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高职高专自控原理课程改革

【摘要】根据高职高专学生理论基础不够扎实、动手能力强的

特点,学习自动控制原理这门课程需要淡化计算、强化实践、开放

实验。

【关键词】自动控制原理;matlab;教学改革

自动控制原理是门理论课程,是控制类和电子信息类专业的基

础课之一。对学生设计系统结构和建立模型、判断系统可靠性有重

要的意义。自动控制原理教学内容主要讲述自动控制的一般概念、

建立数学模型、各种分析方法包括时域分析法、根轨迹法、频域分

析法;以及自动控制系统的校正、工程设计方法、分析和调试。课

程的重点是稳定性的判定,难点是抽象概念的理解和定量的计算。

自动控制原理的特点是知识涵盖面广,内容丰富,理论性强,概

念抽象,习题多,难度大。为了服务学生,让他们更好的理解专业理

论知识,提出“优化基础、淡化计算、强化实践、开放实验”的教

学改革指导思想。

自动控制原理对学生的定性分析能力、定量估算能力、数形结

合能力、综合应用能力有一定的要求,并需具有良好的数学基础,掌

握微积分的运算方法,还要学好电路。在这种基础上,才能很好地理

解自动控制原理的核心,许多学生会感到困难而产生厌学,影响教

学效果。主要总结为:学习求知欲不强、动手能力低、创造能力差。

因此,改革传统教学手段,提高教学质量非常有必要。

（1）在讲述系统物理概念,结合课程内容,引进matlab软件,在

课堂教学中进行仿真演示,增强学生对理论的感性认识。并且充分

利用多媒体与板书相结合的教学方法,利用了多媒体教学的生动、

逼真、形象的优点,又结合板书教学的严谨和逻辑性强的优点。

matlab内容涵盖面广,应根据实际需要学习。matlab不需要学习太

多语言,只需要学会使用matlab的仿真集成环境——simulink、控

制系统数学建模、稳定性分析、时域分析、频域分析、pid控制器

设计。结合自动控制原理课程设计的应用实例,以设计报告的形式

演示控制系统仿真效果。比如系统的滞后超前频域法校正,要求使

用simulink仿真验证,使用eda工具ewb搭建系统的模拟实验电路,

分别演示校正前和校正后的效果。如果有条件的话,还可以在实验

箱上搭建实际电路,验证系统设计结果。

（2）采用双语教学,有利于学生使用外文原版教材,更好掌握专

业知识。学生在专业项目开发、设计过程中,会由于专业词汇的缺

乏感到困难。授课的关键是把一些经常使用的关键词汇和专用词汇

进行解释和辅助记忆。

（3）注意实践能力的培养,培养学生的创新能力。学生对新知

识的理解,光靠课堂讲解不够,必须通过实践教学环节,才能让学生

对知识有深刻印象、有感性认识。加强实验室建设,开发综合设计

类实验和课程设计。在验证性实验的基础上,综合考虑知识的重难

点,增加设计性和综合性实验。自动控制原理要求学生掌握建模的

方法、判断系统稳定性的方法。更重要的是让学生设计满足系统性

能指标要求的系统工程。在课堂教学时要围绕具体的实例进行展开,

比如:电动机、伺服系统等等。通过对具体的模型的认识,让学生掌

握系统的建模、分析和设计的方法,让学生独立进行参数计算,画出

控制图纸,编写说明书,模拟工程设计过程,结合matlab仿真检验,

再结合具体装置,实际设计出系统。通过仿真和设计两个阶段,学生

的理论知识和实践能力得到提高,会感到极大成就感。

（4）淡化具体计算过程。自动控制原理有许多繁琐的数学推导

和计算,课堂教学中为了减少学生对这门课程的恐惧感,增加对这

门课的兴趣,应以具体工程实例为出发点,讲清每一个基本概念,让

抽象概念现实化,讲解分析方法,使学生不再认为自动控制原理是

一门纯理论的课程。自动控制原理涉及到的数学知识较多,微积分、

拉普拉斯变换、复数、向量的知识等等,许多数学基础不好的学生

很容易因此放弃听课和学习。在教学过程中要有计划地安排数学知

识的复习,以应用简单为主,消除学生学习这门课程因为数学基础

不好所带来的恐惧和心理负担。

（5）抽象概念具体化。自动控制原理有