《自动控制原理》课虚拟实验教学的改革与实践
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使学生更 好的理解基础知识 ，更好 的实现 理论和实 际的有机 结合 。
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
接， 最后通 过示波器观察实验结果 。传统 的实验教学方式 ， 学
生要熟练 电源 、 信号发生器 以及一些 常规 仪器仪表的使用 ， 对
锻炼学生的动手能力 起到了一定 的作用 。
但是 传统的实验 方式 也有着一定 的不足 ：
实验装置 。一般在课堂理论学 习以后 ， 实验室完成 ， 系统 在 将
有非常重要 的地位 ， 是各高校的首选 ， 用 ＭＡ Ｌ Ｂ可视化编 利 ＴＡ 程能力的图形用户界面 、丰富 的工具 箱 、Ｉ ＬＮ ＳＭＵ Ｉ Ｋ仿真功能
以及强 大的绘 图功能 ， 以构 建《 动 控制原 理》 可 自 实验仿 真平
学生能够掌握 这门课程 。因此结合本校该课程 的实际教学情
况 ， 自动控制原理实践教学提 出了改革 的思路 。 对
目前在 自 动控 制 、 信及 信号处理等领域 中， Ａ Ｌ Ｂ具 通 Ｍ ＴＡ
１ 自动 控 制原 理的传 统 实验 教学
高校实验室常用 的 自动控制原理实验仪器 ，主要是模拟
摘 要：自 “ 动控制原理“ 电气 自动化类专业一 门重要 的专业基础课 ， 是 理论性 非常强但 又和 实际应 用紧密结合 ， 实践教 学 已成 为该 其
课程教 学 必不 可少的部 分。针 对《 自动控制原 理》 程 的特点 ， 课 结合 学校 实际教 学情 况 ， 实验教 学进行 了改 革与 探 索， 对 通过 结合 Ｌｂ ＩＷ 和 ＭＡ Ｌ Ｂ二者的优 势， ａＶ Ｅ ＴＡ 建立灵 活的虚 拟实验室 ， 决了 目 解 前该课程 实践教 学面临的 困难 ， 动 了学 生学习 自动控制原理 调 的积极性 ， 高了学生的动手实践能力和创新能力。 提 关键词 ： 动控制原理 ； 自 教学改革 ； 虚拟仪器
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ４， ０ ０ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｅｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｉ
《 自动控制原理》 课虚拟实验教学的改革与实践
刘 艳 ， 源 尤
（ 盐城师范学院物理科学与 电子技术学院 ， 江苏 盐城 ２ ４ ０ ） ２ ０ ２
高等教 育一直强调动手能 力的重要性 。学校 为了提高学
生解决实际 问题 的能力 ， 改进实验设备 ， 必然是 改革过程 中重
对盐城 师范学 院物理科 学与 电子技术学 院来讲 ， 自动控 《 制原理》 课程是新设专业的新课程 ，许多 事情 都在摸索 中进 行， 既要从其他高校学 习借鉴一些好 的方法 ， 要根据 自身的 也 特点 ， 探索一些有 特色的思路 。 的高校都是对 以前 的实验室 别
中图分类号 ： ４ ． Ｇ６ ２０ 文献标识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ２ ６ ５ ２ １ ４ ０ ６ ２ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ Ｊ － １ － ６ ００ ８０
“ 自动控制原理” 高等院校 自动化 、 是 电气 、 电子信息 等专 业学 生的必修 课程， 主要研 究 自动控制的基本原理 ， 自动控制 系统 的分 析和综合设计的方法 ，对学生学 习后续课程及从 事 工程 实际工作有着重要 的影 响。 目前许 多高校将它作 为 自动 化相关专业的研究生入学考试课 程【 《自动控制原理 》 程 Ｉ 】 。 课 综合 性强 ，知识覆盖面广 ，不仅要求 学生 有扎实 的 《 程数 工 学》 《 、 电路》 电机 》 、 等课 程的基础 知识 ， 而且还 要有 很强 的计 算综合 能力 ， 是公认的难教难 学的一门课 程。 制理 论的发展 控 日新 月异 ， 实验教学是理论教学 的延伸和补充 ， 搞好实验 教学 是整个 自动控 制理论教学过程 中的重要环节。实践教学 ， 可以
台１ ３ １ 。该平 台充分考虑 了本学 科的特点， 基本上覆 盖了所要求 的实验 内容 ； 用户界 面 良好 ， 有一定 的交互 功能和仿真运行 具 功能。 由该实验 系统 得到系统 的各 种响应 ， 析系统 的性能 。 分 由 ＭＡ Ｌ Ｂ得到 的系统 响应及 性能指标 比用模拟 电路系统得 ＴＡ 到的结论更加准确 ， 于分析 ， 自动化专业 的学 生必须掌握 便 是 的一门软件知识。
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
接， 最后通 过示波器观察实验结果 。传统 的实验教学方式 ， 学
生要熟练 电源 、 信号发生器 以及一些 常规 仪器仪表的使用 ， 对
锻炼学生的动手能力 起到了一定 的作用 。
但是 传统的实验 方式 也有着一定 的不足 ：
实验装置 。一般在课堂理论学 习以后 ， 实验室完成 ， 系统 在 将
有非常重要 的地位 ， 是各高校的首选 ， 用 ＭＡ Ｌ Ｂ可视化编 利 ＴＡ 程能力的图形用户界面 、丰富 的工具 箱 、Ｉ ＬＮ ＳＭＵ Ｉ Ｋ仿真功能
以及强 大的绘 图功能 ， 以构 建《 动 控制原 理》 可 自 实验仿 真平
学生能够掌握 这门课程 。因此结合本校该课程 的实际教学情
况 ， 自动控制原理实践教学提 出了改革 的思路 。 对
目前在 自 动控 制 、 信及 信号处理等领域 中， Ａ Ｌ Ｂ具 通 Ｍ ＴＡ
１ 自动 控 制原 理的传 统 实验 教学
高校实验室常用 的 自动控制原理实验仪器 ，主要是模拟
摘 要：自 “ 动控制原理“ 电气 自动化类专业一 门重要 的专业基础课 ， 是 理论性 非常强但 又和 实际应 用紧密结合 ， 实践教 学 已成 为该 其
课程教 学 必不 可少的部 分。针 对《 自动控制原 理》 程 的特点 ， 课 结合 学校 实际教 学情 况 ， 实验教 学进行 了改 革与 探 索， 对 通过 结合 Ｌｂ ＩＷ 和 ＭＡ Ｌ Ｂ二者的优 势， ａＶ Ｅ ＴＡ 建立灵 活的虚 拟实验室 ， 决了 目 解 前该课程 实践教 学面临的 困难 ， 动 了学 生学习 自动控制原理 调 的积极性 ， 高了学生的动手实践能力和创新能力。 提 关键词 ： 动控制原理 ； 自 教学改革 ； 虚拟仪器
Ｅ ｕ ｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｎｏ４， ０ ０ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｎ ｆ ｅｒ ｇＴ ｃ ｎ ｌ ｇ ． ２ １ ｉ
《 自动控制原理》 课虚拟实验教学的改革与实践
刘 艳 ， 源 尤
（ 盐城师范学院物理科学与 电子技术学院 ， 江苏 盐城 ２ ４ ０ ） ２ ０ ２
高等教 育一直强调动手能 力的重要性 。学校 为了提高学
生解决实际 问题 的能力 ， 改进实验设备 ， 必然是 改革过程 中重
对盐城 师范学 院物理科 学与 电子技术学 院来讲 ， 自动控 《 制原理》 课程是新设专业的新课程 ，许多 事情 都在摸索 中进 行， 既要从其他高校学 习借鉴一些好 的方法 ， 要根据 自身的 也 特点 ， 探索一些有 特色的思路 。 的高校都是对 以前 的实验室 别
中图分类号 ： ４ ． Ｇ６ ２０ 文献标识码 ： Ｂ
文 章 编 号 ： ２ ６ ５ ２ １ ４ ０ ６ ２ １ ７ — ４ Ｘ（ ０ Ｊ － １ － ６ ００ ８０
“ 自动控制原理” 高等院校 自动化 、 是 电气 、 电子信息 等专 业学 生的必修 课程， 主要研 究 自动控制的基本原理 ， 自动控制 系统 的分 析和综合设计的方法 ，对学生学 习后续课程及从 事 工程 实际工作有着重要 的影 响。 目前许 多高校将它作 为 自动 化相关专业的研究生入学考试课 程【 《自动控制原理 》 程 Ｉ 】 。 课 综合 性强 ，知识覆盖面广 ，不仅要求 学生 有扎实 的 《 程数 工 学》 《 、 电路》 电机 》 、 等课 程的基础 知识 ， 而且还 要有 很强 的计 算综合 能力 ， 是公认的难教难 学的一门课 程。 制理 论的发展 控 日新 月异 ， 实验教学是理论教学 的延伸和补充 ， 搞好实验 教学 是整个 自动控 制理论教学过程 中的重要环节。实践教学 ， 可以
台１ ３ １ 。该平 台充分考虑 了本学 科的特点， 基本上覆 盖了所要求 的实验 内容 ； 用户界 面 良好 ， 有一定 的交互 功能和仿真运行 具 功能。 由该实验 系统 得到系统 的各 种响应 ， 析系统 的性能 。 分 由 ＭＡ Ｌ Ｂ得到 的系统 响应及 性能指标 比用模拟 电路系统得 ＴＡ 到的结论更加准确 ， 于分析 ， 自动化专业 的学 生必须掌握 便 是 的一门软件知识。