（哈爾濱工業(yè)大學(xué) 黑龍江 哈爾濱 150000）

摘要：機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)是一門以實踐性為主的基礎(chǔ)課程，通過課程改革來實現(xiàn)課程教學(xué)的實踐和應(yīng)用，能夠使學(xué)生充分認識到機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程的內(nèi)在含義?；诖?，文章對《機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)》課程教學(xué)的應(yīng)用與實踐進行了詳細分析，有利于教學(xué)質(zhì)量的改善。

關(guān)鍵詞：《機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)》；課程教學(xué)；應(yīng)用；實踐

【中圖分類號】TP1-4 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2016）34-0021-01

作為一門包含了多個學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程，機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)中主要有離散數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)以及微積分等。學(xué)生對于這些知識不能進行充分的理解，由于這些數(shù)學(xué)內(nèi)容具有較強的概括性，無法具體闡述工程與物理的意義。另外，機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程與其他課程之間的聯(lián)系比較少，其實踐環(huán)節(jié)基本上都是對數(shù)學(xué)理論知識的驗證，不利于學(xué)生實踐能力的提升。文章以學(xué)生的實踐能力為基礎(chǔ)，對機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)的課程教學(xué)實踐展開了具體分析，有利于提升學(xué)生的實踐能力。

一、機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.課程設(shè)計現(xiàn)狀

在大多數(shù)的機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程設(shè)計中，都會將模擬放大器、電容電阻作為控制對象，讓學(xué)生以實驗箱為基礎(chǔ)進行裝置參數(shù)和設(shè)計的計算校正，從而順利開展測試模擬實驗，在系統(tǒng)性能轉(zhuǎn)變的情況下對其進行認真觀察。于學(xué)生而言，系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的控制對象基本上都是模擬電路，而系統(tǒng)性能即曲線與數(shù)據(jù)，在整個系統(tǒng)設(shè)計完成之后，仍然需要學(xué)生進行抽象的實驗體驗。

2.實驗課現(xiàn)狀

試驗箱控制在目前機電系統(tǒng)控制實驗課中是一個非常常見的形式，其模式具體為：實驗講解、實驗驗證、實踐應(yīng)用，需要學(xué)生按照具體的步驟開展實驗。在實驗過程中，教師要對學(xué)生進行指導(dǎo)，要求學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書一步一步進行，在設(shè)計好的實驗步驟和要求基礎(chǔ)上順利完成實驗，從而得到一定的實驗結(jié)果，并在機電系統(tǒng)控制原理、含義以及性質(zhì)的基礎(chǔ)上對所得數(shù)據(jù)進行認真分析。該種實驗?zāi)Ｊ竭^于古板，不利于發(fā)散學(xué)生的邏輯思維核和創(chuàng)新能力，對學(xué)生的學(xué)習(xí)也造成了非常嚴(yán)重的影響[1]。

二、機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)實驗分析

1.實驗組成

對于機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)實驗的組成而言，如果按組成結(jié)構(gòu)劃分，可以分為硬件部分和軟件部分；按實驗臺型號劃分，包括82sxy電機旋轉(zhuǎn)實驗臺、DBM200電機-磁粉制動器實驗臺以及DBM200電機旋轉(zhuǎn)實驗臺等。

2.實驗?zāi)康?/p>

開展相應(yīng)實驗的目的主要包括：在實驗的基礎(chǔ)上對實驗臺硬件部分的功能進行掌握；通過實驗獲得電機的死區(qū)電壓；充分了解軟件的編程方法，做好程序的聲明、調(diào)用以及編寫等；檢測電機轉(zhuǎn)速與電樞電壓之間的關(guān)系，并求出正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速電壓曲線斜率。

3.實驗原理

實驗原理為：首先，在直流電機中一直存在死區(qū)電壓，開展實驗時系統(tǒng)之間的摩擦轉(zhuǎn)矩就會產(chǎn)生死區(qū)電壓，即0v開始加載的電壓到電機開始轉(zhuǎn)動的電壓，都稱為死區(qū)電壓；其次，電機的標(biāo)定就代表著輸出轉(zhuǎn)速與輸入電壓之間的關(guān)系。輸入電壓一般都是通過程序輸入得到，而輸出轉(zhuǎn)速即碼盤檢測轉(zhuǎn)角與程序計數(shù)器時間間隔的比值。我們一定要注意，在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時死區(qū)電壓與電機標(biāo)定曲線是完全不同的。

4.實驗流程

在開展機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程的實驗時，要按照以下流程進行：首先，將實驗裝置的電源打開，點擊桌面上命名為實驗的文件夾，之后點擊文件正轉(zhuǎn)標(biāo)定.vbp，之后雙擊frm文件，實現(xiàn)電壓輸入，隨后點擊電機的啟動按鈕，將電機開啟。當(dāng)電機轉(zhuǎn)動1s之后，點擊停止按鈕，并記錄下電機的轉(zhuǎn)角與時間；其次，增加電機的電壓，并重復(fù)上面的步驟，直到輸入電壓增加到25v為止；再次，調(diào)整電機的正負極接線，并重復(fù)上面的步驟；最后，加大負載，重復(fù)上述步驟。

5.實驗報告

在完成實驗之后，繪制出電壓轉(zhuǎn)速曲線，并將死區(qū)電壓、曲線斜率標(biāo)出，求出電壓的轉(zhuǎn)速函數(shù)。將負載前和負載后的曲線進行對比，探討負載增加后是否會對電機的轉(zhuǎn)速標(biāo)定產(chǎn)生影響。

三、機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)實踐教學(xué)改革

1.開展演示性實驗

演示性試驗的開展方便學(xué)生掌握機電系統(tǒng)控制相關(guān)知識，并更好的理解控制系統(tǒng)的控制方式和構(gòu)成。因此，在機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程改革時，要積極開展演示性實驗，并為其提供相對完整的硬件配置、軟件程度以及控制參數(shù)等，從而加強學(xué)生對曲線和數(shù)據(jù)的控制，并在分析系統(tǒng)調(diào)試的基礎(chǔ)上，更好的掌握機電系統(tǒng)控制中的工程含義以及分析方法，切實提高學(xué)生的實踐能力。

2.組織數(shù)字仿真實驗

在機電控制系統(tǒng)中MATLAB語言和Simulink仿真環(huán)境應(yīng)用越來越廣泛的同時，MATLAB Simulink語言在國內(nèi)外高校中成為了非常有效的計算機工具，能夠為高校學(xué)習(xí)提供內(nèi)部函數(shù)、模型庫，方便控制系統(tǒng)詳細分析頻域、時域以及根軌跡等。因此，在實際的教學(xué)過程中，應(yīng)該將數(shù)字仿真實驗融入到一些基礎(chǔ)課程中，使學(xué)生能夠應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對系統(tǒng)進行分析和計算。另外，如果將演示性實驗與數(shù)字仿真實驗結(jié)合在一起，取得的效果會更加好，能夠以傳遞函數(shù)模型為基礎(chǔ)的數(shù)字仿真設(shè)計根據(jù)位置的隨動系統(tǒng)而發(fā)生相應(yīng)的變化，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的有效運行[2]。

3.完善課程設(shè)計

機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程的設(shè)計目的為在實際系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對設(shè)計系統(tǒng)進行綜合的分析和校正，并有效利用控制理論和相關(guān)知識。而在進行課程設(shè)計時，應(yīng)該以學(xué)生為主體，并充分發(fā)揮出學(xué)生的主體作用，要求學(xué)生以教師所提出的設(shè)計思路和要求為前提，利用演示性實驗、數(shù)字仿真實驗獲取相應(yīng)知識，完成設(shè)計系統(tǒng)的有效分析。

4.轉(zhuǎn)變考核方式

考核方式的轉(zhuǎn)變是機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程改革的關(guān)鍵，要在機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，建立一個能夠充分調(diào)動學(xué)生積極性、主動性和創(chuàng)新能力的評價體系。而且，在實際的考核過程中，教師要對過程評價引起重視，將重點放在激發(fā)學(xué)生主動性、培養(yǎng)學(xué)生自信心上面，進而提高實踐教學(xué)的質(zhì)量。

四、結(jié)束語：

綜上所述，要想實現(xiàn)機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)的實踐性教學(xué)，一定要充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，提高學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)調(diào)試的能力。因此，在教學(xué)過程中，教師可以通過數(shù)字仿真實驗、演示性試驗以及課程內(nèi)容的設(shè)計來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析系統(tǒng)、設(shè)計系統(tǒng)的能力，使學(xué)生的實踐能力和解決問題的能力得到有效提升。

參考文獻：

[1]何俊.機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)教學(xué)的實踐性路徑探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2016，14：127-128.

[2]胡志剛，陳偉卓.“機電控制系統(tǒng)調(diào)試與檢修”課程的情境式教學(xué)設(shè)計[J].紡織服裝教育，2014，03：230-232.