【摘要】《自動(dòng)控制原理與應(yīng)用》是高職高專電氣及自動(dòng)化類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。此課程內(nèi)容豐富，理論性強(qiáng)，存在教師難教，學(xué)生難學(xué)的問題。本文在該課程教學(xué)內(nèi)容和方法等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，取得了較好的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)控制 ?教學(xué) ?改革 ?教學(xué)方法

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）05-0215-01

1.引論

《自動(dòng)控制原理與應(yīng)用》是高職高專電氣及自動(dòng)化類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是理論性、實(shí)踐性和綜合性較強(qiáng)的一門課程。學(xué)好該課程，有助于培養(yǎng)學(xué)生具備系統(tǒng)的觀點(diǎn)和思想，提高分析問題和解決問題的能力。

該課程在教學(xué)中存在以下問題：涉及的知識(shí)面廣;專業(yè)理論性強(qiáng);實(shí)踐性應(yīng)用性強(qiáng)。針對(duì)上述問題，文章就筆者所在的湖北水院的實(shí)際情況，對(duì)該課程的內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了改革嘗試。

2.改革嘗試

《自動(dòng)控制原理與應(yīng)用》課程內(nèi)容包括自動(dòng)控制系統(tǒng)概述、系統(tǒng)的時(shí)域頻域分析、系統(tǒng)校正、典型自動(dòng)控制系統(tǒng)分析等內(nèi)容，信息量非常大。如何在有限的課時(shí)要求下，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容是課程教學(xué)改革的首要問題。筆者選取的內(nèi)容都是循著基本概念-系統(tǒng)建模-系統(tǒng)分析-系統(tǒng)設(shè)計(jì)這樣一條線來安排的。

（1）詳細(xì)講解自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，包括開環(huán)控制、閉環(huán)控制的特點(diǎn)，自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成，自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類和性能指標(biāo)要重點(diǎn)講，慢慢講，講清楚，這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)、對(duì)課程基本概念的建立、對(duì)后續(xù)內(nèi)容的理解都是起著極其重要和關(guān)鍵的作用。

（2）弱化拉普拉斯變換的數(shù)學(xué)計(jì)算。自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立是進(jìn)行系統(tǒng)性能分析的基礎(chǔ)，在經(jīng)典控制理論中，自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是建立在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)之上的，而傳遞函數(shù)的概念又是建立在 拉普拉斯變換的基礎(chǔ)上的，拉普拉斯變換需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生學(xué)起來難度較大，講授過程中弱化計(jì)算，重點(diǎn)教學(xué)生理解拉氏變化的意義，熟記幾個(gè)常用函數(shù)的拉氏變化即可，主要依靠復(fù)阻抗的概念來求取傳遞函數(shù)，大大降低了求取傳遞函數(shù)的難度。而框圖的變換主要教授串并聯(lián)規(guī)則、反饋連接變化規(guī)則，框圖的簡(jiǎn)化則把重點(diǎn)放在梅森公式特例的應(yīng)用上。以上的處理既抓住了本章的重點(diǎn)，又降低了學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的難度，在實(shí)際教學(xué)中收到了很好的效果。

（3）在建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，就可以對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和校正。經(jīng)典控制理論的時(shí)域、頻域分析法高職學(xué)生理解起來非常困難，最后分析校正的結(jié)果也不直觀，在實(shí)際教學(xué)過程中另辟蹊徑，利用MATLAB的simulink仿真軟件學(xué)生自己上機(jī)建立系統(tǒng)模型進(jìn)行系統(tǒng)仿真得到仿真輸出響應(yīng)圖，從圖中得到系統(tǒng)的超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間、振蕩次數(shù)等性能指標(biāo)，從而判斷系統(tǒng)性能的好壞并學(xué)會(huì)分析各因素如何影響系統(tǒng)的性能，進(jìn)而初步具備選擇不同校正裝置并設(shè)置合適參數(shù)以使系統(tǒng)滿足指標(biāo)要求的能力。這種虛擬仿真信息化教學(xué)過程簡(jiǎn)單直觀方便準(zhǔn)確，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更輕松得理解掌握課程的這部分核心內(nèi)容。

（4）最后在前面自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上，通過對(duì)典型自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析，包括溫度控制系統(tǒng)、水位控制系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、位置隨動(dòng)系統(tǒng)以及水電站發(fā)電廠液壓系統(tǒng)等，教會(huì)學(xué)生掌握分析實(shí)際系統(tǒng)的思路和步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析解決具體問題的能力。筆者所在湖北水院采用TSCG-Ⅱ型實(shí)驗(yàn)臺(tái)開展了溫度源溫度PID控制試驗(yàn)和電機(jī)轉(zhuǎn)速PID控制試驗(yàn)，通過觀察測(cè)量顯示窗測(cè)量值的變化過程來理解控制參數(shù)P、I、D對(duì)溫度、轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)作用。為學(xué)生以后就業(yè)崗位所必須具備的基本能力打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.結(jié)束語

本著教學(xué)與職業(yè)崗位工作能力要求接軌的原則進(jìn)行《自動(dòng)控制原理與應(yīng)用》課程教學(xué)改革，精選和優(yōu)化理論教學(xué)內(nèi)容，采用虛擬仿真與實(shí)際操作相結(jié)合的信息化教學(xué)模式，達(dá)到了良好的教學(xué)效果。下一步推進(jìn)實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化的課程教學(xué)模式和開發(fā)更多符合相關(guān)職業(yè)崗位和職業(yè)能力的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是進(jìn)一步深化課程改革的方向。

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作者簡(jiǎn)介：

王菲（1977.09-），女，湖北武漢人，畢業(yè)于江蘇科技大學(xué)，碩士，副教授，主要從事電氣自動(dòng)化、電子信息技術(shù)教育。