郭艷婕， 王詩(shī)彬， 楊立娟， 李小虎

（西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，西安710049）

0 引 言

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是機(jī)械工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案中的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法和工具來(lái)解決機(jī)械工程基本問(wèn)題的系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)能力、綜合創(chuàng)新能力，是培養(yǎng)機(jī)電交叉人才的重要一環(huán)［1-2］。機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是一門(mén)交叉學(xué)科互相融合的課程，將控制與數(shù)理基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)管理等知識(shí)相結(jié)合，綜合應(yīng)用于解決復(fù)雜機(jī)械工程問(wèn)題。本課程內(nèi)容抽象、知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程的過(guò)程中，普遍存在對(duì)控制的基本概念和物理含義理解不透徹，對(duì)控制的基本方法和手段掌握不熟練，難以在短時(shí)間內(nèi)完成將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)物上等問(wèn)題［3-5］。因此，對(duì)機(jī)械工程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革，構(gòu)建了多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，通過(guò)相應(yīng)的機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐過(guò)程，幫助學(xué)生更好地理解該課程的基本知識(shí)和概念，熟練掌握系統(tǒng)的表達(dá)方法，提高學(xué)生運(yùn)用控制的方法來(lái)分析、解決問(wèn)題的手段，充分提高分析和解決控制問(wèn)題能力，培養(yǎng)學(xué)生開(kāi)展與控制技術(shù)相關(guān)的分析設(shè)計(jì)、綜合創(chuàng)新意識(shí)和能力。

1 多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路

目前我校機(jī)械工程類(lèi)學(xué)生多為重“機(jī)”輕“電”，機(jī)械方面知識(shí)非常全面，熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)、制造等各個(gè)環(huán)節(jié)，但是對(duì)于電類(lèi)知識(shí)，學(xué)生僅僅了解相關(guān)知識(shí)，并不能在實(shí)際中將機(jī)械與電控有效地結(jié)合起來(lái)。

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)的層次化實(shí)驗(yàn)是指根據(jù)課程的教學(xué)要求、實(shí)驗(yàn)的教學(xué)定位，結(jié)合學(xué)生的能力和興趣，將實(shí)驗(yàn)劃分為三層次：基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)、基本概念的理解，并且培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械控制的意識(shí)。綜合性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生運(yùn)用控制理論的方法分析、解決問(wèn)題的能力。創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生開(kāi)展控制技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的機(jī)械對(duì)象上的創(chuàng)新意識(shí)、探索精神和實(shí)踐能力。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生將自動(dòng)化器件與機(jī)械控制理論與被控機(jī)械對(duì)象相結(jié)合的關(guān)鍵實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以有效地將機(jī)械與電控結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)實(shí)際需求分析并選擇合理的自動(dòng)化器件，編寫(xiě)典型的測(cè)量與控制方案，進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的“舉一反三”的類(lèi)比設(shè)計(jì)、“創(chuàng)新組合”的新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以及“功能齊全”的、滿(mǎn)足實(shí)際要求的工程設(shè)計(jì)，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械與電控之間結(jié)合。

2 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

2.1 教學(xué)目標(biāo)

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生運(yùn)用控制論的基本理論和基本方法，分析研究機(jī)械系統(tǒng)的信息傳遞與反饋和系統(tǒng)的控制性能，培養(yǎng)學(xué)生判別系統(tǒng)穩(wěn)定性和變更系統(tǒng)參數(shù)以改善系統(tǒng)性能的分析與綜合能力。課程目標(biāo)包括以下3個(gè)方面：

（1）掌握機(jī)械控制系統(tǒng)的基本概念和組成原理，具備自動(dòng)控制原理與系統(tǒng)的基礎(chǔ)概念；掌握典型機(jī)電傳動(dòng)單元與系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模方法；掌握機(jī)電系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析設(shè)計(jì)校正方法。

（2）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)械工程控制中復(fù)雜問(wèn)題的分析和對(duì)復(fù)雜機(jī)械控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)的能力，并能夠采用相關(guān)軟件進(jìn)行模擬仿真，能夠構(gòu)建實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，具有研究和解決機(jī)械控制工程問(wèn)題的能力。

（3）初步了解機(jī)械系統(tǒng)常用的控制方法，以及現(xiàn)代控制和智能控制的原理，了解機(jī)械控制理論的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械控制工程領(lǐng)域新技術(shù)新方法對(duì)復(fù)雜機(jī)械工程中的系統(tǒng)控制問(wèn)題進(jìn)行理論分析、實(shí)驗(yàn)研究的能力。

該實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性、綜合性和創(chuàng)新性三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，其中基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)為必做實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)習(xí)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)的學(xué)生必須完成這兩個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)，而且必須達(dá)到規(guī)定的實(shí)驗(yàn)要求。

（1）基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。通過(guò)完成控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，能夠加深對(duì)控制基本概念的理解，熟悉不同系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)曲線(xiàn)及常見(jiàn)的控制算法，理解控制響應(yīng)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，掌握調(diào)節(jié)控制參數(shù)基本規(guī)律［6-8］。

（2）綜合性實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)。建立實(shí)際控制系統(tǒng)的理論模型，應(yīng)用根軌跡對(duì)理論模型進(jìn)行分析。通過(guò)根軌跡對(duì)理論模型進(jìn)行分析，選取控制參數(shù)，進(jìn)一步搭建仿真模型和實(shí)物控制模型，通過(guò)仿真與實(shí)物對(duì)比，不同參數(shù)之間對(duì)比驗(yàn)證控制算法，從而讓學(xué)生掌握控制中常用的控制方法，為控制技術(shù)的工程應(yīng)用打下基礎(chǔ)［9-10］。

（3）開(kāi)放創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。學(xué)生根據(jù)自己的能力和興趣，結(jié)合工程問(wèn)題或者生活實(shí)際自行擬定實(shí)驗(yàn)對(duì)象，提出控制方案，并開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)控制對(duì)象裝置和方法，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生靈活掌握控制方法的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)［11］。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系

機(jī)械控制層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系由基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)組成，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如圖1所示。

圖1 多層次機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，了解不同系統(tǒng)參數(shù)下時(shí)域響應(yīng)曲線(xiàn)特性；認(rèn)識(shí)不同系統(tǒng)的頻域特性不同；了解PID參數(shù)對(duì)控制系統(tǒng)的影響。

綜合性實(shí)驗(yàn)需要結(jié)合不同的對(duì)象，能夠正確地建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及傳遞函數(shù)，掌握根軌跡法，可以根據(jù)根軌跡法確定系統(tǒng)的控制參數(shù)，搭建系統(tǒng)的仿真模型進(jìn)行仿真控制，并與實(shí)際控制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)是以學(xué)生自行擬定實(shí)驗(yàn)對(duì)象，結(jié)合工程技術(shù)問(wèn)題或生活實(shí)際等，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，針對(duì)不同機(jī)械對(duì)象進(jìn)行分析研究，通過(guò)傳感器、單片機(jī)、加工等技術(shù)應(yīng)用控制方法達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

本實(shí)驗(yàn)中，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為每個(gè)實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)，學(xué)生為必做實(shí)驗(yàn)，綜合性實(shí)驗(yàn)為4學(xué)時(shí)，學(xué)生選做2個(gè)，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)為課外學(xué)時(shí)，學(xué)生可以在學(xué)有余力情況下，結(jié)合自身需求，選做實(shí)驗(yàn)。

3 多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探索

近5年來(lái)，對(duì)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了初步實(shí)踐探索，取得了較好的成效，讓學(xué)生對(duì)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)有了基本認(rèn)識(shí)。

3.1 基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)

控制系統(tǒng)的各個(gè)典型環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)模擬仿真是一項(xiàng)控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生采用機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)軟件模擬仿真系統(tǒng)特性。學(xué)生通過(guò)這項(xiàng)控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，可以深刻理解控制系統(tǒng)中不同的參數(shù)選取對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性等參數(shù)影響很大［12-15］。圖2所示為采用實(shí)驗(yàn)軟件模擬仿真一階系統(tǒng)的階次響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)為時(shí)域響應(yīng)、頻域特性仿真實(shí)驗(yàn)。圖2中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)軟件模擬傳遞系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)，同時(shí)可見(jiàn)系統(tǒng)的伯德圖、奈奎斯特圖和根軌跡曲線(xiàn)，通過(guò)虛擬仿真學(xué)生可以實(shí)際了解不同傳遞函數(shù)下對(duì)系統(tǒng)的影響，通過(guò)圖像直觀了解超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間、峰值時(shí)間、穩(wěn)態(tài)誤差、幅值與相位裕度等概念。

圖2 實(shí)驗(yàn)軟件模擬仿真一階系統(tǒng)的階次響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2 綜合性實(shí)驗(yàn)

以基于球桿系統(tǒng)的根軌跡綜合實(shí)驗(yàn)為例，球桿系統(tǒng)作為典型的不穩(wěn)定系統(tǒng)，如果不能進(jìn)行有效的控制，小球不能穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)。綜合性實(shí)驗(yàn)是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，建立傳遞函數(shù)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的根軌跡分析，確定系統(tǒng)的控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)球桿系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。綜合性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生通過(guò)評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)（如超調(diào)量、上升時(shí)間、調(diào)整時(shí)間等），應(yīng)用滯后校正、超前校正、滯后—超前校正、PID校正等方式改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性［16-19］。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)流程如圖3所示，學(xué)生自行建立球桿系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，通過(guò)Matlab／Simulink軟件的應(yīng)用，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，進(jìn)一步根據(jù)課堂學(xué)習(xí)的控制算法，確定根軌跡的參數(shù)，最終達(dá)到球桿系統(tǒng)中小球能夠平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)。

圖3 綜合性實(shí)驗(yàn)流程

球桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電動(dòng)機(jī)、橫桿、小球組成，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)輪盤(pán)旋轉(zhuǎn)，從而控制橫桿位置，讓小球在桿上左右滾動(dòng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 球桿系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)本體

通過(guò)對(duì)球桿系統(tǒng)分析，可知球桿系統(tǒng)為典型的二階系統(tǒng)，形式直觀明了是典型的開(kāi)環(huán)不穩(wěn)定系統(tǒng)。未加控制環(huán)節(jié)時(shí)，其根軌跡如圖5（a）所示，加入控制環(huán)節(jié)后，其根軌跡如圖5（b）所示，可見(jiàn)其增益量為2及對(duì)應(yīng)的零點(diǎn)－1時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。

圖5 球桿系統(tǒng)不同控制狀態(tài)時(shí)的根軌跡

通過(guò)Simulink建立球桿系統(tǒng)的仿真控制框圖如圖6所示。

當(dāng)加入控制環(huán)節(jié)時(shí)，通過(guò)圖5中根軌跡可以確定其增益為2時(shí)，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，此時(shí)系統(tǒng)的仿真控制框圖見(jiàn)圖6。可見(jiàn)系統(tǒng)此時(shí)配置了開(kāi)環(huán)零點(diǎn)－1，配置增益2，采用超前校正方式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改善。

進(jìn)一步對(duì)仿真控制結(jié)果與實(shí)際控制結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，具體數(shù)值如圖7所示，紅色為仿真結(jié)果，可見(jiàn)最終穩(wěn)定在0．25處，藍(lán)色為實(shí)際結(jié)果，可見(jiàn)穩(wěn)定在0．25左右，超調(diào)量較小，通過(guò)超前校正可以有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。

圖6 球桿系統(tǒng)的仿真控制框圖

圖7 球桿系統(tǒng)仿真與實(shí)際控制對(duì)比

3.3 創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目方案由學(xué)生結(jié)合自身的生活實(shí)際提出。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己在生活實(shí)踐中感受到的不方便、不便利性的方面入手，從而有“改變”“優(yōu)化”的想法，繼而提出新的思路。實(shí)驗(yàn)對(duì)象由學(xué)生自行擬定，在查閱文獻(xiàn)、綜合資料基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，通過(guò)細(xì)化實(shí)驗(yàn)方案，具體實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，最終將控制以傳感器和單片機(jī)為載體應(yīng)用到項(xiàng)目中去。

以“自動(dòng)澆花機(jī)”為例，學(xué)生在實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)盆栽澆水一般通過(guò)人工來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣容易造成水資源浪費(fèi)，且澆水時(shí)間和澆水量因人而異，難以實(shí)現(xiàn)理想澆水。在查閱植物特性后，發(fā)現(xiàn)不同植物種植需要的土壤濕度、環(huán)境溫度不同，因此學(xué)生設(shè)計(jì)了自動(dòng)澆花機(jī)，系統(tǒng)框圖如圖8所示，采用盆栽種類(lèi)、土壤濕度、環(huán)境溫度等多種信息作為澆花過(guò)程的控制參數(shù)，利用單片機(jī)對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了實(shí)時(shí)采集和控制，實(shí)現(xiàn)了澆花過(guò)程的科學(xué)、自動(dòng)控制?？梢钥吹皆擁?xiàng)目綜合應(yīng)用了機(jī)械控制技術(shù)、測(cè)試技術(shù)等知識(shí)，有效地鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

圖8 自動(dòng)澆花系統(tǒng)框圖

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

4.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)設(shè)置

根據(jù)機(jī)械控制實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)定位不同，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法也不同。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。主要在教師指導(dǎo)下，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)為必做實(shí)驗(yàn)，難度較低，學(xué)生可以定性了解機(jī)械控制中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這一層次實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)控制中基礎(chǔ)理論知識(shí)。

（2）綜合實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)具有一定的探索性，需要從建模到理論分析再到選取控制點(diǎn)，最后實(shí)物控制，共分為4步：①理論建模。本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生結(jié)合基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)實(shí)物進(jìn)行分析，建立理論模型，通過(guò)拉氏變換，形成開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)；②理論分析。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)根軌跡，借助Matlab繪制根軌跡曲線(xiàn)圖，通過(guò)根軌跡選取開(kāi)環(huán)零點(diǎn)，選取增益。并進(jìn)一步通過(guò)Simulink仿真，對(duì)比控制前后、不同參數(shù)的仿真曲線(xiàn)區(qū)別，結(jié)合實(shí)物限制，選取合適的控制點(diǎn)；③實(shí)物控制。將第2步中選取的控制點(diǎn)應(yīng)用到實(shí)物控制中，從而控制實(shí)物。對(duì)比不同控制參數(shù)下，實(shí)際響應(yīng)曲線(xiàn)，理解控制系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)及其對(duì)應(yīng)實(shí)物情況；④對(duì)比分析。本實(shí)驗(yàn)將理論分析與實(shí)物結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)傳遞函數(shù)對(duì)實(shí)物的影響，同時(shí)也可通過(guò)不同的控制參數(shù)之間，進(jìn)行結(jié)果對(duì)比。

（3）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象，按照不同的功能和應(yīng)用要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并加以論證，開(kāi)發(fā)部分裝置或系統(tǒng)軟件，完成系統(tǒng)軟硬件集成調(diào)試，自主完成裝置的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、數(shù)據(jù)采集和分析等。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的形式、內(nèi)容和方法都是開(kāi)放的，學(xué)生可以根據(jù)自己的能力、專(zhuān)業(yè)興趣和學(xué)習(xí)時(shí)間，事先預(yù)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)設(shè)備一般都需要購(gòu)買(mǎi)或者自行加工。這類(lèi)實(shí)驗(yàn)具有探索性和創(chuàng)新性。

4.2 實(shí)驗(yàn)考核

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)為定性實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的理解程度、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)操作能力、得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確程度，能夠定性描述出控制問(wèn)題。

綜合性實(shí)驗(yàn)的考核采用過(guò)程考核的方式，實(shí)驗(yàn)劃分為4部分，將每一部分根據(jù)學(xué)生完成情況進(jìn)行分析。具體考核步驟與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)為開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)，由于每組學(xué)生實(shí)驗(yàn)類(lèi)型不同，完成的功能各有千秋，因此評(píng)價(jià)指標(biāo)并不能單一決定，該實(shí)驗(yàn)在整體上首先需要對(duì)項(xiàng)目完成的難度進(jìn)行區(qū)分，隨后對(duì)項(xiàng)目完成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而得到整體實(shí)驗(yàn)成績(jī)。最后，根據(jù)每位組員貢獻(xiàn)度給出學(xué)生成績(jī)。

表1 綜合性實(shí)驗(yàn)量規(guī)表

5 結(jié) 語(yǔ)

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)是一門(mén)與實(shí)際結(jié)合緊密，但是又比較抽象的課程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以幫助學(xué)生掌握和加深理解機(jī)械控制課程知識(shí)。

基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)注重理解控制中基本概念、基本方法和基本評(píng)價(jià)參數(shù)，綜合性實(shí)驗(yàn)注重學(xué)生運(yùn)用控制理論的方法分析、解決問(wèn)題的能力，建立理論與實(shí)物之間橋梁，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)注重將控制技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的機(jī)械對(duì)象上。通過(guò)構(gòu)建多層次機(jī)械控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，克服了原有實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降牟蛔悖倪M(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式方法和組織管理，逐步形成了完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

同時(shí)針對(duì)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，分別探索了不同層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法及考評(píng)體系，將實(shí)驗(yàn)考核過(guò)程化、具體化，在這一系列的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)機(jī)械控制的理解能力，提高了學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了視野，取得了良好的教學(xué)效果。