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控制理論的基本概念范文第1篇

自動控制理論教學的內(nèi)容是研究自動控制的共性與規(guī)律的學科，是機械專業(yè)必修的課程，所以在機械專業(yè)教學中是十分重要的基礎(chǔ)課程。自動控制理論主要包括經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論等，同時也包括了近幾年逐步形成的新興自動控制理論等，在新的教學改革推動下，對自控原理的教學方法也應當進行適度的調(diào)整以適應當前社會對畢業(yè)生的需求。在教學中發(fā)現(xiàn)自動控制原理理論性較強，難度高因此在教學中應重視概念的理解，弱化計算過程分析。因為只有掌控基本概念才能形成感性認識，進而深化學習過程。在教學中利用實例進行講解往往可以到達事半功倍的效果。如在基本概念的教學中講解“自動化控制系統(tǒng)的定義和組成”就應當先讓學生明白系統(tǒng)的控制過程，可以利用實際的案例對自動控制系統(tǒng)進行分解并講解，利用自動與手動系統(tǒng)的對比來發(fā)現(xiàn)自動的原理與優(yōu)勢。最好采用貼近生活的案例，讓學生容易理解。因此應將這個思路貫穿到教學方法的改革中。另外，對教學內(nèi)容也需要進行必要的調(diào)整。自動控制原理的教學過程主要突出的是課程固有的方法論特點，作為基礎(chǔ)課程其主要目標是讓學生建立系統(tǒng)化觀念，培養(yǎng)學生對控制系統(tǒng)進行分析與主板設(shè)計的能力，為其他專業(yè)課程的學習與工程實踐打下良好的基礎(chǔ)。教學的內(nèi)容主要有四個部分組成，控制系統(tǒng)基本概念和數(shù)學模型建立、分析方式、系統(tǒng)設(shè)計、驗證與實踐。其中基礎(chǔ)理論的教學是不可或缺的內(nèi)容，必須作為重點進行講解。而控制系統(tǒng)的頻域和時域校正則可以選擇性的講解，因為這部分內(nèi)容利用Matlab就可完成。

二、具體教學方法分析

1.理論教學。首先，應將理論與軟件仿真結(jié)合起來。在教學過程中如遇到理論教學，應從控制的實例出發(fā)，通過引入的Matlab軟件進行仿真實驗，方便講解與演示系統(tǒng)控制的過程和控制結(jié)果，從感官認識到理論認識之間完成自然的轉(zhuǎn)化，最后在對模擬過程進行定量分析計算，完成綜合課題與單元課題、單個課題的教學。這樣在課題完成的過程中學生就可按照教師的引導自主的查找信息、分析問題、解決問題。其次，在教學中引入課程設(shè)計的內(nèi)容。在教學中自動控制的理論始終都要應用于系統(tǒng)設(shè)計，因此在實際的教學中，應適當?shù)囊胝n程設(shè)計，強化理論指導實際的作用，讓學生明確理論與實踐之間的關(guān)聯(lián)在哪里。如在講解控制系統(tǒng)校正等知識后，可以讓學生實際嘗試設(shè)計一個校正電路，并利用實驗設(shè)備與仿真軟件來檢測其效果，這樣可以提高學生對理論的理解與動手能力。

控制理論的基本概念范文第2篇

摘要：自動控制原理是技工院校自動化及機電類等專業(yè)的必修專業(yè)課程，對于技校生來說，有較大的學習難度。因此教師在教學過程中要從技校生將來的實際應用出發(fā)，重點講授經(jīng)典控制理論的基本概念、基本分析方法及其應用，為學生今后的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 ：自動化控制實踐

隨著科學技術(shù)的進步，特別是信息化技術(shù)的普及使用，自動控制技術(shù)在各個領(lǐng)域的應用日趨廣泛。筆者學院很早就將自動控制原理作為電氣自動化、機電、數(shù)控等專業(yè)的必修課程。但在長期的教學過程中，由于忽視了技校生的實際學情，教學模式、教學方法、教學手段因循守舊，導致教學效果不佳。學生既在理論學習上缺乏深度，又在實際應用上缺乏能力，導致用人單位意見很大。為此，學院對自動控制原理、電氣控制技術(shù)與PLC技術(shù)應用等學生今后就業(yè)必須掌握的專業(yè)課程進行教學改革，針對各專業(yè)的培養(yǎng)目標以及專業(yè)技能方向，調(diào)整教學內(nèi)容與教學課時，加大實訓力度，收到了良好的效果。

一、當前技工院校自動化專業(yè)自動控制原理教學中存在的問題

自動控制原理是研究自動控制基本規(guī)律的一門科學，是分析和設(shè)計自動控制系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，目前已形成工程控制論、生物控制論、經(jīng)濟控制論和社會控制論等多個分支，其中工程控制論是控制論中的一個重要分支，技工院校所采用的課程主要是研究工程領(lǐng)域的自動控制。目前由于主客觀多種原因，自動控制原理教學中存在著一些問題亟待解決。首先，課程教學缺乏專業(yè)針對性。在技工院校的專業(yè)教學標準中，主要有機電技術(shù)應用、機電設(shè)備安裝與維修、工業(yè)自動化儀表及應用等專業(yè)涉及自動控制原理課程，但各個專業(yè)對這門課程要求學生掌握的程度并不相同，而以往技工院校采取的“一刀切”的方式，導致有的專業(yè)“吃不飽”，有的專業(yè)“吃不了”，造成教學資源浪費。其次，教學模式滯后?，F(xiàn)在的職業(yè)教育強調(diào)學校教學與就業(yè)崗位的“無縫對接”，而我們的教學內(nèi)容往往滯后于企業(yè)的技術(shù)工藝，使得學生所學的知識到實際中已過時。再次，實訓設(shè)備落后。自動控制原理課程的實訓需要學校配備電氣控制實訓室、PLC與變頻器應用實訓室以及過程控制系統(tǒng)實訓室，而資金短缺是目前技工院校普遍遇到的一個難題。最后，師資力量薄弱。由于技工院校的待遇不高，教師也不愿來校任教。這就導致技工院校的專業(yè)教師隊伍出現(xiàn)青黃不接的窘境，特別是“雙師型”專業(yè)教師團隊建設(shè)亟待加強。

二、技工院校自動化專業(yè)自動控制原理的教學實踐

針對技工院校的“職業(yè)特色”的教育目標以及學生今后成長成才的需要，筆者以為要實施好自動控制原理課程的教學必須做好以下幾個方面的工作：

1.做好技校生的學情分析

要學好自動控制原理這門課程，數(shù)學與物理基礎(chǔ)知識是關(guān)鍵，此外還要掌握一定的計算機知識。對于當前的技校生來說，這無疑具有較高的難度。特別是近幾年，隨著中考、高考分數(shù)線的降低，報讀技工院校的生源素質(zhì)逐年降低，且學習態(tài)度不端正，厭學情緒嚴重。在這種情況下，教師必須根據(jù)學生的實際學情出發(fā)，精簡教學內(nèi)容，強調(diào)物理概念，減少繁瑣的數(shù)學推導，加強理論和實際相結(jié)合，在應用上下工夫。

2.改進教學方法

自動控制原理一般分為經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論?？紤]到實際工程中大量應用的仍是經(jīng)典控制理論，在教學內(nèi)容的選擇上我們還是以經(jīng)典控制理論及其應用為主。在教學方法上，要改變過去單一、僵化的教學模式，轉(zhuǎn)而靈活組合情境教學法、目標教學法與任務驅(qū)動法。如我們將教學內(nèi)容分成八個情境，包括自動控制的一般概念、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、控制系統(tǒng)的時域分析法、根軌跡分析法、頻率特征法、控制系統(tǒng)的綜合校正、非線性系統(tǒng)、采樣控制系統(tǒng)。這八個情境從易到難，從淺到深，循序漸進。同時將每個情境又分為多個任務、實訓模塊以及課后練習，以任務驅(qū)動學生自覺、自愿地學習。如在控制系統(tǒng)的頻率分析這一情境中，我們將學習任務設(shè)置為頻率特性的基本概念、典型環(huán)節(jié)的頻率特性、控制系統(tǒng)的開環(huán)頻率特性曲線的繪制、頻率特性法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及開環(huán)頻率特性與性能指標的關(guān)系，將教學的技能目標設(shè)置為讓學生了解典型環(huán)節(jié)的頻率特性、掌握系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制和掌握奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)。這樣，教學在明確的目標引導下，通過一個個小任務的完成，使學生充分感受到任務解決的成就感，從而激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)了他們的獨立思考以及自主學習能力。

控制理論的基本概念范文第3篇

關(guān)鍵詞 完全學分制 學年學分制 自動控制理論 教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Automatic Control Theory Course Teaching

under Complete Credit System

WU Jianzhen， ZHANG Liping， ZHANG Ying， WANG Raofen

（College of Electronic and Electrical Engineering， Shanghai University of Engineering Science， Shanghai 201620）

Abstract Change from academic credit to complete credit system， the object is no longer taught in the same grade， with a professional student. "Automatic Control Theory" is an important professional basic course belongs to electronic professional， this article explores the full credit under the circumstances， teaching teachers how to conduct effective activities to improve teaching effectiveness.

Key words complete credit system; academic credit; Automatic Control Theory; teaching

在學年學分制下，學生學習的自受到限制，一個自然班的所有學生都在同一個時間段選修某一門課程，無法考慮各位學生之間的學習差異和學習接受能力，學生也無法主動選擇符合自己學習風格的授課教師，對自己學業(yè)的管理處于被動狀態(tài)，不利于高素質(zhì)學生的培養(yǎng)。而完全學分制則充分體現(xiàn)了學生的選擇主動性，它通過學分來衡量學生的學業(yè)情況，學生達到畢業(yè)所需的最低學分就可以申請學位證書，它打破了自然班級的概念，每個學生都可以主動管理自己的學業(yè)，根據(jù)各自的學習能力的強弱安排每個學期所修習的課程，畢業(yè)所需的年限也將不再統(tǒng)一。

自動控制理論是電類所屬專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在完全學分制的環(huán)境下，自動控制理論課程的學時數(shù)和授課對象都發(fā)生了變化。自動控制理論課程是電類專業(yè)一門重要的學科基礎(chǔ)課，后續(xù)課程如現(xiàn)代控制理論、計算機控制系統(tǒng)、最優(yōu)控制、過程控制等都要用到它的基本理論和基本思想，在學生的課程體系中占有很重要的地位，很多高校把它列為研究生入學考試的專業(yè)課。該課程具有內(nèi)容豐富、理論性強、涉及知識面廣、比較抽象等特點，具有一定深度和學習難度。本文就在完全學分制環(huán)境下，教師如何操作，如何提高自動控制理論課程的教學效果方面進行一些探討。

1 限制授課對象

（1）限制修讀課程的條件。在學年學分制下，學生按培養(yǎng)方案規(guī)定的程序，在大三上學期開始統(tǒng)一修習自動控制理論，班級為自然班，學生所修讀的主干課程完全一致，具備相同的學業(yè)基礎(chǔ)。而在完全學分制下，學生根據(jù)各自的能力進行課程的選修，因此，會在修讀的學生里面同時出現(xiàn)大一、大二、大三、大四等不同年級的情況。有些學生要考研，可能會提前修讀該門課程，但是自動控制理論是一門理論強的專業(yè)基礎(chǔ)課，在學習該門課程之前，需要具備一定的基礎(chǔ)知識，要不坐在課堂中就像坐“飛機”，什么也聽不懂，學習效果很差。自動控制理論的先修課程為高等數(shù)學、電路、模擬電子技術(shù)、大學物理、復變函數(shù)與積分變換等，因為在課程的授課內(nèi)容中，會出現(xiàn)關(guān)于由電阻、電容、電感、電機、運算放大器等元件組成的電氣網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)的求取，力學系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的求取，積分運算和拉普拉斯變換等。因此，不是學生想選修該課程就可以選修，仍需遵循循序漸進的教學規(guī)律，在教學管理系統(tǒng)中，需要對修讀該門課程的學生進行一定的條件限制，只有已經(jīng)完成上述基礎(chǔ)課程的學習并取得良好成績的學生才能進入選課系統(tǒng)選修自動控制理論課程。

（2）限制授課班級人數(shù)，放開班級數(shù)目。眾所周知，30人左右的小班班級授課效果比60人以上的大班班級效果要好得多。在完全學分制的環(huán)境下，滿足修讀課程條件的學生可以自由選擇自己喜愛的教師，而自動控制理論課程有5～6位教師提供授課，因此，可能會出現(xiàn)某位教師名下的學生非常多，遠遠超出正常班級授課人數(shù)的情況。為了應對此種情況，建議在選課系統(tǒng)中對每位教師的授課學生人數(shù)進行限制（例如，45人），但并非超出該限制人數(shù)的學生就不能選修該教師的課程，而是自動再創(chuàng)建一個班級，學生們?nèi)钥蛇x修該教師的課程，只不過是在不同的時間和地點。這樣就能真正體現(xiàn)完全學分制的意義，而非超過了人數(shù)限制的學生只能選修自己不喜歡的教師的課程。優(yōu)秀的教師可以擁有該課程的多個序號班，某些教師可能因人數(shù)不足而不能開課，這樣，教師之間能有一個教學上的競爭，從而督促教師努力備課，促進教學質(zhì)量的提升。

2 公開教學內(nèi)容，創(chuàng)建課程網(wǎng)站

在完全學分制的環(huán)境下，自動控制理論課程有兩種不同的授課課時，一個是48課時，一個是64課時。自動控制理論課程的教材仍沿用之前的教材，即選用冶金工業(yè)出版社出版，由王建輝、顧樹生等編著的《自動控制原理》（第4版），這本教材重點突出，章節(jié)安排合理，內(nèi)容豐富，涵蓋了自動控制系統(tǒng)的基本概念、分析方法和設(shè)計方法，48課時和64課時的課程均可使用。48課時的課程重點介紹自動控制系統(tǒng)的基本概念和分析方法，內(nèi)容包括自動控制系統(tǒng)的基本概念、控制系統(tǒng)數(shù)學模型的建立、控制系統(tǒng)的時域分析和頻域分析，適合非自動化專業(yè)的學生選修。64課時的課程在此基礎(chǔ)上，增加系統(tǒng)設(shè)計方法和非線性系統(tǒng)的簡單入門介紹，即系統(tǒng)的校正和非線性系統(tǒng)的相平面分析法，適合自動化專業(yè)的學生選修。此外，還可以根據(jù)考研學生的需求和人數(shù)，增設(shè)一門32課時的自動控制理論晉級選修課，由經(jīng)驗豐富，經(jīng)常給考研學生進行答疑的教師負責開設(shè)，擴展和加深理論知識的講解，重點題型的講解。

為便于需求不同的學生進行選修，建議創(chuàng)建課程網(wǎng)站，按不同的課時創(chuàng)建課程鏈接，在網(wǎng)絡(luò)上公開授課教師簡介、具體的教學內(nèi)容安排，包括教學大綱、教學方案、實驗大綱、實驗指導書、課程講稿、PPT、教師上課的視頻以及課程的參考資料，便于學生瀏覽、閱讀和學習。由于實行完全學分制，教師在上課時面對的學生不是一個自然班級，班級的學生之間熟悉程度不高，對學生的管理難度增大。針對這種情況，建議在課程網(wǎng)站中創(chuàng)建電子點名系統(tǒng)，賬號分為學生賬號和教師賬號。學生賬號登錄可以進行實驗課程的預習、問題的咨詢、課程章節(jié)內(nèi)容網(wǎng)絡(luò)自測等。教師賬號登錄后可以進行電子點名，每個學生姓名超鏈接進入后都會顯示學生的手機聯(lián)系方式、輔導員聯(lián)系方式、其家長的聯(lián)系方式。一旦發(fā)現(xiàn)某位學生出勤率很低，可以通過各種方式及時找到該學生，與學生進行溝通。在教學班可以實行課代表負責制，由課代表負責學生的課程學習、作業(yè)上交、聯(lián)系教師等工作。

3 統(tǒng)一考核指標，細化評分標準

在完全學分制下，5～6位教師同時授課，因此，課程的考核方式和考核指標必須完全統(tǒng)一。自動控制理論課程無論是48課時還是64課時，都采用考試的考核方式。考試成績分成兩個組成部分：平時成績40%（包括作業(yè)、出勤率、平時課堂學習表現(xiàn)、實驗操作和實驗報告），期末考試60%?？荚囋嚲聿荒苡赡澄唤處煶鲱}，而應建設(shè)課程試題庫，通過試題庫隨機選題構(gòu)成試卷，在課程內(nèi)容結(jié)束后開始組卷，避免在上課時意外透露考試內(nèi)容。平時成績的給定也必須有嚴格統(tǒng)一的標準，細化各部分A、B、C、D等級的評分要求，避免在大致條件相同的情況下，出現(xiàn)成績評定差異較大的情況。卷面成績的批改也必須像高考試卷批閱一樣，每個步驟都給出具體的分數(shù)，嚴格依據(jù)步驟給分，試卷采用流水評閱，授課的教師全部參加評閱，一人負責一道題目的批改，避免某位教師的學生試卷均由該教師批閱。成績的評定對于學生選課以及學習積極性具有很重要的調(diào)節(jié)作用，嚴格統(tǒng)一的成績評定方式有助于避免學生在選課時選擇管理不嚴、要求不嚴格的教師，而冷落治學嚴謹、要求嚴格的教師，杜絕學生以課程考核的難易度為依據(jù)，來選擇授課教師。

4 結(jié)束語

完全學分制環(huán)境下，對于教師授課提出了很多新的挑戰(zhàn)，自動控制理論課程的理論性強，知識點多，學生學習難度較大，而該課程的授課教師人數(shù)較多，因此，必須從選課、上課、考核等環(huán)節(jié)入手，把好上課學生的基礎(chǔ)知識關(guān)、提高授課教師的教學質(zhì)量關(guān)、嚴化考核標準，使學生能夠真正從完全學分制中受益，體現(xiàn)完全學分制的優(yōu)勢。

參考文獻

[1] 王建輝，顧樹生.自動控制原理（第4版）[M].冶金工業(yè)出版社，2005.1.

[2] 程衛(wèi)星，李彩云.完全學分制下高校學風建設(shè)的新策略[J].煤炭高等教育，2009.27（4）：69-70.

控制理論的基本概念范文第4篇

關(guān)鍵詞： 自動控制原理 教學改革與實踐 MATLAB

一、引言

自動控制原理課程是控制類和電子信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，通過對控制理論知識的學習，使學生掌握自動控制系統(tǒng)的基本概念和系統(tǒng)分析、設(shè)計的基本方法，初步掌握系統(tǒng)實驗技能，學會運用MATLAB進行輔助分析設(shè)計的方法，為后續(xù)課程的學習和進一步深造打下必要的理論基礎(chǔ)，該課程對學生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。自動控制原理是一門集理論性、實踐性、綜合性于一體的課程，有一定的深度和學習難度，在學習過程中容易感到枯燥乏味，傳統(tǒng)的教師講授型教學方式，以教師授課為主，師生互動較少；基本概念、基本原理闡述多，理論與實踐脫節(jié)，學生難以理解。為了促進教學質(zhì)量的提高，對該課程進行教學改革是十分必要的。

二、自動控制原理教學中的幾點體會

1.改革課程體系，優(yōu)化教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量

自動控制原理是一門理論性和綜合性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，要求學生具有扎實的基礎(chǔ)知識和較強的計算能力，導致學習過程相對困難。再加上課程在教學過程中，內(nèi)容多學時少的矛盾也較為突出，所以精選課程內(nèi)容，改革課程體系就是首當其沖必須完成的。應對理論性過強和目前工程實際中較少使用的內(nèi)容進行適當?shù)恼{(diào)整和刪減，做到精選課程內(nèi)容，突出重點。本課程的重點是線性系統(tǒng)的數(shù)學建模、性能分析與綜合校正。課程的難點是性能分析與綜合校正。在教學過程中，應當突出重點和化解難點，在教學過程中以建模、分析和綜合為貫穿全課程的主線，進而展開教學，使學生在整個學習過程中，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。

針對理論性較強的內(nèi)容，在教學過程中淡化推導，淡化具體的計算過程，強化定性分析和認識。以具體工程實例為出發(fā)點，通過恰當?shù)呐e例，把抽象問題具體化，便于學生對抽象概念的理解，讓學生不再認為是在學習一門純理論的課程，而是一門工程實踐課程，消除對課程的恐懼感，增加學習的興趣。比如控制理論中反饋是一個非常重要的概念，在講到開環(huán)和閉環(huán)時，可以用生活中實例來說明，一臺真正的全自動洗衣機如果能檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動切斷電源的功能，它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.多種教學方法相結(jié)合，提升教學手段

自動控制原理課程理論性強，內(nèi)容抽象，并且計算內(nèi)容非常多，在分析的過程中還大量使用圖表，如果用傳統(tǒng)的板書式教學，會花費大量的時間在公式推導和曲線繪制上。而多媒體教學可以在繪圖的準確性和快速性方面有較大提高，還有助于學生對抽象知識的理解。在教學中以多媒體教學為主，對于一些重點難點適當?shù)妮o以板書，同時加強課堂互動，提高教學效果。

自動控制原理是來源于控制實踐的理論課程，在學習系統(tǒng)分析和綜合校正的過程中，計算量很大，分析過程繁瑣，學生理解起來比較困難。MATLAB軟件功能強大，具有先進的視覺化功能，是一種強大的科學計算語言。特別是研究系統(tǒng)中某個參數(shù)或環(huán)節(jié)變化時對系統(tǒng)的影響，可以很直觀的通過MATLAB展現(xiàn)出來。例如，已知一偵察車速度控制系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為，要求是用頻率響應法選擇系統(tǒng)增益K，使偵察車速度控制系統(tǒng)的單位階躍響應有較小的穩(wěn)態(tài)誤差和超調(diào)量。根據(jù)勞思穩(wěn)定判據(jù)可知：使閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍為K>0?？蓪⑾到y(tǒng)近似為振蕩二階系統(tǒng)，取不同K，通過用MATLAB編程，可繪制出系統(tǒng)的單位階躍響應曲線如圖所示

綜合考慮圖中結(jié)果，以取K=10時系統(tǒng)的各方面性能較好。

在教學過程中發(fā)揮MATLAB在自動控制原理教學中的應用，使學生在此過程中可以即時觀察分析結(jié)論，以加深對課程本質(zhì)的理解，全面掌握所學內(nèi)容。

3.重視實驗實訓教學，培養(yǎng)學生實踐和創(chuàng)新能力

實驗教學不僅是對理論知識的驗證，更重要的是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新精神和能力的重要途徑。傳統(tǒng)的實驗課程主要是利用實驗箱做一些驗證性實驗，實驗結(jié)果受各方面影響很大，不利于學生理解和認識。利用MATLAB軟件的SIMULINK仿真平臺作仿真實驗，能很好解決物理實驗的不足，加深對課程知識的理解，還可以將實驗延伸到課外進行。學生根據(jù)個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，系統(tǒng)搭建和調(diào)試，記錄原始數(shù)據(jù)和圖形，寫出實驗報告。不僅調(diào)動了學生學習的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發(fā)了學生學習的熱情，還培養(yǎng)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。對于鞏固和應用所學知識，提高實踐能力，把理論和實踐很好的結(jié)合起來有著重要的意義。

三、結(jié)束語

隨著自動化技術(shù)在生產(chǎn)和生活中的廣泛而深入的應用，自動控制原理作為一門具有“方法論”特點的課程也越發(fā)得到重視。實踐表明，通過以上對自動控制理論課程的從教學內(nèi)容、方法及形式、教材建設(shè)、實踐教學等方面進行的全方位、多層次的改革探索和實踐，尤其是將MATLAB引入到課程教學中，很好地激發(fā)了學生的學習熱情，提高了學生的實際應用能力，取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]黃堅.自動控制原理及其應用[M].北京：高等教育出版社，2004.

[2]鄭明方.自動控制理論課程的教學改革與實踐[J].江蘇上業(yè)學院學報，2003，（6）：55-56.

控制理論的基本概念范文第5篇

關(guān)鍵詞：智能控制 教學改革 網(wǎng)絡(luò)課程

智能控制是當今國內(nèi)外自動化學科中十分活躍的領(lǐng)域，是一門新興的交叉學科，代表著自動控制理論發(fā)展的新階段，其理論和分析方法廣泛應用于工業(yè)自動化系統(tǒng)、電力自動化系統(tǒng)和機械電子一體化等領(lǐng)域。該課程的內(nèi)容豐富，理論分支較多，包括專家控制、模糊數(shù)學與模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等。通過本課程的學習，學生能夠及時了解自動控制技術(shù)發(fā)展的新動向，掌握智能控制理論的基本概念和原理，以及利用智能控制理論分析和設(shè)計系統(tǒng)的基本方法和技巧，并能解決一些簡單的實際問題。由于本課程的特點，大學高年級學生在學習過程中存在著難以理解、興趣不足等問題。筆者結(jié)合自身的教學實踐，對智能控制課程的教學改革提出了一些措施，并在具體實踐中取得了很好的效果。

一、智能控制課程的特點

1.多學科交叉，涵蓋面廣。智能控制課程的內(nèi)容非常豐富，涵蓋了專家系統(tǒng)、模糊數(shù)學與模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等。課程的知識點大多比較抽象。

2.內(nèi)容抽象，理論性強。該課程屬于偏理論的課，模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)等諸多內(nèi)容比較抽象、枯燥難懂，本科生往往不易理解。

二、目前教學中存在的問題

1.學時少，學生投入不足。我校智能控制課程為32學時，是在學生完成專業(yè)基礎(chǔ)課，如自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、計算機控制等課程后，在大四的第一學期開設(shè)的。課程的學時本就不多，而且大四第一學期本科高年級學生面臨就業(yè)、實習實踐、考研準備等現(xiàn)實問題，投入課程學習的時間往往不足。

2.教學內(nèi)容注重理論。智能控制課程理論性強，涉及的數(shù)學工具比較復雜。很多教師把理論知識講授作為教學的主要目標，忽視了對學生學習興趣與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并且缺乏與學生的互動和交流，課堂氣氛比較沉悶。

3.缺少實驗實踐環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)外關(guān)于智能控制的一般教材中沒有給出適合教學的實驗方案，我校自開課以來也沒有開發(fā)相應配套的課程實驗，導致智能控制課程實驗難以有效開展。

三、教學改革的措施與實踐

我校自動化專業(yè)的定位是工程研究應用型，智能控制課程的主要教學目的是使學生及時了解到自動控制理論和技術(shù)發(fā)展的最新動向，掌握智能控制的基本原理、方法及其應用。因而，教師在智能控制課程教學內(nèi)容的選取上不宜過多，應適當增加課程實驗，積極改革教學方法，以達到良好的教學效果。筆者圍繞授課對象的特點和課程要求，對該課程的施教做了如下嘗試。

1.把握課程重點，精簡教學內(nèi)容。智能控制課程內(nèi)容抽象、廣泛。作為一門本科生的選修課，教師在教學內(nèi)容的選取方面，不宜過分抽象化和理論化，否則，學生會難以消化。因此，在授課過程中教師應精心選擇教學內(nèi)容，淡化數(shù)學推導過程，把教學重點放在基本概念、基本原理、基本方法上，并介紹每種技術(shù)的應用領(lǐng)域和實現(xiàn)方法。例如，筆者在講授該課程時，就減少了理論推導，刪掉了組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等內(nèi)容，選用一些實例來展示智能控制的應用，如模糊控制家用電器、BP網(wǎng)絡(luò)識別英文字母等。對每種方法的優(yōu)缺點及改進方向，筆者則引導學生在以后的學習工作中深入研究。

2.引入MATLAB，激發(fā)學習興趣。MATLAB是美國MATHWORKS公司開發(fā)的數(shù)值分析和計算軟件，由于其具有功能強大、界面友善、開放性強等特點，已經(jīng)在科學研究及工程計算領(lǐng)域得到廣泛應用。MATLAB中有很多針對智能控制的工具箱，如模糊邏輯（Fuzzy Logic）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Neural Network）、可視化動態(tài)仿真軟件Simulink、圖形用戶界面GUI等工具。應用這些工具箱和軟件，可以比較容易地實現(xiàn)各種控制算法、仿真智能控制系統(tǒng)。在課堂教學中引入MATLAB，一方面，可以生動、直觀地講解一些智能控制典型實例，如用模糊控制器控制二階系統(tǒng)、用線性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對輸入信號進行預測等，使學生體會到智能控制不僅是高深的理論，也是實用的技術(shù)，從而增加學習課程的興趣。另一方面，MATLAB比較容易入門，編程簡單，效率高。布置學生使用MATLAB語言編寫簡單程序，進行系統(tǒng)仿真，可以使學生掌握基本的智能控制系統(tǒng)建模和設(shè)計的方法。

3.建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，鼓勵自主學習。由于該課程的學時少、內(nèi)容多，僅靠課堂授課往往講不深、講不精，因此教師應用現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學平臺，這是對課堂教學的有益補充與深化。筆者利用學校提供的功能強大的Black Board網(wǎng)絡(luò)教學平臺，構(gòu)建了智能控制網(wǎng)絡(luò)課程。本課程網(wǎng)站欄目的最大特點是互動性強，包含了交流答疑、主題討論、在線測試、問卷調(diào)查等欄目，可以實現(xiàn)教師與學生、學生與學生的直接交流。同時，網(wǎng)站內(nèi)容更新與課堂教學同步，如課堂教學PPT、錄像、作業(yè)點評等欄目都是在每次教學完成后更新、增加的。該課程網(wǎng)站不僅發(fā)揮了輔助教學的作用，而且為教師與學生之間的互動、交流搭建了良好平臺。

4.增加實驗教學，培養(yǎng)綜合能力。為了幫助學生理解和掌握理論知識，教師應圍繞課程內(nèi)容開發(fā)相應的實驗。筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn)，只靠理論灌輸，介紹控制算法，很難調(diào)動學生學習的積極性。我們開發(fā)的智能控制實驗包括兩個部分。首先，基于MATLAB平臺開展仿真實驗，如設(shè)計二階系統(tǒng)的模糊控制器及與PID控制器性能進行比較、編寫神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)字符識別程序等。這些仿真實驗的主要作用是加深學生對智能控制基本概念方法和應用的理解。其次，充分利用現(xiàn)有實驗條件，在過程控制實驗平臺開發(fā)綜合性設(shè)計性實驗，如采用模糊控制方法控制鍋爐溫度等。通過綜合性實驗可以逐步培養(yǎng)學生運用理論知識解決簡單實際問題的能力。

5.改革考核方法，提高教學質(zhì)量。以往的智能控制課程沒有實驗，因而考核也以卷面成績?yōu)橹?。在教學實踐中，筆者采取了卷面成績+實驗成績+平時成績的考核方式，將實驗設(shè)計分數(shù)增加到25～30分，提高了學生參與實驗的積極性和實驗設(shè)計的質(zhì)量。

經(jīng)過幾年的教學改革實踐，學生逐漸增加了對智能控制課程的學習興趣，能較好地掌握智能控制的基本概念與設(shè)計方法，為畢業(yè)設(shè)計和進一步深造學習打下了良好的基礎(chǔ)。對任課教師而言，要保證良好的教學效果，不僅要努力提高教學能力，更重要的是要通過科研活動不斷跟蹤學科的新發(fā)展，并主動把它們引入智能控制課程的教學過程中去，不斷提高教學質(zhì)量。

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