Matlab仿真在《控制工程基础》教学中的应用
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有 动 态计 算 和 绘 图功 能 的仿 真 教 学 课件 ，把 比较 复杂 的数 学 运 算 放到 计 算机 后 台 来处 理 ，充分 利
用 ＭＡＴ ＡＢ强 大 的 分 析 、计 算 、 绘 图 和 仿 真 功 Ｌ 能 。这 种 动 态仿 真 教 学直 观 、形 象 ，有 利于 学 生 对 抽 象概 念 和理 论 的理 解 ，化解 教 学 难 度和 学 习
功能的仿真教学课件。介绍了Ｐ Ｔ Ａ Ｌ Ｂ Ｐ 和Ｍ Ｔ Ａ 的链接技术 ，动态仿真的具体实现过程 以及应 注意的问题。课件的应用 ，可 以改善 教学环境 ，化解教学难度和 学习难度 ，有效地激发学生
的学 习兴趣 ，提 高教学效率和授课质量。
关键词：控制工程基础 ；Ｍａ ｌ ｔ ｂ；仿真 ；教学 ａ
动 化控 制器 ，二者通 过ＶＢ Ａ来 集成 。ＶＢ Ａ是Ｏ ｃ ｉ ｆ ｅ
软 件 中 的二次 开发 语 言 ，是ＶＢ 派生体 ，本身 具 的 有强 大 的功 能 。
教 学质 量 。本 文 根 据 《 制工 程 基 础 》课 程 的 教 控
学 内容 和特 点 ，利用Ｐ Ｔ Ｐ 和ＭＡＴ ＡＢ链接 开 发具 Ｌ
序 ， １ “ 钮 ”用 于仿 真 ，并为 控件 分别设 置 相 个 按 应 的属性 ，如 图ｌ 示 。 所
难 度 ，使 学 生从 繁 杂 的数 学 运算 和 绘 图 中解 脱 出
来 ，把 主 要精 力 集 中在 对 基本 理 论 、基 本 原 理 的
理 解 以及对 控 制 系统 的特 性分 析 及 综合 设 计 上 ，
杨秀 萍 ，郭悦虹 ，王收 军
Ｙ Ｇ Ｘｕｐｎ ， ０ Ｙ ｅｈ ｎ ． Ａ Ｇ Ｓ ｏ － ｎ ＡＮ ｉ—ｉｇ ＧＵ ｕ －ｏ ｇ Ｗ Ｎ ｈ ｕｊ ｕ
（ 津 理 工 大学 机 械工 程 学 院 ，天 津 ３ ０ ８ 天 ０ ３ ４）
摘
要 ：根据 《 控制工程基础 》课程的教学内容和特点 ，基于ＭＡＴ Ａ 技术开发具有动态计算和绘 图 ＬＢ
、 Ｉ
Ｄ ｍ ｔ ｂＡｓ ｊｃ ｉ ｍａｌ ｅｔ ａ Ｏｂ Ｓ ｔ ｔ ｂ＝Ｃ ｅｔＯ ｊｃ（ ｔ ｂＡ ｐｉ ｔ ｎ １ ｅ ｍａ ａ ｌ ｒａ ｂｅ ｔ Ｍａ ａ ．ｐ ｌ ａｉ ” ｅ ” ｌ ｃ ｏ
难 学 、乏 味 ，从 而 产 生厌 学 情绪 ，影 响该 课 程 的
件 多采 用Ｐ ｗ ｒ ｏｎ制作 ，借助 Ａ ｔ ｅ 技 术集成 ｏ ｅＰ ｉｔ ｃｉ Ｘ ｖ Ｍａ ａ ，即可实现 动态计 算 、绘图及 仿真 ，弥补 了 ｔｂ ｌ Ｐ ｗｅＰ ｉｔ ｏ ｒ ｏ 不能 处理动 态计算 的缺 陷。 ｎ Ｍａｌｂ ｏ ｅＰ ｉｔ ｔ 和Ｐ ｗ ｒｏｎ分别是 自动化服 务器 和 自 ａ
、 匐 似 ｌ 造
Ｍａ ａ仿 真在 《 制 工程 基础 》教 学 中的应 用 ｔｂ ｌ 控
Ｔｈｅ ａｐｐ¨ｃａｔ ｏｎ ａｔ ａｂ ｍ ｕｌ ｉ ｉ ｏｆ Ｍ ｌ ｓｉ ａｔ ｏｎ ｏ ｅａｃｈｉ ｔ ｔ ｎｇ
ｏｎ ｆ ｕｎｄａｍ ｅｎｔ ｓ ｏｆ ｃｏｎｔ ｏＩｅｎｇｉ ａｌ ｒ ｎｅｅｒ ｎｇ ｉ
０ 引 言
《 控制 工 程 基 础 》是 高 等 院校 机 械 类专 业 基 础 课 ，理 论 性 强 ，概 念 抽 象 ， 内容涉 及 的 知识 面 广 ， 且 实 践 性 很 强 。 在 教 学 过 程 中 ， 如 果 教 学 内容 的组 织 或教 学 方 法不 当 ，就 可 能 使 学生 感 到
通 过 Ｍ ａ ａ ｃｉｅ ｔ ｂＡ ｔ Ｘ可 以 把 Ｍ ａ ａ 的 功 能 无 缝 地 集 ｌ ｖ ｔｂ ｌ
Ｒ ｉ 定义字 符 串型 变量ｈ ｅｕｔ ｅ ｎ 和ｒｓｌ ，为输 入输 出 的数据做 准备
Ｄｉ ｔ ｎｇ ｍ ｈ ＡｓＳ ｒ ｉ Ｄ ｉ ｅ ｕ ｔ ｓＳ ｒｎｇ ｍ ｒ ｓ ｌ ｔБайду номын сангаасＡ ｉ
中 囝 分 类号 ：Ｇ ３ ４４ 文献 标识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ － １４ ２ １ ） （ ） ０ ５－０ ９ ０ （ ０ １４ 上 － ０ ８ ２ ０ ３
Ｄ ｉ１ ． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ０ － １ ４ ２ １ ． （ ） １ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ９ ０ ． ０ １ ４ 上 ． ９ ０ ｓ ３
Ｒ ｉ 定 义一个对 象类型 的变 量ｍａ ａ ，创建 并 ｅ ｎ ｔｂ ｌ
返 回一个 服务器对 象
成到 自己 的应 用程 序 中。在教育 教学 领域 ，Ｃ 课 ＡＩ
收 稿 日 期 ：２ １—１－ ８ ０ ０ ０ ０ 基 金 项 目：天 津 理 工大 学 教 学 改革 项 目 （ Ｂ ９３ ） Ｙ ０ —２ 作 者 简介 ：杨 秀 萍 （ ９２一 ，女 ， 天津 人 ， 教 授 ，硕 士 ，主 要从 事机 械 电 子 工程 专 业 的 教 学 与 科研 工 作 。 １６ ） 【８ 第 ３ 卷 ５】 ３ 第４ 期 ２１－ （ ） ０ １ ４上
２ 基于Ｍａｌｂ ｔ 仿真的实现 ａ
下 面 以二 阶 系统 单 位 阶 跃 响应 为 例 ，介绍 在
ＰＴ Ｐ 中动态仿 真绘 图和计 算的实 现过程 。
２ １ 动态仿真 绘 图 ．
利用 “ 控件 工具 箱 ”创建 １ －“ ４ 图形 显示框 ”
用 于 显 示 仿真 图形 ， １ “ 字 框 ”用 于 输 入程 个 文
“ 仿真 ”按钮 的Ｖ Ａ程序 代码为 Ｂ
Ｐ ｖ ｔ ｕ ｏ ｉ ｒ ａｅＳ ｂＣ ｍｍａ ｄ ｕ ｔｎ ｉｋ ） ｎ Ｂ ｔ Ｃｌ （ ｏ１ ｃ
达 到提高授 课质量 、培养 学生综合 能力 的 目的 。
１ Ｐ Ｔ Ｉ Ｔ Ａ 链 接 技 术 Ｐ ￣ Ｌ Ｂ ＭＡ
Ｍａ ａ 是高性 能的数 值计算 和可视 化软件 ，功 ｔｂ ｌ 能 强大 ，编程 简单 、开放 性 强 ， 广泛 应 用于 计 算 机 辅助 分 析设 计 、仿 真 、数 据处 理 等 多 个领 域 。
用 ＭＡＴ ＡＢ强 大 的 分 析 、计 算 、 绘 图 和 仿 真 功 Ｌ 能 。这 种 动 态仿 真 教 学直 观 、形 象 ，有 利于 学 生 对 抽 象概 念 和理 论 的理 解 ，化解 教 学 难 度和 学 习
功能的仿真教学课件。介绍了Ｐ Ｔ Ａ Ｌ Ｂ Ｐ 和Ｍ Ｔ Ａ 的链接技术 ，动态仿真的具体实现过程 以及应 注意的问题。课件的应用 ，可 以改善 教学环境 ，化解教学难度和 学习难度 ，有效地激发学生
的学 习兴趣 ，提 高教学效率和授课质量。
关键词：控制工程基础 ；Ｍａ ｌ ｔ ｂ；仿真 ；教学 ａ
动 化控 制器 ，二者通 过ＶＢ Ａ来 集成 。ＶＢ Ａ是Ｏ ｃ ｉ ｆ ｅ
软 件 中 的二次 开发 语 言 ，是ＶＢ 派生体 ，本身 具 的 有强 大 的功 能 。
教 学质 量 。本 文 根 据 《 制工 程 基 础 》课 程 的 教 控
学 内容 和特 点 ，利用Ｐ Ｔ Ｐ 和ＭＡＴ ＡＢ链接 开 发具 Ｌ
序 ， １ “ 钮 ”用 于仿 真 ，并为 控件 分别设 置 相 个 按 应 的属性 ，如 图ｌ 示 。 所
难 度 ，使 学 生从 繁 杂 的数 学 运算 和 绘 图 中解 脱 出
来 ，把 主 要精 力 集 中在 对 基本 理 论 、基 本 原 理 的
理 解 以及对 控 制 系统 的特 性分 析 及 综合 设 计 上 ，
杨秀 萍 ，郭悦虹 ，王收 军
Ｙ Ｇ Ｘｕｐｎ ， ０ Ｙ ｅｈ ｎ ． Ａ Ｇ Ｓ ｏ － ｎ ＡＮ ｉ—ｉｇ ＧＵ ｕ －ｏ ｇ Ｗ Ｎ ｈ ｕｊ ｕ
（ 津 理 工 大学 机 械工 程 学 院 ，天 津 ３ ０ ８ 天 ０ ３ ４）
摘
要 ：根据 《 控制工程基础 》课程的教学内容和特点 ，基于ＭＡＴ Ａ 技术开发具有动态计算和绘 图 ＬＢ
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Ｄ ｍ ｔ ｂＡｓ ｊｃ ｉ ｍａｌ ｅｔ ａ Ｏｂ Ｓ ｔ ｔ ｂ＝Ｃ ｅｔＯ ｊｃ（ ｔ ｂＡ ｐｉ ｔ ｎ １ ｅ ｍａ ａ ｌ ｒａ ｂｅ ｔ Ｍａ ａ ．ｐ ｌ ａｉ ” ｅ ” ｌ ｃ ｏ
难 学 、乏 味 ，从 而 产 生厌 学 情绪 ，影 响该 课 程 的
件 多采 用Ｐ ｗ ｒ ｏｎ制作 ，借助 Ａ ｔ ｅ 技 术集成 ｏ ｅＰ ｉｔ ｃｉ Ｘ ｖ Ｍａ ａ ，即可实现 动态计 算 、绘图及 仿真 ，弥补 了 ｔｂ ｌ Ｐ ｗｅＰ ｉｔ ｏ ｒ ｏ 不能 处理动 态计算 的缺 陷。 ｎ Ｍａｌｂ ｏ ｅＰ ｉｔ ｔ 和Ｐ ｗ ｒｏｎ分别是 自动化服 务器 和 自 ａ
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Ｍａ ａ仿 真在 《 制 工程 基础 》教 学 中的应 用 ｔｂ ｌ 控
Ｔｈｅ ａｐｐ¨ｃａｔ ｏｎ ａｔ ａｂ ｍ ｕｌ ｉ ｉ ｏｆ Ｍ ｌ ｓｉ ａｔ ｏｎ ｏ ｅａｃｈｉ ｔ ｔ ｎｇ
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０ 引 言
《 控制 工 程 基 础 》是 高 等 院校 机 械 类专 业 基 础 课 ，理 论 性 强 ，概 念 抽 象 ， 内容涉 及 的 知识 面 广 ， 且 实 践 性 很 强 。 在 教 学 过 程 中 ， 如 果 教 学 内容 的组 织 或教 学 方 法不 当 ，就 可 能 使 学生 感 到
通 过 Ｍ ａ ａ ｃｉｅ ｔ ｂＡ ｔ Ｘ可 以 把 Ｍ ａ ａ 的 功 能 无 缝 地 集 ｌ ｖ ｔｂ ｌ
Ｒ ｉ 定义字 符 串型 变量ｈ ｅｕｔ ｅ ｎ 和ｒｓｌ ，为输 入输 出 的数据做 准备
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中 囝 分 类号 ：Ｇ ３ ４４ 文献 标识 码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ０ － １４ ２ １ ） （ ） ０ ５－０ ９ ０ （ ０ １４ 上 － ０ ８ ２ ０ ３
Ｄ ｉ１ ． ９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ０ － １ ４ ２ １ ． （ ） １ ｏ ： ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ９ ０ ． ０ １ ４ 上 ． ９ ０ ｓ ３
Ｒ ｉ 定 义一个对 象类型 的变 量ｍａ ａ ，创建 并 ｅ ｎ ｔｂ ｌ
返 回一个 服务器对 象
成到 自己 的应 用程 序 中。在教育 教学 领域 ，Ｃ 课 ＡＩ
收 稿 日 期 ：２ １—１－ ８ ０ ０ ０ ０ 基 金 项 目：天 津 理 工大 学 教 学 改革 项 目 （ Ｂ ９３ ） Ｙ ０ —２ 作 者 简介 ：杨 秀 萍 （ ９２一 ，女 ， 天津 人 ， 教 授 ，硕 士 ，主 要从 事机 械 电 子 工程 专 业 的 教 学 与 科研 工 作 。 １６ ） 【８ 第 ３ 卷 ５】 ３ 第４ 期 ２１－ （ ） ０ １ ４上
２ 基于Ｍａｌｂ ｔ 仿真的实现 ａ
下 面 以二 阶 系统 单 位 阶 跃 响应 为 例 ，介绍 在
ＰＴ Ｐ 中动态仿 真绘 图和计 算的实 现过程 。
２ １ 动态仿真 绘 图 ．
利用 “ 控件 工具 箱 ”创建 １ －“ ４ 图形 显示框 ”
用 于 显 示 仿真 图形 ， １ “ 字 框 ”用 于 输 入程 个 文
“ 仿真 ”按钮 的Ｖ Ａ程序 代码为 Ｂ
Ｐ ｖ ｔ ｕ ｏ ｉ ｒ ａｅＳ ｂＣ ｍｍａ ｄ ｕ ｔｎ ｉｋ ） ｎ Ｂ ｔ Ｃｌ （ ｏ１ ｃ
达 到提高授 课质量 、培养 学生综合 能力 的 目的 。
１ Ｐ Ｔ Ｉ Ｔ Ａ 链 接 技 术 Ｐ ￣ Ｌ Ｂ ＭＡ
Ｍａ ａ 是高性 能的数 值计算 和可视 化软件 ，功 ｔｂ ｌ 能 强大 ，编程 简单 、开放 性 强 ， 广泛 应 用于 计 算 机 辅助 分 析设 计 、仿 真 、数 据处 理 等 多 个领 域 。