自动控制原理论文范文

自动控制原理论文范文第1篇

Abstract: Based on the outstanding problems in the examination of automatic control theory and combined with our school automation features,a curriculum for students examination reform is proposed which emphasizing the application of ability to stimulate students interest in learning,semi-open-book examination methods,the theoretical knowledge and practical application of comprehensive testing,emphasizing the process of assessment. The expected results show that students' learning effects have been significantly improved on theoretical learning courses which are consistent with application-oriented and applying the knowledge of teaching philosophy.

关键词:自动控制原理课程;考试改革;方案

Key words: automatic control theory;examination reform;program

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0177-01

1自动控制原理课程考试改革的目的和意义

自动控制原理作为自动化及相关专业的一门重要的专业基础课,是一门理论性很强的课程。同时,该门课所研究的领域也是学生从未接触过的知识。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[1]。通过考试改革可以带动教学改革进程,构建融会贯通、紧密配合、有机联系的课程体系。

2自动控制原理课程考试改革的内容

2.1 课程内容的整合与优化。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的稳态过程和暂态过程。针对这样的能力考核,在平时教学中,从基本概念、基本分析方法入手,结合生产和生活中的实例,以时域分析方法为主线,时域分析和频域分析并进,利用直观的物理概念,使学生充分理解系统参数与系统指标之间的内在联系,由浅入深地引导学生理解和掌握古典控制理论的精髓。把知识能力的考核放在首位。

2.2 由考试改革决定的教学方法和手段的改进措施。实践环节中改变以往由教师命题的一贯做法,在学期末,安排一次综合性实验,题目学生可自选,也可从教师提供的试题库中抽题,所选题目需具有一定的综合性,采取自愿参加考试的方式。该部分的成绩由五个等级构成,即不及格不加分,及格、中、良好、优秀会分别在在期末总成绩中加相应的分数,建立一个具体的评价指标体系。这样的考核方式可以给一部分在及格线边缘的学生一次到达及格线的机会,给一部分要提高成绩绩点的学生一次提高总成绩的机会,给一部分争取奖学金的学生一次到达优秀成绩的机会,给分布在每一个分数段的学生一次积极改进的机会,激发他们的学习热情,同时能够有效的提高及格率。

2.3 知识点的考核。笔试考试由全闭卷改为半开卷:改变原有的纯粹的理论考试,把笔试试卷分成两部分:试卷一,基本理论知识的考核,闭卷,占试卷成绩的50%;试卷二,综合能力运用的考核,开卷,可以带查阅过的相关资料占试卷成绩的50%。基本理论知识的考核包括:①基本知识模块;②数学模型的建立与求解模块;③线性连续系统的时域分析模块;④线性连续系统的频域分析与设计。

3 考试改革的进程安排

3.1 进行自动控制原理课程考试改革的调研。

3.2 制定出自动控制原理课程综合应用能力考核的评价指标体系。

3.3 编制自动控制原理课程综合性实验试题库。

3.4 在2007级自动控制原理期末考试中进行考试改革方案的试验。

3.5 进行课程考试改革方案实施的初步总结,写出课程考试改革方案实施的初步总结报告。

3.6 修改课程综合应用能力考核的评价标准。

3.7 修改自动控制原理课程综合性实验试题库。

3.8 撰写自动控制原理课程考试改革的探索的论文。

3.9 在2008级自动控制原理教学中实施课程考试改革方案。

3.10 进行自动控制原理课程考试改革方案实施的总结,写出课程考试改革方案实施的总结报告。

3.11 写出自动控制原理课程考试改革方案的结题报告。

4自动控制原理课程考试改革的预期成果

4.1 学生学习的主动性得到增强,通过设置选做实验,学生学习会更加主动,鼓励学生提高综合知识运用能力,不再像以前期末考试前几天死记硬背,造成学的好不如背的好的怪现象。

4.2 学生的创造性思维能力得到了培养,通过完成大作业网上查阅资料的能力明显提高,大量查阅资料后会超出教师布置的题目范围,大部分学生会对教师的题目给出多种分析结果,甚至会超出所学的范围,突破了思维定势,即教师告诉什么就知道什么的现象。

4.3 学生撰写科技论文的能力得到提高,为以后做毕业设计撰写毕业论文打好基础。

4.4 学生独立分析问题的能力将得到提高。通过采取半开卷的模式,学生不但需要掌握基本理论,还要学会更好的利用基本理论解决实际问题,强调提高学生的分析,设计能力,及寻求一题多解的发散性思维,强调工程应用背景,立意考查灵活运用所学知识解决实际问题和创新思维的能力,改善了以往学生认为“学了也没有用”的想法。

4.5 制定出课程考核能力与技能的评价指标体系。

4.6 撰写课程考试改革实施效果的调研报告。

4.7 撰写教改论文:自动控制原理课程考试改革的探索。

4.8 提交自动控制原理课程考试改革的结题报告。

参考文献:

[1]王艳.自动控制原理教学方式考试形式与实验的改革[J].电气电子教学学报.

自动控制原理论文范文第2篇

关键词：自动控制原理 过程考核 一纸开卷

中图分类号：TP13.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0066-01

“自动控制原理”作为自动化及相关专业的专业基础课程，在自动化专业中，起到承上启下的核心作用。同时，在化工、机械等专业中也处于非常重要的地位。[1]目前，这门课程存在着教师难教、学生难学的双重困惑，特别是其考核方式和考核内容在某种程度上直接影响学生的学习态度和积极性。进行考核制度改革，是调动学生学习积极性，提高教学质量的一种重要方法。传统的考核方式大多采用闭卷或者开卷考试，存在不少弊端。

1 传统考核方式及弊端

（1）不能有效促进学生对课程知识的积累，而且难以客观评价学习效果。目前，独立学院考试沿袭了传统的课程考核模式，在这种考核模式中，期末考试是课程考核的主要方式，其所占比重较高，因此，期末考试的成绩在一定程度上作为衡量课程教学效果和学生学习水平的主要依据。这样会造成学生考试易存在作弊心理，考试临时抱佛脚现象。

（2）使教与学不能较好结合。在独立学院中，大多数学生学习只是为了考试及格，平时在课堂上和课后都不用心，不操心，得过且过，敷衍了事，很少主动总结教师课堂内容和找教师答疑。在传统考核模式中，闭卷考试容易照成学生死记硬背，是典型的记忆力考核。而且，闭卷考试客观题较多，一定程度上也限制了学生创新和个性的成长。开卷考试容易形成学生不劳而获的意识，往往把考试寄托在课本和作业上，不会主动学习。这就达不到教与学的有机结合，不能取得较好的教学效果。

2 自动控制原理考核改革的思路及方法

（1）改革考核内容，培养学生创新应用能力。自动控制原理在实际生活中应用非常广泛，因此，在制定课程考核内容时，要与实际生活、先进技术和先进思想相链接，考核学生创新和灵活运用知识的能力。考核中要注重学生个性的培养和发挥，使具有特殊学习兴趣和有想法学生的才能得到发挥。比如，自动控制原理也是一门自动化专业和相关专业的考研课程，一部分学生需利用本课程学习考研，因此在制定课程考核时，可通过适当增加与考研内容相关的考核试题，同时，加大考研课堂讨论力度。这样，即能满足一部分学生考研需要，也能满足大部分学生的学习需要。考试不能完全限制答案，除了原理性、原则性的问题，对于学生似是而非、较牵强的答案，特别是比较新颖的答案，要给以肯定，不能全盘否定，以利于加强学生的学习积极性、创新能力、主动思考和发散性思维的培养。

（2）加强过程考核。传统考核模式可能会导致教与学相脱节。实施过程考核的考核理念，能较好的克服陈述性知识和过程性知识的分割、理论知识与实践知识的分割、知识排序方式与知识学习方式分割的缺陷。[2]过程考核是课程教学体制中不可或缺的一部分，即体现了考核成绩的科学性，也体现了公平性，一定程度上也杜绝作弊和临时抱佛脚的心理，有利于培养学生重结果更重过程的人生观和世界观，为以后进入社会，进入职场有更好地发展。

例如，在自动控制原理课程教学中，为了增强学生的自主学习性，加大平时成绩的比重，把平时成绩提高到总成绩的50%，同时，将考勤、课堂考核、课堂讨论、课堂提问、答疑、课后作业、学生互动和课程论文等纳入平时成绩。在平时成绩中，还要加大课堂讨论和课堂提问在平时成绩中的比重。这样，既体现了公平性，又增加了学生的学习积极性，同时，开扩了学生的思维，培养了学生思考问题、分析问题和解决问题等多方面培养的能力，充分调动学生的自主学习性。

（3）引入“一纸开卷”。“一纸开卷”是指在考试开始前两周由系部统一发给学生印有“自动控制原理考试专用纸”字样的试卷纸，学生可在试卷纸上书写与考试内容有关的公式、内容等，考试时允许带进考场。[3] 考试结束后与试卷一起上交，否则视为作弊处理。

采用“一纸开卷”考核的优点主要体现在以下2个方面：（1）可有效避免学生死记硬背公式和知识点，减轻学生负担。自动控制原理课程具有理论性强、含有大量公式和图形曲线等特点。采用“一纸开卷”的考试形式，学生可以不用死记硬背公式，可以把大量时间和精力放在知识点的理解和归纳总结上，有利于提高学生分析和主动思考的能力。（2）有利于减小作弊的几率，端正考风。考试前，学生通过自动控制原理考试专用纸把需要记忆的公式、基本概念和归纳总结的知识点写下来，这样，考试时，部分基础薄弱、学习成绩较差的学生基本上不需要携带一些采用闭卷考试时常用的作弊小抄，而且也有利于调节学生的考场气氛，缓解考试时的紧张。

（4）加强考核反馈机制。考核的目的，是为了检查学生是否掌握所学知识解决问题的能力。考核结束后，要形成反馈机制，及时的把考核结果反馈给学生，完善学生知识点的理解。特别在过程考核时，比如，在学生完成课后作业、课堂测试和课程论文后，教师要及时的根据完成情况，对学生解题或理解错误问题进行案例讲解，对重点知识点特别强调，要求学生及时修改错误，加强和完善知识点的理解。

3 结语

在独立学院学生教学过程中，自动控制原理考核改革还任重而道远，但教师应围绕以培养一线应用型人才为理念的原则，培养学生的创新和实践应用能力，培养面向现代社会的高新技术产业所需的复合应用型人才。实行“一纸开卷”和加强课程过程考核相结合的考核思路，推动了教学改革，促进了学生的主动学习能力，加强了学生的创新和综合应用能力，避免了过去传统考试模式作弊、临时抱佛脚、单纯应付考试和只要60分及格等心里和行为，提高教学质量。

参考文献

[1] 杨婕，程丽平.应用型本科“自动控制原理”课程改革及实践[J].中国电力教育，2010（4）：111-112.

[2] 金光.自动控制原理课程考核方法改革的探讨与实施[J].郑州铁路职业技术学院学报，2007（5）：23-26.

自动控制原理论文范文第3篇

论文摘要： 对当前自动控制理论实验教学方法与实验仪器进行分析，提出教学方法和教学仪器的改革措施。通过开设新的实验内容和研制新的教学仪器，使学生更好地完成自动控制理论实验的学习任务，提高学生的综合能力和创新能力。

“自动控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律，为自动控制系统的分析和综合提供基本理论和基本方法的一门专业基础课[1]。该课程是一门重要的测控类专业的基础课，具有较强的理论性，与前续课程联系紧密，知识面广，学生不易理解掌握[2-3]。学好这门课程不仅可以为后续专业课的掌握打下良好的理论基础，而且能在今后从事专业工作时，直接运用它去分析和解决实际技术问题。对于工程实践具有重要的指导作用，受到人们的广泛重视。在本课程的教学中，实验教学对理论知识的理解、掌握、巩固具有重要的作用。

1 当前实验教学的不足

长期以来，传统的实验教学被一种固定的模式所束缚，教学内容陈旧，教学方法呆板，在一定程度上限制了学生的主动性和积极性，难以激发他们独立分析问题、解决问题的兴趣和激情，没有体验过从失败中自己寻找成功之路的经历，抑制了学生个性的发展，这样不利于对学生创新能力的培养[4]。

1.1 实验内容固定

传统的实验主要是按章节进行验证性实验，实验仪器功能固定，实验只能按照实验指导书设计好的步骤进行, 学生被束缚在验证性实验中，对出现的相关问题缺少系统、多角度的分析，不利于学生创新能力的培养。

1.2 实验时间限制

一般的实验都要求在实验室2个学时内完成，学生很难全面深入地把握实验主要内容和方法，对实验的目的、实验原理无法理性地理解，更别提实验中出现故障的排解分析，限制了学生的设计和创新，不利于锻炼学生的综合能力。

1.3 实验仪器制约

实验仪器过于固化，仪器设置上未给学生留下设计性和探究问题的空间。仪器组成以理论验证为主，缺少实际控制系统各环节，特别是反馈部分的传感部分，更不具备跟随学科发展而开拓新实验的延伸性。

1.4 实验方法落后

实验技术水平和内容更多地满足于基础性实践环节，缺乏系统的综合性、设计性和研究性实验环节，以及缺少在利用多种现代实验手段、方法和工具对实验过程中的结果和现象进行深入分析研究方面对学生的引导。实验过程主要完成连线操作、数据记录等简单的工作。

2 实验教学改进

针对目前实验教学的现状，摒弃以往按部就班完成指定实验步骤操作验证形式，按照学生对科学的自然认知进度设置灵活变换的实验内容。对实验设置按多层次，从简到难，逐步引导学生自主学习、合作学习、研究性学习，逐步走向从问题出发的探究、创新。同时，研究新的实验教学仪器，开发配套软件，保证实验硬件满足新环境下的要求。结合灵活的教学仪器改变教学方法，充分调动学生动手的积极性，引导其创新。

2.1 实验内容设置

开设不同层次的实验内容，既要满足实验教学的验证、演示等基本功能，又要激发学生的兴趣。

基础实验：根据给定实验任务、方案和步骤，选择并完成一定数量基本实验；同时，通过调整实验参数得到不同结果，增加思考空间。

综合实验：将各个基础实验环节有机结合在一起，各课程之间关联内容综合。

设计实验：以任务的形式，给定实验题目，允许学生按照自己思路选择设计性实验内容，引导学生学会设计和研究的方法。

创新实验：自行命题实验，将学生的构想通过仪器现有功能模块来实现，在探究式学习中培养学生创新能力。

2.2 实验仪器的改进

根据实验内容的要求，开发适合本专业的教学仪器。仪器具有控制系统需要验证的各种典型环节模块、信号发生器模块等基本功能，还结合工程实际将传感器引入反馈环节，增加执行器件，构成完整的闭环系统。避免教学仪器箱只能完成信号源作为激励，控制环节构成系统的不足。同时，仪器上的控制效果通过便于观看的形式展示出来，让控制过程可视化。仪器要预留出扩展接口，便于在实验中添加新的模块。仪器在结合计算机完成实验的同时，又能独立完成实验内容，实验配套软件要能对硬件平台对的实验内容进行仿真和虚拟实验。学生可以根据测试参量的不同选择相应的传感器，完成非电量到电量的转换，对信号进行处理，结合控制理论完成创新性、设计性的实验。

2.3 实验方法的转变

1）以学生为主体，开辟新知识领域，重视实践能力的锻炼；2）培养学生的综合能力；3）科学知识和实验能力培养上，建立系统、科学且开放的实验教学体系，注重课程之间纵向和横向的联系。

结合开发的教学仪器，在实验方法上除了基本的验证性实验，其他实验按任务的形式给出，不对学生做过多的限制，留出学生思考、动手、创新的空间。充分利用计算机的计算、分析功能以及仪器配套软件（采用数学工具matlab编写的程序）在实验前完成必要的仿真分析，让实验有的放矢，理论指导实践。实验既做到软硬精密结合，又能相互独立，两者相辅相成。克服当前实验中仪器平台不能脱离计算机，配套软件不能独立工作，学生只能在实验课中有限的时间内完成实验的不足，让实验内容通过软件可以在任意计算机上完成。

3 总结

对当前实验教学过程中存在的问题进行分析和总结，从实验内容设置、实验仪器、实验方法3个方面提出改进方法。自动控制理论来源于实践，反过来指导实践[5]。结合当前人才培养的趋势，理论联系实际，提高学生实践能力，在实践中发现问题、解决问题进而培养创新能力。

参考文献

[1]葛锁良.自动控制理论教学内容与教学方法的探讨[c]//2001年中国自动化教育学术年会论文集,2001:72

[2]杜永贵,谢克明,李国勇,谢刚.“自动控制理论”课程教学改革与实践[j].太原理工大学学报:社会科学版,2009, 27(1):77-79

[3]方晓柯,王建辉,郑艳,何大阔,顾树生.《自动控制原理》教学改革的探索与实践[j].教育实践研究,2008(11):101-102

[4]那日.大学物理实验教学改革初探[j].实验室研究与探索,2004,23(12):163-164

自动控制原理论文范文第4篇

关键词：控制理论；系统化；比较教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理论是自动化及其相关专业的一门重要核心专业基础课程，在武汉理工大学华夏学院（以下简称“我院”）自动化专业，控制理论所授主要内容为以经典控制论为核心的“自动控制原理”和以卡尔曼的状态空间分析法为核心的“现代控制理论”。

其中，“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，并为系统的分析和综合提供基本理论和方法的专业基础核心课程。该课程又是“现代控制理论”“过程控制系统”“运动控制系统”“计算机控制技术”“智能控制”等许多后续课程的基础。而作为其后续课程的“现代控制理论”仍作为硕士研究生“线性系统理论”与“最优控制”等学位课程的基础。这两门课程理论性强，概念多且杂，对学生的数学基础要求较高。而我院作为一个三本院校，自动化专业的学生相比较一本和二本的学生而言，数学基础较为薄弱，故学好这两门课对学生来说至关重要且具有一定的难度。

而教好上述两门课程也是教师必须思考和解决的重要问题。笔者经过几年的教学实践，摸索出一套比较适合三本院校学生的系统化教学方法，致力于培养学生的系统观，进行了一些尝试，且取得了一定的效果。

一、工程背景系统性

任何一种理论的产生都有其历史背景，都是在实践中产生的。自动控制技术萌芽在18世纪，在第一次世界工业革命期间，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，一种凭借直觉的实证性发明。飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡，其他自动控制系统也有类似现象。

由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之久。1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出：不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制的不稳定。麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制理论的开端，接着就进入了经典控制理论发展的孕育期。1875年，英国劳斯提出代数稳定判据。1895年，德国赫尔维兹提出代数稳定判据。1892年，俄国李雅普诺夫提出稳定性定义和两个稳定判据。1932年，美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞生。维纳成为控制论的创始人。

经典控制理论的主要内容包括：系统数学模型的建立、时域分析法、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等。

从四十年代到五十年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术（可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展）。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件――现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。[1]

在二十世纪五十年代末，计算机技术的飞速发展推动了核能技术、空间技术的发展，并且为多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析和设计提供了新的手段。

五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法，在1957年提出了动态规划。1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。

由上面的历史背景介绍可以看出，现代控制理论是在自动控制理论的基础上发展得到的，尽管两种理论在方法和思路上有显著的不同，但是在教授的时候不能将两者视为单独的个体。笔者每次在绪论部分都会系统化地讲解理论的产生，以让学生对两门课程形成一个初步的比较清晰的认识。

二、理论教学的系统性

在这两门课程的理论教学过程中，虽然涉及到的知识点有差异，但是经笔者研究，在具体教学中，两门课程的教学有些许共性，比如说两门课程的教学流程就基本一致。如图1所示：相对于现代控制原理而言，自动控制原理理论推导较少，同时其工科背景较强，实例较多。在学习之初，可先帮助学生搭建起分析问题和解决问题的基本框架，形成一个较为初步的系统观。

自动控制原理分析问题的核心是数学建模，稳定性判断和性能指标的计算，[2]主要分析方法是时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法。时域分析法直观易懂，频域分析法是自动控制原理的核心，根轨迹分析法在目前的工程实践中已用的很少，在学时有限的情况下可略讲。在实际讲解的过程中，要合理安排学时，适当加快时域分析法的讲授，略讲根轨迹分析法，重点讲解频域分析法及系统校正。

现代控制理论包含了大量的理论概念机数学公式，在实际讲授中，应弱化理论推导，在教学过程中可结合倒立摆工程实例，从建模、稳定性分析、能控能观性分析、极点配置到状态反馈，形成一个较为完整的分析过程。[3]

总而言之，在讲解的过程中，注重引言，初步建立系统观，结合实例，比较异同，突出重难点，最后再通过总结强化各知识点之间的联系。[4]

三、实践教学的系统性

1.重视实验，理论教学和实验教学的系统化[5]

以往，控制理论的实验课和理论课教学是独立的，理论课教师和实验课教师各行其道，相互交流匮乏。目前，学院已明确提出，理论课教学和实验课教学的一致性，理论课教师必须参与进实验教学，教学手段要丰富、系统。

2.实验箱教学和仿真教学的系统化

首先在实验箱上搭建模拟电路，利用信号发生器、示波器等测量波形和数据。同时引入MATLAB仿真，先引出数学模型，利用MATLAB强大的系统工具箱分析并绘制各种相应曲线，利用Simulink工具箱进行校正和状态反馈设计。[6]最后，对比电路测试波形和仿真结果，可让学生深入了解理论和实际参数之间的差异，进而寻找原因，加深理解。

四、今后教学方向

在今后的教学过程中，可进一步加强比较，加强学生的系统观，并且尝试迁移到其他相关学科，加强学生对整个学科的理解。

参考文献：

[1]万雄波，杨方.基于“自动控制原理”与“现代控制理论”课程异同点分析的教学探索[J].科教文汇，2013，（7）：56-57.

[2]孙韵钰.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].消费电子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“现代控制理论”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（10）：61-62.

[4]李长云.“自动控制理论”的系统化教学实践[J].电气电子教学学报，2013，（8）：75-77.

[5]张正强，王艳霞.“现代控制理论”课程的教学探讨[J].电气电子教学学报，2009，31（5）：31-32.

自动控制原理论文范文第5篇

关键词：自动控制原理；双语教学；梯进式；立体交互

作者简介：任金霞（1970-），女，山西孝义人，江西理工大学电气工程与自动化学院，副教授；温如春（1972-），女，江西上犹人，江西理工大学电气工程与自动化学院，副教授。（江西赣州341000）

基金项目：本文系2009年江西省双语教学示范课程《自动控制原理》的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）16-0035-02

双语教学是我国高等教育与国际接轨的必然趋势，是培养具有国际视野和国际竞争能力人才的战略选择。双语教学能够培养并提高学生的专业英语能力，使他们能阅读国外的英文论文或访问相关的英文网站，及时准确地获取学科前沿领域知识和理论，提升学科知识，具备国际交流与合作能力。自动化专业是一门多学科交叉的专业，和前沿技术密切相关，这就要求自动化专业学生具备过硬的英语素质，能了解世界科技的最新成果。“自动控制原理”作为自动化专业的核心专业基础课程对该课程开展双语教学，就是为培养学生阅读专业资料、接受最新专业知识的能力而搭建的平台，提高学生的综合素质。

一、“梯进式+立体交互式”双语教学的提出

双语教学的质量取决于很多方面，比如师资队伍的建设问题、学生的英语水平、教学方法、考试改革、教材选用等问题。很多高校也对双语教学进行了探索，所采用的教学方式各不相同，一些学校主张采用全英文授课的方式。“自动控制原理”这门课程本身理论性强，学生理解起来比较抽象，而学生本身的英语水平又参差不齐，如果采用全英文授课，不但学生的英语水平没有提高，最终专业知识基础也没有掌握，为后续专业课程的学习带来障碍。为此，笔者认为“自动控制原理”双语教学应该循序渐进，采用“梯进式+交互式”双语教学模式，使学生逐渐适应，去除恐惧感，让学生愿意学，喜欢学，从而提高双语教学的效果，让学生既掌握了专业知识，又提高了英语水平，进而具备国际交流与合作能力。

二、“梯进式+立体交互式”双语教学实施方案

1.“梯进式”双语教学模式

双语教学中坚持循序渐进的原则。一方面在内容上要循序渐进，另一方面在授课方式上也要采用梯进式。如果一开始就用大量英语授课，学生的听力还有困难，再加上课程内容理解上的困难，学生便会容易感到焦虑，甚至会失去参加双语教学的兴趣。采用梯进式教学，让学生有从陌生到熟悉的过程。梯进式分为三个阶段：

（1）采用译文教材和原版教材相结合的方式。授课过程中简单的课堂组织用语、绪论、结束语用英语讲授，授课的前几分钟用英语复习与总结上节课所学内容，重点的专业术语和关键词需要对学生进行强化训练，为以后的学习打下词汇基础，其余大部分讲授用汉语。要求学生对指定的原版教材的部分内容预习和复习，可以结合比照译文教材，熟练专业术语的表达；习题也要尽量多地用英文，但不做硬性规定。这一阶段中，学生对“自动控制原理”最基本的概念如反馈控制（FEEDBACK CONTROL）、稳定性（STABILITY）、暂态响应（TRANSIENT RESPONSE）、稳态误差（STEADY ERROR）等都应有很好的接受程度。

（2）以原版教材为主，译文教材为辅，对重点难点内容的板书和讲解用汉语，对理解起来比较容易的部分及数学公式的推导和定理的表达大部分采用英语授课。这样达到了让学生学习专业知识的主要目的，同时又能具有一定的用英语解决问题的能力。课后布置的作业，要求学生读懂教材中的原理和定理及其中的专业知识，熟悉专业内容的表达方式和特点，要求学生至少用50%的英文对习题作答，让学生逐步学会其表达方法和准确理解其内容。这一阶段中，如应用根轨迹和频率响应法分析系统的性能、对根轨迹方程的推导和稳定性判据的英文表达也有较好的理解和接受能力。

（3）完全采用英文原版教材。大部分板书和讲解用英文，让学生完全接触原汁原味的英文教材，学习专业内容的表达方式和思路，最终形成英语思维。课后布置的习题，要求学生至少用80%的英文作答，鼓励学生100%作答，培养他们用英文进行思考和书面表达的习惯。如学习“离散控制系统”时，第二阶段学生已经学习了连续系统的分析方法，有了一定的理论基础，而离散系统的分析也很类似连续系统，这时采用全英文讲授，学生就能理解和接受了。

梯进式教学中这三个阶段时间的长短可以根据学生当时的英语水平和接受的能力等情况，灵活安排。

2.采取“立体化交互式”的教学方法

教学过程本身是一个互动的过程，“立体化交互式”的教学方法，就是利用课堂教学、课后活动、网络、多媒体等多种教学方法全方位地激发学生认知接受和英语思维。其中教师起主导作用，网络化多媒体教学则起重要的辅助功能。

教学与导学相结合是双语教学的有效方式，在课堂讲授过程中采取交互式的教学方法，避免学生被动式听课。注意活跃课堂气氛，充分调动学生的积极性；老师与学生共同参与，让学生在轻松的环境中自然而然地说出专业英语词汇；并让学生关注学习的知识内容，不必过多地关注语言的形式；帮助他们建立自信心，敢于发言。譬如课堂提问、案例讨论：自动控制原理中对改进控制系统的性能有哪些方法？对系统校正有哪些方案？鼓励学生积极参与，用英语发言，不过分纠正学生的语法错误，不断地鼓励学生，培养其自信心。

为了加强学生的英语表达能力和锻炼其英语思维能力，仅仅依靠课堂上有限的时间是远远不够的。课前预习和课后复习对学生双语教学是非常必要的。提前指定原版教材一些相关的内容让学生阅读，使学生上课时有重点地听，并逐步学会其表达方法和准确理解教学内容。课后布置相应的作业题，要求用英语作答，采用教材上对问题描述的方式，教师对作业给予适当的点评和指导。设计专题，提供解决问提的思路，让学生去检索英文资料，发展学生的“自主学习”能力；撰写小论文或者报告，锻炼专业技术文献的读写能力，做成幻灯片形式在专题讨论会上发表演讲，展开讨论。“自动控制原理”中学生学习了控制系统的设计后，设计了专题“倒立摆系统的设计”、“ 直流电机转速单闭环PID控制系统设计”，要求他们写出报告，并在课堂上讨论，这锻炼了学生信息检索和英语书面表达能力。举办和自动化相关学科的外籍专家的专业讲座，加强国外大学师生与本校校师生进行交流和互访，提高同学们的兴趣，拓宽其视野。

网络化、多媒体教学软件、资源网站作为教学信息整合的主要工具和载体，对高度交互的教学模式有重要的辅助功能。引导学生合理有效利用互联网资源，利用“自动控制原理”双语教学的课程网站和现代化教学平台，鼓励学生直接阅读相关英语网站如国外专业论坛及相关研究网站，培养学生的信息能力和探究能力和创新精神，使学生得到全面的发展。

3.“梯进式+立体交互式”双语教学模式的教学要求

根据克拉申二语习得理论，在课堂上尽量提供可理解输入和降低情感过滤。将克拉申二语习得理论应用到双语教学中，对课堂教学提出了要求。第一，要求教师的发音要准确而且具备丰富的学科知识；第二，教师的语速要适中、最好使用常用词汇和短句，符合学生当前的英语理解水平，避免使用过多修辞语言，可以借助黑板或多媒体课件及时地给予学生帮助，从而提高输入的可理解性。第三，要有足够的输入量，要扩大学生的词汇量，提供沉浸式的环境，不是教师一味地提供输入。双语教学更应该强调课堂的互动，学生要“说”，不要过多地关注语言的形式；教师要鼓励学生，培养学生自信心，让他们愿意用语言交流思想。教师应该设计活动、创设情境而进行教学活动，使学生放松，降低学生在语言表达方面的焦虑，情感过滤降低，则容易得到更多的输入。第四，对专业知识采用英文教学，讲课的速度不宜太快，因为学生长期习惯母语授课，适应这种双语教学需要较长过程，是一个逐步的过程。教学中应适当精简内容，精讲多练。

在双语教学过程中，老师要对自己和学生有明确的定位，并且使学生明白他们是学习的主体，主动参与者；而老师只是学生学习的指导者、启发者和组织者，让学生有明确的学习目的和动力。教师对学生的学习效果进行评价，要注重课堂交互式的表现、课后的自主学习能力以及协作能力，达到鼓励学生乐意学习的目的；要加强与学生之间的交流反馈，采取座谈会和问卷调查的方式与学生交流，及时调整教学方法和进度。

三、结束语

双语教学的模式一直是教师研究的重点，几年的教学实践使笔者体会到：在“自动控制原理”课程开展双语教学，根据学生的情况，采用“梯进式+立体交互式”双语教学模式，提高了双语教学的质量，培养了学生的外语能力，使他们具备了学科能力，能追踪学科发展前沿，把握学科发展方向。

参考文献：

[1]兰劲华,安琳,薛素铎,等.高校双语教学管理的实践与思考[J].北京教育(高教版),2007,(1).

[2]陈珍萍,刘淮霞,等.《自动控制原理》课程双语教学改革的研究与实践[J].中国科技信息,2010,(13).

[3]田佳,郝忠民.自动控制原理的双语教学研究[J].吉林工程技术师范学院学报,2008,(2).

[4]刘云.“自动控制原理”双语教学的探索[J].长春理工大学学报(社会科学版),2009,(3).

[5]张远,贾忠田.“模块化+交互式”双语教学探索[J].高等工程教育研究,2008,(1).

自动控制原理论文范文第6篇

关键词:探究性教学;Matlab;自动控制;课程整合;创新教育

中图分类号:TP313文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0184-02

近年来,为了全面提高教学质量、更新观念、深化教学改革,我院对“自动控制原理”课程进行了一系列改革与创新,提出了基于Matlab仿真技术的探究式教学法改革方案,培养学生的“探究知疑,合作创新”能力,体现了高职高专院校应用性人才培养目标,适应了新形势下的课程改革需要。

一、“自动控制原理”课程实际教学问题分析

(一)课程理论性强,教学组织不当

本课程概念抽象,内容丰富,分析方法繁多,理论性很强,知识更新很快。它要求学生具有复变函数、微积分、线性代数等数学基础,囊括电路理论、模拟电子技术、信号与系统、电机与拖动等专业课程基础,其教学质量的好坏,直接影响到自动调速系统、集散控制系统等专业课程的学习。但是,相对于普通高校的学生,诸如我院的高职高专院校学生层次较低,基础较差。同时,各个院校精简课时导致教学难度大,教学过程中采用传统的“教师-讲授-学生”等教学形式,教学内容的组织不当或教学方法单一,影响该课程的教学质量。因此,不少教师感到“难教”,学生感到“难学”,达不到预期的教学目标。

(二)实践性强,理论与实践结合难

本课程与工程实际联系较为紧密,很多院校由于教材、师资、实训实践场地、课时等方面的限制,重视理论教学而忽视了实践环节,这有悖于高职高专教育的创新型应用人才培养初衷。传统的实验大部分为验证性实验,理论与实践常常不符,缺乏实践指导价值,学生不了解课程的工程应用意义。例如,在建立数学模型上应用到一部分简单的系统或电路,从系统分析到综合到校正,传统教学都是从已知系统的动态结构开始,见不到原系统的影子,学生看到的是抽象的理论,而没有实际操作。本课程分析方法多采用图解法,如系统响应、根轨迹、频率特性等,需要在黑板上画大量的曲线,有时很难用有限的颜色区分开,难以确保曲线的准确性,工作量大,绘图精度低,影响教学效果与效率。

二、基于Matlab的探究式教学法在教学中的应用

(一)基于Matlab的探究式教学法的理论教学中的应用

在理论教学中,可以充分利用计算机辅助教学的手段,通过Matlab Notebook工具箱将Word文档中创建的Matlab语言编制的m文件传送到Matlab中运行,再将运算结果和图形数据插入到Word文档中,接着在PowerPoint中建立超级链接,形成了集自动控制理论的基础知识教学、系统分析与设计于一体的多媒体教学环境,教学效果非常好。

采用基于Matlab的探究式教学法,在仿真环境下可极其方便地对系统性能进行分析,比如对二阶系统的时域分析,Matlab可方便的仿真出各种阻尼系数情况下系统的阶跃响应随参数的变化情况。利用SIMULINK功能模块或调用Matlab函数及编写S函数等建立控制系统仿真模型并确定仿真输入和输出,设置仿真参数,如数值算法、仿真时间、步长、相对误差、绝对误差等,进行动态仿真并输出结果,分析仿真结果并修改模型再进行仿真。

(二)基于Matlab的探究式教学法的实践教学中的应用

在实训实践方面,应用Matlab软件可起到代替部分实验的作用,一些设计型实验比如系统校正极点配置等可通过仿真观察设计效果,利用多媒体可以将一些枯燥的讲解变得轻松有趣,这样来提高学生学习的积极性及提高教学效果。

此方法还可用于自动控制原理课程设计和毕业设计中。用Matlab可简洁方便建立系统仿真模型和进行实验,能直观得到各种要求的测量值和波形图反映各量的动态过程;利用Matlab各工具箱及图形用户接口GUI能构建所需系统仿真模型和开发各种控制界面,激发学生对毕业设计的兴趣,有利学生创新思维的培养,提高学生分析和解决实际问题以及理论联系实际的能力。

三、基于Matlab的探究式教学法实施建议

(一)精选教学内容,合理组织教学环节

教学中,对于本课程的基本概念、基本分析方法,力求讲深讲透,省去先修课程内容,快速带过一般了解性的知识,把握以控制系统建模为前提、控制系统分析为基础、系统综合与设计为目的的主线,明确教学目的,精选教学内容,选择适当的教学内容、设置合理教学环节、解决相关课程之间存在的衔接不清、缺乏协调及内容重复等问题。

(二)理论联系实际,创设学习情景

在教学中强调工程背景、物理意义和实际应用,引入诸如控制系统PID参数工程整定、系统建模的负载效应等具有工程实际应用指导价值的知识点,培养学生分析解决实际问题的能力。在教学过程中,教师应强调学生实际操作能力的培养,采用项目教学,以工作任务为驱动,创设学习情景,引导学生探究式学习。

(三)创新教育,突出职业特色

在教学过程中,要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备的发展趋势,贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间,努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。要紧密结合职业技能证书的考证,加强考证的实操项目的训练,在实践实操过程中,使学生掌握简单控制系统建模、分析、设计、校正等知识,锻炼控制系统安装、调试、仿真技能,提高学生的岗位适应能力。同时,应积极引导学生提升职业素养,提高职业道德。

四、结语

实践证明,基于Matlab的探究式教学法在自动控制原理课程教学中取得了显著成效。通过创设教学情景,应用Matlab进行项目教学,教师坚持探究式教学理念,提高了教学质量,使学生学习的主动性加强,综合实践能力和创新思维能力得到了培养,综合素质得到提高,达到了教学目标。

参考文献

[1]姜大源.职业教育学研究新论[M].香港:教育科学出版社,2007.

[2]王建辉,顾树生.自动控制原理[M].清华大学出版社,2007.

[3]杜永贵,等.“自动控制理论”课程教学改革与实践[J].太原立功大学学报,2009,27(1).

[4]张春.MATLAB在毕业设计教学中的应用[J].兵工自动化,2005,24(3).

[5]宗晓萍,等.自动控制原理教学改革的探讨与实践[C].第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集.

[6]陈贵银.高职《自动控制原理与系统》课程教学改革探索[J].长沙航口职业技术学院学报,2009,9(1).

自动控制原理论文范文第7篇

关键词：自动控制原理；课程建设；教学实践；教学改革

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）18-0052-02

“自动控制原理”是高校自动化、电气工程及其自动化、测控技术等电气信息类专业的专业基础课，是机械类、能源动力类等许多专业的学科基础课，具有科学方法论的特点，研究的问题带有普遍性，与很多学科交叉协同发展，对工程具有突出的指导意义。[1-2]它是本科阶段后续课程和研究生课程的基础课程，具有承上启下的作用，因而在控制科学与工程学科中占有重要地位。[3]

该课程主要研究了自动控制系统的一般规律，阐述了控制系统的模型建立、系统分析、系统设计、系统综合的基本理论和相关技术。课程理论性强、概念多、较抽象，涉及多方面的数理知识，理论分析和数学计算所占比重大，是一门具有一定深度和难度的课程。[4]针对这些特点，如何化繁为简、化难为易，如何提高该课程的教学质量，需要加强课程的建设和改革。下面将结合辽宁科技大学（简称“我校”）“自动控制原理”省级精品课近几年的建设和教学实践，对该课程的教学团队建设、教学体系架构、教学思路革新、教学方法创新及考核方式改革等方面进行研究和探讨。

一、教学团队建设

要把课程建设成精品，组建一支结构合理、团结创新、和谐发展的高素质教学团队是课程建设的第一项重要任务。具体说来，该团队中应该有一个好的课程负责人，必须具备较高的理论素养和较好的教学水平，具有较强的组织协调能力和强烈的责任心；同时还应有一批理论基础扎实、勇于开拓进取、教学风格一致的教师成员，他们以课程负责人为核心，团结协作、献策献力，充分发挥着自身的主观能动性和创造性。这样的团队才能形成一种向上的合力，才具有把课程建设成精品的潜力和条件。[5]

我校的“自动控制原理”课程教学团队现有教师9人，其中教授3人，副教授3人，讲师3人，均具有研究生学历，团队结构科学合理。教学负责人陈雪波教授、博导是辽宁省教学名师，具有很高的学术造诣和教学水平。团队在陈教授的带领下不断推进课程建设和教学改革走向深化，使得团队已经形成了互帮互助、团结协作、创新进取、资源共享的和谐氛围。近年来，通过团队的不懈努力，采用多种灵活、方便、有效的教学方法和手段，使学生的能力得到普遍提高，达到了良好的教学效果；在教学研究和教学成果等方面也取得了突出的成绩，在各种期刊上发表教改论文十余篇，获得辽宁省教改二等奖2项、辽宁科技大学教改一等奖2项、二等奖5项，“自动控制原理”先后被评为辽宁科技大学精品课和辽宁省精品课等。

二、教学体系架构

教学体系的科学性和合理性直接关系到课程的教学效果，因而，建立一套科学的课程教学体系是搞好课程建设的必要条件。我校“自动控制原理”教学团队本着“厚基础、重实践、求创新、突特色”的指导思想，构建了该课程的教学体系架构，如图1所示。

“自动控制原理”课程教学体系架构由两个平台构成：一个是理论教学平台，另一个是实践教学平台。各个平台下又细分成多个基本教学模块，每个基本教学模块下面又包含若干个教学子模块。该课程教学体系一方面体现了对理论基础的重视，也彰显了对实践能力和创新能力的培养，并突出了其工程特色，即通过冶金自动化工程案例和金融自动化工程案例将理论与工程实际相结合，贯穿本课程的始末，使该课程具有贴切的行业背景，既增长了学生的见识又积累了求职的资本。这种教学体系架构将教、学、做、训、考有机地整合成为一个整体，使得教学过程层次分明、思路清晰、衔接良好、实施流畅、效果显著。

三、教学思路革新

随着时代的发展和进步，教师的教学思路也应该精益求精、与时俱进。教学团队在多年实践的基础上不断摸索、不断革新，最终总结出全新的“自动控制原理”课程的教学思路，即：注重前沿知识的引进，使课程具有先进性；强调知识的学以致用，使课程具有应用性；着眼动手能力的培养，使课程具有实践性；加大案例与理论的结合，使课程具有行业性；由简单到复杂，由单一到综合，使课程具有系统性。

具体的做法主要体现在：第一，以研究促进教学，拓展学生知识面。教学与科研是相辅相成的，团队中的教师除了教学之外，均在各自的方向上进行着学术研究，研究的成果可以通过与课程的结合传授给学生，这样利于学生对前沿知识的了解和加深对知识点的理解。第二，以实践促进教学，注重能力培养。实践包括验证性实验、综合设计性实验、课程设计、课外研究等，教师通过各种实践形式，引导学生将所学理论与实践相结合，加深对知识的理解，培养学生的五个能力，即动手能力、应用能力、思考能力、创新能力和自学能力。第三，以案例驱动教学，强调工程背景。联系冶金自动化、金融自动化等方面的工程案例，以适当的角度嵌入到课程中，培养学生的工程方法观和职业能力。第四，因材施教，满足学生个性需求。考虑学生的个性需求、专业后续需求，在知识点的选取上采取分层次、多层次教学，既满足考研学生的需求也满足选择就业学生的需求。

四、教学方法创新

为了提高“自动控制原理”课程的教学质量，在借鉴国内外先进教学方法的基础上，我们对教学方式方法进行了大胆的探索和创新，摸索出一系列行之有效的教学方式方法。

1.主干式教学

自动控制原理论文范文第8篇

关键词：自动控制原理；计算机辅助教学；考核方式多元化

作者简介：陈兆岭（1967-），男，江苏泰州人，江苏大学电气信息工程学院，讲师；刘国海（1964-），男，江苏扬州人，江苏大学电气信息工程学院，教授。（江苏 镇江 212013）

基金项目：本文系江苏省“十二五”高等学校重点专业建设（批准号：苏教高[2012]23号）、2011年江苏大学校级教学改革与研究项目（重点）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0086-02

“自动控制原理”是一门理论性和工程实践性都较强的专业基础课，是后续专业课程不可缺少的先行基础课，[1]江苏大学电气信息工程学院所有专业的学生都要学习这门课。为了提高教学质量，课程教学组根据课程特点采用多种教学手段，对课程教学进行了全方位的改革实践。

一、课程特点和教学改革的必要性

“自动控制原理”课程的特点是：内容成熟丰富、涉及知识面广、理论性强、比较抽象但又和工程实践联系紧密、可供使用的教学手段更新发展快，同时习题多、难度大，是具有一定深度和学习难度的课程，往往让学生感到难学，教师感到难教。[2]教师在讲授过程中也容易过分强调理论知识的数学推导而忽视工程应用，使这门课类似数学课。[3]若教师对这门课程采用以“教师为中心”的单一教学模式，沿用传统的“课堂板书讲授+验证实验”的教学方法，则不利于学生系统地掌握课程知识点，会导致学生缺乏学习兴趣和主动性，从而无法达到良好的教学效果。[4，5]因此教师必须更新观念，大力倡导积极主动的学习方式，充分应用先进的现代教学手段，建立一套包括理论讲授、计算机辅助教学、实践教学、作业讲解、网络资源共享、评价体系和学术讨论相结合的全方位的课程教学改革新体系，充分调动教师和学生的积极性，努力提高教学质量。

二、全方位教学改革实践

江苏大学“自动控制原理”课程教学组经过认真研究，本着“以学生为中心”、“厚基础、重实践、重能力”的指导思想，在省重点专业建设和校级教学改革与研究项目的资助下，对课程体系进行整体优化，将多种教学手段并举，实现了师生之间学习过程的双向互动，取得了良好的教学效果。

1.精选教学内容

为了解决“自动控制原理”课程内容多、学时少的矛盾，教师必须根据教学大纲的培养目标突出重点优化整合教学内容。根据江苏大学电气信息工程学院各专业的学习需要，本课程组分别精选了90、75、60和45学时的课堂教学内容。自动控制系统分析与设计的主要内容和重点是研究系统的特性，即稳定性、动态性能、静态性能。“稳、快、准”贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析的过程，教师在讲课过程中又以工程上应用广泛的频域分析为重点和难点，将基本概念、基本原理和基本方法讲透，让学生了解和学习“控制论”的思想方法。课程开始时就向学生推荐几本国内有影响的参考书，对于教学大纲中规定的了解内容则略讲，或让学生课余自学，这样不但培养了学生的自学能力和独立思考解决问题的能力，也节省了课时。

教师也要注重介绍控制学科前沿的最新发展，使课程具有先进性和时代感。增加MATLAB软件的应用，减少讲授系统根轨迹绘制、频率特性绘制的内容，而将重点放在应用根轨迹法和频域分析法进行工程分析与设计上，使学生掌握专业的知识与技能。

根据以上原则，课程组成员编写的教材《自动控制原理》将于2013年由机械工业出版社正式出版发行。

2.课堂教学手段多样化

课堂教学是教师讲授和学生学习的重要环节。为了增强授课效果，教师应采用讲授式、探究式、案例式、讨论式和对比式等教学方法相结合，采用以多媒体课件为主、减少板书时间、增加Matlab软件应用内容介绍、增加师生互动交流时间等教学手段。

课程组教师根据授课内容的不同，将多种教学方法相结合，如绪论部分采用了讲授式、案例式、对比式等方法介绍自动控制的定义、特点、实例、基本内容和基本要求；采用探究式、讨论式和对比式等方法分析时域法、根轨迹法和频域法的区别与联系、应用范围、优缺点等。

由于课程理论性强、公式推导多，采用传统的板书方式耗时费力，而采用多媒体课件教学，不但节省课时，而且图文并茂，增加了信息量，提高了课堂教学效率。为了适应学生的思维速度，在公式推导时，教师利用多媒体动画一步步地给出演算过程，产生了和板书相同的效果。

教师引入基于Matlab的计算机辅助教学，避免了高次方程解根、高阶系统性能指标计算等烦琐计算，可以把时域、根轨迹、频域分析和校正系统的绘图很快地在计算机上绘制出来，还可以方便地分析系统传递系数、开环零极点变化等对系统性能的影响。这不仅提高了课堂的教学效率，也使学生巩固了所学知识，拓宽了思路， 提高了学生的学习的兴趣和热情，同时为后续的课程设计、毕业设计的分析和计算工作打下良好基础。

采用的多媒体课件和引入的Matlab辅助教学节省了课时，增加了师生课堂互动交流的时间。教师在授课过程中可适当地留一些悬念，启发学生思考后再进行讲解，效果更好。如在讲授奈氏稳定判据时，抛出问题：当有p个开环极点在s平面的右半部时，奈氏曲线会如何变化，奈氏稳定判据应用时应作哪些修改。通过学生独立思考、师生互动解决问题后，学生对奈氏稳定判据的本质理解更深刻，印象更清晰。

教师每讲完一章应归纳出本章知识点作为学生复习的重点，引导学生及时复习。

3.改革作业完成方法和实验方式

课后及时做作业，有利于学生深入理解学习内容、巩固所学知识。教师课后布置一些概念性强的习题，要求学生阅读参考书，利用Matlab指令或Simulink模块进行仿真，这样既拓展了学生的思维模式又能让经典的专业知识与时展相结合，使学生在掌握成熟的专业理论的同时理解本专业的性质和实际应用特点。

实验方面采用验证实验和设计实验相结合、仿真实验和物理实验相结合、课堂实验和开放实验相结合的方法。需要在课堂完成的验证实验有四个，同时学生也可自主设计实验，学生根据所学的知识利用实验室的设备自由设计实验，以验证所学的理论知识，充分发挥学生个体的能动性、创新性来自主设计一些自动控制系统。通过实验，学生掌握了诸如实际温控系统的组成、PID控制器的设计和调节，更好地将理论知识应用到实际系统中。

课程组教师结合自身的科研课题，吸收部分学生实际参与；组织学生开展各种丰富多彩的课内外科技活动，进行大学生电子设计制作培训；组织学生参加全国大学生电子设计竞赛、校“星光杯”科技作品大赛、大学生科研立项等活动，学生每年都取得不俗成绩。

4.网络资源的建设和利用

江苏大学开发了“自动控制原理”课程的网络课堂，教师充分利用校园网络资源进行网上辅助教学。网络课堂系统主要分为三大模块：资源中心模块、教师管理模块和学生自主学习模块。课程教学大纲、教案概略、参考文献目录、网上提交作业、在线测试、实验预约、师生互动、网络课件、部分授课录像等都已上网使用，并逐步充实和完善。学生可在网上下载所需学习资料用于课前预习和课后复习。网络资源中心不断更新充实国内精品课程、学术期刊和相关技术资料等内容，为学生的自主学习提供了一个良好平台。除此之外，该系统还包括随机出题的习题库子系统，学生可以随时通过习题库进行自我测验，同时也有网上辅导体系，学生可以随时与教师互动答疑。

5.考核评价方式多元化

江苏大学“自动控制原理”课程改变期末一张考卷定成绩的传统做法，总评成绩由平时成绩和考试成绩组成，平时成绩占25%，考试成绩占75%。平时成绩主要考核上课出勤、课堂参与情况、作业成绩、实验成绩。试卷命题要知识覆盖面广，分为基本要求部分和提高部分，前者约占试卷总分值的75%，主要考核学生掌握基本知识的程度，后者约占试卷总分值的25%，主要考核学生灵活运用所学知识的能力，难度与考研题接近。这样做既考核了学生掌握基本知识的情况，又促进学生深入学习研究，保证了考核结果的区分度。

6.教改研讨活动制度化

“自动控制原理”是学院的重点教学课程，学院成立了专门的课程教学小组，并持续吸收自动化系新教师加入。多年来，课程组坚持开展经常性的、有计划的教学研究活动，针对课堂教学中的重点、难点以及新问题开展专题讨论，深化课程的教学改革，不断地更新和完善教学内容，改进教学方法。学校每年开展一次讲课竞赛，提高教师讲课技能，积极申报省市和学校的教学改革项目，所涉及的内容有：课程教学体系整体优化、教学内容与方法改革、课程群建设、双语教学、教材建设、实验室建设、多媒体教学研究与建设、网络教学平台建设等。学院鼓励对外交流，鼓励教师发表教学改革论文，派出课程组教师参加每两年举办一届的“全国自动化教育学术年会”，直接和兄弟院校交流教学经验，学习先进的教学方法和手段，将“自动控制原理”课程的教学改革推向新的台阶。

三、教学效果

“自动控制原理”课程的全方位教学改革，取得了良好的教学效果。学生普遍反映学习兴趣浓厚、课程内容充实、学习效率提高，考核总评成绩提高，不及格率下降至7%以下。相当数量的学生在教师的研究课题中发挥较大的作用，每年参加的全国大学生电子设计竞赛，都能取得几项一等奖，对江苏大学的电气工程及其自动化专业（部级特色专业）和自动化专业（江苏省品牌特色专业）的建设起到了促进作用。

参考文献：

[1]田玉平.探索“自动控制原理”课程教学体系改革之路[J].电气电子教学学报，2008，30（3）：8-11.

[2]李振龙，乔俊飞，孙亮，等.自动控制原理课程体系结构和教学方法探讨[J].教学研究，2009，32（2）.

[3]符强.《自动控制原理》课程的探究式教学研究[J].四川教育学院学报，2012，28（3）.

[4]董帅，李春卉，张文斌，等.自动控制原理课程教学模式的创新思考与实践探索[J].中国电力教育，2102，（3）：82-83.

自动控制原理论文范文第9篇

关键字：控制；系统；检测；网络化

一、自动控制的基本概念

在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术得到了广泛的应用。所谓自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置操纵受控对象，使被控量等于给定值或给定信号变化规律去变化的过程。控制装置和受控对象为物理装置，而给定值和被控量均为一定形式的物理量。自动控制系统由控制装置和受控对象构成。对自动控制系统的性能进行分析和设计则是自动控制原理的主要任务。

二、自动控制系统的基本构成及控制方式

1.开环控制控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。2.闭环控制。控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。3.反馈控制。反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。

三、自动控制理论发展简述

虽然现代控制理论的内容很丰富，与经典控制理论相比较，它能解决更多更复杂的控制问题，但对于单输入、单输出线性定常系统而言，用经典控制理论来分析和设计，仍是最实用最方便的。

真正优良的设计必须允许模型的结构和参数不精确并可能在一定范围内变化，即具有鲁棒性。这是当前的重要前沿课题之一，。另外，使理论实用化的一个重要途径就是数学模拟和计算机辅助设计。总之，自动控制理论正随着技术和生产的发展而不断发展，而它反过来又成为高新技术发展的重要理论根据和推动力。它在工程实践中用得最多，也是进一步学习自动控制理论的基础

四、自动检测技术

自动检测是学一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。1. 自动检测的任务：自动检测的任务主要有两种，一是将被测参数直接测量并显示出来，以告诉人们或其他系统有关被测对象的变化情况，即通常而言的自动检测或自动测试；二是用作自动控制系统的前端系统，以便根据参数的变化情况做出相应的控制决策，实施自动控制。2. 自动检测技术主要的研究内容：自动检测技术的主要研究内容包括测量原理、测量方法、测量系统、及数据处理。3.测量系统：确定了被测量的测量原理和测量方法后，就要设计或选用装置组成测量系统。目前的测量系统从信息的传输形式看，主要有模拟式和数字式两种。

1.术的基本概念。检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 广义的讲，检测技术是自动化技术四个支柱之一，从信息科学角度考察，检测技术任务寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号，以及确定二者间的定性、定量关系；从反映某一信息的多种信号表现中挑选出在所处条件下最为合适的表现形式，以及寻求最佳采集、变换、处理、传输、存贮、显示等方法和相应的设备。信息采集是指，自然界诸多被检查与测量量中提取有用信息。 信息变换是将所提取出的有用信息进行电量形式幅值、功率等的转换。信息处理的任务，视输出环节的需要，可将变换后的电信号进行数字运算、模拟量-数字量变换等吃力。 信息传输的任务是在排除干扰的情况下经济的、准确无误的把信息进行远、近距离的传递。虽然检测技术服务的领域非常广泛，但是从这门课程的研究内容来看，不外乎是传感器技术、误差理论、测试计量技术、抗干扰技术以及电量间互相转换的技术等。提高自动检测系统的检测分辨率、精度、稳定性和可靠性是本门技术的研究课题和方向。自动检测技术已成为一些发达国家的最重要的热门技术之一，它可以给人们带来巨大的经济效益并促进科学技术飞跃发展，因此在国民经济中占有极其重要的地位和作用。自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称.在上述系统中，都包含有被测量，敏感元件和电子测量电路，它们之间的区别仅在于输出单元。如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统；如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统，如果输出单元是报警器，则该系统是自动保护系统或自动诊断系统；如果输出单元是处理电路，则该系统是部分数据分析系统、自动管理系统或自动控制系统。2.感器与传感器的分类 。2.1传感器。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。2.2传感器的组成。传感器的功用是一感二传，即感受被测信息，并传送出去。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。最简单的传感器由一个敏感元件组成，它感受被测量时直接输出电量，如热电偶。有些传感器由敏感元件和转换元件组成，没有转换电路，如压电式加速度传感器，其中质量块是敏感元件，压电片是转换元件。有些传感器转换元件不只一个，要经过若干次转换。

三、传感器的分类

目前传感器主要有四种分类方法：根据传感器工作原理分类方法；根据传感器能量转换情况分类法；根据传感器转换原

理分类法和按照传感器的使用分类。3 .测量方法 。3.1直接测量.在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，就能直接表示测量的结果，称为直接测量。这种测量方法。这种测量方法是工程上广泛采用的方法。3.2间接测量.在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到所需结果，这种测量称为间接测量。间接侧来那个多用于科学实验中的实验室测量，工程测量中亦有应用。3.3联立测量。在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立方程才能得到最后的结果，则称这样的测量为联立测量。在进行联立测量时，一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据。它只是用于科学实验或特殊场合。3.4偏差式侧量.在测量过程中，用仪表指针位移决定被测量的测量方法，称为偏差式测量法。应用这种方法进行测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准；在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值，决定被测量的数值。采用这种方法进行测量，测量过程比较简单、迅速。但是，测量结果的精度低。这种测量方法广泛适用于工程测量。3.5零位式测量.在侧来那个过程中，用指零位仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态；在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量的测量方法，称为零位式测量法。 3.6微差式测量。微差式测量法是综合了偏差式测量法与零位式测量法的优点而提出的测量方法。微差式测量法的优点是反应快，而且测量精度高，特别适用于在线控制参数的检测。

四、小结

自动控制原理论文范文第10篇

【关键词】电气；自动控制；控制方式

中图分类号：TM92文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-183-01

一、概述

一个理想的控制系统，在其控制过程中应始终使被控量等于给定值。但是，由于系统中储能元件的存在以及能源功率的限制，使得运动部件的加速度受到限制，其速度和位置难以瞬时变化。所以，当给定值变化时，被控量不可能立即等于给定值，而需要经过一个过渡过程，即瞬态过程。所谓瞬态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程。瞬态过程可以反映系统内在性能的好坏，而常见的评价系统优劣的性能指标也是从瞬态过程定义出来的。对系统性能的基本要求有三个方面：稳定性、快速性、准确性。

自动控制理论研究的是如何接受控制对象和环境特征，通过能动地采集和运用信息，施加控制作用，使系统在变化或不确定的条件下正常运行并具有预定功能。它是研究自动控制共同规律的技术科学，其主要内容涉及受控对象、环境特征、控制目标和控制手段以及它们之间的相互作用。具有“自动”功能的装置自古有之，瓦特发明的蒸汽机上离心调速器是比较自觉地运用反馈原理进行设计并取得成功的首例。麦克斯韦对它的稳定性进行分析，于1868年发表的论文当属最早的理论工作。从20世纪20年代到40年代形成了以时域法、频率法和根轨迹法为主要内容的“经典”控制理论。60年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，又产生了基于状态空间模型的“现代”控制理论。随着自动化技术的发展，人们力求使设计的控制系统达到最优的性能指标，为了使系统在一定的约束条件喜下，其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。当对象或环境特性变化时，为了使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持良好的品质，又出现了自适应控制。

二、自动控制系统的基本构成及控制方式

（一）开环控制

控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。

（二）闭环控制

控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制。闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制。此类系统包括了两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。闭环系统能减小或消除作用，但若设计调试不当，易产生震荡设置不能正常工作。自动控制原理中所讨论的系统主要是闭环控制系统。

（三）复合控制

反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。前馈补偿控制，则在测量出外部作用的基础上，形成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，使被控量基本不受影响，即在偏差产生之前就进行了防止偏差产生的控制。在这种控制方式中，由于被控量对控制过程不产生影响，故它也属于开环控制。前馈补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制。

三、自动控制系统的分类

自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种：线性系统和非线性系统。由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统为线性系统；由非线性方程所描述的系统称为非线性系统；定常系统和事变系统，从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数则称此类系统为定常系统。否则称为是事变系统。若系统既是线性的又是定常的，则称之为线性定常系统；连续系统、离散系统和采样系统，从系统中的信号来看，若系统各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则称此系统为连续系统，若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号，则称之为离散系统。若系统中既有模拟量也有离散信号，则又称为采样系统；恒值系统、随动系统和程序控制系统，若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服骚动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统。若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值的变化，则此类系统称为随动系统。若系统的给定值按照一定时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统称为程序控制系统。此外，根据组成系统的物理部件的类型，可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等。根据系统的的被控量，又可分为位置控制系统、速度系统、温度控制系统等。

四、结语