“自动控制原理”课程中系统稳定性分析的“一例多解”教学方法探究.pdfVIP

创新教学科技风2024年3月

DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.202408030

“自动控制原理”课程中系统稳定性分析的

“一例多解”教学方法探究

邵腾朱洪波

安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

摘要:由于“自动控制原理”课程的理论知识具有逻辑性强、涉及面广且较为抽象的特点,其在培养学生的逻辑和

思维能力方面起着重要的作用,但是内容多、学时少、课堂信息量大等问题,使得学生难以及时有效地消化课堂内容。如

何帮助学生更好地掌握课程中的知识点,从而对自动控制系统进行分析与设计,是教学方法亟须改进的重点。笔者以系

统稳定性分析为例,将“一例多解”教学方法应用其中,既缓解了对知识点难以理解的问题,又为例题在进行稳定性分析

时寻求了多种途径。此外,也解决了教学手段单一的不足,加强了课堂教学质量,提升了学生灵活应用不同方案解决问题

的思考能力。这种方法的应用也可以放在该门课程的其他知识点的学习上,以及扩展到其他课程的教学中,应用效果非

常好,可以广泛使用。

关键词:自动控制原理;一例多解;系统稳定性

1概述时间推移而发散。因此,稳定性分析是自动控制理论的基

随着经济的发展,自动控制技术在各个领域的应用越本任务之一。根据经典控制理论,只有渐近稳定的系统才

来越广泛,如工业自动化、测控技术、机器人技术、建筑与[3]

被认为是稳定的,否则被视为不稳定系统。

智能家居等方面。虽然随着技术革命和大规模复杂系统线性系统稳定的充分必要条件是闭环系统特征方程

的发展,促使控制理论向智能控制理论发展。但经典控制的所有根都具有负实部,或者说闭环传递函数的极点都位

理论的形成,对控制科学的发展起到不可磨灭的推动作于s左半平面。

用。“自动控制原理”课程作为高等理工科院校的专业核

3稳定性分析方法

心课程之一,“自动控制原理”课程主要学习的重点是经典根据稳定性的充分必要条件可知,对于线性系统进行

[1]

控制理论相关知识,它是以系统的数学模型为基本框稳定性判定时需要求解系统的所有特征根。然而,对于高

架,以时域分析、根轨迹法和频域分析法为主要分析和设阶系统而言,求解全部特征根的过程可能会变得异常复杂

[1-3]

计工具,在控制理论的分析中,“稳、快、准