ，根据系统的性能要求 ，独立完成 【１余成波等 ． １ 自动控制 原理 【 】． ：清华 Ｍ 北京 用。 系统设计 ，系统搭建和调试 ，记录原始数据和 大学 出版社， ０ ． ２ ６ ０ 在讲清系统物理概念的基础上 ，结合课 程 图形 ，写出实验报告。所有这些都极大地调动 【］胡寿松． ２ 自动 控制原 理 ［ 北京 ：国防工 Ｍ】． １ ４ ９ 内容 ，引入先进 的计 算机 辅助 教学 手段 。将 了学生学习的主动性和积极性 ，巩固了课程理 业 出版社 ． ９ ． Ｍａｌｂ软 件在 控制 系统 中 的应 用 引 人课 堂 教 论 ，激发了学生学习的热情 ，培养 了学生 的动 『１袁 德成． ｔ ａ ３ 自动 控制原 理 『 北京 ：北 京大 Ｍ１． 学 ，在诸 多课堂教 学 环节 中实 现 了 Ｍａｌｂ仿 手能力和独立思考的能力 ，使其观察、分析和 学 出版社 ． ０ ． ｔ ａ ２ ６ ０ 真 演示 ，增强 了学生 对抽象理论 的感性 认识 ， 解决问题的能力都有很大的提高。 收到了良好的教学效果 。 为了加强学生理论联系实际的能力 ，在教 为体现教学 内容 的先进性 、科学性和前 沿 学过程中还增加了课程设计这一教学环节 ，通 责 任 编 辑 ：孙 卫 国
＂自动控制原理＂课程全方位教学改革及实践
根据以上 原则 ， 课 程组成员编写的教材 《 自动控制原 理》 将
于２ ０ １ ３ 年 由机 械工 业 出版 社 正 式 出版 发 行 。
２ ． 课堂教学手段 多样化 课 堂教 学是 教师 讲 授和 学生 学习的 重要 环节 。 为了增 强
式， 充分应用先进 的现代 教学手段 ， 建立一套包括理论讲 授、 计
电气信息 工程学 院所 有专业的学生都要 学习这门课 。 为了提高 教学质量 ， 课 程教学组根 据课程特点采 用多种教学手段 ， 对课 程教学进行 了全方位的改革实践。
一
析和频域分析 的过程 ， 教 师在讲课 过程 中又 以工程上 应用广泛 的频域分析为重点 和难 点， 将 基本概 念、 基本原 理和基本方 法 讲透 ， 让学生了解 和学习 “ 控制论 ” 的思想方法。 课程 开始时就
江苏大学自动控制原理课程教学组经过认真研究本着课程组教师根据授课内容的不同将多种教学方法相结以学生为中心厚基础重实践重能力的指导思想在合如绪论部分采用了讲授式案例式对比式等方法介绍自动省重点专业建设和校级教学改革与研究项目的资助下对课程控制的定义特点实例基本内容和基本要求
寸Ｉ 习咤 力 毅
Ｄ Ｏ Ｉ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ － ０ ０ ７ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ５ ． ０ ４ １
信息工程学院， 教授 。（ 江苏 镇 江 ２ １ ２ ０ １ ３ ）
基金项 目： 本文 系江苏省 “ 十二五”高等学校重点专业建设 （ 批准号： 苏教￣［ ２ ０ １ ２ １ ２ ３ 号） 、 ２ ０ １ １ 年江苏大学校级教 学改革与研 究项目
（ 重点） 的研 究 成果 。
中图分类号： Ｇ ６ ４ ２ ． ０
自动控制原理实验教学改革与实践
Ｒｅ ｏ ｍａ ｉｎ ａ ｄ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ａ ｔｃ ｆｅ ｐ ｒｍｅ ｔｔａ ｈ ｎ ｅ ｏ ｍ ｎ ｆ ｒ ｔｏ ｎ ｒ ｃ ｉｅ ｏ ｘ ｅ ｉ ｎ ｅ ｃ ｉ ｇ ｒ ｆｒ ａ ｄ
！！ ＝
ＣＮ１ —１ ５ ／Ｎ ２ ３２
实
验
室
科
学
第 １ ５卷
第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
Ｌ ＡＢ０ＲＡＴ０ＲＹ Ｓ ＥＮＣＥ ＣＩ
Ｖｏ．１ Ｎｏ ４ １ ５ ． Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
自动 控 制 原 理 实 验 教 学改 革 与实 践
柳 明，王海 军，郭庆叶
ｐ ａ ｔｃ ｆａ ｔ ｍａ ｉ ｏ ｔｏ ｈ ｏ ｙ ｒ ｃ ｉｅ ｏ ｕ ｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｔ ｅ ｒ
ＬＵ Ｍ ｎ ， Ｎ ａ—ｕ ， Ｕ ｉｇ ｙ Ｉ ｉｇ ＷＡ Ｇ Ｈ ｉｊｎ Ｇ Ｏ Ｑｎ — ｅ
（ ｌ ｎ ｏ ｅｅ ｉｚｏ ｎｖｒｉ ，Ｂｎｈ ｕ２ ６ ０ ，Ｃ ｉａ Ｆｙ ｇＣ ｌ ｇ ，Ｂｎｈｕ Ｕ ｉｅｓｙ ｉｚｏ ５ ６ ３ ｈｎ ） ｉ ｌ ｔ
“自动 控 制原 理 ” 程 不 仅 是 自动 化 的 专业 基 课
础课 ， 而且在 机械 、 电气 、 控 等 工 科专 业 的课 程设 测 置 中也 占有 重 要 的地 位 Ｊ 。该 课 程 综 合 性 强 ， 知
况， 以及控 制 指 标 的 分 析 、 计 与 校 正 方 法 真 正 理 设 解， 取得 较好 的学 习效果 。 在 我校交 通运 输专 业 （ 民航 机 务工 程方 向 ） “自 动 控 制 原 理 ” 验 教 学 中 ， 合 了现 有 的 实 验 箱 、 实 综 Ｍａａ ｔｂ软件 仿真 ２种 实 验 方 法 的优 点 ， 出 ２种 方 ｌ 提 法 相结 合 的实验 教学 手 段 ， 即先在 电脑 上 进行 Ｍａ ｔ ・ ｌ ａ ｂ实验 ， 后 在 实验 箱 上 实验 ， 实 验 结果 进 行 对 然 将 比 、 析 ， 助于 学生 动 手 能 力 和 编程 、 分 有 分析 能 力 的 同时提 高 。
《自动控制原理》课虚拟实验教学的改革与实践
能满足需要 。仪器损耗大 ， 实验多批次安排 ， 教师工作量大 。 （ ）实验设 备高度集 成 ， ３ 操作 复杂 ， 扩展性差 ， 可 另外可
改参数有限， 使得综合 性实验难以开展 。 （）自控实 验学 时有 限， ４ 传统实 验室 又是非 开放性 的， 要
进行 改进 ， 而我们是从无 到有 ， 因此 希望 能有 更好 的方法 ， 使
要 的一环 。因此 ， 国内外许多高校都对传统 的自动控制原理实
验进行 了改进Ｉ ２ 算机仿真 ， 好地解决传统 实验教学面 ｌ 。计 能很
临的困难 ， 既可 以激发学生的学习兴趣 ， 提高理论教 学效果 ， 又 可以缓解 实验设备 紧张 的问题 。 特别是一些 工科专业建设相对 较晚的院校 ， 以借鉴其他高校的经验 ， 可 建立仿 真实验室 。
想在有限学时里巩 固和掌握课 堂内容 ， 显然是很 困难 的。不能
达到实验要求 和促进课程理论 教学 的 目的。 因此 ， 这样 的实验室 成本高 ， 仪器耗损大 ， 重复利用率低 ，
相对于越来越多 的学生数而言 ， 已经远远 不够 ， 须寻找更好 必
的实验方法 。
２ 自动控制原理的计算机仿真实验
（ ） 开设 的实验项 目 ， １所 总是 要受 到实 验设备 和实 验仪
器 的限制 ；
把 Ｍ ＴＡ Ａ Ｌ Ｂ作为一 种基本工 具与教学 内容有机结 合 ， 用 于控 制系统分析 、 算 、 计和仿真 ， 计 设 使教学及 实验效果 、 效率
均有明显２ 有限实验设备和实验指导老不
分解成典 型环节 ，利用实 验箱将相应 的有源 Ｒ Ｃ网络模块连
自动控制原理课程教学改革探索与实践
Ｊｕｎｌ ｆ 盱 ｏｒａ ｏｈ 蛆 ＿Ａ ｎｒｌ ｌ ａ１ ｔ（ 。ａ Ｓｉ ｃ ３） ｙＳｄ ｌ ｃ ｎｅＥ黼 ｎ ｅ
２ ０ 年第 ４ 第 １ 卷 ０９ 期（ １
总第 ４ 期） ６
Ｎｏ ４ ２ ０ （ Ｌ １ ｓ ｍ ． ） ． ０ ９ Ｖｏ １ ｕ Ｎｏ
自控 原 课 教 改 探 与 践 动 制 理 程 学 革 索 实
● 郑 长 勇
（ 徽 建筑工业学院 电子与信息工程学 院， 徽 合肥 ２００ ） 安 安 ３６ １
摘
要： 自动控制原理是相 关专业的一 门重要 的专业基础课 程 。为 了适应新形势 下 自动控制原 理教 学的需要 ， 文章 阐述
２引入 Ｍ衄ＬＡ ． Ｂ软件。 提高课堂教学效率 由于 自动控制原理理论性较强， 授过程 中要进行大量的推 讲 导。在 以往的教学过程中， 往往是教师在黑板 匕 对理论进行板书讲 解， 学生边听边做笔记。这种教学方法， 使学生感到该课程内容抽 象， 难以理解 ， 更不清楚所学的理论知识在工程实践中如何应用。而 且， 在讲根轨迹 、 频率特性等章节时， 往往要在黑板 匕 画许多图， 若采
用粉笔绘图， 要把曲线表现清楚 ， 需要借助很多彩色粉笔， 单是绘图
＊ 收稿 日期 ：Ｏ９ ４ ９ ２Ｏ 一Ｏ 一】 基金项 目： 安徽省高等学校 省级优 秀青年人 才基金项 目， 目编号 ：０ ９ Ｑ ７ ９ 。 项 ２ ０ Ｓ Ｒ＿ ８ ２
作者简介 ： 郑长勇（９８ ， ， １７一）男 安徽金寨 县人 ， 安徽建筑工业学院 ， ， ， 讲师 博士 主要从 事控 制理论 与控制工程方面的教学 与研究 。
科， 其性质属于技术科学 ， 研究的对象是 自动控 制系统 ， 研究 的中
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“自动控制原理”课程的改革与实践
摘要:“自动控制原理”作为一门专业基础课,其教学质量直接影响学生对专业课的学习。
本文结合实际,通过总结教学实践中的一些做法及体会,对自动控制原理课程从课程体系与教学内容、思路、方法以及手段等方面进行探讨,以激发学生的学习兴趣,培养学生分析问题、解决问题的能力,提高这门课程的教学效果,。
关键词: 自动控制原理教学改革与实践
“自动控制原理”是自动化专业的核心课程,其理论性和工程实践性均较强,还具有概念抽象及分析方法多、与数学联系紧密、理论和实践联系密切及结合难等特点[ 1,2 ]。
由于这些教学难点,使得自动控制原理课程教学存在着诸如学生普遍认为自动控制原理课程学起来很困难,学生对于实践环节的认识和重视度不高或某些试验环节与理论脱节等问题。
为此,我们更新观念,从课程体系与教学内容、教学思路、方法以及手段等方面进行改革实践,以调动教学双方的积极性,提高教学质量。
一、优化课程体系和教学内容
研究自动控制原理的课程体系,国内高校的教学多数按照先经典后现代来分开讲授。
我校根据目前的教学水平和生源状况,自动控制原理和现代控制理论两门课程仍然分开讲授,但在教学体系上则力图将其内容融合起来。
在对概念和理论方法进行讲解的同时不断地交待和渗透经典控制和现代控制在此方面的区别和联系。
这样,我们在教学初期就将经典控制和现代控制的部分有机结合,并以此贯穿于课程教学全过程之中。
授课内容上,对教材和教学内容加以重组和优化,以系统建模、系统分析、系统设计为重点,突出控制系统分析和设计的共性规律和基本方法,整合教学内容、优化教学体系,与控制理论教学的发展相适应。
在具体内容讲解中注意以下方面:在加强对几种数学模型进行介绍的同时注意各模型间的联系与转化;重点讲授一阶和二阶系统的时域响应、暂态性能计算,对三阶及以上系统引入Matlab软件分析其暂态性能;重点讲解频率特性的概念、几种图形表示方法,奈奎斯特稳定判据、稳定裕度的概念和计算等;重点讲解线性系统校正的概念、意义,超前校正、滞后校正、滞后超前校正的Bode图法,结合工程实际阐述PID控制器工作原理;重点介绍非线性系统的概念、特点和基本方法;详细分析采样系统和连续系统的异同,重点讲授采样定理和保持器等采样系统具有个性的内容。
二、改革教学思路和教学方法
抽象严谨是自动控制原理课程的本质属性,因此我们在教学实践中以保证控制理论内容的严谨性和系统性为前提,淡化繁杂的数学推导,着重解释推导的思路,重点强调结论的正确内涵和直观的物理意义,突出问题的背景和提法,以更少的学时开设了数学建模课程。
理论阐述上严谨、简练和易懂,并通过例题和习题来巩
固学习内容。
在课程讲授中注意理论和方法间的联系。
有些理论和方法分布在不同的章节,我们在授课时将它们联系起来,指出产生的背景和特点等。
比如在讲解系统稳定性时,先介绍李雅普诺夫稳定性定义及系统稳定性的意义,再讲解判断系统稳定性的方法:劳思的系统稳定性代数判据、伊文思的根轨迹图形法、奈奎斯特稳定判据、非线性系统采用描述函数和相平面法来判断系统的稳定性等。
在教学方法的实践中,我们根据教学计划在“Matlab语言及应用”、“自动控制原理”、“计算机控制技术”和“现代控制理论”等课程之间合理安排教学内容。
其中,“Matlab语言及应用”主要讲授基本理论,及其在控制领域应用的内容。
“自动控制原理”是电气工程及其自动化专业的必修课,理论性强,因此我们在设计课程内容上与“Matlab语言及应用”结合起来,用Matlab处理系统数学模型,应用于时域分析、根轨迹分析、频域分析以及系统校正与设计等各章节。
这样,利于学生加深对理论知识点的理解和巩固,同时还利用了Matlab对系统的设计进行仿真。
“计算机控制技术”以自动控制理论与计算机技术为基础,重点是计算机控制系统的应用,联系实际讨论软、硬件实现方法,并了解其分析方法。
“现代控制理论”主要包括对控制系统状态的分析与综合,为学习大系统理论和智能控制理论打下基础。
通过对这些理论知识与实际工程应用的讲授与讨论,努力形成一个系统、阶梯性的课程体系,帮助学生面深入理解基础理论,融合交叉学科之间的内容,形成运用所学理论解决实际的工程问题的能力。
三、综合利用教学手段提高教学效果
微分方程、传递函数、方框图、根轨迹及Bode图等数学模型在自动控制原理课程中非常重要,比如说通过根轨迹图,可以直观地了解到闭环极点随K值的变化情况和控制系统的动态性能;通过控制系统的Bode图,可以得出系统中的数量关系以及系统性能的优劣程度。
因此我们重视代数、几何描述的关系及其变换,通过对这些内容的讲授以引导学生的思考,教会学生利用数学工具,将实际问题与抽象描述结合起来,解决问题。
为加强师生的沟通,我们在课后充分利用网络教学平台辅助教学,提高对平台的利用效率。
教师把各章节的内容发布到网络教学平台,可以帮助学生补充和完善课堂笔记,使学生能够准确把握教学要点,从而加强对重点、难点知识的理解;同时,可以通过网络在平台上完成答疑和作业安排等事项来作为课堂教学的补充,加强了师生互动。
为激发学生的学习主动性,我们认真制作各科课件。
课件制作的风格形式与教学风格保持一致,通过这样的课件,可以达到分解知识的复杂度,减少信息在大脑中形成、抽象、形象的加工转换过程,进而充分传达教学意图的目的。
四、理论教学与实践教学相结合
自动控制原理课程的理论性与实践性均较强,由于该课程是以解决生产中的各种控制问题为目的,所以具有很强的工程背景和工程意义。
而不能非常好的结
合实际操作一直是教学实践的一个问题。
因此我们在教学方法上注意课堂教学与实践教学的密切结合,注意物理意义的阐述,使理论与工程实践紧密联系,培养学生既具有灵活的思维能力又具有解决实际问题的综合设计能力。
在教学过程中,我们采用了多种实践形式:安排学生到工厂和科研单位参观,帮助学生在学习之前体验实际的系统与控制,对此课程有一个感性的认识;加强实验课,在教学内容的安排上,随着课程进度,同步穿插安排实验课;提高实验条件,开设虚拟实验与计算机辅助设计,使学生使用计算机进行模拟及仿真、验证控制理论,掌握系统分析、设计的一般过程;开设综合设计实验,使学生了解控制理论的最新发展。
以上充分利用实验室资源,在教学中通过亲身体会讲授和交流,可以弥补理论教学的不足,挖掘学生的潜力,加强学生的技能培养,整体上提高教学效果。
总之,“自动控制原理”课程,教师必须要不断学习教育理论、积极研究教学方法、在教学实践中探索改进教学手段,使抽象的系统理论形象化。
通过改革实践调动学生的学习热情,使学生在学习中不再是被动式的,而是主动、创新式的学习。
培养学生的工程意识,使学生能够主动学习、思考和共同探讨问题并积极解决问题。
从而提高了学生的理论应用能力、理论联系实践的能力以及运用基本理论知识解决问题的能力。
参考文献:
[1]吴晓蓓“自动控制原理”课程讲授的几个要点[J]。
北京:中国大学教学,2005,(9)。
[2]曲延滨“现代控制理论”课程教学改革实践[J]。
上海:实验室研究与探索,2005,增刊。