前言：中文期刊網精心挑選了控制工程基礎范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
控制工程基礎范文1
關鍵詞：xPC；網絡控制；滾珠絲杠伺服系統
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）09-0028-02
“控制工程基礎”是機械類專業的一門重要專業主干課，它把控制論融入到機械工程領域，培養學生運用控制理論的基本原理來解決機械工程中實際問題的一門學科[1]。該課程的特點是理論性強、概念抽象，對先修課程的知識儲備要求較高，主要涉及高等數學、大學物理、理論力學、電工學、機械設計等方面的知識，具有一定的深度和難度。使得學生在學習的過程中，感到難學、乏味，對所學內容不易消化、吸收和鞏固，尤其對一些難點、重點內容，在有限的課時內無法實現內容擴展，因此在控制工程基礎中合理融入Matlab軟件，可以有效擴充教學信息，使教學過程生動形象，緊密聯系工程實際，適應新形勢下的教學要求[2-4]。
一、xPC系統介紹
xPC系統是MathWorks公司開發的基于RTW（Real-Time Workshop，RTW）體系框架的附加產品，該產品可將PC機轉變為一個實時系統，用于產品原型的開發和測試。
采用2臺PC機便可構成xPC的雙機開發環境，其中一臺PC機作為宿主機，另一臺作為目標機。在宿主機上安裝Matlab2010b用于控制系統設計。在使用xPC前必須安裝一個語言編譯器，選用Microsoft Visual Studio2010作為語言編譯工具。xPC系統不需要在目標機上安裝DOS、Windows、Linux等任何一種操作系統，用戶只需用特殊的啟動盤啟動目標機，BIOS是xPC系統實時內核所需的唯一軟件。
二、制作xPC目標啟動盤
（一）制作軟盤目標啟動盤
可使用如下步驟生成對應于xPC目標環境的軟盤目標啟動盤。
1.啟動Matlab，并在命令窗口輸入如下命令函數：
xpcexplr
打開xPC目標環境設置界面。
2.單擊Configuration，出現提示對話框，點BootFloppy標簽；
3.將3.5英寸的軟盤放入宿主機的軟驅中，然后單擊Create boot disk按鈕；
4.關閉xPC目標環境設置對話框；
5.將軟盤從宿主機中取出，放入目標機的軟驅中。
（二）制作U盤目標啟動盤
制作xPC目標啟動盤――U盤的步驟主要有兩步：第一，將U盤制作成DOS啟動盤，通過從U盤啟動的方式能使目標機啟動到DOS環境下；第二，生成DOS載入器的目標啟動盤。
為使目標啟動盤啟動到DOS，必須在啟動盤上安裝最小的DOS系統。因此，可采用專門的U盤DOS啟動盤制作軟件UltraISO。
1.插入U盤，運行UltraISO。
2.點擊“打開”按鈕，在彈出的對話框內選擇映像文件MSDOS71.ISO，點“打開”載入文件。
3.在菜單欄點擊“啟動”選擇寫入硬盤映像。
4.在彈出寫入對話框內確認“硬盤驅動器”一項是你插入的U盤后，選擇寫入方式：USB-HDD+。點擊“寫入”按鈕。
5.在彈出的警告提示點“是”開始寫入，片刻后顯示刻錄成功。
U盤DOS啟動盤制作好后，將U盤插到目標機的USB接口上，啟動目標機，并對目標機的BIOS進行相應的設置，使目標機從USB啟動，若目標機能啟動到DOS環境，則U盤DOS啟動盤制作成功。
三、運動控制實驗
宿主機和目標機通過以太網絡連接后，不但增強了數據傳輸能力，傳輸數據速率最高可達10MB/s（串口通信速率最大為115kB/s），而且支持遠距離通信，只需知道目標機的IP地址和正確設置網關，就可以實現設備的遠程控制；同時一臺設備可以對多臺宿主機，實現滾珠絲杠伺服系統的網絡控制[5-8]，由xPC宿主機-目標機組成的控制系統原理圖如圖1所示。
在宿主機和目標機上安裝PCI總線型的以太網卡（與NE2000兼容），同時在目標機上安裝NI6024E和NI6601運動控制卡。NI6024E控制卡將控制指令轉換成模擬信號后輸給伺服驅動器，由伺服驅動器驅動伺服電機實現小車的運動；同時NI6024E控制卡也可以將限位開關的電壓跳變轉換成數字信號輸入到宿主機，而光電編碼器的測量信號是經過NI6601讀入宿主機，控制模型框圖如圖2所示。
在Matlab下建立滾珠絲杠控制系統模型如圖3所示，通過RTW生成c代碼，并將其下載到目標機中，用以對滾珠絲杠系統進行實時控制。xPC提供多種操作實時控制的方法，可以在宿主機上用Matlab的命令行，或者通過宿主機上xPC的遠程控制工具（如：xpcrctool）進行實時控制，實驗時采用xpcrctool對滾珠絲杠伺服系統進行遠程控制，同時在線調節系統參數。
四、實驗結果
根據圖4所示實驗控制系統框圖，系統跟蹤幅值為的S曲線，采用PD控制的實驗跟蹤曲線和參考曲線如圖4所示，圖中實線為參考曲線，虛線為系統跟蹤響應，從圖中可以看出系統能夠快速跟蹤參考曲線，實現精確定位。
五、結束語
基于Matlab/Simulink設計滾珠絲杠伺服控制系統，利用xPC進行實時網絡控制，對系統進行了運動控制實驗.實驗結果表明，基于xPC的滾珠絲杠伺服控制系統具有快速性，實時性，易操作等特點，突破了傳統的通過RS232串口線連接的空間限制，同時一臺設備可以對多臺宿主機，節省了空間，也進一步提高了設備的利用率。
參考文獻：
[1]李大勇，林海鵬，等.“控制工程基礎”課程教學模式的研究與探索[J].中國電力教育，2013，（29）：51-52.
[2]王偉，申愛明，等.MATLAB在《控制工程基礎》課程中的應用[J].安徽師范大學學報（自然科學版），2011，（02）：142-144.
[3]付會凱，杜川.融入Matlab的“機械控制工程基礎”教學研究[J].牡丹江大學學報，2013，（05）：152-154+181.
[4]楊秀萍，郭悅虹，王收軍.Matlab仿真在《控制工程基礎》教學中的應用[J].制造業自動化，2011，（07）：58-60.
[5]吳浩，張峰，李小波.基于xPC的地鐵TCU實時仿真測試系統設計[J].系統仿真學報，2007，（19）：765-775.
[6]張樂飛，劉利，王旭永.基于xPC實時控制的中空液壓馬達伺服系統的研究[J].液壓與氣動，2005，（6）：45-47.
控制工程基礎范文2
關鍵詞：控制工程；機械工程基礎；教學改革
作者簡介：張紅蓮（1965-），女，河北保定人，華北電力大學機械工程系，副教授。（河北 保定 071003）
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）10-0090-02
“控制工程基礎”是機械工程系機械工程及其自動化專業各專業方向的一門主要專業基礎課，該課程理論性和實踐性都很強，具有重要工程應用意義。課程內容涉及數學物理、電氣、電子、機械工程等多門學科的知識，而且比較抽象，是一門具有一定深度和難度的課程。下面結合教與學的過程，談些思考和體會。
一、課程目標及存在的問題
1.“控制工程基礎”課程教學目標
“控制工程基礎”是一門綜合性很強的專業基礎課，課程的理論性和工程實踐性都很強，同時，該課程也是普通高等院校機械類大多專業的必修課。華北電力大學（保定）機械工程系有的個專業方向都要求學生必修該課程。
通過學習“控制工程基礎”課程，學生能清楚自動控制系統的基本結構和工作原理，掌握自動控制理論在機械工程中的應用；學會分析機械工程系統的性能，掌握設計和校正系統的基本方法；培養學生分析問題和解決問題的綜合能力，為進一步學習專業課以及畢業后從事專業工作打下良好的基礎。
2.課程教學中存在的問題
由于“控制工程基礎”這門課程的理論性強，內容偏抽象，涉及數學知識廣泛，同時又具有很強的實踐性，涉及多門學科知識，就要求學生在學習這門課程時，不僅具備扎實的高等數學、工程數學等相關課程的知識，還要對涉及的多門學科有必要的了解。但是由于學生對相關基礎知識掌握不牢固，對學科交叉的內容理解不夠，導致對“控制工程基礎”課程學習存在較大困難。結合教學過程，將存在的問題歸納如下：概念抽象，學生難以理解，理論內容枯燥，與實踐聯系不緊密；學生綜合分析問題、解決問題的能力不夠，需要提高；學生的學習目標不明確，學習積極性不高，課堂學習狀態被動，缺乏學習主動性；由于專業方向分流，幾個專業方向的學生學習效果差別較大，這門課的通過率比其他課程的通過率低。
鑒于以上問題，為了提高教學效果，培養學生的分析問題和解決問題的綜合能力及創新實踐能力，在分析了“控制工程基礎”課程特征的基礎上，從教學內容、教學方法、實踐環節幾方面進行了改革與探索。
二、課程的改革與探索
針對“控制工程基礎”課程理論性強、概念和基本理論抽象的特點和學生工程數學知識欠缺、不同專業方向學生的差異以及課程內容多學時少等問題，從以下幾方面入手：
1.教學內容及教材改進
總結了多年的教學實踐和教學反饋，調整了內容，編寫了機械工程類適用的《機械控制工程基礎》教材，主要內容有：
第1章緒論，明確學習目標，通過工程實例，敘述了控制系統的基本概念及控制工程的發展概況，使學生對該課程有全面的了解。
第2章是拉普拉斯變換，這是整個課程的數學工具，是學習“控制工程基礎”課程的基礎。但在原來的教材中，這部分作為附錄，而不進行課堂教學，學生課下自學，結果是學生不重視。又由于工程數學這部分學生沒有學過，基本的變換性質不清楚，影響了對整個課程的學習。因此，教師安排2學時的授課時間，通過實例學習拉普拉斯變換，為學生學習后邊各章節打下良好基礎。
第3章是物理系統的數學模型及傳遞函數，本課程以機電自動控制系統作為主要研究對象。首先要建立系統的數學模型，以便從理論上對控制系統進行定性分析和定量計算，這是控制工程的基本方法。傳遞函數是在拉氏變換基礎上建立的一種常用的數學模型，是極其重要的基本概念，是系統分析、研究與綜合的有利工具，更是經典控制理論的基礎。一個實際的系統，建立了數學模型，就可以用適當的方法對其性能進行全面地分析和計算。對于線性定常系統，常用的工程方法有時域分析法、根軌跡法和頻率分析法。
第4章是控制系統的時域分析。根據系統的微分方程，以拉普拉斯變換為數學工具，直接解出系統的時間響應，然后根據響應的表達式及其描述曲線來分析系統的性能，如穩定性、快速性、穩態精度等。這樣，學生通過對系統進行時域分析，可以直觀簡便地了解系統響應的全過程，掌握系統時間響應的全部信息。但是時域分析法在實際應用時常會遇到一些問題，比如復雜系統中存在難以用數學模型描述的元部件，而頻域分析法能解決這些問題。
第5章為控制系統的頻域分析。這種方法以正弦輸入信號的頻率為變量，在頻率域內通過研究系統的頻率特性及其圖形來分析系統性能。它是一種經典工程實用方法，可方便地用于控制工程中的系統分析與設計，頻域分析法是經典控制理論的核心，也是教學的重中之重。
第6章是系統的穩定性。穩定是控制系統正常工作的首要條件，也是控制系統的重要性能，因此，必須要分析系統的穩定性，并提出確保系統穩定的條件。這章主要研究線性定常系統的穩定性判據及其應用，以及提高系統穩定性的方法。這一章是前幾章內容的綜合應用，要求學生能夠把前邊的知識點貫穿起來，提高綜合分析問題解決問題的能力。
第7章是根軌跡法。這種方法不直接求解特征方程，而是在[S]平面上由開環零極點確定閉環極點，將系統的某一參數與閉環傳遞函數特征根的關系描述在一張圖上。由于可以利用計算機進行作圖，簡單實用，所以廣泛地應用在控制工程中，并成為經典控制理論的基本分析方法之一。掌握了前面控制系統幾種基本方法后，就可以對控制系統進行定性分析和定量計算。
第8章是控制系統的校正，通過這一章，學生能學會如何根據系統預先給定的性能指標，去設計一個能滿足性能要求的控制系統。
鑒于這門課程的實際學時數，第7章根軌跡法和第8章控制系統的校正只作簡要介紹，要求學生對這兩章有個初步了解，對“控制工程基礎”這門課程具有系統認識。其他章節都分配相應學時重點深入地教學，借助多媒體現代教學手段來解決內容多學時少的矛盾，利用課堂教學和課下輔導的方式提高教學效果，解決“課程難學”的問題。
2.教學思路的更新
從“控制工程基礎”課程體系和內容的系統性出發，從整體上把握課程的教學脈絡，使學生對這門課程形成整體的構架，對知識融會貫通。
（1）突出基本概念和基本理論。在“控制工程基礎”這門課程中，每一章都提出了一些基本概念，這些基本概念之間又相互關聯，串聯起來就形成了本課程的知識要點，進而形成系統理論，必然是學習理解的重點。對基本概念和基本理論的思考和掌握，有助于學生養成科學的思維習慣，提高其分析問題和解決問題能力。在講授過程中除讓學生對課程中概念本身的內涵與外延認真理解外，還要讓其注意體會每個概念在整個課程理論體系中的作用。因此，針對學生在學習基本概念和基本理論過程中出現的問題，分析原因并提出相應的解決辦法，以實現本課程的教學目的。
（2）建立不同分析方法之間的相互聯系。對于一個控制系統，穩定性、準確性、快速性是基本要求。其中穩定性是首要條件，它是系統性能的重要指標，貫穿了時域分析和頻域分析方法的始終，也是系統綜合設計和校正要滿足的性能要求。在課程的教學中，以穩定性、準確性、快速性為主線，建立各種系統分析與設計方法之間的聯系，有助于對課程內容的理解和掌握，理清各章節之間的邏輯關系。
先通過具體實例，例如以機床運動控制系統為例，來說明對于一個控制系統的分析和設計。首先，必須掌握自動控制系統的基本概念，建立系統的數學模型，才能進行理論分析。而最基本的數學模型是微分方程，但高次微分方程求解較為復雜，需將微分方程轉化為代數方程，這就需要進行拉普拉斯變換，大大簡化了求解過程，進而得到系統的傳遞函數。然后，在傳遞函數基礎上，對系統進行分析。常用的分析方法有：時域分析法、頻域分析法、根軌跡分析法以及相應的性能指標。這樣，一方面，有了系統的性能指標，就能夠對系統的穩定性和準確性進行分析判斷；另一方面，也可以根據給定要求的性能指標，得到理想的控制系統，從而對原有的控制系統進行綜合和校正。這樣抓住了穩、準、快這條主線，就理清了各章節之間的邏輯關系，該課程的內容就能夠順利地銜接起來。例如對于穩定性的問題，就可以從多個方面、多個角度來分析判斷，可以求解微分方程，可以求閉環特征根，可以用根軌跡法，可以用勞斯判據，可以用奈奎斯特判據等方法，這樣自然對這門課程的系統性有了明確認識。
3.教學手段的改進
“控制工程基礎”課程是機械工程及其自動化大專業各專業方向都必修的專業基礎課，具有較強的理論性和實踐性，涉及的知識面寬，包含的信息量大，內容又比較抽象。由于課程內容多課時少，另外，機械類學生工程數學知識以及相關學科的知識欠缺，必須改革教學手段，充分利用現代化教學工具，利用計算機仿真來輔助教學，才能實現高效的課堂教學，使學生收獲更多知識。針對不同的專業方向，如，制造和設計、機電和物流、輸電工程專業方向，采用分班教學，聯系本專業方向的實際應用，將教學內容進行調整。同時，采用計算機多媒體輔助教學與傳統的教學模式相結合，在有限的課時內增加了信息量，使枯燥、抽象的理論變得形象和具體。教學中還引入了軟件Matlab/simulink，開闊學生的視野。例如時域響應曲線、頻域的幅相曲線及對數幅相曲線的繪制，為了提高課堂效果，達到師生互動，教師首先在黑板上畫出大致曲線，幫助學生理解，然后利用多媒體，用編好的程序或建立的仿真模型，在屏幕上精確地繪出相應的曲線，并改變系統的參數，再次繪圖顯示，讓學生進行分析比較，得出結論。這樣提高了學生的學習興趣，激發了他們的求知欲，大大提高了教學效果。
4. 加強實踐環節
注重實踐教學環節，加強控制理論的工程應用?！翱刂乒こ袒A”課程的理論性強，在理論講述中，學生未免感覺“空、虛”，因此在教學過程中，要注重實際，結合具體生活和工業生產實例，使學生的學習目標明確，知道控制系統在生產生活中的應用無處不在。這樣學生不僅提高了學習興趣，也更深刻地理解了理論知識。同樣，該課程的應用性也很強，必須利用實踐環節將理論應用到實踐中。課程設置了時域和頻域的相應實驗，一方面，利用自動控制實驗箱，讓學生搭建典型環節和典型系統，輸入不同的典型信號，通過示波器觀察系統的響應曲線。另一方面，將實驗曲線和Matlab/simulink軟件仿真出來的理想波形進行對比，分析實驗結果，得出結論。在課程教學的同時，注重加強對學生綜合實踐能力的培養，利用開放的實驗室，充分發揮學生的主動性，讓學生設計完成自動控制系統的相關課題，還結合Matlab/simulink軟件進行控制系統的仿真，使學生感到課程的“真、實”，提高了他們綜合分析問題解決問題的能力，做到學有所用，為他們的專業學習以及將來工作打下堅實的基礎。
控制工程基礎范文3
關鍵詞：能力培養 形成性評價 教學環節
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0148-01
根據新時期國家對高等教育的新的要求，為進一步深化本科教育教學改革，提高本科教育教學質量，大力提升人才培養水平，重慶大學機械工程學院進行了機械學科創造性教育教學模式綜合改革。綜合改革的核心是構建“以能力培養為核心，綜合評價為導向，小班上課為保障”的創造性教育教學新模式。通過綜合改革，期望能培養學生各方面的能力，提升學生的綜合素質[1]。
控制工程基礎是機械類專業的專業核心課程，然而又是一門理論性與綜合性很強的交叉學科，課程內容較為抽象，學生掌握并不容易。此外，該課程教學活動中存在學時緊、內容多的矛盾[2]。因此，如何在有限的教學時間內開好該課程是急需解決的問題。
1 主要思路
以往的課程改革，往往是從知識傳授方面進行，探討如何更好的將課程的知識點傳授給學生。隨著控制科學的發展，課程的知識點逐漸增多，然而學時卻不能增加甚至會減少，這顯然存在矛盾。因此我院提出了新的改革思路，其目標不僅僅是改善知識傳授，更重要的是全面的提升學生能力。
經綜合考慮，選定了機械類的專業核心課程群進行綜合改革試點，將所需要重點培養的能力分配到專業核心課程群中，構建專業核心課程群能力培養矩陣。其中控制工程基礎課程在專業核心課程群能力培養矩陣中重點需要培養學生的自主學習能力和解決復雜問題能力。
2 具體措施
2.1 以能力培養為核心，設計課程教學環節
按照機械專業核心課程群能力培養矩陣要求，控制工程基礎課程重點需要培養學生自主學習能力以及解決復雜問題能力。為培養這些能力，主要設計了如下的教學環節：
課堂講授環節。此環節為傳統的教學環節，改革前基本上占據了整門課程學時的90%以上。改革后僅要求教師針對課程的重要知識點進行講授，要求課堂講授環節控制在總課時的50%以下。
自學環節。為培養學生的自學能力，同時有效的解決課程知識點增多與課時不增反減的矛盾，需要安排學生進行有計劃的自學。增加自學環節后，增加了課程的學業挑戰度，培養了學生的自學能力。此外，許多簡單的知識點無需在課堂上進行講授，使得其他能力培養環節在課堂上進行實施成為可能。
專題作業及其他討論環節。根據課程要求，布置幾組專題作業，學生可根據自己興趣自選一組，學生須充分運用課程所學內容完成該專題作業。同時，安排課堂時間進行專題討論，教師需引導學生的討論，并進行及時評價。專題作業的目的是鍛煉學生使用所學知識，解決一些綜合性的問題，從而鍛煉其解決復雜問題的能力，以及溝通與交流的能力。
2.2 以綜合評價為導向，改進課程的評價方式
傳統的考核方式為期末考試，對于以能力培養為核心的教學模式，僅僅使用考試的方式進行評價，顯然具有局限性。因此，我們提出了形成性評價與終結性評價相結合的綜合評價方式。所謂形成性評價方式，主要是指在實施課程教學環節的過程中進行評價。終結性評價即傳統的期末考試。其中行成性評價占比需在60%以上，這樣就可以充分調動學生平時的學習積極性，避免期末突擊等頑疾，保證課程各教學環節的有效實施。
為了考察課程各個課堂教學環節對學生達到課程培養要求的效果，將二者對應起來設計了課堂教學環節效果評價表，對能力的綜合性評價方法進行了探索[3]。如表1所示，評價表中每個單項的評分為0～3分（對應效果為：無，弱，一般，好）。通過初步調查并對評價結果進行統計，得出單項的平均分及各行各列的總分平均分（取整數）。
初步調查結果顯示，目前設置的課堂教學環節，總體上能較好的完成課程的要求，但小組交流環節對于課程的貢獻度相對較低，應該加強引導，進行完善。
2.3 以小班上課為保障，保證各教學環節的有效實施
顯然，以能力培養為核心的教育教學改革，對教師提出了更高的要求，需要教師能夠設計合理的教育教學環節并不斷完善，并建立科學、公平公正的評價方法。但是以能力培養為核心的教學改革對于教學資源的要求也很高，很難想象一個100人左右的大班能進行有序有效的課堂討論。因此，我院制定了小班上課的教學安排，通過小班授課，保證各教學環節能有序有效的進行。機械控制基礎課程也進行了小班授課的試點，通過教學實踐，小班授課的教學效果明顯優于大班上課班級。
3 結語
介紹了我院機械學科創造性教育教學模式綜合改革基本情況，結合控制工程基礎課程，闡述了改革的基本思路和具體措施。根據課程實際設置了課堂講授，自學環節，專題作業，課堂討論等教學環節，再采用教學環節與課程要求對應的評價方法進行能力達成的綜合性評價。初步研究表明，目前設置的課堂教學環節，總體上能較好的完成課程的要求，但小組交流環節對于課程的貢獻度相對較低，應該加強引導，進行完善。該評價方法基本反映了教育教學環節與能力達成的因果關系，但要通過該評價方法來研究教育教學環節與能力培養的基本規律，還需進一步細化和完善。
參考文獻
[1] 李良軍，嚴興春，易樹平，等.工程教育專業認證背景下本科畢業生基本要求分析與衡量――以歐美國家的本科畢業生基本要求為鑒[J].高等建筑教育，2013，22（4）：27-33.
控制工程基礎范文4
摘要：將雙語教學和翻轉課堂模式引入“控制工程基礎”的教學過程，探討教學方法并分析實踐結果。雙語教學適合采用小班授課的方式，將英文原版教材、英文課件和英文微課作為主要資料；課堂研討與小組項目作業是翻轉課堂實踐的重要形式。
關鍵詞：控制工程基礎；雙語教學；翻轉課堂
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）50-0083-02
《控制工程基礎》是機械工程專業的主干課程，目的在于培養學生建立控制系統數學模型和系統動態性能分析的能力。它是機電專業的基礎課程，如果能夠良好地掌握課程中的英文詞匯和知識點的英文形式，必將有利于機電專業其他英文資料的學習，實現課程的國際化對接。一些控制工程基礎的雙語教學改革被開展，例如：從理論教學、實踐教學和課程考核形式三方面進行了探索，提出了在理論教學中增加機械工程案例教學，在實踐教學中采用實物器件與軟件相結合的方式[1]。探索了雙語課程的師資水平、授課材料和教學方法等，分析了不同階段中英文授課和學生作業的中英文所占比例[2]。翻轉課堂（Flipped Class Mode，FCM）[3]是近年來在世界各國興起的一種教學模式，在翻轉課堂中，課堂時間主要由實驗和課內討論等活動所填充，而傳統的課堂講解則通過微課等形式在課外時間完成。把翻轉課堂模式引入控制工程基礎的雙語教學，教師進行知識點概要講解，學生在課外根據微視頻進行自主學習，課堂上教師與學生基于案例進行討論和交流，開展翻轉課堂雙語教學實踐。
一、課程教學存在的問題
1.內容抽象，部分知識點難以理解?？刂乒こ袒A課程包含的內容較多，包括系統動態數學模型、系統時間和頻率特性分析、系統穩定性分析、系統相對誤差分析和系統綜合與校正等，是一門綜合性和理論性很強的課程。一般開設于大三上學期，內容包含很多較難理解的概念、數學公式、理論推導和復雜圖形等。學生如果對基本知識掌握不牢固，就會感到該課程學習困難。
2.教師單向傳授知識，學生學習興趣低。由于學時短和教學任務緊湊，控制工程基礎課堂經常采取講授教學模式。雖然教師授課和學生聽課是我國教育界普遍采用的教學模式，但是，這種單向的授課方式無法提高學生的知識應用能力，導致學生探索和發現問題的能力較弱；而教師嘗試改變教學模式，通常需要扎實的知識基礎和付出多倍的備課時間，投入較大。
3.專業課程的國際化對接能力弱。課程國際化是拓展學生國際視野的重要方式，但我國目前高校課程缺乏國際化。在全中文的專業課教學中，學生很少能夠了解專業學術英語，不能及時了解國外先進的工程理念和前沿技術的發展，缺乏與國際的接軌；且某些高校的研究生招生考試中指定的控制工程基礎專業課教材為英文教材，全中文教學不利于學生的深造與個人發展。
二、課程教學改革的途徑
1.課程人數設置。上課人數對于翻轉課堂具有重要影響，翻轉課堂適合采用小班授課。采用層次型班級開課模式，即開設1―2個小班，每個小班人數限制在20―30人左右，進行翻轉課堂雙語教學。另外，開設1―2個60―90人的班級，以中文教學為主，配合少量雙語教學。學生英語水平是英語授課一個關鍵要素，應選拔英語水平較高的學生進入小班授課，可以將雅思或大學英語四、六級等作為選拔標準。注意，分層次專業課授課僅是在雙語教學準備不太充分的情況下，作為試點和過渡的一種形式。經過幾輪授課，待雙語課程建設與教師隊伍建設完善之后，應實施全面的翻轉課堂雙語教學，充分體現教育公平。
2.翻轉課堂實施形式。翻轉課堂包括課外和課堂兩個環節。在課外環節，教師根據教學內容抽取和總結出重要的知識點，依據知識點制作成微視頻和設計課前練習題，學生根據微視頻進行獨立自主的學習，并完成相應的練習題。課堂環節主要包括教師講解、師生互動和學生小組合作。針對控制工程基礎，可在每章抽取3―5個核心知識點，教師通過實例、理論、應用和啟發思考題等，把知識點講透，為學生的課外自主學習提供基礎。
3.雙語教學的教材選用與課件形式。實行雙語教學首先要選擇一本經典的英文原版教材。英文原版教材信息量大且內容繁多，而中文教材則相對簡練，為了充分發揮兩種教材各自的優勢：（1）選用英文教材作為主講教材[4]，提煉英文教材中的知識點，配合英文多媒體課件，在課堂上進行知識點的概要性講解和案例研討，學生必須在課外借助微視頻等資料進行知識點的自主學習；（2）選用中文經典教材作為參考書，且中英文教材的習題可配合使用；（3）多媒體課件采用全英文的制作方式，簡練展示關鍵的專業詞匯及相關定義。
4.控制工程基礎的實驗。控制工程基礎的實驗教學內容包括典型系統時間響應、二階系統頻率響應和控制系統校正。實驗是理解控制原理的一種直觀形式，而軟件實驗有助于課堂講授和學生上機操作仿真。通過Matlab軟件可以有效簡化實驗教學，采用Matlab可以使知識點生動形象地表示出來，有利于學生直觀清晰地理解和掌握抽象難懂的知識點。
三、教學實施效果的討論
1.課程網站平臺有助于推動翻轉課堂雙語教學的實施。課程網站可以劃分為用戶模塊、交流學習模塊、資源模塊、監督模塊等，例如，在資源模塊中，學生可以找到教學微視頻、教學課件、課程習題、課程優秀文章等資料。課程網站平臺是教學資源的存儲體，表現在學生可以通過電腦、智能手機等途徑獲取微視頻資源；課程網站中的留言板、學生問題和教師解答資源形成了一種知識庫，可以對后續年級的專業課學習提供良好的借鑒。
2.微視頻在翻轉課堂教學中直接影響學生課前學習的效率與積極性。教師根據課程教學目標和內容以及參考教材，抽煉和總結出每章節必須掌握的核心知識點與難點，對知識點相關內容進行整合簡化。需要講解的教學內容可以采用公式、文字PPT，配合動畫或者視頻播放的形式，豐富微視頻的效果以避免視頻枯燥。每個微視頻包含1個知識點，時間大致在8―15分鐘左右。在微視頻授課中，對于某一個知識點盡可能從多角度講解，這樣有助于避免知識的單調性。例如，講解控制系統穩定性時，教師除了講解通過理論計算來分析控制系統的穩定性以外，也可以引入基于Matlab和LABVIEW的實驗，這樣既擴大了學生的知識面，也可以調動學生對探索未知知識的興趣。
3.翻轉課堂的專業課雙語教學要增加課堂研討和小組項目作業的環節。根據控制工程基礎內容，設計典型案例，建立案例庫，使用生動、形象的案例調動學生課堂研討的積極性。要改變學生課堂參與和活躍度低的現狀，僅靠知識點提問是不夠的，必須通過一些實際控制系統的分析、設計案例，來體現知識點在實際中被運用的情況。另外，小組項目作業也是一個非常重要的環節，設置4―6人的小組，以章節為單位給每個小組設計不同的協作作業。小組成員在課后時間通過資料查找、討論分析，完成項目作業并形成PPT資料。各小組在課堂上進行項目作業匯報，形成各小組之間相互學習和競爭的效果。教師要注意小組項目作業的合理的難度和工作量，并把個人完成情況反映到學生的平時成績中。
參考文獻：
[1]李澤，楊歆豪.“控制工程基礎”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2014，（2）：109-110.
[2]劉天宇.現代控制工程雙語教學探索[J].高教學刊，2015，（12）：40-41.
控制工程基礎范文5
建筑基礎工程勘察、施工加強對基礎工程質量的控制與管理是十分必要的，基礎工程質量的低下，會造成建筑物的倒塌事故，嚴重的還會影響到整個建筑工程的質量狀況，導致建筑工程生產周期長，易受氣候影響。為此，分析了影響施工現場基礎工程質量控制的因素，并具體提出了施工現場基礎工程質量檢查的具體方法，闡述了盡可能避免造成重大的人員傷亡和經濟損失的方案。
關鍵詞：
建筑工程;基礎工程;施工;質量
中圖分類號：
TB
文獻標識碼：A
文章編號：1672-3198（2014）24-0214-02
傳統的以工程規范檢驗為主，質量管理、安全管理和生產管理內容構成了“工程產品”形成過程中重要的管理體系，但是傳統的施工管理方案很難適應現代工程施工的復雜性與動態性。工程質量控制是一項復雜的系統工程，建筑工程項目形體龐大、復雜多樣，材料品種眾多，不能移動。質量不合格的工程勢必要造成重大的人員傷亡和經濟損失，嚴重時還會造成建筑物的倒塌事故，由此，施工項目盡可能的避免“后驗”式質量控制管理模式，才可能取得良好的控制效果。
1 基礎工程施工質量控制概述
1.1 質量、安全與生產的關系
在管理方法上質量、安全與生產（施工）有很多共通性。核心內容都包括了為了提高產品的安全性，減少質量責任，識別和重視產品質量的安全問題。并且他們構成三位一體的關系。例如，在ISO9004要求，影響施工質量的因素有偶然性因素和異常性因素，力求使質量責任風險降到最低程度，減少質量責任事故。ISO9000規定的質量體系中，有不少包含或涉及安全的問題;施工現場基礎工程質量的控制管理，應同安全管理與施工管理緊密結合起來。
1.2 施工質量的構成與影響因素
工程項目建設則是通過一道道工序來完成的。工程的施工質量是一個重要環節。工程實施的各個階段和環節都對工程質量發生影響和作用，那些憑借一定手段或經驗完全可以發現與消除的因素。如施工工藝編制不合理，操作者不按技術規程或施工程序施工，原材料材質不合格，尺寸超過允許偏差，施工設備、檢測器具不符合規范要求等，作業環境不符合工藝要求叫做異常性因素，可概括為以下5個方面：施工機具的因素;施工工藝的因素;人的因素;材料、構件、配件的因素;工作環境的因素。異常性因素的構成很復雜，必須要予以避免。采取包括設計質量、施工質量和檢驗質量等措施。
2 基礎工程質量控制的原則
根據建筑施工的特點，分部工程質量、單位工程質量的系統控制過程也是一個由對投入原材料的質量控制開始，為了確保合同、規范所規定的質量標準的實現。施工現場基礎工程質量控制的原則質量控制即按照計劃和質量改進的要求，采取一系列檢測、試驗、監控措施、手段和方法，在控制過程中，應遵循以下幾條基本原則：
堅持貫徹科學、公正、守法的職業規范;堅持“以預防為主”的原則;堅持“質量第一，用戶至上”堅持質量標準、嚴格檢查，一切用數據說話的原則;充分發揮人的作用的原則的原則。
3 施工現場基礎工程質量控制的過程
質量控制是從工序質量到分項工程質量，直到完成工程質量檢驗為止的全過程的系統過程。顯而易見，建筑工程項目是由分項工程、分部工程和單位工程所組成的。
4 施工現場基礎工程質量控制要點
4.1 審核有關技術文件、報告或報表
項目經理應負總責主要內容包括：審核有關施工機械設備、檢測試驗儀器的相關合格證件審核施工組織設計、施工方案、施工方法和技術措施;審核有關施工安全技術措施。審核有關材料、半成品的質量檢驗報告;審核開工報告，并經現場核實;審核設計變更、修改圖紙和技術核定書;審核有關工序交接檢查，分項、分部工程質量檢查報告及相關證實資料;審核反映工序質量動態的統計資料和控制圖表;審核有關技術資質證明文件對技術文件、報告、報表的審核是對工程質量進行全面控制的重要手段，各相關部門應恪守各自的職責做好本項工作，確保控制有效。
4.2 現場質量檢查控制
（1）開工前檢查。
開工前需要檢查工序交接以及是否具備開工條件，應與國家或合同規定的驗收標準、檢驗頻率和檢驗方法應與技術規范規定的施工方法和工藝流程相協調;巡視檢查對施工操作質量應進行巡視檢查。為了使下道工序能順利展開。凡工序檢查不合格，必須采取措施，使其達到合格要求后，開工后能否連續正常施工，能否保證工程質量。在自檢、互檢的基礎上，還要組織專職人員進行工序交接檢查，以確保工序合格，與合同圖紙和工程量清單的分項所含內容相一致;工序檢查宜采用框圖的形式，查記錄、報表、證書等相配套。以便直觀并應與相應的檢檢驗相配合;工程的質量控制指標及檢查頻率和方法是否明確;工序交接檢查應建立制度化控制，工程實施計劃和施工方案是否確定;對于關鍵工序或對工程質量有重大影響的工序，材料、機械、設備、勞力及現場管控人員是否落實到位;檢測儀器是否備齊并可靠有效。
（2）分項、分部工程完工后的檢查。
為了確保控制不發生損壞、變質等問題;檢查機械設備的技術狀態，以確保其處于良好的可使用狀態。應按規定程序和要求，其控制的具體要求是：匯總各道工序的檢查記錄及測量和抽樣試驗的結果，再提出交工報告。
必要時還應進行追蹤檢查，當分項、分部、單位工程完工后，自檢人員應再進行一次系統的自檢，經檢查認可并簽署驗收記錄后，才允許進行下一工程項目施工。
5 現場質量檢查控制的方法
5.1 測量
為了確保測量的成果符合精度規定要求，必須要取得監理工程師的認可。測量包括的內容很多是質量控制必不可少而又十分重要的手段，如果測量是現場控制，還需要各分項工程、分部工程、單位工程、工程段落或總體工程項目中的中間交工和竣工驗收時的測量檢查等。如高程、尺寸及其線型的測量，定線控制測量，施工放線測量，控制工程位置。
5.2 試驗
為了對各個工程項目的材料、配合比、強度等進行有效控制，試驗包括的內容很多，如使用功能如平整度、抗滑能力等達到規定要求。各項工程的物理、化學及力學性能。
5.3 分析和觀察
觀察的主要目的是發現問題，及時進行控制糾正。檢查操作程序或操作方法是否符合規定要求，分析是為了解決問題和偏差控制施工的質量、進度等，發現問題，找出原因，對施工現場所展開的施工活動情況及有關收集得到的數據，并在此基礎上提出應采取的有針對性的措施。
對施工現場所進行的施工活動進行全過程或部分關鍵過程（如全工序或工序中的某一關鍵環節）進行觀察。
5.4 監督
各部人員應對所屬工作任務負責，施工單位應建立崗位責任制對實施性施工組織設計在實施中的技術上全面負責，確保層層監督，作為施工單位還應根據合同規定，積極主動配合和支持監理工程工作，對質檢工作應加大力度檢查和監督?？偣こ處煟ɑ蛑魅喂こ處煟獧z查和監督各施工隊、實驗室，技術人員所負責的工作，特別是以確保工程質量。服從政府監督部門的管理。
6 結論
任何偏頗都會帶來質量的隱患，建筑工程現場施工質量控制方法是一個綜合的系統工程，工程質量控制管理從施工準備、施工過程中和事后質量控制三個環節加以控制，目的是保證工程質量、安全和生產管理構成工程施工過程中重要的管理體系。防止質量事故的發生。只要措施得當、方法可行，質量控制是完全可以達到的。
參考文獻
[1]黃輝.建材與裝飾[J].建材與裝飾：下旬，2011，（7）：32-33.
[2]郝鴻韜.建筑工程中基礎工程施工的質量管理措施[J].建筑知識：學術刊，2014，（8）：143-143.
[3]馬曉武.探析建筑工程樁基工程施工的質量控制[J].大科技，2012，（15）：345-346.
[4]李彩英，劉霜菊.房屋建筑鋼筋混凝土預制樁施工技術[J].技術與市場，2011，（07）.
[5]洪海平.建筑地基基礎施工質量控制要點[J].中國新技術新產品，2011，（03）.
[6]秦磊.混凝土在房屋建筑施工中的應用[J].建筑知識，2010，（S2）.
[7]黃衛蘭，林華.鋼筋混凝土結構房屋建筑混凝土施工及后澆帶技術初探[J].價值工程，2010，（19）.
[8]蔡志鋒，縱崗，丁偉等.地基與基礎工程施工中應注意的幾個問題[J].農村經濟與科技，2010，（01）.
[9]劉曉鐘，吳靜，王鵬.我國保障性住房的精細化設計初探[J].住宅產業，2012，（08）.
[10]楊萬華.淺談房屋建筑地基基礎施工技術及應用[J].四川建材，2012，（01）.
[11]楊春梅.關于現代房屋建筑地基基礎工程施工的論述[J].中國新技術新產品，2012，（07）.
控制工程基礎范文6
關鍵詞：:設計階段;工程造價;成本控制
中圖分類號： TU723 文獻標識碼： A 文章編號：
在建筑行業的產業鏈中，設計階段前承決策階段，后啟施工階段。擬建項目一經決策確定后，設計階段就成為工程造價控制的關鍵階段。設計質量、深度是否達到國家標準、功能是否滿足使用要求，不僅關系到建設項目一次性投資的多少，而且影響到建成交付后經濟效益的良好發揮，如產品成本、經營費、日常維修費、使用年限內的大修費和部分更新費用的高低。設計階段進行造價控制是充分體現了事前控制的思想。
一、工程造價和建筑結構設計的概念
中國建設工程造價管理協會學術委員會朱思義先生于 1994 年給工程造價下了定義，即“建設工程造價，是完成一項建設工程所需花費(預期花費和實際花費)的費用總和，它包括建筑安裝工程費，設備、工器具購置費用，其他費用等。其中多數是以價格為基礎構成的。”他還認為“建安工程造價是建設工程造價中的建筑安裝工程費用。在涉及承發包的關系中，它與建安工程造價同義。”并指出“工程造價、造價系通稱、泛指，在不同的場合，含義不同。它可以指建設工程造價或建安工程造價，也可以指其他相應含義”。
建筑結構設計是建設項目進行全面規劃和具體描述實施意圖的過程，是工程建設的靈魂，是科學技術轉化為生產力的紐帶，是處理技術與經濟關鍵性環節，是具體實現技術與經濟對立統一的過程，是確定與控制工程造價的重點階段。結構設計以充分實現建筑設計方案為目的，嚴格遵守設計規范，保證結構安全為己任，在實施過程中優化設計節約造價把設計師的構想變為可施工的藍圖。
二、建筑結構設計與工程造價的關系
工程建設過程包括項目決策、項目設計和項目實施三大階段。進行投資控制的關鍵在于決策和設計階段，而對項目作出投資決策后，其關鍵就在于設計。
1、設計方案直接影響投資
據研究分析，設計費一般只相當于建設工程全壽命費用的 1%不到，但正是這少于l%的費用對投資的影響最高卻達到 75%，在單項工程設計中，建筑和結構方案的選擇及建筑材料的選用對投資都有較大影響。如結構設計中基礎類型的選用，結構形式的選擇，對于結構規范的理解應用等都存在著技術經濟分析問題。
2、設計方案影響經常性費用
建筑結構設計不僅影響項目建設的一次性投資，而且還影響使用階段的經常費用，如暖通、照明的能源消耗、清潔、保養、維修費等，一次性投資與經常性費用有一定的反比關系，但通過建筑結構設計人員努力可找到這兩者的最佳結合，使項目建設的全壽命費用最低。
3、設計質量間接影響投資
據統計，在工程質量事故的眾多原因中，設計責任占 40.1%，居第一位。不少建筑產品因設計時功能設計不合理，影響正常使用;有的設計圖紙質量差，專業設計之間相互矛盾，造成施工返工、停工現象，有的造成質量缺陷和安全隱患，給國家和人民帶來巨大損失，造成投資浪費，工程造價提高。
三、建筑結構設計階段工程造價控制及優化方法
1．樹立建筑設計過程中的“成本控制意識”
由于長期計劃經濟的影響，造成部分設計工作者重視設計技術的先進性，而輕視了經濟合理性，留有較明顯的計劃經濟色彩；另一方面，現行的設計收費標準一般是以工程造價為取費基數，對設計中造成的浪費缺乏明確標準和控制措施，不帶任何經濟責任。致使部分建筑設計人員在建筑設計中一般都比較注重設計產品安全實用、技術先進，強調設計的產值，而對設計產品的經濟性重視不足。
隨著市場經濟的發展，建筑設計走向市場化，設計費由政府撥款制改為實行向建設單位收取的設計收費制，設計單位已轉變為自主經營、獨立核算、自負盈虧的企業。在這種環境下，建筑設計必須盡可能滿足建設單位的“需求”，勢必出現部分建筑設計人員為了創作方案中標，設計作品盲目迎合建設單位“需求”的現象。從而造成設計產品的經濟性的不合理。
如何解決設計產品經濟性的偏頗問題，作者認為：一方面，建筑市場應建立建全建筑設計索賠和設計監理制度，完善詳盡合理的管理機制，建筑設計的技術性和經濟性才會真正有所保障。另一方面，設計單位內部應實行承包制度或獎懲制度，把建設項目的投資效益直接與設計人員的切身利益結合起來，使建筑設計工作者真正樹立建筑設計過程中的“成本控制”意識，時時考慮降低工程造價，才能達到建筑設計成本控制的最優效果和最終目的。
2．完善限額設計，實現動態管理模式
根據“限額設計”的要求，必須按照批準的可行性研究報告及投資估算來控制初步設計，而后依據批準的初步設計總概算控制施工圖設計，在保證達到使用功能的前提下，再進行分配的投資額度設計，嚴格控制技術設計和施工圖設計的不合理變更，保證投資額度不超限。限額設計在一定階段和一定程度上很好地解決了建筑設計的技術性與經濟性相結合的問題。但其也存在著一定的不足。主要表現在：其一，多數的限額設計均在初步設計后確定，失去了成本控制的主動性；其二，過分強調限額設計，使價值工程原理受到極大限制，同時限制了設計人員的創造性；其三，強調一次性投入，對項目建成后的維護使用費，項目期滿后的報廢拆除費用考慮較少。其四，隨著建材、設備不斷更新，價格不斷變化，而定額調整相對滯后，勢必對工程造價的約束力相對降低。為此，作為建筑設計工作者必須通過收集、積累造價資料，為工程造價的動態管理提供條件。建立造價資料積累制度，實現工作的標準化、規范化；要建立計算機動態管理系統平臺，及時將市場信息、工程進展、投資情況輸入系統，利用系統縮短各種與成本控制相關的工作流程，掌控投資額與目標值對比情況，以便采取相應的措施，將投資控制在目標值以內，從而形成建筑設計成本控制動態管理模式。
3．合理的設計周期是設計階段成本控制的保證
在建筑設計階段，確立一個科學、合理的工程成本，需要技術與經濟相結合的設計理念。運用價值工程原理，在各個設計階段都要進行多方案比較、論證，才能最終形成在技術上先進經濟上合理的最佳方案，這就需要足夠的時間作保證。而當前一些建設單位視建筑設計工作為簡單的勞務性工作，在短期利益的驅使下，只求速成，給定的設計周期十分倉促。因此，建筑設計階段需要一個合理的設計周期，這應引起建設單位足夠的認識，也是建筑設計工作者必須爭取的設計條件。只有具備科學合理的設計周期，才能保證設計成果的準確、安全和經濟，從而達到科學、合理成本控制的最終目的。
4．建筑方案的選擇與優化是成本控制的關鍵
建筑方案的選擇與優化對建筑設計階段造價控制意義重大。為此，建筑設計方案要盡可能的細化、優化，具有一定的深度。對不同的設計方案要縝密進行比較和論證，確定切實可行，技術性與經濟性相結合的方案，有效地在建筑設計階段控制工程成本。在方案優選過程中要廣泛運用價值工程原理。兼顧功能、成本，保證必要工程費用，消除不必要功能費用，力求以最低的壽命周期、成本費用，實現必要的功能，提高產品價值。要著重于對質量、成本影響較大的因素進行研究，將技術問題和經濟問題有機結合。應根據項目實際情況，通過功能系統分析、成本分析，最后經過價值分析得到價值系數，確定最優方案。可見，最優方案的確立是工程成本控制的關鍵環節。
結語
設計是工程建設的靈魂，對于工程造價的控制已經越來越引起研究者的重視，設計階段的造價控制起到指導性、決定性的作用。設計階段中不確定因素最多，設計者的靈活機動性最大，其設計方案的選擇對工程建設投資影響最強，對工程項目建成后的運行效果影響也最大。由于本人的知識水平、研究視野以及資料素材的限制，論文的研究內容還存在諸多不夠完善的地方，還望給予指正。
【參考文獻】
[1] 史有濤. 論結構優化設計. 建筑科學, 2006，22(3)；74-76.
