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自动控制原理范文1
前言：社会经济的发展和建设，对于自动化的需求越来越甚。对于教学工作的开展来说，同样需要做好相应教学工作的改革和创新，通过自动控制原理的切入，做好相应课程的设计，最终达到让学生掌握实践与理论知识，并对理论知识予以灵活应用的程度。因此，相关教师要注重理论教学与实践教学两个方面进行深入研究，做好相应课程教学设计。
一、课堂教学的改革
1.精选授课内容，强化“ 三基”教学
由于“自动控制原理”课程包涵内容复杂且知识信息量非常大，而教学学时又非常有限，这就要求教育者在实际教学时突出重点和难点，对基本知识点、基本原理和基本实验方法要讲透彻，对局部重点内容要精选授课，做到重点答疑解惑，同时，做好相关的后期有针对性的习题或者课题演练，达到强化学习的目的，教师应该尽可能引导学生去自主的实践，从实践总结，结合理论，强化自我知识体系，完善自我能力，
2.合理运用现代化教学手段，提高教学效率
现代教学手段已经有了很大的突破，包括多媒体在内的各种教学手段早已走进课堂。粉笔加黑板是传统的教学基本特点，教师是课堂的主宰，老师的灌输式教育让学生的抽象思维能力没有发挥余地，而教师的教学实验效果也往往收不到很好的效果。今天，课堂上的计算机辅助教学（CAI）已司空见惯，它已经是现代教育科学与教育技术的重要拼图，教学软件和CAI 课件的介入，让课堂活跃了起来，学生们的思维也开发出来，用更多的除了语言以外的内容去增加学生对知识点的理解，尤其是课程中涉及的图标、曲线等内容，采用课件之后，内容一目了然，直观的同时也提高了教学效率。
3.利用MATLAB语言，培养综合分析能力
由美国Mathworks公司的第四代计算机语言MATLAB语言，该语言主要面向科学计算、数据可视化以及交互式程序设计。控制系统分析与仿真设计是该软件的主要强项功能体现，同时MATLAB语言绘图功能特别强劲。目前，MATLAB语言已经是我国“自动控制原理”课程的主要辅助教学工具之一。通过该软件，可以让学生通过软件自我的建模、仿真过程，了解控制系统的工作原理和工作过程，让学生对系统模型方面概念的理解不停留在纸面上，串联自身的知识点，消化和吸收了书本内容。教W实践来看，“自动控制原理”课程教学中引入MATLAB语言，加深了学生对自动控制原理广义上抽象性的理解，知识涵盖点更加直观性。同时课堂上的学生也学会了使用先进的软件，理论和实践有机结合，提高了动手能力和理论能力的综合素质。
二、实验教学的改革
1.自动控制原理实验教学的基本内容
实践出真知，所以，教学中，培养学生的动手能力、基本科研能力和创新能力是检验教学效果的考核之一，因此教师教学中，应有的放矢的增加实验教学内容和知识涵盖点，实验教学模块的设立能强化学生对抽象的理论概念的理解和消化，进而将知识应用到实验和实践中，学会用科学的方法，有效的数据和涵盖的技术来分析和整理问题，解决实际中存在的问题， 进而将诸如控制元件、传感器、自动控制原理、仿真方法等分散的知识点进行综合串联，既学习了书本知识，又强化了动手能力，理论和实践结合的方式来完成综合性的实验，进而达到育人的真正教学目的。
2.自动控制原理实验教学的模式
合理安排、增加实物综合性实验这是目前普遍采用的一种教学方法，既能加深理论理解，又能对原理性的知识进行系统化的学习，从而达到良好的教学目的。MATLAB/SIMULINK 数字仿真环境的虚拟实验模式也是一种被广为传播的一种教学方法，该方法拥有先进的计算机语言和一定的仿真能力，让学生能切实感受控制系统和仿真设计。
这两种实验教学模式的相互结合， 使学生感受到物理实验和虚拟实验的各自优缺点，尤其是后者，成功的解决了在虚拟环境中难以建立真实系统的问题。此外， 得益于计算机的推广，“自动控制原理”实验教学的场地、时间不再受到限制，甚至部分教学内容得到拓展性的延伸， 越来越多的学生选择用课外时间完成有关的实验教学项目。
结语：
随着国家对自动化控制要求的加剧，做好相应教学工作开展就显得非常重要。教师要注重从自动控制原理出发开展相应的教学工作，做好相应的教学改革，真正让学生掌握自动控制技术，并做好相应的实操教学，让学生的应用技能不端提升。
参考文献：
[1]牛剑峰. 综采液压支架跟机自动化智能化控制系统研究[J]. 煤炭科学技术，2015，12：85-91.
自动控制原理范文2
论文摘要：自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体会。总结了教学、教改工作中所取得的成果，提出了一些具体做法和措施，着重对课程教学内容、教学体系的整合和优化以及实验内容、实验教学方法与实验组织方式进行了讨论，旨在突出教学重点，增强学生的动手能力，提高教学质量。实践证明，效果良好，并对该课程的进一步改革提出了一些设想。
论文关键词：自动控制原理教学改革教学质量
引言
自动控制理论发展的历史并不长，从二十世纪三十年代开始，不过几十年的发展，而真正进入高等学校课程还是二十世纪五六十年代。它的出现给高等教育注入了新的活力，目前这门理论课程已是控制类和电子信息类专业的主要专业基础课之一，是一门知识覆盖面广、课程内容多、更新发展快且应用性很强的课程，该课程对学生建立系统和工程的概念具有十分重要的意义。
1改革教学内容，提高教学质量
随着控制理论的发展和计算机技术的应用，新的控制方法和控制手段也越来越多，为了适应时代要求，根据本科专业培养目标和专业特点，我们对自动控制课程的内容进行了重新整合，选用优秀教材，制定了新的教学大纲、实验大纲和考核大纲。适时地把一些新内容、新的教学成果、应用实例融合到教学内容中，做到课程内容的基础性和先进性相结合，把握经典与现代、本课程与其他相关课程内容的关系处理。大幅度减少了学时数，将经典控制理论与现代控制理论结合起来讲授，重点讲解控制理论的基本知识及应用，理清思路，了解方法，增强系统性。
自动控制原理的教学内容有一条主线：系统分析和系统设计。围绕这条主线，把教学内容划分为六大块：自动控制的一般概念、数学基础与数学模型、系统的分析、系统的设计、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，介绍了各种分析方法：时域分析法、根轨迹法、频域分析法，状态空间法等，进行有关系统的动态、静态分析，以及能控性和能观性分析；在系统设计这一重点部分的讲解中，介绍了根轨迹设计法、频域设计法和状态控制设计法，与系统分析相呼应，使学生在整个学习过程中，围绕“系统分析和设计”这条主线进行，做到举一反三，从而对自动控制理论有一个完整清晰的理解。
在分析设计这个主线下，以稳定性指标为辅线。在各个有关章节的小结中对稳定性都予以重点讨论，通过对各种稳定性判断方法的分析，把前后的知识点加以衔接联系，并综合应用。
在讲清系统物理概念的基础上，结合课程内容，引入先进的计算机辅助教学手段。将Matlab软件在控制系统中的应用引人课堂教学，在诸多课堂教学环节中实现了Matlab仿真演示，增强了学生对抽象理论的感性认识，收到了良好的教学效果。
为体现教学内容的先进性、科学性和前沿性，引导学生进一步学习的兴趣，对目前控制理路研究的热点和发展趋势作一些简要介绍，如模糊控制、智能控制等。
2改革教学方法，提升教学手段
自动控制原理对学生的定性分析能力、定量估算能力、综合运用能力、数—形结合能力有一定的要求，并需具有扎实的数学基础，学生在学习中经常会感到困难而产生畏难情绪，影响学习效果。因此，改革传统教学方法和教学手段，进而提高教学质量，是课程改革的重中之重
2．1采用现代教育技术与手段提高教学效果
在以信息、知识爆炸为特征的今天，传统的教学手段以不能适应时代的需要，教学手段的改革势在必行。在《自动控制原理》课的多媒体教学实践中，我们努力探索如何使多媒体这一先进的教学手段更好地服务于课堂教学。开发了《自动控制原理多媒体课件》、(Mat—lab仿真软件包》等CAI课件，．采样了多媒体与板书相结合的教学方法，既充分利用了多媒体教学的生动、逼真、容量大的优点，又充分利用了板书教学的严谨性、逻辑性强的优点。实践证明，这一方法取得了良好的教学效果，受到了学生的认可，对教学质量的提高起了一定的积极作用。转贴2．2加强实践教学环节，增强学生的动手能力
注重实践能力的培养，坚持理论联系实际的原则，加强学生动手训练，培养学生的创新能力。学生对新知识的理解，仅仅通过课堂讲解还很不够，必须通过实践教学这一环节，使学生对知识有一个感性认识。
实践教学是提高学生创新精神和能力的重要途径，在教改过程中，我们加强实验室建设，彻底改造了原有的实验内容，开发了综合设计实验及课程设计，目的在于通过实践教学，培养学生应用控制理论的方法解决实际问题、将实际问题抽象为理论问题的能力。实验只提目标和要求，没有详细的实验步骤和实验电路图。学生根据个人情况自主选择难度等级不同的实验，根据系统的性能要求，独立完成系统设计，系统搭建和调试，记录原始数据和图形，写出实验报告。所有这些都极大地调动了学生学习的主动性和积极性，巩固了课程理论，激发了学生学习的热情，培养了学生的动手能力和独立思考的能力，使其观察、分析和解决问题的能力都有很大的提高。
为了加强学生理论联系实际的能力，在教学过程中还增加了课程设计这一教学环节，通过课程设计，使学生了解到了Matlab软件在自动控制系统中的应用，拓宽学生的知识面，加深学生对(lf动控制原理》这门课程的基本概念，基本的分析方法及设计方法的理解。
3以教学推动科研，以科研促进教学
对于普通高等教育来说，教学固然重要。科研也不可以忽视。教学和科研是相辅相成的两个方面，两者不可分割。从自动控制理论来讲，它近几十年才建立起来，与工程实际联系较广，特别是在发展过程中，数学和计算机起了很大的作用，成为控制理论的重要工具。因此可以说，控制理论是工程与数学、计算机科学相互作用的前沿。在教学中讲授理论知识的同时，可以增加一些与科研结合的内容，如在同学中选一些成绩较好，对科研又有一定兴趣的同学，参加有关教师的科研项目，也可为学生科技活动中心提供一些课题，指导学生参与科研。这样，一方面调动了学生的积极性，培养了学生的动手能力，另方面，也可为科研活动的开展打好基础。学生通过参与科研，学习兴趣更加浓厚了，求知的欲望更强了。
4下一步改革设想
该课程的教学改革已在我校实施。取得了良好的教学效果，学生的基本知识、专业能力、实践技能乃至学习兴趣等。都较以往有较大的提高。教学改革的路子还很长。尚需继续探索和实践，使之不断完善，下一步改革的设想有四点：
(1)从课程的实际及教学规律出发，以培养和提高学生的创新精神和实践技能为宗旨，真正探索出一种新的实践教育模式。
自动控制原理范文3
关键词：自动控制实验；教学探究；工程实践；创新能力
一、引言
为贯彻落实加快发展具有中国特色的工业及培养创新型人才等战略，2010年6月，教育部制定执行培养卓越工程师计划。我校自动化专业2011年获批进入全国第二批“卓越工程师”计划。面对新的教学目标，必须改进原有的教学模式，为满足社会新的需求，应增强学生的动手能力，培养学生的创新意识和创新能力。相比与课堂教学，实验教学更有利于学生创新意识和能力的培养[1-3]。我校自动化专业的“卓越工程师”培养计划的核心课程是自动控制原理，它是学生后期学习专业课程的基础。该课程要求学生能够结合工程实践，掌握分析设计控制系统的方法，培养学生解决实际问题的能力。故该课程工程实践性较强，课程实验教学显得十分重要。改进实验教学各环节，有助于增强学生的动手和思考能力，对卓越班（执行“卓越工程师”培养计划的本科班级）学生的专业知识与创新实践能力培养具有举足轻重的作用。
二、自动控制实验现状
目前自控实验课程大都是学生在实验箱和示波器等实验器材上依照讲义上的实验步骤完成实验，这样的实验很难满足卓越教学计划的要求。例如学生做控制系统数学模型实验，学生用运算放大器等元器件建立数学模型，实验在模拟机上显示结果，学生做完实验后，依旧对控制系统的数学模型的概念理解不深，更难以将此联系上实践工程中被控对象的数学模型。另外，目前理论验证是自控实验的主要内容，对于实验结果学生预先知道，只要依照实验指导书上的步骤就可完成实验，这样自控内容的实验简单，形式单一，抑制了学生的主观能动性和实验积极性，更难以培养学生的创新能力[4]。故应从自控的实验内容、实验教学手段和实验考核方法等几方面进行改进，构建以提高工程能力和实践创新能力为目标的实验课程模式。
三、改进自控实验内容
自动控制原理的主要内容是从建立系统数学模型开始，然后分别从时域、根轨迹和频域三方面来分析控制系统的性能，最后设计校正控制系统。为此实验内容应由浅入深、循序渐进，分成验证性实验、设计性实验和综合性实验。首先借助实验箱和计算机里的Matlab软件做一些验证控制系统性能的实验，然后结合工程实践背景，给出实验要求、条件和目标，由学生自己确定实验方案，制定实验步骤，完成控制系统设计实验。最后在具有工程背景的典型实验装置上完成分析控制系统、设计工程系统的综合性实验。学生通过完成这些实验，以提高自己的综合思维和自主创新的能力。验证性实验内容包括典型环节的模拟、动态性能、稳定性以及稳态误差等自动控制原理的核心知识点[5]。实验既可以在由运算放大器等元器件组成的实验箱上进行验证，也可以在装有MATLAB软件的计算机上进行仿真验证。这样使学生不仅可以熟悉自控实验里的常规实验设备的性能，还可以在计算机上对控制系统进行仿真。以二阶系统为例，学生可用MATLAB软件对二阶系统在无阻尼、欠阻尼和过阻尼三种条件下编写仿真程序，进行仿真分析，学生能快速地观察到二阶系统的输出响应结果，从而加深了学生对课堂上讲授的理论知识的理解。这种通过实验和仿真分析可以给学生留下很深刻的印象，提高学生的学习兴趣，促进培养学生自主学习和实践创新能力。系统设计性实验可以由教师给出题目和实验需要达到的目的和要求，而实验步骤和方法由学生自主设计，期间可以和教师讨论实验结果以及有疑惑的地方[5]。控制系统设计性实验主要是在学生学习了基本控制原理后，能够在分析控制系统性能的基础上，设计简单的控制器，学会处理具有工程背景的简单的控制系统问题。可让学生借助MATLAB软件设计比例微分控制的二阶系统、微分反馈的二阶控制系统及含有超前滞后的校正控制系统等。在这类设计性实验中，学生自己分析、设计控制系统，最后比较分析各种控制系统的性能，获得正确的结论。学生不仅很快熟悉自动控制基本理论，还提高了自己分析解决一些简单的工程实际问题的能力综合性实验是指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验，是在学生了解和掌握本课程验证性实验和设计性实验的基础上进行的[6]。对卓越工程师的培养更应注重理论和工程实践相结合，故为培养学生的工程素养，卓越班的综合性实验课程应引入工程实例。在数字仿真实验的基础上，进行工程实践训练。水箱液位控制系统、电动机调速系统和倒立摆系统等都是自动控制系统中具有代表性的工程控制实例。如在控制系统综合实验中，可给定学生上述某一实际控制系统，要求学生首先建立被控系统的数学模型，画出控制系统结构框图，运用课堂上所学的理论知识分析控制系统的性能，设计满足要求的控制器，然后在计算机上进行控制系统仿真，设计控制器参数，仿真结果达到期望要求后，最后在实际系统上做实验，能够正确分析实验结果。这种控制系统综合性实验能够调动学生学习自控原理的主动性，并能全面培养学生的工程实践创新能力。
四、实验教学方法的改进
为培养卓越班学生的工程实践能力，必须注重实验预习及加强评价实验全过程。将预习任务具体化，增强学生预习的主观能动性。在学生进入实验室前，教师应检查学生对实验预习的情况，教师验收合格后方可进入实验室。这样加强预习监管，严格要求，提高实验效果。在实验全过程中，实验老师要引导学生自己分析实验中出现的问题，自己找到出现这个问题的根本原因，最后找到解决问题的方法。以培养学生独立分析并解决工程实际问题的能力。这些对于卓越工程师日后的控制系统的工程实践都是受益匪浅的。
五、重视创新能力，改革实验考核机制
为培养具有创新能力的卓越工程师，实验成绩的评定应以学生能独立分析问题和解决问题为准则。对于在实验中能独立分析设计控制系统的学生应给予较高的实验成绩。实验预习成绩、操作成绩和实验报告成绩构成完整的实验总成绩。实验预习成绩应逐个检查学生预习情况后给出评定，它可占实验总成绩的25%。实验操作成绩要重点考查学生的独立分析解决控制系统问题的能力，有创新表现的学生应给高分，这部分成绩可占实验总成绩的40%。实验报告成绩要重点考查学生正确分析处理实验结果的能力，这部分成绩可占实验总成绩的35%。这样评定实验成绩以能尽快提高学生的动手能力、创新能力以及工程实践能力。
六、结束语
本文分析了我校自动控制实验的现状，针对我校目前自动控制实验的不足，探讨了卓越课程自动控制原理实验的改进措施，从改进实验内容、实验手段和完善考核方法等几方面进行了探索研究。这些改革措施有助于加深学生理解自动控制概念和控制系统的分析设计方法，培养创新能力，增强分析解决实践问题的能力，为学生走上工作岗位成为卓越工程师打下坚实的基础。
参考文献：
[1]王建辉，徐林，顾树生.自动控制原理实验教学的改革[J].实验室研究与探索，2005，24（S1）：192-194.
[2]杨欣，苏玉刚，谢昭莉，李斌.工程类专业的自动控制原理实验教学体系探究[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：312-314.
[3]王会峰，周熙伟，关丽敏.基于“卓越计划”的低年级学生工程能力培养[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：303-307.
[4]王柯，周延延，吴晓燕，曹健.“自动控制原理”课程实验教学改革与探索[J].中国电力教育，2013，293（34）：140-149.
[5]陈艳菲，李离.自动控制原理课程实验教学体系改革[J].中国现代教育装备，2014，185（1）：70-71.
自动控制原理范文4
关键词：自动控制原理；对象性实验设计；模拟电路；二阶系统；频率特性
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0017-03
1 概述
自动控制原理是高等院校控制类专业的一门极为重要的专业基础课。其特点是教学内容抽象，数学含量大，计算繁杂，学生不易理解。而该课程实用性强、设计面广，因此实验教学成为帮助学生掌握自动控制理论的重要环节。搞好实验教学，选取合适的实验对象，不仅可以使学生对所学理论有更深刻的理解，同时也可以提高学生的学习兴趣。
2 自动控制原理实验内容设置
为了满足应用型本科的培养目标，我校课程设置实践环节比重较大，该课程实验设置24个学时。同时为了让学生体会到理论与实际的紧密关系，实验课程除了Matlab仿真应用外，增设实际对象操作实验。具体安排如下：
实验一：控制系统的数学模型（2学时）
实验二：典型环节模拟电路及其数学模型（4学时）
实验三：线性系统的动态性能分析（2学时）
实验四：线性系统稳定性和稳态误差分析（2学时）
实验五：典型二阶系统模拟电路及其动态性能分析（4学时）
实验六：线性系统的根轨迹（2学时）
实验七：典型系统频域特性分析（4学时）
实验八：线性系统的频率法串联校正（2学时）
实验九：线性系统的PID控制（2学时）
3 对象性实验的设计
学生对看得见、摸得着的东西兴趣较大，因此实验对象的选取在符合理论仿真的同时，需要具备可观察性和可操作性。上述实验内容中，实验二、实验四、实验七均采用实际对象进行实验，实验对象选择发光二极管或者电机（由于电机对于低电压有死区，因此制作了特殊的驱动电路）。
3.1 典型环节模拟电路及其数学模型
自动控制原理中典型环节为比例、积分、微分、惯性、比例积分和比例微分，研究这些环节的特性主要是观察分析它们的阶跃响应以及其参数的变化对环节的影响。该实验目的是让学生学会使用模拟电路构造典型环节，掌握其特性，并能根据响应曲线建立传递函数。使用实验对象观察这些环节的阶跃响应，比使用示波器直接观察波形更具演示性，而且学生也更容易联想到其他更多的实际对象。
实验过程先进行Matlab仿真，如图1所示，之后再进行实际对象电路搭建实验，如图2所示。
以比例积分环节为例，其模型相当于比例环节和积分环节的并联，其仿真原理图及结果如图3所示。由于仿真为理想情况，所以其输出特性只跟设置的仿真极限参数有关，阶跃设置滞后1秒钟（为了观察到无阶跃的情况）。
将电路连接好如图4所示，设置比例系数和积分时间常数后，闭合开关相当于给系统阶跃输入，电机将会以某一速度（由比例系数决定）缓慢提速（提速快慢由积分时间常数决定），当到达最大速度时（由电路饱和电压决定），速度不再增加。 对于发光二极管则是以某一亮度缓慢变亮，达到某一亮度后停止增加。为了让学生对实验结果有量的概念，将转速及光照强度在实验模块上设计电路测量并显示出来，进行记录，以便与仿真结果进行比对。
3.2 典型二阶系统模拟电路及其动态性能分析
该实验的主要目的是为了让学生掌握典型二阶系统模拟电路的构成，学会运用模拟电子元件构造控制系统；掌握二阶系统动态性能指标实测的方法；能够定量分析阻尼系数、自然频率与最大超调量Mp和调节时间之间的关系；学会根据系统阶跃响应曲线确定传递函数。
典型二阶控制系统实验电路由一个非周期性环节和一个积分环节串联等效而成。在实验中为了实现参数的线性调节，非周期性环节使用一个积分环节的反馈回路构造。根据典型积分环节的模拟电路构成，得到如图5所示的二阶控制系统模拟电路。
该电路对应的方框图如图6所示：
由系统方框图推导出该二阶系统闭环传递函数为：
将该二阶系统模拟电路的闭环传递函数与典型二阶控制系统传递函数的标准式比较，可以得出二阶系统的阻尼比为，无阻尼自然振荡频率为。
同样将电路按照图2方式接入实验对象，可观察到改变阻尼系数（R2的值）后得到二阶系统的阶跃响应：无阻尼时，电机转速忽高忽低，呈振荡状态；欠阻尼时电机转速忽高忽低，但逐渐稳定到某值；临界阻尼和过阻尼时电机转速逐渐升高到某值稳定下来。其仿真原理图及结果如图7所示：
3.3 典型系统频域特性分析
该实验的主要目的是为了让学生加深了解模拟典型环节及二阶系统频率特性的物理概念；掌握模拟典型环节及二阶系统频率特性的实测方法；学会根据频率特性建立系统传递函数；了解实际频率特性与理想特性的不同，并确定近似条件。
频域特性分析的方法是对典型环节输入幅值固定、频率可变的正弦信号，观察输出的特性。由于实验对象本身不是纯比例环节，具有固有频率，因此要达到演示效果必须设置输入频率在对象固有频率范围内（小范围频率特性）。
以惯性环节为例（呈低通特性），输入频率较低的正弦信号，电机的转速也将按正弦规律高低变化，而且会产生相位差（由正弦的频率和惯性环节的参数决定）；当频率高到某值的时候，惯性环节输出电压驱动的电机两个方向的最大转速减小，相位差变大；当频率再高，惯性环节输出接近零，电机将不会转动。
4 结语
在自动控制原理实验中引入实验对象具有较强的演示效果，而且比较贴近于生活实际和工程实际。如此一来，不仅提高了学生对实验的兴趣，给学生留下比较深刻的印象，而且锻炼了学生的工程实践能力，在今后的学习和工作中可以很容易地联系到工程实际对象。该实验在我校已对两届学生实施，效果良好，目前正在进一步设计其他实验内容的对象化，使自动控制原理实验更具趣味性，以获得更好的教学效果。
参考文献
[1] 宋乐鹏.改革自动控制原理实验教学注重学生工程素质培养[J].中国冶金教育，2009，（1）：65-66.
[2] 刘艳.基于虚拟仪器的“自动控制原理”实验教学改革探索[J].林区教学，2009，（11）：9-10.
[3] 张栋.自动控制原理实验教学改革探索与实践[J].实验室科学，2011，（10）：37-40.
[4] 王秀霞.自动控制原理综合实验系统的设计[J].实验室研究与探索，2009，28（10）：62-63.
[5] 胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2001：13-14.
自动控制原理范文5
[关键词]自动控制原理 教学改革 教学实践
一、引言
《自动控制原理》课程是数学、控制与信息领域的交叉学科，其教学目的是使学生建立自动控制的概念，掌握自动控制系统分析与设计的方法，培养应用自动控制理论解决实际问题的能力。近年来，在该课程的授课过程中多媒体课件的应用逐步地取代了传统的教学方式。因此课堂信息量大，课程进度较传统式教学要快，如何保证教学质量是较为突出的问题。其次，课堂教学枯燥，没有生机。数学推导较多，学生听起来乏味，不能激发学生的学习兴趣。再者，考试并不能完全体现学生的系统分析与设计的综合能力。还有就是理论教学和实验教学脱节。学生不能把理论教学内容与实验内容有机结合起来。因此改进教学内容、教学方法和教学手段，完善考核方式及其加强理论的实际应用对于提高学生理论联系实际的能力，培养应用型人才具有十分重要的意义。
二、教学改革
（一）教学内容与教学手段相结合
在《自动控制原理》的授课过程中多媒体课件的应用逐步地取代了传统的教学方式。在多年的教学探索中，笔者认识到，不要盲目地追求先进手段，让多媒体等现代科学技术主导了原本丰富、多样的人与人之间进行的课程教学，而应该针对课程中实际的教学内容需要，有选择地实现传统教学方式与多媒体教学、MATLAB实验教学等现代教学方式、手段的高效结合，真正达到提高教学质量的目的。
（1）多媒体教学负责课程知识结构展示和系统工作过程的动画演示。传统的全程板书式教学，过多的推导必定带来之前的部分内容被擦去，出现在学生面前的板书永远只是“不完整的部分”。而在宏观教学为主导思想的课程教学中，多媒体就可以非常有效地解决这个问题，使课堂讲授始终不脱离主线。在自动控制原理实际教学之初，通过生活、工程中实际应用实例的介绍引出控制系统的基本结构、概念是整个教学过程的起点也是关键点。在教学方式上，可以利用生动的图片、flas和视频资料的形式增强学生的感性认识，比如通过flas演示水位控制系统反馈调节的动态过程，让学生对控制产生直观形象的认识，不仅增强了教学效果，还激发了学生浓厚的学习兴趣。
（2）板书教学负责课程重点内容的具体分析。多媒体授课在很多方面具有突出的优点，但是盲目地依赖和追求先进技术，企图毕其功于一役。解决课堂授课的所有问题，无疑是不实际的。控制理论的课程内容多，复杂的数学推导和绘图往往使得学习能力相对较差的学生感到吃力，多媒体每一页的内容容量有限，一套理论的学习必定需要多页的讲解。比如，根轨迹绘制，近十条根轨迹规则，十几页讲完，学生感觉内容多，不会用。这个时候就应该将板书教学和多媒体教学结合起来。用多媒体显示大方向上的操作规则，用黑板演示具体题目的绘制过程，将具体题目和硬性规则有效结合起来，慢讲、精讲交叉互补，使得学生在理论方法和具体分析双轨并行中更好地掌握课程难点和重点，获得最好的学习效果。
（3）Matlab教学负责课程中图形的绘制演示。在控制理论课程的主要内容上，根轨迹法和频域法都是基于图形进行系统分析，在理论初步建立之后，课堂的部分教学内容，可以引入Matlab软件，利用软件的强大功能。去完成图形的演示和分析。例如，在时域分析的时候，相同主导极点所带来的单位阶跃响应有什么不同点，有什么相似性，就可以通过SIMULINK建模，在示波器的输出观察结果，再引入分析结论。在控制理论的教学过程中，合理地利用软件能够给学生留下直观印象，使其牢记关键的结论，取得事半功倍的教学效果。
（二）教学方法多样化
多样化的教学方法可以更好地培养学生的创新精神，提高学生分析问题、解决问题的综合素质。实施内容主要有以下四个方面：第一，合理设疑，激发学生兴趣。在课堂教学中，应用启发式的探究性的教学方法，充分凋动学生主动、积极、自觉思维，恰当调节教学节奏，活跃教学气氛，生动教学手段。第二，适时调控，引导学生思考。要使得学习不再只是知识的积累，而是培养学生在创造性地掌握现有知识的同时，对它进行创造性的发掘。第三，加强实践，提高学生能力。将具体的实例融人到教学当中，通过对工程实例的实践与探究，使学生明白‘控制”是怎么回事，清楚地看到‘控制”的运用和效果。
（三）考核方式过程化
为了使得学生能够在学好理论的同时将其运用到实际中，激发兴趣，强调过程考核，并且提高考试成绩和及格率，突出教学重点，对这门课实施考试改革以配合教学改革。为了培养学生的学习能力和实践能力，同时检查教学效果，在一些章节后组织编排综合型的题目，让学生以小论文的形式提交，将其成绩记录到期末总成绩的平时成绩中。这门课的教学内容可以分成两大部分内容的研究：前三章为控制系统的时域分析，偏重经典理论的研究；后两章为控制系统的频域分析，偏重工程实际应用。针对这样的内容特点，安排两次大作业，让学生对一个生产生活中的实例从时域分析和频域分析方法入手分析系统。大作业成绩也记录到期末总成绩的平时成绩中。
三、实验教学改革
（一）虚拟实验和实物实验相结合
传统的自动控制实验教学，一般采用实际的自动控制系统或自控实验箱，对系统进行实际的控制操作或在实验箱面板上连接相应的典型环节，通过对应的计算机软件观察系统的响应曲线及各项指标。虽然这种方式可以一定程度地提高学生的动手能力。但一般只能开设验证性实验，而且观察效果不理想。因此，将MATLAB仿真引入实验教学中，提出将虚拟实验与实物实验相结合，改革传统实验教学，开设MATLAB仿真实验，这样有效的增加了综合性和设计性实验项目的比例。
（二）加强系统实验
加强系统实验，使学生在掌握基本实验的基础上，充分利用已有的实验设备，增强动手能力。进一步强化系统化、工程化的概念。目前系统实验内容还在继续完善中，已有包括多种电机控制、单容水箱模型。学生们可以利用这些模型来检验和巩固自己课堂中所学的系统分析以及系统设计的方法。
四、结束语
在自动控制原理课程建设过程中，以上措施极大地调动了学生学习自动控制原理的主动性，培养了学生的创新能力和工程实践能力。虽然取得了一定的教学效果，但仍需在今后的教学中作进一步的探索与改进。
[参考文献]
[1]李春卉，苏欣平，周京京.浅谈“自动控制原理”教学中创新能力的培养[J].中国电力教育，2010（22）：105—106
[2]米智楠.潘柳萍.陈龙安.案例教学法在"自动控制原理"课程教学中的应用[J].中国电力教育，2010（33）
[3]张兆明.高等院校自动控制专业教学方法探讨[J].科教导刊2010（21）
自动控制原理范文6
基于自动控制原理课程特点，一般意义上的Sem-inar教学并不适用。可在课程教学过程中穿插Seminar教学模式，一个学期内进行2~3次即可。归结起来，这种Seminar教学模式可分三部分：任务布置，课堂交流，成绩评定。
1.任务布置。在课程进行到某一阶段，将任务分配给学生。任课教师向学生提供一份详细的Seminar课程计划，内容包括Seminar教学目标、Seminar选题范围、成绩考评标准以及关于各个选题的相关参考。根据班级人数具体情况和选题范围，将学生分成若干小组，此环节教师要干预，保证每个小组既有成绩好的学生也有成绩较差的学生，这样既避免了小组间的优劣悬殊，又可以达到好学生带动差学生的目的。然后学生自由选题，每个小组领到一个题目，经过1~2周的课下准备，进行具体的课堂交流。
2.课堂交流。不同于一般的Seminar教学，每次只进行一个主题。在自动控制原理课程的Seminar中，要进行多个题目的讨论，每个题目为时20~30分钟，共计100分钟。首先每个小组选择代表宣讲或演示所选题目的分析研究结果，然后其他组员给予补充，时间约为8~10分钟。其后，教师和学生们在此基础上展开积极提问和热烈讨论，发表自己的不同意见，时间约为10~15分钟。随着讨论的不断深入，新的问题和观点会不断涌现，教师在Seminar上除了倾听、参与和评价学生们的讨论之外，还要注意控制讨论节奏，引导学生发言，保证课堂上每一个学生都有机会充分表达自己观点。最后，再由教师对整堂课的内容做出简明的梳理、总结、扩展和引申，时间约为3~5分钟。Seminar的目的在于使学生处于一个相对轻松、平等的环境，对课堂上学习过的一些知识，勇于发表自己的见解，进行观点交流、碰撞、融合和分享，使存在于学生内心深处的问题浮出表面。
3.成绩评定。教师对学生在Seminar的成绩评定，将作为期末成绩的组成部分。学生Seminar成绩的评定由课堂宣讲、个人发言对集体讨论的贡献情况、书面报告、出勤率四部分组成。课堂宣讲以小组为单位，或以多媒体辅助进行，它是学生口头展示分析结果，引发Seminar讨论的基础，教师根据学生准备情况评分，口头表达的学生代表酌情加分。Seminar上的集体讨论有助于学生在现有的分析总结基础上深化对于自己题目的认识，开展进一步的探索和分析，以形成完整的书面报告。书面报告所涉及分值将占Seminar成绩评定的较大分值，教师对书面报告要严格把关，同一小组的学生的书面报告不能雷同，应给予学生充裕的时间去完成。个人发言和出勤率，是用于衡量学生在参与Seminar讨论时的表现。一般情况下，个人发言和参与讨论情况所占分值比例较出勤率要高，因为讨论部分是Seminar最核心内容，是用于激励学生不再仅仅满足于“身在课堂上”，从而脱离他人讨论时的“旁观者”的身份，改被动为主动，积极参与发言。教师根据发言情况和发言的质量评定成绩。
二、实施Seminar教学的关键问题
1.构建具有自动控制原理课程特色的Seminar模式。自动控制原理课程是本科专业的专业基础课，其内容繁多，理论性和基础性较强，课程的特点并不适合一般意义上的Seminar教学模式。需根据自动控制原理课程的实际情况构建适合它的Seminar模式。不适合整个学期采用Seminar教学，最好在学期中，课程进行到某一阶段，适当地组织Seminar教学。任课教师根据实际情况制定选题范围，并给出成绩评定，作为学期成绩的重要组成部分。这样，教师应用两种不同的教学模式———传统的课堂讲授的教学模式和Seminar教学模式，引导学生进行探究式的教学活动。Seminar的引入，不是原有的课堂教学的对立或重复，而是对整个教学过程的一种有益补充、深化和应用。在这期间，采用一种任务驱动模式，引导学生探索主动学习。因此，适时引入Seminar教学模式进行教学改革，不失为自动控制原理教学过程的一种有益的尝试和探索。
2.制定合适的选题范围。Seminar的主题内容要兼顾课程的整体性、层次性，且具有一定的系统性、可讨论性和拓展性。任课教师需拟定详细的、条理清晰的整体筹划纲要，形成一以贯之的学术脉络，并将课程内容分割形成具体的、可操作性的相关主题，能够使讨论有序进行。
3.设立严格规范的课堂交流制度。Seminar教学活动不能简单化地等同一般的课堂讨论，否则将失去Seminar教学的意义，因此必须制定严格规范的交流制度。在制度的运作上，必须严格、公正、一视同仁，奖惩分明，评分严格。若有的同学出现抄袭报告的情况，雷同报告一起作废。表现优秀的同学要适当加分。交流过程中，及时控制讨论节奏，避免使活动流于一般的泛泛而谈，甚至出现游离于主题之外的闲聊和不负责任的空发议论，从而走向歧途。
4.任课教师应具备良好的素养和较强的控场能力。Seminar教学模式对任课教师的综合素质提出了更高的要求，要求任课教师具有较高的专业水平和奉献精神。能够即时把握学科发展动向，收集相关素材，提炼升华课程内容，以战略性的眼光制定选题范围，既能适合目前学生特点，又能体现专业课程内容的特点。Seminar教学模式的引入，无形中增加了教师的工作量，备课难度增大，课外指导学生的时间增加，批阅书面报告的时间和精力增加。这都要求教师具有敬业奉献精神，孜孜不倦，无怨无悔。在学生的讨论交流过程中，教师要善于及时地捕捉有价值的信息，例如新观点、建议和学生的困惑，以便有效进行下一步的教学。
三、Seminar教学模式在本科生培养中的积极意义
1.全面调动学生的积极性，变被动为主动。Semi-nar模式最大的特点是改变传统的学生只听不讲这一垂直的单向教学模式。要求学生根据指定任务主动去探索，寻找答案，然后在相对开放的平等空间里，亮出自己的答案，也亮出自己。这种模式也为参与者提供了相互激励的空间背景。
2.培养学生的查阅资料能力、表达能力。Seminar教学模式的引入，要求学生课前准备阶段必须广泛查阅资料，自主分析总结，这样他们将提前接触各类数据库的文献检索，并熟练操作技能。在语言表达能力方面，Seminar的讨论需要学生逻辑清晰地表达观点，重点明确地回答疑问，有理有据地进行辩论，积极理性地说服他人；在书面写作能力方面，学生对于选题的最终研究成果都要以报告的形式出现。
3.培养学生的团队合作精神。自动控制原理是专业基础课，面向学生90人左右，必须分成若干小组进行Seminar教学，设一组长负责联络本组同学，同一小组的同学面向同一任务，这时候需要小组成员分工合作，共同查阅资料，分析整理研究，课堂交流进程中，作为一个团体，回答其他小组的发问质疑，并提出问题。在整个准备过程中，相互学习，相互促进，相互激励，增进同学之间的学习情谊和集体荣誉感，培养他们的团队合作精神。
4.平等互动的独特模式，达到教学相长、共同提高的目的。Seminar教学模式的独特性体现在师生之间的平等关系，大家可以任意提出问题，发出质疑，双方平等互动。这个平等、公正、亲和的结构空间，“师不必贤于弟子，弟子不必不如师”，为“教学相长”的现实化提供了真正的可能。教师在整个讨论过程中，根据学生的提问、回答，不断地总结自己的教学经验和处理问题的经验。教与学有机地、动态地融合在一起。
四、结论
