“自动控制原理”课程教学研究与实践(全文)
自动控制原理实验与实践篇
自动控制原理实验与实践篇
《自动控制原理实验与实践篇》是一本介绍自动控制原理实验和实践的教材，旨在帮助读者更好地理解和应用自动控制原理的相关知识。
该书内容包括以下几个方面：
1. 自动控制原理基础知识介绍：介绍自动控制原理的基本概念、基本理论和基本方法，为后续实验和实践做好准备。
2. 自动控制原理实验设计：介绍自动控制原理实验的设计和实施方法，包括实验设备的选择、实验方案的设计、实验步骤的安排等。
3. 自动控制原理实验实施：详细介绍了一系列自动控制原理实验的具体操作步骤和实验过程，包括PID控制器调节实验、
系统响应实验、频域特性实验等。
4. 自动控制原理实践案例分析：通过实际案例分析，展示了自动控制原理在各个领域中的实际应用，如工业控制、航空航天、交通运输等。
5. 自动控制原理实验技巧与注意事项：介绍了自动控制原理实验中常见的技巧和注意事项，帮助读者更好地完成实验，并避免常见的错误和问题。
通过《自动控制原理实验与实践篇》的学习，读者可以更加深入地理解和应用自动控制原理，提高实际操作和解决实际问题
的能力。
同时，该书还提供了大量的实验案例和实践经验，帮助读者将理论知识与实际应用相结合，培养自己的实践能力。
《自动控制原理》课程的教学研究和探索
《自动 控制原 理 》 简称 为 《 ） 自动控 制 （ 自》 是
［ 收稿 日期 ］０ １ ０ ２ ２ １ — ６— １ ［ 作者简 介］ 郭季 （ ９３一） 女 ， １８ ， 硕士 ， 主要从事智能控制 、 路径 规划方向的教学与研究 。
１６ ３
安 阳师 范 学 院 学 报
２ １ 年 ０１
《 的课程教学分 为经典 控制理论和现代 自》 控制 理论两 大部 分 ， 中 的教 学重 点 在 经典 控 制 其 理论 部分 ， 而现 代控 制 理 论 是 当今 控 制研 究 的基 础 。为 了使 学 生建 立 控 制 理论 的基 础 ， 对 控 制 并 的研 究有所 了解 ， 以利 于 以后 的研 究工作 ， 本课 程 的教 学安 排的课 堂 ６ ４学时 和实验 １ 时 中以经 ８学 典理论作为教学重点 ， 以建立系统 的模型（ 时域、 复域 、 频域 ） 分 析 建立 系 统 的模 型 （ 括 时 域 分 、 包 析、 稳定 性 和稳 态 误差 的分 析 、 根轨 迹 分析 、 率 频 特性 分析 ）校正 建立 的 系统 模型 （ 后 对达 不 到 、 最 控 制要求 的 系统 进 行 校 正 ） 基 本 的 教 学 原 则 ， 为 循序渐进 的囊括 了教材 中的第 一章到第 六章 内 容， 图１ 示， 如 所 最后对 经典 控制理 论 中的非线 性 系统 分析 （ 七 章 ） 系统 采 样 （ 八 章 ） 行 了 第 和 第 进
析 和总结 ， 提出了一些 教育的新思路 ， 并应用于教学实践。实践证明 ， 出的教学 方法 提高 了课程 的教学 质量 ， 增强 了 提 并 学生 的学 习积极性和解决 问题 的能力 。 ［ 关键词］ 自动控制原理 ； 教学实践
［ 中图分类号］ ６ ２４ Ｇ ４ ．
“自动控制原理”课程的教学研究与探索
论述深度原则。基于现代计 算机辅助分析设 计技术大量应用的 打下必要的基 础。 现状，减低 了系统人 工分析 部分的比例和重心，节约 课时，提
高 授课 效 果 。
提 出以下的构想。
一
倒 ，从而对继续学 习产生了畏难情 绪，影响学习效果。为此 笔
者 认为，首先要 明确 “ 自控原理 ”课 的教学 目的 ： 学生建立 让
教学内容的改革
“ 自动控制原理”是 一门理论性较强、概 念深 的课程，学 控制理论 的概 念，学会控制系统的分析方法 ，为今后的专业课
三 教学方法的改革
１加 强 “ 与学” 动态联 系、 实质提 升教 学质 量 ． 教
我们针对不同课 时、不同专业 、不 同教学要求和学生的实
模 块。并在 以后的教学过程 中，不断对讲 稿进行修 改和补充，
果
际程度，按照教学大 纲的要求 ，精 选教学 内容、灵活组织教学 是一个闭环系统 ，如 图 １ 所示。 以便更具针对性也更符 合实际。如课程教学大纲为 ６ ４学时，我 们适 当增加 “ 非线性 理论”知识模 块。４ ８学时，我们主讲 “ 经 典线性理论”模块。
“ 自动控制原理＂课程 的教学研究与探索
徐 维晖
摘要 ： 自 “ 动控制原理”是一门重要的基础课程，具有理论性强、概念抽象、内容多、涉及 面 广等课 程特点。该课程在教学中普遍
存在 的内容多，学时少的矛盾。为了 全面提 高教学质量，培养学生分析问题 和解决问题的能力，激发学生学习专业课 的兴趣和热情，本文 就优化教学内容、改进教学方法、丰富教学手段进行了 研究与探讨，为教学提供新的思路。 关键 词 ：自动控制原理 ； 教学内容 ； 教学方法 ； 教学手段
《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
自动控制原理实践教学报告
自动控制原理实践教学报告
一、实践目的
这次实践的目的是使学生掌握自动控制的基本原理，理解不同的
控制系统的工作原理和特点，能够实际操作运用。
二、实验原理
自动控制是一种用自动方式控制被控对象（实际系统）运行参数，使其达到所要求的稳定状态的技术。
它是利用继电器、晶体管，及时
多变的电子电磁元件等,根据计算机信号集成在不同环境介质中获得时
间来控制物理系统运转状态而实现自动控制的。
三、实践内容
1.概述了自动控制的概念，以及实现自动控制的基本原理和方法；
2.认识和学习控制系统中实际运用的继电器、晶体管元件、及时多变
的电子电磁元件以及传感器；
3.熟悉实际系统中所用到的控制方法、控制仪表、微处理器、编程序等；
4.熟练操作自动控制系统，进行可靠的自动控制实验；
5.理解和掌握微机自动控制的具体实验程序，充分发挥计算机及微处
理器的控制能力，探究自动控制的应用领域；
6.做好技术性的实验报告，归纳学习实验所得的丰富经验，为之后的
工作打下坚实的基础。
四、实践结果
通过本次实验，学生掌握了自动控制原理，仔细操作实践有助于
更好理解原理，以有效地控制实际系统。
此外，本次实验不仅让学生
学习自动控制原理和设备，同时还让学生深刻理解和提高微机自动控
制的学习能力和应用能力，从而能够更好地运用实验所得的丰富经验。
“自动控制原理”课程的教学研究与实践
维普资讯
“ ＿ 自动控制原理” 作为电气信息类专业的专业基
础课程 ， 在机械、 热能 等专业 中处 于举足轻 重 的地 位 。尤其在 自动化专业 中， 它将其他专业课程联结
起来 ， 起到承上启下的核心作用 。
～ ，—
１ 教 学 内容研 究与实践
罩 １ 课程 体 系的研 究 ．
纵观 国内大多数高校控制原理 的教学方式 ， 有 的按照先经典后现代分开讲授 ， 有的则力图将这两 部分内容合并起来讲授 。根据我校 目前的教学水平 和生源状况 ， 尽管仍将 自动控制原理和现代控制理 论两门课程分开讲授 但在教学体系上 ， 我们则力图 将两部分的内容融合在一起 。例如 ， 在讲完控制对 象 的微分方程和传递函数后 ， 就接着引入状态空 间
维普资讯
第 ３卷 ０
第１ 期
２０ ０ ８年 ２月
电气 电子教学学报 Ｊ ＯＵＲ Ｌ ＯＦＥ Ｅ ＮＡ Ｅ
Ｖ０． ０ Ｎ０ １ １３ ．
Ｆ ｂ２ ０ ｅ． ０ ８
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茸动控制 原理’ ’ 课程 的教学研究与实践
田 思 庆 ， 桂 云 吴
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关ｔ词： 自动控制原理Ｉ 课程体系｝ 教学内容， 教学方法
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文献标识码： 。 Ａ
文 章编号： ｏ＃ ８｛０ ）ｌ １２ ３ １ ８ ６６２ ８Ｏ一 １－ ｏ ０ ０ ０ ０
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Ｔ ｅＲｅｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｐ ａ ｔ ｅａ ｏ ｔ ｕ ｏ ｔ ｏ ｔｏ ｅ ｒ ｈ ｓ ａ ｃ ｎ ｒ ｃｉ ｂ ｕ ｔｍａｉ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｃ Ａ ｃ ｈ Ｔ ｏｙ
Ｊ
（ 佳木斯 大学 信息电子技术学院， 黑龙江 佳木斯 １４ ０ ） ５０ ７
《自动控制原理》课程教学设计与实践
《自动控制原理》课程教学设计与实践摘要：针对“卓越计划”的目标和社会对电气工程与自动化专业人才能力的要求，就主干课程《自动控制原理》的教学设计与实践，介绍了课程教学组织、教学思路、教学手段等情况。
基于教学过程的反馈闭环控制和采取配套的教学方法及教学措施，以确保学生学习效果的提高和教学目标的实现。
关键词：卓越计划；自动控制原理；课程教学设计“卓越工程师教育培养计划”是推进我国高等工程教育改革，促进高校培养适应社会发展需要的高级专门人才的重大举措。
因此，提高人才培养质量、培养创新型工程人才就成为工科类高校教育目前面临的重要任务［1］。
我校是教育部批准实施“卓越计划”的高校，电气工程及其自动化专业是首批进入该计划的专业之一。
为贯彻学校以社会需求为导向、以提高人才培养质量为目标、主动对接“四化两型”建设战略的人才需求和旨在培养具有“厚基础、宽口径、强适应、有特长”的高素质创新型人才的指导思想，落实“卓越计划”的要求，我们对现有电气工程及其自动化专业的课程体系进行了梳理和调整，以适应工程能力素质培养为主线的“卓越工程师”人才培养模式。
其中，自动控制原理是电气工程及其自动化专业的主干课程之一，所涉及理论知识不仅是后续其它专业课的基础，而且其教学效果关系本专业“卓越工程师”的预期能力培养，因此该课程教学设计和实践具有现实意义。
1以教学目标为中心的课程教学设计和实践自动控制原理涉及控制工程的理论与实践，强调反馈控制系统的分析、设计与实际应用，是“卓越计划”电气工程及其自动化专业最重要的专业基础课程。
除要求先修物理、高等数学等课程外，还要求具备拉普拉斯变换、线性代数等基础，因此，相对缺乏理论知识与工程实践的学生而言，其理论性和抽象性的特点决定了这门课程的难度。
《自动控制原理》课程教学以理论讲授为主，如何体现工程元素，使课程教学能更好地保证学生学习到“卓越工程师”所需的技术基础知识，我们从如下几个方面进行了初步的探索与实践。
《自动控制原理》课程实验报告(范例)
《自动控制原理》课程实验报告姓名： 班级： 学号： 实验时间： 实验成绩： 一、 实验目的：1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。
2．通过响应曲线观测特征参量ζ和ωn 对二阶系统性能的影响。
3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。
二、 实验要求：1．根据实验步骤，写出调试好的MATLAB 语言程序，及对应的MATLAB 运算结果。
2．记录各种输出波形，根据实验结果分析参数变化对系统的影响。
3．总结判断闭环系统稳定的方法，说明增益K 对系统稳定性的影响。
三、 实验步骤：1．观察函数step( )函数和impulse( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为146473)(2342++++++=s s s s s s s G ，可以用几种方法绘制出系统的阶跃响应曲线？试分别绘制。
2．对典型二阶系统2222)(nn ns s s G ωζωω++= 1）分别绘制出ωn =2(rad/s),ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响。
2）绘制出当ζ=0.25，ωn 分别取1,2,4,6时单位阶跃响应曲线，分析参数ωn 对系统的影响。
3．单位负反馈系统的开环模型为)256)(4)(2()(2++++=s s s s Ks G ，试判断系统的稳定性，并求出使得闭环系统稳定的K 值范围四、 实验结果与结论时域分析法直接在时间域中对系统进行分析，可以提供系统时间响应的全部信息，具有直观、准确的特点。
为了研究控制系统的时域特性，经常采用瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应和斜坡响应）。
本次实验从分析系统的性能指标出发，给出了在MATLAB 环境下获取系统时域响应和分析系统的动态性能和稳态性能的方法。
1．用MATLAB 求系统的瞬态响应时，将传递函数的分子、分母多项式的系数分别以s 的降幂排列写为两个数组num 、den 。
自动控制原理实习报告
《自动控制原理》课程设计[设计结果]任务一：双容水箱对象的建模、仿真、控制系统分析与设计 1．建立二阶水箱液位对象模型(1)用机理建模（白箱）方法建立系统模型并线性化非线性模型建立：控制作用为U 控制调节阀LV1001的开度，从而控制第1个水箱的液位H1和第2个水箱的液位H2，控制作用U 和调节阀管道上的流量之间的关系为Q1=K1*U1，建立该二阶水箱的状态空间表达式描述的数学模型11121223221(1(d dH K U Q K U dt A dH K U K U dt A y H =+-==模型线性化：对微分方程进行增量化，并在工作点处进行线性化 首先求解工作点的系统参数11223K 0K 0d U Q K U K U U +-=-=然后对微分方程中的各变量用相应的增量代替111112122321(U +1(d d d H K Q Q K U K U dt A d H K U K U dt A ∆=+∆+∆-∆= 其次将上述微分方程进行线性化111111221212223321(U +1(d d d H K Q Q K U K U K U dt A d H K U K U K U K U dt A ∆=+∆+∆-∆=最后得到线性化的微分方程1111212122321(1(d d H Q K U K U dt A d H K U K U dt A ∆=∆+∆-∆=-代入系统参数和工作点参数，忽略干扰Qd 的影响，进行拉式变换得最终传递函数为1116202.1)()(1+=∆∆s s u s H ，()12.128)1116(466.1)()(2++=∆∆s s s u s H(2)用试验建模（黑箱）方法辨识被控对象数学模型对已稳态系统输入10%正负阶跃信号，采集数据得（红色曲线对应输入变量U ，绿色与蓝色曲线分别对应输出变量H2与H1）其响应为下图：5001000150020002500300035000102030405060708090100图-1 系统数据采集曲线分别采用适当方法对一阶系统错误！未找到引用源。
《自动控制原理》课程教学研究与改革
０ 引言
业 的一门重 要的技术基础课程 ， 应用领域非常 广泛 ， 其 几乎遍及 电类 论 ． 述公式 推导 ． 讲 过深 的专业术语和枯燥 的数 学公式 ， 学生对这 门 使 及非 电类 的各个工程技术学科 自 动控制原理课程的主要内容就是控 课 程失去兴趣 ， 习积极性越来越差日 学 。另外 ， 的 自 传统 动控制原 理课 制系统要解决 的两个问题 ， 即系统分 析和系统设计 。因此在学 习这 门 堂教学 ． 只注重控制理论教学 ． 忽视身边生 动形象 直观 的例子 ． 单一呆 课 的过程 中． 要特别强调对工科学生设计与综合能力 的培养 。面对这 板的教学手段很难激发起学生的兴趣 ． 教学效果受到很大的影响 么有难度 的一门课 程 ． 本文针对其 课程特点 ． 结合 自己在 自动控制原 理教 学过程 中的体会 ． 参考 同行 的宝贵经验 ． 深入探 讨其 目前存在 的 ２ 解 决措 施 问题 ． 索理论 教学与实践教学 的改革思路 ． 探 充分调 动学生学 习的积 ２ 精选教学 内容 ． ． １ 提高教学质量 极性 ． 出相应 的对策 给 随着控制科学技术的发展和计算机技术 的应用 ． 的控制方法 和 新 控 制手段 也越来 越多 ． 自动控制原理这 门课程 内容 多 ． 学时少的矛盾 １ 自动控制原理课程教学现状与分析 越来越 突出。 了解决这一矛盾 ， 时代要求 ． 为 适应 必须根据具体专业 培 目前我们讲授的《 动控制原理》 自 主要是经典控制原理部分 ， 其主 养目 标和专业特点 以及对 自动控制 原理 的需求 ． 来确定对教学 内容 的 要对象是线性时不变系统 、 、 单输 单输 出系统的分析和设计 ， 它是 以传 取舍 ． 精简教学 内容以及每个 教学内容 的深度和广度 重点讲解教学 递 函数为基础数学模型来 讨论 问题的 对于系统分 析主要采用三种分 大纲中的重点内容 、 基本概念 、 基本原理和基本方法 ， 且讲深讲透 。 并 析方法 ． 时域分析法 、 即： 根轨迹分析法 、 频率分析法 ， 这三种方法都分 加 大对该课程 与前后课程衔接 的研 究 ． 已学 内容 ． 针对课程 的 对 主要 别从稳定性 、 快速性 、 准确性三个方面来评定系统各性能指标 的Ｈ。 ’因 不 同之处进行讲授 ． 略去重复内容 至 于教学大纲 中规定 的一般性 的 此深入分析和全面认识这 门课程 的教学现状 ． 对课程教学改革和应用 了解 内容 ． 则在授课过程中只作总体 阐述 ， 让学生课余 自 。这样 ． 学 学 型人才的培养具有十分重要 的意义 。 该课程在教学实施 中主要有 四个
《自动控制原理》第一章-自动控制原理精选全文完整版
● 执行环节： 其作用是产生控制量，直接推动被控对象的 控制量发生变化。如电动机、调节阀门等就是执行元件。
常用的名词术语
1.稳定性
一个控制系统能正常工作的首要条件。 稳定系统：当系统受到外部干扰后，输出会偏离正 常工作状态，但是当干扰消失后，系统能够回复到 原来的工作状态，系统的输出不产生上述等幅振荡、 发散振荡或单调增长运动。
2.动态性能指标
反映控制系统输出信号跟随输入信号的变化情况。 当系统输入信号为阶跃函数时，其输出信号称为 阶跃响应。
时，线性系统的输出量也增大或缩小相同倍数。
即若系统的输入为 r(t) 时，对应的输出为 y(t)，则
当输入量为 Kr(t)时，输出量为 Ky(t) 。
（2）非线性系统
● 特点：系统某一环节具有非线性特性，不满足叠加原理。 ● 典型的非线性特性：继电器特性、死区特性、饱和特性、
间隙特性等。
图1-5 典型的非线性特性
对被控对象的控制作用，实现控制任务。
图1-3 闭环控制系统原理框图
Hale Waihona Puke (3)复合控制系统 工作原理：闭环控制与开环控制相结合的一种自动控制系 统。在闭环控制的基础上，附加一个正馈通道，对干扰信 号进行补偿，以达到精确的控制效果。
图1-4 复合控制系统原理框图
2.按系统输入信号分类
（1）恒值控制系统 系统的输入信号是某一恒定的常值，要求系统能够克服 干扰的影响，使输出量在这一常值附近微小变化。
举例：连续生产过程中的恒温、恒压、恒速等自动控制 系统。
自动控制原理实习报告
实习报告：自动控制原理实验一、实验背景及目的随着现代工业的快速发展，自动控制技术在各个领域中的应用越来越广泛。
自动控制原理实验是电气工程及其自动化专业的一门重要实践课程，旨在让学生了解和掌握自动控制理论的基本原理和方法，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
本次实验主要涉及电动调节阀和PID控制器的相关知识。
二、实验内容及步骤1. 电动调节阀篇（1）了解电动调节阀的结构特点和工作原理。
电动调节阀主要由电动执行器与调节阀阀体构成，通过接收工业自动化控制系统的信号，来驱动阀门改变阀芯和阀座之间的截面积大小，控制管道介质的流量、温度、压力等工艺参数，实现远程自动控制。
（2）学习电动调节阀的调节稳定性和调节性能。
电动调节阀具有调节稳定，调节性能好等特点。
其结构特点包括：伺服放大器采用深度动态负反馈，可提高自动调节精度；电动操作器有多种形式，可适用于4~20mA DC或0~10mA DC；可调节范围大，固有可调比为50，流量特性有直线和等百分比；电子型电动调节阀可直接由电流信号控制阀门开度，无需伺服放大器；阀体按流体力学原理设计的等截面低流阻流道，额定流量系数增大30%。
（3）了解电动调节阀的分类及适用场合。
电动调节阀一般可分为单座式和双座式结构。
电动单座式调节阀适用于对泄漏要求严格，阀前后压差低及有一定粘度和含纤维介质的工作场合；电动双座式调节阀具有不平衡力小，允许压差大，流通能力大等待点，适用于泄漏量要求不严格的场合。
2. PID控制器篇（1）了解PID控制器的组成及作用。
PID控制器由比例控制、积分控制和微分控制组成。
比例控制是利用输入信号和参考信号的偏差量来控制；微分控制是利用输入信号的变化频率来控制；积分控制是利用输入信号的积分量来控制。
PID控制器能够通过设置比例、积分和微分三种参数来调节系统输出。
（2）学习PID控制器的开发现状。
PID控制器自发明以来已有近70年的历史，其结构简单、稳定性好、运行可靠、调节方便，已成为工业控制技术中的领先技术之一。
自动控制原理课程教学的实践及探索
入新 的教学 理念和 教学 方法就 显得尤 为重 要 。近 几年
来 ，在 教 学 内容 、 教 学 方 法 以 及 实 验 环 节 等 方 面 都 进 行 了 改 革 和 探 索 ， 充 分 调 动 学 生 学 习 的 积 极 性 和 主 动 性 ，取 得 很 好 的教 学 效 果 。
Ｐ ａ ｔｉｅ ａ ｄ Ｅ ｐ ｏ ａ ｏ ｆ Ａ ｔ ｍ ｔｉ ｏ ｔ ｏ Ｐ ｉ ｃ ＰＩ ｏ ｒ ｅ Ｔ ａ ｈｉｇ ／ ｕ ａ ｇ Ｌ ｎ ｒ ｃ ｃ ｎ ｘ ｌ ｒ ｔｉｎ ｏ ｕ ｏ ａ Ｃ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｒ ｎ ｉ ｅ Ｏ ｕ ｓ ｅ ｃ ｎ ／ Ｏ ｙ ｎ ｉ ｇ
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欧 玲 自控 原课 教 的 践 探 阳 ：动 制 理 程 学 实 及 索
教学 园地
自动控 制原理课程教 学 的实践及探 索术
欧阳玲 中原工学课 程是 高 校 电类专 业 的 一 门重要 专 业基 础 课 。针对 自动控 制原 理 课程 的 教学 ， 着重 在教 学 内容 、教 学方 法及 师 资 队伍建 设方 面 进行 实 践和探 索 ，提 出一 些 具体措 施 ，在 教学 实践 中取 得 良好 的效 果 。 关键 词 自动 控制 原 理 ；教学 改革 ；双 语 教学 ； 实践 教学 中图 分类 号 ：Ｇ４ ． ６ ２０ 文献 标识 码 ：Ｂ 文章编 号 ： １７ ８Ｘ ２ １） ７０ ４— ２ ６ １４９ （０ １２ —０ ２ ０
１ 教 学 内容 的改 革
１ １ 选 取 合 适 的 教 材 ．
随 着 科 学 技 术 的 不 断 发 展 和 信 息 时 代 的 到 来 ， 各 行 各 业 急 需 大 量 基 础 理 论 知 识 扎 实 、 动 手 实 践 能 力 强 、 敢 于 创 新 、 脚 踏 实 地 的高 素 质 应 用 型 人 才 。 深 化 教 学 改 革 ，提 高 教 学 质 量 ， 强 调 素 质 教 育 是 当 前 高 等
“自动控制原理”教学改革探索与实践-最新资料
“自动控制原理”教学改革探索与实践“自动控制原理”课程是自动化学科各专业的重要专业基础课程，也是许多工科专业的主要专业基础课程。
该课程全面阐述自动控制的基本理论与应用，理论严谨，系统性强，并富有工程性[1]。
它需要学生具有较扎实的数学基础，包括微分方程、复变函数、拉普拉斯变换和Z变换等。
该课程不仅可以为各专业的后续专业课程的学习打下坚实的基础，而且对于培养学生的辩证思维能力和创新能力，提高综合分析问题、解决问题的能力等方面，都具有重要的意义。
为了适应控制技术和控制理论发展形势的需要和新时期对人才培养提出的新要求，自动控制原理教学方法与手段的改革应受到重视，在教学中，注重使用先进的教学方法，合理运用多媒体、网络等现代信息技术手段，并改革实验教学的形式和内容，提高教学效率，使“自动控制原理”的课程建设和教学质量上一个新的台阶。
1课堂教学方法与手段改革1.1引入MATLAB软件，提高课堂教学效率由于“自动控制原理”理论性较强，讲授过程中要进行大量的推导。
在以往的教学过程中，往往是教师在黑板上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，往往要在黑板上画许多图，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，单是绘图方面就需要大量时间。
因此，如何提高课堂效率，使课堂变得生动，是教师应该考虑的很重要的问题。
MATLAB仿真软件是目前最流行的控制系统数字仿真软件，它可以方便地完成控制系统建模、分析和设计中各种复杂的数学计算，实现控制系统的仿真运行[2]。
MATLAB强大的计算功能、丰富的色彩表现力，可以轻而易举地绘制出所需要的曲线，而且能动态演示曲线的生成，可以给学生留下深刻的印象，增加学生学习的兴趣。
在课程建设中，把MATLAB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、计算、设计和仿真，使教学及实验效果、效率均有明显提高。
自动化控制原理实践报告(2篇)
第1篇一、引言随着科技的飞速发展，自动化控制技术已经广泛应用于各个领域，成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
为了深入了解自动化控制原理，提高自己的实践能力，我们进行了为期一周的自动化控制原理实践。
本文将对实践过程、实践结果及心得体会进行详细阐述。
二、实践过程1. 实践目的通过本次实践，我们希望掌握自动化控制原理的基本概念、原理和方法，了解常见自动化控制系统的组成及工作原理，提高实际操作能力。
2. 实践内容（1）学习自动化控制原理基本概念：如反馈控制、前馈控制、比例控制、积分控制、微分控制等。
（2）了解常见自动化控制系统：如PID控制系统、模糊控制系统、神经网络控制系统等。
（3）学习自动化控制系统的设计方法：如系统建模、控制器设计、仿真与分析等。
（4）实践操作：搭建自动化控制系统，实现特定控制目标。
3. 实践步骤（1）查阅相关资料，了解自动化控制原理的基本概念和常见控制系统。
（2）学习系统建模方法，对实际控制系统进行建模。
（3）根据系统特性，设计合适的控制器，如PID控制器、模糊控制器等。
（4）搭建实验平台，进行仿真实验，验证控制器性能。
（5）根据仿真结果，调整控制器参数，优化控制系统性能。
三、实践结果1. 成功搭建自动化控制系统，实现特定控制目标。
2. 掌握了自动化控制原理的基本概念、原理和方法。
3. 熟悉了常见自动化控制系统的组成及工作原理。
4. 提高了实际操作能力，为以后从事自动化控制领域工作打下基础。
四、心得体会1. 理论与实践相结合的重要性通过本次实践，我们深刻体会到理论与实践相结合的重要性。
在学习自动化控制原理的过程中，只有将理论知识与实际操作相结合，才能更好地理解和掌握相关概念和方法。
2. 团队合作的重要性在实践过程中，我们充分发挥团队协作精神，共同完成实验任务。
在遇到问题时，互相讨论、交流，共同解决问题。
这使我们认识到团队合作在实践过程中的重要性。
3. 不断学习，提高自身能力自动化控制技术发展迅速，新理论、新技术层出不穷。
自动控制原理课程教学改革与实践探索科研论文报告
自动控制原理课程教学改革与实践探索科研论文报告自动控制原理课程是控制理论与控制工程学科的基础和核心课程。
为满足新工科和应用型本科建设要求，我们在教学中创新工程教育方式与手段，对该课程试行教学改革与创新，促进学生专业知识的掌握和创新能力的提升，在课程建设的各环节进行了探索与总结，取得了不错的效果。
[关键词] 自动控制原理;新工科;教学改革G642 A2096-0603（2022）03-0061-03 山西能源学院是一所“以工为主，能源见长”的应用型本科院校。
为了培养满足国家和地方发展需要的高素质人才，学院鼓励教师树立教育新理念、创新教学新方式、提高课程教学质量、培养具有创新创业意识和跨界整合能力的新工科人才。
自动控制原理课程教学组在教学过程中针对课程进行教学改革和创新以及课程建设的实践和探索，培养学生的创新思维与创新能力。
在课程教学改革与实践探索中，依据社会需求修订人才培养方案，根据技术发展改进课程内容，遵从学生爱好改变教学方法，课程教学效果大幅提高，学生的理论水平和实践能力得到较大提升。
一、教学改革的必要性（一）课程性质及特点自动控制原理是电气类、自动化类以及智能控制类等本科专业的核心基础课程，该课程侧重从理论角度阐述自动控制领域的基本概念和基本规律，理论性较强，计算量大，对学生数理基础知识要求较高，且内容比较抽象，学生理解比较困难。
（二）课程改革前教学状况自动控制原理课程以往的教学方式是以教师讲授为主，教师讲，学生听，教师作为教学主体，依据教学大纲机械式完成教学，不能结合本校学生的基础知识水平和差异，导致学生由兴趣较高到听课困难再到学不会直至完全失去学习兴趣;教师也因为教不会而失去信心，教学陷入“学生难学、教师难教”的死胡同。
由于课时量少，理论讲解深度和宽度有限，学生几乎没有实践机会，也没有实践的兴趣，导致教学效果很不理想。
（三）教学改革的主导思想和目标2017年，教育部提出新工科建设的愿景与行动，倡导高校运用新工科建设模式，主动适应新技术、新产业、新经济发展，建成工程教育强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦奠定坚实的基础。
“自动控制原理”课程的教学改革与实践
“自动控制原理”课程的教学改革与实践基金项目:本文系“自动控制原理”省级精品课程建设和创新性人才培养(项目编号:2009126)、2009年黑龙江省新世纪教学改革工程项目的研究成果。
“自动控制原理”作为电气信息类专业的专业基础课程,在机械、热能等专业中也处于举足轻重的地位。
尤其在自动化专业中,它将其他专业课程联结起来,起到承上启下的核心作用。
[1]本课程的主要特点是:理论性强、内容抽象、含有大量的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。
从教学现状看,学生感到难学、乏味,主讲教师觉得难教,沿用传统的教学方法难以获得高质量的教学效果。
[2]作为佳木斯大学校级精品课,课题组对该课程的教学内容、教学方法及实验教学等进行了研究、改革和探索,并取得了良好的成效。
一、教学的创新与实践1.运用系统的观点、联系的观点掌握分析方法本课程的系统性和理论性很强,要求学生用系统的观点来分析问题。
讲授时围绕三个基本点展开,即基本概念,基本理论和基本方法,强调重点,克服难点。
引导学生把握“数学模型”,以“性能”(动态性能、静态性能) 分析为灵魂,综合设计为目标,最后结合实验、工程实例来加深理解。
例如,时域分析法的灵魂:依赖闭环传函形式的数学模型,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,在已知开环零极点形式的数学模型基础上研究一个或几个参数变化对系统闭环极点(特征方程的根)分布的影响。
根轨迹位于复平面左半平面部分为稳定区域;根据原点处开环极点个数可确定出系统的型别,因此可求出三种典型输入信号作用下的系统的稳态误差;闭环主导极点主要决定系统的动态性能,运用闭环主导极点比较容易对控制系统进行分析和设计,且工作简化。
频率特性法的主线:应用的是开环频率特性函数,在开环极坐标图和开环伯德图中,利用Nyquist稳定判据可以分析系统的闭环稳定性和相对稳定性,其中开环对数幅频特性曲线低频段反映出系统的静态性能,中频段主要影响系统的动态性能。
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“自动控制原理”课程教学研究与实践(全文) “自动控制原理”是电子信息科学与技术专业的一门重要专业基础课程。
它侧重于理论角度，系统阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。
通过自动控制理论教学，学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。
本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等工科和理科专业的必修基础课程。
通过本课程的学习，学生将初步掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，进而为专业课程的学习和参加控制工程实践打下必要基础（方晓柯，2021）[1]。
1.教学内容研究
本课程的教学内容重点应放在以下方面：
（1）自动控制的概念、基本控制方式及特点和对控制系统性能的基本要求。
（2）典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式及控制系统传递函数的建立和表示方法、小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。
（3）暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理、稳
定性的概念及利用这些概念对二阶系统性能的分析、高阶系统分析方法和主导极点的概念。
（4）根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析、偶极子的概念及添加零极点对系统性能的影响。
（5）频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据。
绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频域性能指标的概念和频率特性与系统性能的关系。
（6）校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用、复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法、串联校正为主的根轨迹综合法和常用校正装置及其作用。
为使学生更好地学习和掌握自动控制原理这门课程，依据学校制定的教学大纲，结合自己在日常教学中的经验和我校学生的基本情况，现将本课程的教学内容和学时安排如下，见表1所示，学时共计72学时见下表。
表“自动控制原理”课程教学内容及学时分配
2.教学方法研究
“自动控制原理”为我校物理与电子科学系应用物理学和电气工程及其自动化这两个本科专业的必修课程，目前校内每年学习这门课程的学生人数在100人左右；在日常教学过程中，我们重视对学生的启发与引导，钻研教学教法，不断改革与创新，采用多种行之有效的教学方法和手段，并取得良好的教学效果。
2.1启发―引导式课堂教学
课堂教学的目的是启发学生积极主动地建构知识，引导学生分析、解决问题（阎金铎，2021）[3]。
例如，在讲解典型环节的传递函数和结构图化简时，可以先启发学生根据自己的思路化简结构图，求出传递函数，然后引导学生根据书本上的规则进行结构图化简。
在启发、引导学生建构知识的过程中，教师必须对所教知识本身及其来龙去脉、认识方法有清楚的认识；必须研究学生的认知规律，进而使知识的传授过程符合学生的认知规律。
这一教学模式分为以下几步：
首先，要激发学生学习新知识的动机。
其次，要引导学生获得丰富的感性认识，这是学生进行下一步思维加工必不可少的基础。
第三，要引导学生的思维加工过程，进行分析、推理，然后表述认识的结果，建立概念，总结规律。
第四，要让学生学会运用新知识解决问题。
最后，要让学生巩固新知识，将新知识与已有知识建立联系，纳入自己的认知结构体系。
通过运用这一教学模式，一方面教师要积极研究教学内容，找出教学内容的内在逻辑，另一方面要分析、掌握学生的认知规律与心理活动，进而将二者有机结合。
2.2自学-讨论式课堂教学
课堂教学的目的除了使学生学习新知识外，更重要的是使学
生学会学习。
教师指导学生以知识为载体，搜集资料、阅读理解、表达交流，从而深化对知识的理解（李振龙等，2021）[2]。
例如，在讲解根轨迹的概念和绘制法则时，可以让学生先自学根轨迹的绘制法则，并给出例题让学生自行绘制根轨迹，然后进行课堂讨论，根轨迹绘制究竟应该怎么画，要遵循怎样的绘制原则，并且这些绘制原则之间的顺序与关系是怎样的，讨论出结果之后，教师再根据这些原则画出之前让学生自行绘制的例题，让学生与自己绘制的根轨迹作对比，然后发现自己哪里画得不对，为什么不对，是漏掉或者弄错了哪条绘制原则。
使用自学―讨论式课堂教学，主题的选取非常重要，在教学前教师就要进行深入研究，选取适合学生自学的主题。
自学之后每个学生独立完成一个任务，之后就完成的任务进行成果交流与讨论，最后师生共同梳理自学的内容，达成完整、准确的共识，最后形成结论。
2.3探究式课堂教学
探究式课堂教学的目的是强调学生真实的研究经历，让学生参与探究活动，发现问题、提出猜想、交流论证，得出结论。
例如，在讲解校正的基本概念、基本校正方式时，可以让学生先分析为什么需要对系统进行校正，并且探究可以采用何种方式进行校正，提出猜想或假设，然后设计校正方案，分析论证方案的正确性与可行性，最后得出结论。
在实际的课堂实践中，大部分的学生虽然没有探究出合理的校正方法，但是通过这种教学方式不
仅发散了学生的思维，而且使学生对正确的校正方式印象深刻。
3.教学设计研究
本课程的教学设计主要包括以下几个方面：
3.1制定教学目标。
3.2分析教学内容。
3.3分析学生和教学环境。
对学生的分析包括以下方面：学生原有知识、技能，学生对教学内容的了解，学生对教学内容和多媒体的态度，学生的兴趣，学生对教师的态度，学生以前的学习成就和能力层次，学生的一般学习方式，学生的总体特征，等等。
学生的学习过程是通过运用已有知识解释所学内容进而建构新知识的过程。
基于他们本身的经验，学生对教学内容和教学方式会有一定看法，他们可能对教学内容不感兴趣或者不喜欢教学所使用的教学方式。
只有提前了解他们对学习内容的态度及对教学方式的期望，才能据此设计相应的教学方式和教学手段，启发引导学生，激发他们的学习兴趣和求知欲望。
譬如，讲解对控制系统性能的基本要求时，引用现实中电阻炉温控制系统、飞机自动驾驶仪系统等作为实例，讲清楚为什么控制系统的性能需要满足稳、快、准的要求，达到良好的效果。
3.4选择具体教学模式、方法和策略。
3.5利用教学资源。
利用学校的多媒体资源，结合板书，进行教学。
并帮助学生安装MATLAB仿真软件进行部分习题的仿真。
3.6制定测评方法。
对每一章的作业进行认真的批改，每次批改完之后总结学生易错的题目是哪些，为什么学生在这些题目上出错，学生是哪一部分的内容没有掌握，以便复习的时候对这部分内容进行详细讲解。
3.7教学反思和修改。
在教学过程中不断进行反思，并根据学生的反馈信息不断修改自己的教学内容和教学方法，以期实现教学系统的整体优化。
4.结语
“自动控制原理”是控制理论与控制工程专业的主干和必修课程，在我国的生产制造业中应用比较广泛，尤其在工业控制领域得到广泛应用与推广。
本文在研究课程教学内容和学时分配的基础上，从课堂教学方法、课堂教学设计方面对本课程的教学理论与实践进行了研究，实践结果表明，本课程的教学内容安排是合理的，教学方法和教学设计也取得了良好效果。
“自动控制原理”是一门理论性与实践性都很强的课，要想上好这门课，必须对教学内容、教学方法、教学设计进行更深入的研究。