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自動控制原理范文1
前言：社會經濟的發展和建設，對于自動化的需求越來越甚。對于教學工作的開展來說，同樣需要做好相應教學工作的改革和創新，通過自動控制原理的切入，做好相應課程的設計，最終達到讓學生掌握實踐與理論知識，并對理論知識予以靈活應用的程度。因此，相關教師要注重理論教學與實踐教學兩個方面進行深入研究，做好相應課程教學設計。
一、課堂教學的改革
1.精選授課內容，強化“ 三基”教學
由于“自動控制原理”課程包涵內容復雜且知識信息量非常大，而教學學時又非常有限，這就要求教育者在實際教學時突出重點和難點，對基本知識點、基本原理和基本實驗方法要講透徹，對局部重點內容要精選授課，做到重點答疑解惑，同時，做好相關的后期有針對性的習題或者課題演練，達到強化學習的目的，教師應該盡可能引導學生去自主的實踐，從實踐總結，結合理論，強化自我知識體系，完善自我能力，
2.合理運用現代化教學手段，提高教學效率
現代教學手段已經有了很大的突破，包括多媒體在內的各種教學手段早已走進課堂。粉筆加黑板是傳統的教學基本特點，教師是課堂的主宰，老師的灌輸式教育讓學生的抽象思維能力沒有發揮余地，而教師的教學實驗效果也往往收不到很好的效果。今天，課堂上的計算機輔助教學（CAI）已司空見慣，它已經是現代教育科學與教育技術的重要拼圖，教學軟件和CAI 課件的介入，讓課堂活躍了起來，學生們的思維也開發出來，用更多的除了語言以外的內容去增加學生對知識點的理解，尤其是課程中涉及的圖標、曲線等內容，采用課件之后，內容一目了然，直觀的同時也提高了教學效率。
3.利用MATLAB語言，培養綜合分析能力
由美國Mathworks公司的第四代計算機語言MATLAB語言，該語言主要面向科學計算、數據可視化以及交互式程序設計?？刂葡到y分析與仿真設計是該軟件的主要強項功能體現，同時MATLAB語言繪圖功能特別強勁。目前，MATLAB語言已經是我國“自動控制原理”課程的主要輔助教學工具之一。通過該軟件，可以讓學生通過軟件自我的建模、仿真過程，了解控制系統的工作原理和工作過程，讓學生對系統模型方面概念的理解不停留在紙面上，串聯自身的知識點，消化和吸收了書本內容。教W實踐來看，“自動控制原理”課程教學中引入MATLAB語言，加深了學生對自動控制原理廣義上抽象性的理解，知識涵蓋點更加直觀性。同時課堂上的學生也學會了使用先進的軟件，理論和實踐有機結合，提高了動手能力和理論能力的綜合素質。
二、實驗教學的改革
1.自動控制原理實驗教學的基本內容
實踐出真知，所以，教學中，培養學生的動手能力、基本科研能力和創新能力是檢驗教學效果的考核之一，因此教師教學中，應有的放矢的增加實驗教學內容和知識涵蓋點，實驗教學模塊的設立能強化學生對抽象的理論概念的理解和消化，進而將知識應用到實驗和實踐中，學會用科學的方法，有效的數據和涵蓋的技術來分析和整理問題，解決實際中存在的問題， 進而將諸如控制元件、傳感器、自動控制原理、仿真方法等分散的知識點進行綜合串聯，既學習了書本知識，又強化了動手能力，理論和實踐結合的方式來完成綜合性的實驗，進而達到育人的真正教學目的。
2.自動控制原理實驗教學的模式
合理安排、增加實物綜合性實驗這是目前普遍采用的一種教學方法，既能加深理論理解，又能對原理性的知識進行系統化的學習，從而達到良好的教學目的。MATLAB/SIMULINK 數字仿真環境的虛擬實驗模式也是一種被廣為傳播的一種教學方法，該方法擁有先進的計算機語言和一定的仿真能力，讓學生能切實感受控制系統和仿真設計。
這兩種實驗教學模式的相互結合， 使學生感受到物理實驗和虛擬實驗的各自優缺點，尤其是后者，成功的解決了在虛擬環境中難以建立真實系統的問題。此外， 得益于計算機的推廣，“自動控制原理”實驗教學的場地、時間不再受到限制，甚至部分教學內容得到拓展性的延伸， 越來越多的學生選擇用課外時間完成有關的實驗教學項目。
結語：
隨著國家對自動化控制要求的加劇，做好相應教學工作開展就顯得非常重要。教師要注重從自動控制原理出發開展相應的教學工作，做好相應的教學改革，真正讓學生掌握自動控制技術，并做好相應的實操教學，讓學生的應用技能不端提升。
參考文獻：
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自動控制原理范文2
論文摘要：自動控制原理課程不僅是控制類專業而且是電子信息類專業的重要專業基礎課。主要介紹了自動控制原理課程建設與改革的實踐和體會?？偨Y了教學、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對課程教學內容、教學體系的整合和優化以及實驗內容、實驗教學方法與實驗組織方式進行了討論，旨在突出教學重點，增強學生的動手能力，提高教學質量。實踐證明，效果良好，并對該課程的進一步改革提出了一些設想。
論文關鍵詞：自動控制原理教學改革教學質量
引言
自動控制理論發展的歷史并不長，從二十世紀三十年代開始，不過幾十年的發展，而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業的主要專業基礎課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內容多、更新發展快且應用性很強的課程，該課程對學生建立系統和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學內容，提高教學質量
隨著控制理論的發展和計算機技術的應用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應時代要求，根據本科專業培養目標和專業特點，我們對自動控制課程的內容進行了重新整合，選用優秀教材，制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內容、新的教學成果、應用實例融合到教學內容中，做到課程內容的基礎性和先進性相結合，把握經典與現代、本課程與其他相關課程內容的關系處理。大幅度減少了學時數，將經典控制理論與現代控制理論結合起來講授，重點講解控制理論的基本知識及應用，理清思路，了解方法，增強系統性。
自動控制原理的教學內容有一條主線：系統分析和系統設計。圍繞這條主線，把教學內容劃分為六大塊：自動控制的一般概念、數學基礎與數學模型、系統的分析、系統的設計、采樣控制系統的分析和非線性系統的分析。對于系統分析是重點講解部分，介紹了各種分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態空間法等，進行有關系統的動態、靜態分析，以及能控性和能觀性分析；在系統設計這一重點部分的講解中，介紹了根軌跡設計法、頻域設計法和狀態控制設計法，與系統分析相呼應，使學生在整個學習過程中，圍繞“系統分析和設計”這條主線進行，做到舉一反三，從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設計這個主線下，以穩定性指標為輔線。在各個有關章節的小結中對穩定性都予以重點討論，通過對各種穩定性判斷方法的分析，把前后的知識點加以銜接聯系，并綜合應用。
在講清系統物理概念的基礎上，結合課程內容，引入先進的計算機輔助教學手段。將Matlab軟件在控制系統中的應用引人課堂教學，在諸多課堂教學環節中實現了Matlab仿真演示，增強了學生對抽象理論的感性認識，收到了良好的教學效果。
為體現教學內容的先進性、科學性和前沿性，引導學生進一步學習的興趣，對目前控制理路研究的熱點和發展趨勢作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學方法，提升教學手段
自動控制原理對學生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數—形結合能力有一定的要求，并需具有扎實的數學基礎，學生在學習中經常會感到困難而產生畏難情緒，影響學習效果。因此，改革傳統教學方法和教學手段，進而提高教學質量，是課程改革的重中之重
2．1采用現代教育技術與手段提高教學效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天，傳統的教學手段以不能適應時代的需要，教學手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學實踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進的教學手段更好地服務于課堂教學。開發了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結合的教學方法，既充分利用了多媒體教學的生動、逼真、容量大的優點，又充分利用了板書教學的嚴謹性、邏輯性強的優點。實踐證明，這一方法取得了良好的教學效果，受到了學生的認可，對教學質量的提高起了一定的積極作用。轉貼2．2加強實踐教學環節，增強學生的動手能力
注重實踐能力的培養，堅持理論聯系實際的原則，加強學生動手訓練，培養學生的創新能力。學生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實踐教學這一環節，使學生對知識有一個感性認識。
實踐教學是提高學生創新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強實驗室建設，徹底改造了原有的實驗內容，開發了綜合設計實驗及課程設計，目的在于通過實踐教學，培養學生應用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標和要求，沒有詳細的實驗步驟和實驗電路圖。學生根據個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據系統的性能要求，獨立完成系統設計，系統搭建和調試，記錄原始數據和圖形，寫出實驗報告。所有這些都極大地調動了學生學習的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發了學生學習的熱情，培養了學生的動手能力和獨立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強學生理論聯系實際的能力，在教學過程中還增加了課程設計這一教學環節，通過課程設計，使學生了解到了Matlab軟件在自動控制系統中的應用，拓寬學生的知識面，加深學生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設計方法的理解。
3以教學推動科研，以科研促進教學
對于普通高等教育來說，教學固然重要?？蒲幸膊豢梢院鲆暋＝虒W和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割。從自動控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實際聯系較廣，特別是在發展過程中，數學和計算機起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數學、計算機科學相互作用的前沿。在教學中講授理論知識的同時，可以增加一些與科研結合的內容，如在同學中選一些成績較好，對科研又有一定興趣的同學，參加有關教師的科研項目，也可為學生科技活動中心提供一些課題，指導學生參與科研。這樣，一方面調動了學生的積極性，培養了學生的動手能力，另方面，也可為科研活動的開展打好基礎。學生通過參與科研，學習興趣更加濃厚了，求知的欲望更強了。
4下一步改革設想
該課程的教學改革已在我校實施。取得了良好的教學效果，學生的基本知識、專業能力、實踐技能乃至學習興趣等。都較以往有較大的提高。教學改革的路子還很長。尚需繼續探索和實踐，使之不斷完善，下一步改革的設想有四點：
(1)從課程的實際及教學規律出發，以培養和提高學生的創新精神和實踐技能為宗旨，真正探索出一種新的實踐教育模式。
自動控制原理范文3
關鍵詞：自動控制實驗；教學探究；工程實踐；創新能力
一、引言
為貫徹落實加快發展具有中國特色的工業及培養創新型人才等戰略，2010年6月，教育部制定執行培養卓越工程師計劃。我校自動化專業2011年獲批進入全國第二批“卓越工程師”計劃。面對新的教學目標，必須改進原有的教學模式，為滿足社會新的需求，應增強學生的動手能力，培養學生的創新意識和創新能力。相比與課堂教學，實驗教學更有利于學生創新意識和能力的培養[1-3]。我校自動化專業的“卓越工程師”培養計劃的核心課程是自動控制原理，它是學生后期學習專業課程的基礎。該課程要求學生能夠結合工程實踐，掌握分析設計控制系統的方法，培養學生解決實際問題的能力。故該課程工程實踐性較強，課程實驗教學顯得十分重要。改進實驗教學各環節，有助于增強學生的動手和思考能力，對卓越班（執行“卓越工程師”培養計劃的本科班級）學生的專業知識與創新實踐能力培養具有舉足輕重的作用。
二、自動控制實驗現狀
目前自控實驗課程大都是學生在實驗箱和示波器等實驗器材上依照講義上的實驗步驟完成實驗，這樣的實驗很難滿足卓越教學計劃的要求。例如學生做控制系統數學模型實驗，學生用運算放大器等元器件建立數學模型，實驗在模擬機上顯示結果，學生做完實驗后，依舊對控制系統的數學模型的概念理解不深，更難以將此聯系上實踐工程中被控對象的數學模型。另外，目前理論驗證是自控實驗的主要內容，對于實驗結果學生預先知道，只要依照實驗指導書上的步驟就可完成實驗，這樣自控內容的實驗簡單，形式單一，抑制了學生的主觀能動性和實驗積極性，更難以培養學生的創新能力[4]。故應從自控的實驗內容、實驗教學手段和實驗考核方法等幾方面進行改進，構建以提高工程能力和實踐創新能力為目標的實驗課程模式。
三、改進自控實驗內容
自動控制原理的主要內容是從建立系統數學模型開始，然后分別從時域、根軌跡和頻域三方面來分析控制系統的性能，最后設計校正控制系統。為此實驗內容應由淺入深、循序漸進，分成驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗。首先借助實驗箱和計算機里的Matlab軟件做一些驗證控制系統性能的實驗，然后結合工程實踐背景，給出實驗要求、條件和目標，由學生自己確定實驗方案，制定實驗步驟，完成控制系統設計實驗。最后在具有工程背景的典型實驗裝置上完成分析控制系統、設計工程系統的綜合性實驗。學生通過完成這些實驗，以提高自己的綜合思維和自主創新的能力。驗證性實驗內容包括典型環節的模擬、動態性能、穩定性以及穩態誤差等自動控制原理的核心知識點[5]。實驗既可以在由運算放大器等元器件組成的實驗箱上進行驗證，也可以在裝有MATLAB軟件的計算機上進行仿真驗證。這樣使學生不僅可以熟悉自控實驗里的常規實驗設備的性能，還可以在計算機上對控制系統進行仿真。以二階系統為例，學生可用MATLAB軟件對二階系統在無阻尼、欠阻尼和過阻尼三種條件下編寫仿真程序，進行仿真分析，學生能快速地觀察到二階系統的輸出響應結果，從而加深了學生對課堂上講授的理論知識的理解。這種通過實驗和仿真分析可以給學生留下很深刻的印象，提高學生的學習興趣，促進培養學生自主學習和實踐創新能力。系統設計性實驗可以由教師給出題目和實驗需要達到的目的和要求，而實驗步驟和方法由學生自主設計，期間可以和教師討論實驗結果以及有疑惑的地方[5]?？刂葡到y設計性實驗主要是在學生學習了基本控制原理后，能夠在分析控制系統性能的基礎上，設計簡單的控制器，學會處理具有工程背景的簡單的控制系統問題?？勺寣W生借助MATLAB軟件設計比例微分控制的二階系統、微分反饋的二階控制系統及含有超前滯后的校正控制系統等。在這類設計性實驗中，學生自己分析、設計控制系統，最后比較分析各種控制系統的性能，獲得正確的結論。學生不僅很快熟悉自動控制基本理論，還提高了自己分析解決一些簡單的工程實際問題的能力綜合性實驗是指實驗內容涉及本課程的綜合知識或與本課程相關課程知識的實驗，是在學生了解和掌握本課程驗證性實驗和設計性實驗的基礎上進行的[6]。對卓越工程師的培養更應注重理論和工程實踐相結合，故為培養學生的工程素養，卓越班的綜合性實驗課程應引入工程實例。在數字仿真實驗的基礎上，進行工程實踐訓練。水箱液位控制系統、電動機調速系統和倒立擺系統等都是自動控制系統中具有代表性的工程控制實例。如在控制系統綜合實驗中，可給定學生上述某一實際控制系統，要求學生首先建立被控系統的數學模型，畫出控制系統結構框圖，運用課堂上所學的理論知識分析控制系統的性能，設計滿足要求的控制器，然后在計算機上進行控制系統仿真，設計控制器參數，仿真結果達到期望要求后，最后在實際系統上做實驗，能夠正確分析實驗結果。這種控制系統綜合性實驗能夠調動學生學習自控原理的主動性，并能全面培養學生的工程實踐創新能力。
四、實驗教學方法的改進
為培養卓越班學生的工程實踐能力，必須注重實驗預習及加強評價實驗全過程。將預習任務具體化，增強學生預習的主觀能動性。在學生進入實驗室前，教師應檢查學生對實驗預習的情況，教師驗收合格后方可進入實驗室。這樣加強預習監管，嚴格要求，提高實驗效果。在實驗全過程中，實驗老師要引導學生自己分析實驗中出現的問題，自己找到出現這個問題的根本原因，最后找到解決問題的方法。以培養學生獨立分析并解決工程實際問題的能力。這些對于卓越工程師日后的控制系統的工程實踐都是受益匪淺的。
五、重視創新能力，改革實驗考核機制
為培養具有創新能力的卓越工程師，實驗成績的評定應以學生能獨立分析問題和解決問題為準則。對于在實驗中能獨立分析設計控制系統的學生應給予較高的實驗成績。實驗預習成績、操作成績和實驗報告成績構成完整的實驗總成績。實驗預習成績應逐個檢查學生預習情況后給出評定，它可占實驗總成績的25%。實驗操作成績要重點考查學生的獨立分析解決控制系統問題的能力，有創新表現的學生應給高分，這部分成績可占實驗總成績的40%。實驗報告成績要重點考查學生正確分析處理實驗結果的能力，這部分成績可占實驗總成績的35%。這樣評定實驗成績以能盡快提高學生的動手能力、創新能力以及工程實踐能力。
六、結束語
本文分析了我校自動控制實驗的現狀，針對我校目前自動控制實驗的不足，探討了卓越課程自動控制原理實驗的改進措施，從改進實驗內容、實驗手段和完善考核方法等幾方面進行了探索研究。這些改革措施有助于加深學生理解自動控制概念和控制系統的分析設計方法，培養創新能力，增強分析解決實踐問題的能力，為學生走上工作崗位成為卓越工程師打下堅實的基礎。
參考文獻：
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自動控制原理范文4
關鍵詞：自動控制原理；對象性實驗設計；模擬電路；二階系統；頻率特性
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0017-03
1 概述
自動控制原理是高等院?？刂祁悓I的一門極為重要的專業基礎課。其特點是教學內容抽象，數學含量大，計算繁雜，學生不易理解。而該課程實用性強、設計面廣，因此實驗教學成為幫助學生掌握自動控制理論的重要環節。搞好實驗教學，選取合適的實驗對象，不僅可以使學生對所學理論有更深刻的理解，同時也可以提高學生的學習興趣。
2 自動控制原理實驗內容設置
為了滿足應用型本科的培養目標，我校課程設置實踐環節比重較大，該課程實驗設置24個學時。同時為了讓學生體會到理論與實際的緊密關系，實驗課程除了Matlab仿真應用外，增設實際對象操作實驗。具體安排如下：
實驗一：控制系統的數學模型（2學時）
實驗二：典型環節模擬電路及其數學模型（4學時）
實驗三：線性系統的動態性能分析（2學時）
實驗四：線性系統穩定性和穩態誤差分析（2學時）
實驗五：典型二階系統模擬電路及其動態性能分析（4學時）
實驗六：線性系統的根軌跡（2學時）
實驗七：典型系統頻域特性分析（4學時）
實驗八：線性系統的頻率法串聯校正（2學時）
實驗九：線性系統的PID控制（2學時）
3 對象性實驗的設計
學生對看得見、摸得著的東西興趣較大，因此實驗對象的選取在符合理論仿真的同時，需要具備可觀察性和可操作性。上述實驗內容中，實驗二、實驗四、實驗七均采用實際對象進行實驗，實驗對象選擇發光二極管或者電機（由于電機對于低電壓有死區，因此制作了特殊的驅動電路）。
3.1 典型環節模擬電路及其數學模型
自動控制原理中典型環節為比例、積分、微分、慣性、比例積分和比例微分，研究這些環節的特性主要是觀察分析它們的階躍響應以及其參數的變化對環節的影響。該實驗目的是讓學生學會使用模擬電路構造典型環節，掌握其特性，并能根據響應曲線建立傳遞函數。使用實驗對象觀察這些環節的階躍響應，比使用示波器直接觀察波形更具演示性，而且學生也更容易聯想到其他更多的實際對象。
實驗過程先進行Matlab仿真，如圖1所示，之后再進行實際對象電路搭建實驗，如圖2所示。
以比例積分環節為例，其模型相當于比例環節和積分環節的并聯，其仿真原理圖及結果如圖3所示。由于仿真為理想情況，所以其輸出特性只跟設置的仿真極限參數有關，階躍設置滯后1秒鐘（為了觀察到無階躍的情況）。
將電路連接好如圖4所示，設置比例系數和積分時間常數后，閉合開關相當于給系統階躍輸入，電機將會以某一速度（由比例系數決定）緩慢提速（提速快慢由積分時間常數決定），當到達最大速度時（由電路飽和電壓決定），速度不再增加。 對于發光二極管則是以某一亮度緩慢變亮，達到某一亮度后停止增加。為了讓學生對實驗結果有量的概念，將轉速及光照強度在實驗模塊上設計電路測量并顯示出來，進行記錄，以便與仿真結果進行比對。
3.2 典型二階系統模擬電路及其動態性能分析
該實驗的主要目的是為了讓學生掌握典型二階系統模擬電路的構成，學會運用模擬電子元件構造控制系統；掌握二階系統動態性能指標實測的方法；能夠定量分析阻尼系數、自然頻率與最大超調量Mp和調節時間之間的關系；學會根據系統階躍響應曲線確定傳遞函數。
典型二階控制系統實驗電路由一個非周期性環節和一個積分環節串聯等效而成。在實驗中為了實現參數的線性調節，非周期性環節使用一個積分環節的反饋回路構造。根據典型積分環節的模擬電路構成，得到如圖5所示的二階控制系統模擬電路。
該電路對應的方框圖如圖6所示：
由系統方框圖推導出該二階系統閉環傳遞函數為：
將該二階系統模擬電路的閉環傳遞函數與典型二階控制系統傳遞函數的標準式比較，可以得出二階系統的阻尼比為，無阻尼自然振蕩頻率為。
同樣將電路按照圖2方式接入實驗對象，可觀察到改變阻尼系數（R2的值）后得到二階系統的階躍響應：無阻尼時，電機轉速忽高忽低，呈振蕩狀態；欠阻尼時電機轉速忽高忽低，但逐漸穩定到某值；臨界阻尼和過阻尼時電機轉速逐漸升高到某值穩定下來。其仿真原理圖及結果如圖7所示：
3.3 典型系統頻域特性分析
該實驗的主要目的是為了讓學生加深了解模擬典型環節及二階系統頻率特性的物理概念；掌握模擬典型環節及二階系統頻率特性的實測方法；學會根據頻率特性建立系統傳遞函數；了解實際頻率特性與理想特性的不同，并確定近似條件。
頻域特性分析的方法是對典型環節輸入幅值固定、頻率可變的正弦信號，觀察輸出的特性。由于實驗對象本身不是純比例環節，具有固有頻率，因此要達到演示效果必須設置輸入頻率在對象固有頻率范圍內（小范圍頻率特性）。
以慣性環節為例（呈低通特性），輸入頻率較低的正弦信號，電機的轉速也將按正弦規律高低變化，而且會產生相位差（由正弦的頻率和慣性環節的參數決定）；當頻率高到某值的時候，慣性環節輸出電壓驅動的電機兩個方向的最大轉速減小，相位差變大；當頻率再高，慣性環節輸出接近零，電機將不會轉動。
4 結語
在自動控制原理實驗中引入實驗對象具有較強的演示效果，而且比較貼近于生活實際和工程實際。如此一來，不僅提高了學生對實驗的興趣，給學生留下比較深刻的印象，而且鍛煉了學生的工程實踐能力，在今后的學習和工作中可以很容易地聯系到工程實際對象。該實驗在我校已對兩屆學生實施，效果良好，目前正在進一步設計其他實驗內容的對象化，使自動控制原理實驗更具趣味性，以獲得更好的教學效果。
參考文獻
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自動控制原理范文5
[關鍵詞]自動控制原理 教學改革 教學實踐
一、引言
《自動控制原理》課程是數學、控制與信息領域的交叉學科，其教學目的是使學生建立自動控制的概念，掌握自動控制系統分析與設計的方法，培養應用自動控制理論解決實際問題的能力。近年來，在該課程的授課過程中多媒體課件的應用逐步地取代了傳統的教學方式。因此課堂信息量大，課程進度較傳統式教學要快，如何保證教學質量是較為突出的問題。其次，課堂教學枯燥，沒有生機。數學推導較多，學生聽起來乏味，不能激發學生的學習興趣。再者，考試并不能完全體現學生的系統分析與設計的綜合能力。還有就是理論教學和實驗教學脫節。學生不能把理論教學內容與實驗內容有機結合起來。因此改進教學內容、教學方法和教學手段，完善考核方式及其加強理論的實際應用對于提高學生理論聯系實際的能力，培養應用型人才具有十分重要的意義。
二、教學改革
（一）教學內容與教學手段相結合
在《自動控制原理》的授課過程中多媒體課件的應用逐步地取代了傳統的教學方式。在多年的教學探索中，筆者認識到，不要盲目地追求先進手段，讓多媒體等現代科學技術主導了原本豐富、多樣的人與人之間進行的課程教學，而應該針對課程中實際的教學內容需要，有選擇地實現傳統教學方式與多媒體教學、MATLAB實驗教學等現代教學方式、手段的高效結合，真正達到提高教學質量的目的。
（1）多媒體教學負責課程知識結構展示和系統工作過程的動畫演示。傳統的全程板書式教學，過多的推導必定帶來之前的部分內容被擦去，出現在學生面前的板書永遠只是“不完整的部分”。而在宏觀教學為主導思想的課程教學中，多媒體就可以非常有效地解決這個問題，使課堂講授始終不脫離主線。在自動控制原理實際教學之初，通過生活、工程中實際應用實例的介紹引出控制系統的基本結構、概念是整個教學過程的起點也是關鍵點。在教學方式上，可以利用生動的圖片、flas和視頻資料的形式增強學生的感性認識，比如通過flas演示水位控制系統反饋調節的動態過程，讓學生對控制產生直觀形象的認識，不僅增強了教學效果，還激發了學生濃厚的學習興趣。
（2）板書教學負責課程重點內容的具體分析。多媒體授課在很多方面具有突出的優點，但是盲目地依賴和追求先進技術，企圖畢其功于一役。解決課堂授課的所有問題，無疑是不實際的?？刂评碚摰恼n程內容多，復雜的數學推導和繪圖往往使得學習能力相對較差的學生感到吃力，多媒體每一頁的內容容量有限，一套理論的學習必定需要多頁的講解。比如，根軌跡繪制，近十條根軌跡規則，十幾頁講完，學生感覺內容多，不會用。這個時候就應該將板書教學和多媒體教學結合起來。用多媒體顯示大方向上的操作規則，用黑板演示具體題目的繪制過程，將具體題目和硬性規則有效結合起來，慢講、精講交叉互補，使得學生在理論方法和具體分析雙軌并行中更好地掌握課程難點和重點，獲得最好的學習效果。
（3）Matlab教學負責課程中圖形的繪制演示。在控制理論課程的主要內容上，根軌跡法和頻域法都是基于圖形進行系統分析，在理論初步建立之后，課堂的部分教學內容，可以引入Matlab軟件，利用軟件的強大功能。去完成圖形的演示和分析。例如，在時域分析的時候，相同主導極點所帶來的單位階躍響應有什么不同點，有什么相似性，就可以通過SIMULINK建模，在示波器的輸出觀察結果，再引入分析結論。在控制理論的教學過程中，合理地利用軟件能夠給學生留下直觀印象，使其牢記關鍵的結論，取得事半功倍的教學效果。
（二）教學方法多樣化
多樣化的教學方法可以更好地培養學生的創新精神，提高學生分析問題、解決問題的綜合素質。實施內容主要有以下四個方面：第一，合理設疑，激發學生興趣。在課堂教學中，應用啟發式的探究性的教學方法，充分凋動學生主動、積極、自覺思維，恰當調節教學節奏，活躍教學氣氛，生動教學手段。第二，適時調控，引導學生思考。要使得學習不再只是知識的積累，而是培養學生在創造性地掌握現有知識的同時，對它進行創造性的發掘。第三，加強實踐，提高學生能力。將具體的實例融人到教學當中，通過對工程實例的實踐與探究，使學生明白‘控制”是怎么回事，清楚地看到‘控制”的運用和效果。
（三）考核方式過程化
為了使得學生能夠在學好理論的同時將其運用到實際中，激發興趣，強調過程考核，并且提高考試成績和及格率，突出教學重點，對這門課實施考試改革以配合教學改革。為了培養學生的學習能力和實踐能力，同時檢查教學效果，在一些章節后組織編排綜合型的題目，讓學生以小論文的形式提交，將其成績記錄到期末總成績的平時成績中。這門課的教學內容可以分成兩大部分內容的研究：前三章為控制系統的時域分析，偏重經典理論的研究；后兩章為控制系統的頻域分析，偏重工程實際應用。針對這樣的內容特點，安排兩次大作業，讓學生對一個生產生活中的實例從時域分析和頻域分析方法入手分析系統。大作業成績也記錄到期末總成績的平時成績中。
三、實驗教學改革
（一）虛擬實驗和實物實驗相結合
傳統的自動控制實驗教學，一般采用實際的自動控制系統或自控實驗箱，對系統進行實際的控制操作或在實驗箱面板上連接相應的典型環節，通過對應的計算機軟件觀察系統的響應曲線及各項指標。雖然這種方式可以一定程度地提高學生的動手能力。但一般只能開設驗證性實驗，而且觀察效果不理想。因此，將MATLAB仿真引入實驗教學中，提出將虛擬實驗與實物實驗相結合，改革傳統實驗教學，開設MATLAB仿真實驗，這樣有效的增加了綜合性和設計性實驗項目的比例。
（二）加強系統實驗
加強系統實驗，使學生在掌握基本實驗的基礎上，充分利用已有的實驗設備，增強動手能力。進一步強化系統化、工程化的概念。目前系統實驗內容還在繼續完善中，已有包括多種電機控制、單容水箱模型。學生們可以利用這些模型來檢驗和鞏固自己課堂中所學的系統分析以及系統設計的方法。
四、結束語
在自動控制原理課程建設過程中，以上措施極大地調動了學生學習自動控制原理的主動性，培養了學生的創新能力和工程實踐能力。雖然取得了一定的教學效果，但仍需在今后的教學中作進一步的探索與改進。
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自動控制原理范文6
基于自動控制原理課程特點，一般意義上的Sem-inar教學并不適用?？稍谡n程教學過程中穿插Seminar教學模式，一個學期內進行2~3次即可。歸結起來，這種Seminar教學模式可分三部分：任務布置，課堂交流，成績評定。
1.任務布置。在課程進行到某一階段，將任務分配給學生。任課教師向學生提供一份詳細的Seminar課程計劃，內容包括Seminar教學目標、Seminar選題范圍、成績考評標準以及關于各個選題的相關參考。根據班級人數具體情況和選題范圍，將學生分成若干小組，此環節教師要干預，保證每個小組既有成績好的學生也有成績較差的學生，這樣既避免了小組間的優劣懸殊，又可以達到好學生帶動差學生的目的。然后學生自由選題，每個小組領到一個題目，經過1~2周的課下準備，進行具體的課堂交流。
2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學，每次只進行一個主題。在自動控制原理課程的Seminar中，要進行多個題目的討論，每個題目為時20~30分鐘，共計100分鐘。首先每個小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結果，然后其他組員給予補充，時間約為8~10分鐘。其后，教師和學生們在此基礎上展開積極提問和熱烈討論，發表自己的不同意見，時間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入，新的問題和觀點會不斷涌現，教師在Seminar上除了傾聽、參與和評價學生們的討論之外，還要注意控制討論節奏，引導學生發言，保證課堂上每一個學生都有機會充分表達自己觀點。最后，再由教師對整堂課的內容做出簡明的梳理、總結、擴展和引申，時間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學生處于一個相對輕松、平等的環境，對課堂上學習過的一些知識，勇于發表自己的見解，進行觀點交流、碰撞、融合和分享，使存在于學生內心深處的問題浮出表面。
3.成績評定。教師對學生在Seminar的成績評定，將作為期末成績的組成部分。學生Seminar成績的評定由課堂宣講、個人發言對集體討論的貢獻情況、書面報告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位，或以多媒體輔助進行，它是學生口頭展示分析結果，引發Seminar討論的基礎，教師根據學生準備情況評分，口頭表達的學生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學生在現有的分析總結基礎上深化對于自己題目的認識，開展進一步的探索和分析，以形成完整的書面報告。書面報告所涉及分值將占Seminar成績評定的較大分值，教師對書面報告要嚴格把關，同一小組的學生的書面報告不能雷同，應給予學生充裕的時間去完成。個人發言和出勤率，是用于衡量學生在參與Seminar討論時的表現。一般情況下，個人發言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高，因為討論部分是Seminar最核心內容，是用于激勵學生不再僅僅滿足于“身在課堂上”，從而脫離他人討論時的“旁觀者”的身份，改被動為主動，積極參與發言。教師根據發言情況和發言的質量評定成績。
二、實施Seminar教學的關鍵問題
1.構建具有自動控制原理課程特色的Seminar模式。自動控制原理課程是本科專業的專業基礎課，其內容繁多，理論性和基礎性較強，課程的特點并不適合一般意義上的Seminar教學模式。需根據自動控制原理課程的實際情況構建適合它的Seminar模式。不適合整個學期采用Seminar教學，最好在學期中，課程進行到某一階段，適當地組織Seminar教學。任課教師根據實際情況制定選題范圍，并給出成績評定，作為學期成績的重要組成部分。這樣，教師應用兩種不同的教學模式———傳統的課堂講授的教學模式和Seminar教學模式，引導學生進行探究式的教學活動。Seminar的引入，不是原有的課堂教學的對立或重復，而是對整個教學過程的一種有益補充、深化和應用。在這期間，采用一種任務驅動模式，引導學生探索主動學習。因此，適時引入Seminar教學模式進行教學改革，不失為自動控制原理教學過程的一種有益的嘗試和探索。
2.制定合適的選題范圍。Seminar的主題內容要兼顧課程的整體性、層次性，且具有一定的系統性、可討論性和拓展性。任課教師需擬定詳細的、條理清晰的整體籌劃綱要，形成一以貫之的學術脈絡，并將課程內容分割形成具體的、可操作性的相關主題，能夠使討論有序進行。
3.設立嚴格規范的課堂交流制度。Seminar教學活動不能簡單化地等同一般的課堂討論，否則將失去Seminar教學的意義，因此必須制定嚴格規范的交流制度。在制度的運作上，必須嚴格、公正、一視同仁，獎懲分明，評分嚴格。若有的同學出現抄襲報告的情況，雷同報告一起作廢。表現優秀的同學要適當加分。交流過程中，及時控制討論節奏，避免使活動流于一般的泛泛而談，甚至出現游離于主題之外的閑聊和不負責任的空發議論，從而走向歧途。
4.任課教師應具備良好的素養和較強的控場能力。Seminar教學模式對任課教師的綜合素質提出了更高的要求，要求任課教師具有較高的專業水平和奉獻精神。能夠即時把握學科發展動向，收集相關素材，提煉升華課程內容，以戰略性的眼光制定選題范圍，既能適合目前學生特點，又能體現專業課程內容的特點。Seminar教學模式的引入，無形中增加了教師的工作量，備課難度增大，課外指導學生的時間增加，批閱書面報告的時間和精力增加。這都要求教師具有敬業奉獻精神，孜孜不倦，無怨無悔。在學生的討論交流過程中，教師要善于及時地捕捉有價值的信息，例如新觀點、建議和學生的困惑，以便有效進行下一步的教學。
三、Seminar教學模式在本科生培養中的積極意義
1.全面調動學生的積極性，變被動為主動。Semi-nar模式最大的特點是改變傳統的學生只聽不講這一垂直的單向教學模式。要求學生根據指定任務主動去探索，尋找答案，然后在相對開放的平等空間里，亮出自己的答案，也亮出自己。這種模式也為參與者提供了相互激勵的空間背景。
2.培養學生的查閱資料能力、表達能力。Seminar教學模式的引入，要求學生課前準備階段必須廣泛查閱資料，自主分析總結，這樣他們將提前接觸各類數據庫的文獻檢索，并熟練操作技能。在語言表達能力方面，Seminar的討論需要學生邏輯清晰地表達觀點，重點明確地回答疑問，有理有據地進行辯論，積極理性地說服他人；在書面寫作能力方面，學生對于選題的最終研究成果都要以報告的形式出現。
3.培養學生的團隊合作精神。自動控制原理是專業基礎課，面向學生90人左右，必須分成若干小組進行Seminar教學，設一組長負責聯絡本組同學，同一小組的同學面向同一任務，這時候需要小組成員分工合作，共同查閱資料，分析整理研究，課堂交流進程中，作為一個團體，回答其他小組的發問質疑，并提出問題。在整個準備過程中，相互學習，相互促進，相互激勵，增進同學之間的學習情誼和集體榮譽感，培養他們的團隊合作精神。
4.平等互動的獨特模式，達到教學相長、共同提高的目的。Seminar教學模式的獨特性體現在師生之間的平等關系，大家可以任意提出問題，發出質疑，雙方平等互動。這個平等、公正、親和的結構空間，“師不必賢于弟子，弟子不必不如師”，為“教學相長”的現實化提供了真正的可能。教師在整個討論過程中，根據學生的提問、回答，不斷地總結自己的教學經驗和處理問題的經驗。教與學有機地、動態地融合在一起。
四、結論
