时间：2023-03-16 15:50:14
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇自动控制原理论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
Abstract: Based on the outstanding problems in the examination of automatic control theory and combined with our school automation features,a curriculum for students examination reform is proposed which emphasizing the application of ability to stimulate students interest in learning,semi-open-book examination methods,the theoretical knowledge and practical application of comprehensive testing,emphasizing the process of assessment. The expected results show that students' learning effects have been significantly improved on theoretical learning courses which are consistent with application-oriented and applying the knowledge of teaching philosophy.
Key words: automatic control theory;examination reform;program
中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0177-01
1自动控制原理课程考试改革的目的和意义
自动控制原理作为自动化及相关专业的一门重要的专业基础课,是一门理论性很强的课程。同时,该门课所研究的领域也是学生从未接触过的知识。为了使得学生能够在学好理论的同时将其运用到实际中,激发兴趣,强调过程考核,并且提高考试成绩和及格率,突出教学重点,对这门课实施考试改革以配合教学改革[1]。通过考试改革可以带动教学改革进程,构建融会贯通、紧密配合、有机联系的课程体系。
2自动控制原理课程考试改革的内容
2.1 课程内容的整合与优化。为了培养学生的学习能力和实践能力,同时检查教学效果,在一些章节后组织编排综合型的题目,让学生以小论文的形式提交,将其成绩记录到期末总成绩的平时成绩中。这门课的教学内容可以分成两大部分内容的研究:前三章为控制系统的时域分析,偏重经典理论的研究;后两章为控制系统的频域分析,偏重工程实际应用。针对这样的内容特点,安排两次大作业,让学生对一个生产生活中的实例从时域分析和频域分析方法入手分析系统的稳态过程和暂态过程。针对这样的能力考核,在平时教学中,从基本概念、基本分析方法入手,结合生产和生活中的实例,以时域分析方法为主线,时域分析和频域分析并进,利用直观的物理概念,使学生充分理解系统参数与系统指标之间的内在联系,由浅入深地引导学生理解和掌握古典控制理论的精髓。把知识能力的考核放在首位。
2.2 由考试改革决定的教学方法和手段的改进措施。实践环节中改变以往由教师命题的一贯做法,在学期末,安排一次综合性实验,题目学生可自选,也可从教师提供的试题库中抽题,所选题目需具有一定的综合性,采取自愿参加考试的方式。该部分的成绩由五个等级构成,即不及格不加分,及格、中、良好、优秀会分别在在期末总成绩中加相应的分数,建立一个具体的评价指标体系。这样的考核方式可以给一部分在及格线边缘的学生一次到达及格线的机会,给一部分要提高成绩绩点的学生一次提高总成绩的机会,给一部分争取奖学金的学生一次到达优秀成绩的机会,给分布在每一个分数段的学生一次积极改进的机会,激发他们的学习热情,同时能够有效的提高及格率。
2.3 知识点的考核。笔试考试由全闭卷改为半开卷:改变原有的纯粹的理论考试,把笔试试卷分成两部分:试卷一,基本理论知识的考核,闭卷,占试卷成绩的50%;试卷二,综合能力运用的考核,开卷,可以带查阅过的相关资料占试卷成绩的50%。基本理论知识的考核包括:①基本知识模块;②数学模型的建立与求解模块;③线性连续系统的时域分析模块;④线性连续系统的频域分析与设计。
3 考试改革的进程安排
3.1 进行自动控制原理课程考试改革的调研。
3.2 制定出自动控制原理课程综合应用能力考核的评价指标体系。
3.3 编制自动控制原理课程综合性实验试题库。
3.4 在2007级自动控制原理期末考试中进行考试改革方案的试验。
3.5 进行课程考试改革方案实施的初步总结,写出课程考试改革方案实施的初步总结报告。
3.6 修改课程综合应用能力考核的评价标准。
3.7 修改自动控制原理课程综合性实验试题库。
3.8 撰写自动控制原理课程考试改革的探索的论文。
3.9 在2008级自动控制原理教学中实施课程考试改革方案。
3.10 进行自动控制原理课程考试改革方案实施的总结,写出课程考试改革方案实施的总结报告。
3.11 写出自动控制原理课程考试改革方案的结题报告。
4自动控制原理课程考试改革的预期成果
4.1 学生学习的主动性得到增强,通过设置选做实验,学生学习会更加主动,鼓励学生提高综合知识运用能力,不再像以前期末考试前几天死记硬背,造成学的好不如背的好的怪现象。
4.2 学生的创造性思维能力得到了培养,通过完成大作业网上查阅资料的能力明显提高,大量查阅资料后会超出教师布置的题目范围,大部分学生会对教师的题目给出多种分析结果,甚至会超出所学的范围,突破了思维定势,即教师告诉什么就知道什么的现象。
4.3 学生撰写科技论文的能力得到提高,为以后做毕业设计撰写毕业论文打好基础。
4.4 学生独立分析问题的能力将得到提高。通过采取半开卷的模式,学生不但需要掌握基本理论,还要学会更好的利用基本理论解决实际问题,强调提高学生的分析,设计能力,及寻求一题多解的发散性思维,强调工程应用背景,立意考查灵活运用所学知识解决实际问题和创新思维的能力,改善了以往学生认为“学了也没有用”的想法。
4.5 制定出课程考核能力与技能的评价指标体系。
4.6 撰写课程考试改革实施效果的调研报告。
4.7 撰写教改论文:自动控制原理课程考试改革的探索。
4.8 提交自动控制原理课程考试改革的结题报告。
参考文献:
关键词：自动控制，天然气管道，安全
0引言
天然气作为一种新的清洁能源，对我国调整能源结构、改善环境污染、方便人民生活、节约能源和减少环境污染等方面发挥了很好的作用。然而天然气是易燃、易爆、易挥发的气体【1】，一旦因各种原因造成管道泄漏、破坏，则可能引发火灾、爆炸事故，造成生命、财产的巨大损失，同时给公共卫生和环境保护带来较长时间的负面影响。因此，加强天然气管道的安全管理是天然气行业的关键任务。将自动化控制的理论应用到天然气管道中是提高安全管理水平的有效措施。
1自动控制理论的发展
自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置使机器设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行【2】。
自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理，主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，已形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入—单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。
为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段—现代控制理论，主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论、信息论及仿生学为基础的智能控制理论深入。
为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。
2自动控制理论在天然气管道中的应用
自动控制在天然气管道方面也有很广泛的应用。随着我国天然气长输管道的蓬勃发展，尤其在西气东输管道投产运行后，我国数字化天然气管道建设进入了高速发展时期，而数字化天然气管道建设的核心是天然气长输管道SCADA系统的建设。SCADA（SupervisoryControl And Data Ac-quisition）系统，即数据采集与监视控制系统，是以计算机为基础的监视控制和数据采集(SCADA)系统作为信息时代的产物，已广泛应用于电力工业、铁路运输、环境保护、城市公用事业及输油输气管道领域【3】。输气管道的SCADA系统常采用管理集中、控制功能分散的分布式控制方式，一旦通信系统或调度控制中心设备故障，各站仍能独立地运行。一个完整的输气管道SCADA系统一般可分为三级控制：调度控制中心级、站场控制级和现场控制级。免费论文。
目前SCADA系统已经成功应用于西气东输管道工程，实现了天然气输气管道的全线远程监控，提供了运行参数在线采集、数据趋势和设备状态的显示；提供了多种管道运行报警手段，并启动了管道运行的各类保护系统，如管道压降速率保护、高低压保护、ESD紧急停战保护等，全面提高了管道运行的安全程度。免费论文。天然气管道系统的稳定、可靠运行不仅使控制工艺得到了改进，提高了企业管理水平，而且在确保安全生产基础上，获得了更大的经济效益。免费论文。
3 结论
在天然气管道中应用SCADA系统既可以减少作业人员的数量，又可以将计算机应用到天然气管道中，实现天然气管道的信息化和自动化，更主要的是可以提高管道系统的安全性，极大地减少事故的发生。
参考文献：
[1]金玮.天然气管道安全管理的初探[J].工作研讨，2009，3：31
[2]陈建明.自动控制理论[M].北京：电子工业出版社，2009.
[3]王牧阳，喻良[J].西南给排水，2007，2（29）：43
关键词：自动控制原理 过程考核 一纸开卷
中图分类号：TP13.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0066-01
“自动控制原理”作为自动化及相关专业的专业基础课程，在自动化专业中，起到承上启下的核心作用。同时，在化工、机械等专业中也处于非常重要的地位。[1]目前，这门课程存在着教师难教、学生难学的双重困惑，特别是其考核方式和考核内容在某种程度上直接影响学生的学习态度和积极性。进行考核制度改革，是调动学生学习积极性，提高教学质量的一种重要方法。传统的考核方式大多采用闭卷或者开卷考试，存在不少弊端。
1 传统考核方式及弊端
（1）不能有效促进学生对课程知识的积累，而且难以客观评价学习效果。目前，独立学院考试沿袭了传统的课程考核模式，在这种考核模式中，期末考试是课程考核的主要方式，其所占比重较高，因此，期末考试的成绩在一定程度上作为衡量课程教学效果和学生学习水平的主要依据。这样会造成学生考试易存在作弊心理，考试临时抱佛脚现象。
（2）使教与学不能较好结合。在独立学院中，大多数学生学习只是为了考试及格，平时在课堂上和课后都不用心，不操心，得过且过，敷衍了事，很少主动总结教师课堂内容和找教师答疑。在传统考核模式中，闭卷考试容易照成学生死记硬背，是典型的记忆力考核。而且，闭卷考试客观题较多，一定程度上也限制了学生创新和个性的成长。开卷考试容易形成学生不劳而获的意识，往往把考试寄托在课本和作业上，不会主动学习。这就达不到教与学的有机结合，不能取得较好的教学效果。
2 自动控制原理考核改革的思路及方法
（1）改革考核内容，培养学生创新应用能力。自动控制原理在实际生活中应用非常广泛，因此，在制定课程考核内容时，要与实际生活、先进技术和先进思想相链接，考核学生创新和灵活运用知识的能力。考核中要注重学生个性的培养和发挥，使具有特殊学习兴趣和有想法学生的才能得到发挥。比如，自动控制原理也是一门自动化专业和相关专业的考研课程，一部分学生需利用本课程学习考研，因此在制定课程考核时，可通过适当增加与考研内容相关的考核试题，同时，加大考研课堂讨论力度。这样，即能满足一部分学生考研需要，也能满足大部分学生的学习需要。考试不能完全限制答案，除了原理性、原则性的问题，对于学生似是而非、较牵强的答案，特别是比较新颖的答案，要给以肯定，不能全盘否定，以利于加强学生的学习积极性、创新能力、主动思考和发散性思维的培养。
（2）加强过程考核。传统考核模式可能会导致教与学相脱节。实施过程考核的考核理念，能较好的克服陈述性知识和过程性知识的分割、理论知识与实践知识的分割、知识排序方式与知识学习方式分割的缺陷。[2]过程考核是课程教学体制中不可或缺的一部分，即体现了考核成绩的科学性，也体现了公平性，一定程度上也杜绝作弊和临时抱佛脚的心理，有利于培养学生重结果更重过程的人生观和世界观，为以后进入社会，进入职场有更好地发展。
例如，在自动控制原理课程教学中，为了增强学生的自主学习性，加大平时成绩的比重，把平时成绩提高到总成绩的50%，同时，将考勤、课堂考核、课堂讨论、课堂提问、答疑、课后作业、学生互动和课程论文等纳入平时成绩。在平时成绩中，还要加大课堂讨论和课堂提问在平时成绩中的比重。这样，既体现了公平性，又增加了学生的学习积极性，同时，开扩了学生的思维，培养了学生思考问题、分析问题和解决问题等多方面培养的能力，充分调动学生的自主学习性。
（3）引入“一纸开卷”。“一纸开卷”是指在考试开始前两周由系部统一发给学生印有“自动控制原理考试专用纸”字样的试卷纸，学生可在试卷纸上书写与考试内容有关的公式、内容等，考试时允许带进考场。[3] 考试结束后与试卷一起上交，否则视为作弊处理。
采用“一纸开卷”考核的优点主要体现在以下2个方面：（1）可有效避免学生死记硬背公式和知识点，减轻学生负担。自动控制原理课程具有理论性强、含有大量公式和图形曲线等特点。采用“一纸开卷”的考试形式，学生可以不用死记硬背公式，可以把大量时间和精力放在知识点的理解和归纳总结上，有利于提高学生分析和主动思考的能力。（2）有利于减小作弊的几率，端正考风。考试前，学生通过自动控制原理考试专用纸把需要记忆的公式、基本概念和归纳总结的知识点写下来，这样，考试时，部分基础薄弱、学习成绩较差的学生基本上不需要携带一些采用闭卷考试时常用的作弊小抄，而且也有利于调节学生的考场气氛，缓解考试时的紧张。
（4）加强考核反馈机制。考核的目的，是为了检查学生是否掌握所学知识解决问题的能力。考核结束后，要形成反馈机制，及时的把考核结果反馈给学生，完善学生知识点的理解。特别在过程考核时，比如，在学生完成课后作业、课堂测试和课程论文后，教师要及时的根据完成情况，对学生解题或理解错误问题进行案例讲解，对重点知识点特别强调，要求学生及时修改错误，加强和完善知识点的理解。
3 结语
在独立学院学生教学过程中，自动控制原理考核改革还任重而道远，但教师应围绕以培养一线应用型人才为理念的原则，培养学生的创新和实践应用能力，培养面向现代社会的高新技术产业所需的复合应用型人才。实行“一纸开卷”和加强课程过程考核相结合的考核思路，推动了教学改革，促进了学生的主动学习能力，加强了学生的创新和综合应用能力，避免了过去传统考试模式作弊、临时抱佛脚、单纯应付考试和只要60分及格等心里和行为，提高教学质量。
参考文献
[1] 杨婕，程丽平.应用型本科“自动控制原理”课程改革及实践[J].中国电力教育，2010（4）：111-112.
自动控制原理是自动化以及控制类专业最主要的专业基础课程，在专业课程体系中占有核心地位，该课程的教学效果直接影响其他相关专业课程的教学。自动控制原理是一门理论性和实践性都很强的课程，课程内容涉及多门学科知识，概念抽象，包含大量数学计算。
一、影响自动控制原理课程教学效果的因素
1．学生学习目的不明确，导致失去学习兴趣和动力。
自动控制原理是学生从基础课到专业课过渡的首开专业基础课之一。由于课程本身理论性较强，学生在学习过程中普遍不知道学习这门课程的目的及用途，甚至感到该课程与后续专业课程没什么关系。由此导致学生学习目的不明确，从而丧失学习积极性，失去学习动力。
2．课程内容概念抽象，在传统教学模式中多媒体教学的优势难以发挥。
自动控制原理课程涉及较多的理论逻辑推导和抽象思维过程，这就使学生在课堂上需要更多的时间对教学内容进行慢慢地消化、领悟。另外，自动控制原理教学内容的掌握是建立在用数学的抽象语言描述实际控制过程的基础上的，但是学生对于这种抽象思维的理解是一个艰难、缓慢的过程，一般直观的展示对于这种逻辑思维过程难以有所帮助。而传统多媒体教学的优势在于能够在较短的时间内提供较大的信息量，可以直观形象地展示教学内容，因此，传统教学模式中现有的多媒体课件教学并不适合自动控制原理课程。
3．大量的数学推导计算使学生产生厌学情绪
自动控制原理教材中有许多枯燥的公式推导和大量的数学计算，这让很多学生望而生畏，而一些数学基础较差的学生往往没有能力完成推导过程，这在一定程度上可使一部分学生产生厌学情绪，以致严重影响教学效果。
4．传统的理论教学和考核方式缺乏实用性，难以达到培养学生创新能力的目的。
在传统模式理论教学和考核方式下，很多学生学习后就被复杂的数学公式和抽象的理论概念搞得摸不着头脑；有的学生也只是机械性的记住若干公式定理，只求能够应付考试，面对具体问题时不知如何运用所学知识去解决；更有甚者，学完了也不知所学课程的目的及用途。这种传统的应试教学不但使学生难以明白其实用性，也在一定程度上限制了学生学习能动性的发挥，束缚了学生的创新意识和创新能力。
二、提高课程教学效果的创新思路
1．引入案例法教学，结合科研和生活实例，激发学习兴趣。
在自动控制原理的教学过程中引入案例法教学，结合科研和生活中的实例，将抽象的概念具体化，介绍自动控制原理在实际中的应用，如何运用所学控制技术去解决实际问题。同时，对于引入的控制系统采取引导式、启发式教学，在讲解工程实例时适当引入一些控制领域的前沿技术，激发学生的学习兴趣，增强其独立思考的能力，扩大学生的视野和知识面，让学生可以运用所学的专业知识去分析、改进和提高实际的控制系统。
2．创新技术形式，丰富多媒体教学手段。
课堂教学进行过程中，在运用传统多媒体课件的同时，适时地穿插使用动画演示教学，将教学内容用逼真的动画以及声音形象直观地呈现在学生面前。同时，充分利用目前控制和工程领域流行的Matlab语言，让学生在Matlab/Simulink环境中对控制系统进行建模、仿真，使学生对控制系统的组成和运动情况有更加直观的认识。通过对计算机辅助教学手段的创新，使学生对较抽象的概念更容易理解和掌握，从而取得良好的教学效果。
3．强化系统建模，淡化数学计算，加强课程的应用性。
在自动控制原理的教学过程中，要充分分析学生的思维方式，以学生为主体，淡化一些数学推导和计算，同时，为了使学生对课程知识体系框架结构有一个整体认识与理解，加强系统建模的教学形式。强化系统建模需要在教学过程中要求学生全面系统掌握自动控制理论，避免将知识点孤立，并且在建立系统数学模型的微分方程、传递函数以及动态结构图过程中，要以分析和设计一个控制系统为主体思想，反复强调所学知识在控制理论中的具置和作用，从而增强学生系统意识的培养。
4．改革考核形式，加大实验和能力考核内容。
在自动控制原理教学中，使学生的学习过程和教师的教学过程形成一个稳定的性能良好的闭环系统，就必须减小理论考核内容，加大实验以及能力考核力度。因此，为了达到更好的教学效果，可以将考核形式和成绩评定方式划分为以下三个组成部分：将基础性实验、综合性实验和设计性实验部分成绩作为实验成绩，并且以设计性实验为成绩主体，占课程总成绩的40%；以提交大作业或者论文的能力考核形式作为期中考试，占课程总成绩的30%；将传统的闭卷理论考试作为期末，占课程总成绩的30%。这样不仅能够充分发挥学生的主观学习能力，而且可以增强学生创新能力和意识的培养。
关键词：自动控制原理；教学模式；教学方法；改革创新
作者简介：董帅（1985-），男，天津人，军事交通学院装运机械系，助教；李春卉（1977-），女，山西运城人，军事交通学院装运机械系，讲师。（天津 300161）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0019-02
自动控制原理是机械工程及其自动化专业的一门主干课程，在专业课程体系中占有重要地位。该课程的主要特点是：抽象概念多、理论性强、信息量大；所涉及的数学基础广泛、知识面广；内容丰富、更新发展快等。课程的这些特点很容易造成学生理解上的混乱，对学习造成困难，同时依靠传统的教学模式，教师也很难保证较好的教学效果。因此，本文提出一些教学模式的创新思考，并在日常教学中有计划、有规律的进行实践探索，达到该门课程教师从容授课、学生轻松学习，既增强了学生的专业学习兴趣，也培养了学生的创新能力和工程意识。
一、传统教学模式下，自动控制原理课程教学中存在的问题
1.学生基础知识相对薄弱和学习能力的下降造成学习障碍
自动控制原理课程是控制、数学、信息技术领域的交叉学科。课程内容涉及高等数学、工程数学、计算机、力学、电学、机械学等多门学科知识，理论性强，与工程结合密切。由于高校扩招后学生的文化基础、自主学习动力和吃苦精神较之以往有所下降，加上学生对课程相关学科的基础知识缺乏，对学科之间的交叉理解能力不强，以致学生普遍认为自动控制原理课程的学习困难。
2.对理论与实践结合的重视程度不够致使学生失去学习兴趣和动力
在实际教学过程中教师往往缺乏实践教学和理论教学的结合，学生对实际控制系统缺少直观的感性认识，造成学生对于实践环节的认识和重视度不高，缺乏工程实践知识和创新能力；实验内容往往以验证性实验为主，循规蹈矩，实验教学手段单一，某些实验环节更是与理论教学脱节，导致学生失去了学习的兴趣和动力。另外，在现今大环境的影响下，很多学生更注重所学知识的实用性，只想知道所学的课程对以后的工作究竟有什么用，直奔目标而去，认为“有用”则学，“无用”则混。传统的教学模式下无法给学生正确的引导，导致学生失去学习的动力。
3.传统的讲授式课堂教学模式难以激发学生的学习兴趣
自动控制原理教材中有许多抽象概念让学生不知所云，觉得这些概念抽象得难以理解，不知道与现实生活有什么联系，脱离实际在一定程度上已经影响了学生的学习动力。再加上传统的教学模式下，学生上课只能摘抄笔记被动地接受“填鸭式”教学，课堂上缺乏“参与式”、“引导式”和“启发式”等互动教学环节，教师只是一味地进行公式推导，对学生灌输抽象的专业理论概念，枯燥的学习内容和单一的教学模式，极易使学生产生畏难情绪，进而失去学习兴趣。
4.传统的考核方式使学生的学习与课程要求相脱离
自动控制原理课程的教学目的是使学生了解自动控制领域的发展状况和趋势，掌握自动控制技术的基本理论和专业技能，增强与之相应的工程意识和创新能力。但课程的内容比较抽象，单一的理论学习使学生感到枯燥厌烦，学生学习就是为了考试时能得到60分，而传统考核方式中的闭卷或开卷考试都或多或少与课程要求相偏离，从而导致学生的学习效果不能达到教学目的，因此就会把教学中的教与学、学与考给割裂开来，教学达不到应有的目的。
二、课程教学改革的创新思考和实践探索
1.理论教学的创新与实践
（1）创新课程设计，优化教学内容。自动控制领域的发展速度越来越快，控制技术和检测手段日益增加，不断更新，致使自动控制原理教学内容多、学时少的矛盾日趋突出。因此，必须根据教学目的和培养目标，创新课程设计，优化教学内容，并且对每个教学内容的深度和广度不断更新。对于教学大纲中的重点内容、基本概念、基本原理和基本方法，要重点讲解并且需要启发式讲深讲透。针对课程交叉性强的问题，对已学内容，主要针对课程所需所用之处进行讲授，并注重内容交叉衔接处的重点讲授。同时，从课程设计和教学目的的总体要求出发，打破传统教材结构的约束，改进传统的教学顺序，对教学内容运用模块化设计进行讲授，从而有效地解决了教与学、学与用、目前与发展之间的矛盾，使自动控制原理课程体系结构具有系统性、实用性，与时俱进。
（2）创新教学方法，激发学生的学习主动性。改变传统“灌输式”和“填鸭式”的教学方式而采用“参与式”、“引导式”和“启发式”的互动教学方法，对抽象概念、定义和分析方法进行有层次的讲解，有意识的启发引导学生主动思考、讨论所学内容，积极参与到教学过程中。教师的授课过程需要声情并茂，随时与学生进行言语与眼神的沟通交流。同时，要打破课堂讲授的单一教学模式，引导学生进行研讨式学习，要求学生课后阅读大量参考资料，在课堂中通过讨论的方式不断澄清模糊认识和错误概念，使学生真正成为教学活动的主体，这样既可以激发学生的主观能动性，同时也加深了他们对自动控制基本的理解，拓宽了知识面。
（3）充分运用现代化教学技术，丰富教学手段，提高教学质量。现代化的教学技术可以丰富教学手段，使课堂教学环节生动、形象、直观，同时也能大大增加学生听课的效率，从而提高教学质量。在教师声情并茂的讲授过程中，适时的穿插使用动画教学，计算机仿真教学，将教学内容用学生最有兴趣接受的方式进行教授。同时，可以充分利用目前控制界和工程界流行的Matlab语言形成集自动控制理论的基础知识教学、系统分析与设计于一体的多媒体教学环境。学生通过在Matlab/Simulink环境中对所学控制系统进行建模、仿真，可以更加形象地认知系统各个环节的组成以及运动过程，从而加深对抽象概念的理解。充分利用计算机辅助教学的手段，不仅可以提高学生学习课程的主观能动性，而且可以将一些以往学生难以理解和掌握的抽象内容，通过形象、直观的方式展现给学生，使学生对所学内容的理解和掌握更加简单，从而提高课堂的授课效率，增强教学效果。
（4）理论结合实际，充分调动学生的主观能动性。自动控制原理课程的教学目的就是为了使学生能够用所学的控制技术解决实际的控制问题，在教学中把课程与工程实际应用紧密联系可以有效提高学生的学习兴趣。因此，在实际的教学过程中，应加大理论和应用相结合的重视程度，选取现实生活中实际的控制系统，引导启发学生运用所学的控制理论知识去解决分析和设计问题。同时，为了扩大学生的视野和知识面，要不断更新控制系统实例库，引入前沿的控制系统和控制技术作为教学内容介绍给学生，这样才能真正做到学与用相结合，使学生深刻理解学以致用的意义，从而调动学生学习的主观能动性。
2.实验教学的创新与实践
（1）创新实验内容和方法，进行分层次实验。自动控制原理实验教学是培养学生工程意识和创新能力的重要途径，因此，将实验课分为基础性实验、综合性实验、设计性实验三个层次，运用Matlab语言对自动控制系统进行仿真实验，可以更大程度地达到实验教学的目的。为了充分体现课程的实践性，与理论教学内容紧密相关的部分一般作为基础性实验内容，安排在实验课内完成；为了使学生对控制系统有直观的感知，一般将具有特定功能控制系统的设计和实现作为综合性实验的内容，安排在实验课内和业余时间共同完成；为了增强学生创新能力和工程设计能力，利用业余时间安排一些实际控制系统的设计和实现作为设计性实验。同时，在实验内容方面鼓励学生自拟实验项目，改变常规的验证性实验方式，逐步转变为综合性，最终实现设计性、创新性实验。
（2）积极创造条件，加强实验课程的教学。建设自动控制技术综合实验室，为学生提供良好的实验条件，使自动控制原理实验教学课程更好的为提高学生创新能力和工程意识的培养服务。同时，实验室在时间、内容、操作上实行按需开放制度，给予学生充分的实验空间和足够的实验机会。自动控制原理课程教学的同时，同步开设Matlab语言仿真设计课程，使学生能够充分掌握Matlab仿真知识，对于自动控制原理课中不好理解的理论知识，便于及时地实验验证。
3.考核形式和方法的创新探索
在自动控制原理教学中，要增强学生创新能力和工程意识的培养，就必须改变以往的应试教育模式。只有合理的考核与成绩评定方式才能使学生的学习过程和教师的教学过程形成一个稳定的性能良好的闭环系统，最终达到教学目的。因此，为了更好地实现教学目的，可以将考核形式和成绩评定方式划分为以下四个组成部分：根据平时课堂学习表现和日常作业完成情况给与平时成绩，占课程总成绩的10%；基础性实验、综合性实验和设计性实验部分作为实验成绩，占课程总成绩的30%；以提交大作业或者论文的形式作为期中考试，占课程总成绩的30%；闭卷理论考试作为期末，占课程总成绩的30%。这样不仅使学生从单纯的应试教育中脱离出来，而且学生可以更好地进行实验操作，增强自身的创新能力，真正做到学以致用。
4.建设一支高素质的教学团队
知识的传授、学生能力的培养和素质的提高，都需要教师精心培养和正确指导，高素质的教师团队是教学模式改革创新的必备条件。因此，教师不但要具有严谨的工作态度、科学的研究方法，而且还应具有强烈的创新精神和创新意识，同时教师还要时刻关注控制领域的发展趋势和最新的研究成果，丰富教学内容，更新素材库，加强自身的业务素质。这样教师在授课过程中，才能视野广阔，教学内容充实，并且直接接触科学研究前沿，学生在这种氛围的熏陶下，学习兴趣、实践能力、创新意识就会得到潜移默化的增强。
三、结束语
在自动控制原理课程建设过程中，主要针对自动控制原理课程的特点及以往教学中存在的问题，摒弃传统思想，注重使用先进的教学形式和考核模式，合理运用现代教育教学技术手段，推进教学模式的改革与创新，并且在教学实践中取得了较好的效果，但在今后的教学实践中仍需做进一步的探究与改进。
参考文献：
[1]江善和,王远志.自动控制原理课程教学改革的思考与实践[J].软件导刊,2009,(12).
[2]邹恩,漆海霞,杨秀丽.“自动控制原理”课程教学的方法研究[J].中国电力教育,2009,(20).
论文关键词：自动控制原理；教学改革；知识线索；创新
“自动控制原理”是高校自动化专业的专业基础课，是电气信息类、机械类、环境工程类等专业的学科基础课。在整个专业知识体系中占据非常重要的地位，具有承上启下的作用。通过对控制理论知识的学习，使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法，培养学生对控制系统的工程实践能力和创新能力，为后续如“计算机控制技术”、“过程控制系统”、“电气控制”、“先进控制系统”等专业课程提供理论基础和分析设计方法。该课程内容涉及数学、物理、电子、电机、机械等多学科领域，还与实际工程系统的控制密切相关，具有内容丰富、理论性强、涉及知识面广、更新发展快等特点，有一定的深度和学习难度。学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，产生厌学情绪。教师在教授过程中也容易过分强调理论知识的数学推导，忽视工程应用。为了促进教学质量的提高，对该课程进行教学改革是十分必要的。
一、优化课程内容，把握知识线索
1.重点突出
随着专业口径的不断扩宽，各门课程的教学内容也不断膨胀和加深，自动控制原理课程也面临着内容多和课时少的矛盾，所以要精选课程内容，突出重点。下面将每章中的一些重点分别加以阐述：
“控制系统基本概念”重点是自动控制系统的基本工作原理，自动控制系统的结构及特点、组成和基本环节，自动控制系统的性能指标，自动控制系统的类型。
“控制系统的数学模型”重点是动态微分方程的建立，传递函数求解，系统动态结构图变换。
“线性连续系统的时域分析”重点是自动控制系统的暂态过程分析，代数稳定判据，稳态误差求解，根轨迹的绘制，用根轨迹法分析系统的性能。
“线性连续系统的频域分析”重点是频率特性的绘制，频率特性与系统时域指标之间的关系，频域指标，Nyquist判据。
“线性系统的校正”重点是系统设计的思想，串联校正的特性及作用，校正方法。
“非线性系统分析”重点是非线性系统动态过程的特点，描述函数法，改善非线性系统性能的措施及非线性特性的利用，相平面法。
“线性离散系统”重点是离散时间函数的数学表达式及采样定理，线性常系数差分方程与脉冲传递函数，采样控制系统的时域分析，采样控制系统的频域分析与数字校正。
2.线索清晰
自动控制原理课程理论性强、内容多、涉及大量数学知识。同学们在学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系，以及各个章节之间的因果关系，总感觉“不识庐山真面目”，学习起来很费力。所以在教学过程中，教师应当理清线索。就自动控制原理本身的内在体系而言，是按照“系统建模、系统分析、系统综合”这个主线展开。系统建模是系统分析和系统综合的基础，数学模型有时域模型、复域模型和频域模型。系统分析是围绕稳定性、稳态性能和瞬态性能展开，系统综合与校正用到根轨迹法和频域法。另外以方法为线索，可以分为“时域法、根轨迹法和频域法”。如果以系统为线索，可以分为“线性系统、离散系统、非线性系统”。这几条线索相互交叉，教师在讲授知识点时应抓住这几条线索，让同学们先从宏观上知道各个知识板块章节间的因果关系，再从微观上来具体消化每个知识点，这样学习起来就更轻松。
二、结合工程实际，培养创新思维
自动控制原理课程不仅理论性强，而且工程实践性也强。在原理的讲授中要注重培养学生的工程思维习惯，不仅可以使学生更好理解理论知识，也可以培养学生的创新意思。例如在讲授反馈原理时，可以结合生活当中的空调温度控制系统工作原理进行讲解。并注意引导学生自己联系生活中的事例结合控制原理的知识进行分析，激发学生的学习兴趣。在引用工程实例的同时还应注意结合专业学科方向，针对我校是农业院校的特点，可以对温室大棚的控制系统工作原理进行介绍。另外，还应注意引用自动化领域的一些前沿技术。例如哈勃太空望远镜指向系统能在644km处将视野聚集在一枚硬币上，望远镜的偏差在一次太空任务中得到了大规模的校正。根据这个工程背景，让学生对哈勃太空望远镜指向系统建立数学模型，并按照设计要求进行系统分析。对兴趣浓厚的学生，还可启发如果在控制结构中，引入串联PI控制器，可否进一步优化系统性能。通过这些示例的讲解，使学生对自动控制原理实际应用有更深刻的认识。
三、丰富教学手段，提高教学效果 1.引入多媒体辅助教学
传统的板书式教学，教师需花费大量的时间在公式推导和曲线绘制上，课堂气氛枯燥而沉闷。随着计算机的普及，采用多媒体辅助授课方式可以在绘图的准确性和快速性方面有较大提高，从而提高教学效率，另外有助于学生对抽象知识的理解。但是，任何事物都有两面性，多媒体教学也存在教学内容大，学生思维速度跟不上等弊端。因此，教师在讲授中可以以多媒体教学为主，对于一些重点难点适当的辅以板书，放慢速度。同时要注重师生之间的课堂互动，充分发挥两种教学手段的优点，提高教学效果。
2.加强MATLAB的应用
MATLAB软件功能强大，具有先进的视觉化功能，是一种完善的科学计算语言。通过MATLAB仿真教学，使学生对新知识印象深刻。特别是研究系统中某个参数或环节变化时对系统的影响，可以很直观的通过MATLAB展现出来。例如若已知某系统的开环传递函数为：，求当K分别取1300和5200时，试绘制系统的奈奎斯特图，并判断系统的稳定性。
通过用MATLAB编程，可绘制出系统的奈奎斯特图如下：
当K=1300，系统稳定，对应的阶跃响应是衰减振荡；K=5200，系统为临界稳定，其阶跃响应则表现为等幅振荡。
笔者编写了《MATLAB程序设计及其应用》教材，充分发挥MATLAB在自动控制原理教学中的应用，取得了满意的教学效果。
3.结合网络教学
网络教学是课堂教学的延伸。通过网络教学，学生可以加深对课堂教学内容的理解，扩大知识面，并提高学生分析问题、解决问题的能力。充分发挥网络资源的优势，在增加知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起到了很好地补充作用，有利于充分发挥学生的主观能动性。
四、改进实验教学，强化动手能力
实验教学不仅是对理论知识的验证，更重要的是培养学生动手能力、基本科研能力和创新能力的重要环节。
1.仿真实验和物理实验相结合
传统的自动控制原理实验课程为物理实验，利用实验箱，将相应的有源网络模块连接成典型环节或系统，再施加典型信号，通过示波器观察实验结果。学生在实验中对于所调节的参数和系统性能的关系难以真正理解，并且在使用中也容易损坏元件，而且元件的非线性，也会影响实验结果。利用MATLAB软件的SIMULINK仿真平台作仿真实验，能很好解决物理实验的不足，并加深对课程知识的理解，还可以将实验延伸到课外进行。
2.验证实验和设计实验相结合
传统的实验一般都是验证实验，教师给出实验目标和要求，学生根据实验步骤来进行实验，这类实验对于知识点的学习和理解是有必要的，但是按部就班的实验过程不能培养学生的创新思维。因此，在课程设计的形式上可开展一些设计性的实验。教师给出设计题目，学生进行方案的设计、选择、实施，从而培养学生的创新热情。
3.课堂实验和开放实验相结合
课堂实验的时间是有限的，应充分利用课外时间展开开放性实验。开放性实验应结合工程应用背景和教师的科研项目，以锻炼学生的科研能力。
论文摘要：自动控制原理课程不仅是控制类专业而且是电子信息类专业的重要专业基础课。主要介绍了自动控制原理课程建设与改革的实践和体会。总结了教学、教改工作中所取得的成果，提出了一些具体做法和措施，着重对课程教学内容、教学体系的整合和优化以及实验内容、实验教学方法与实验组织方式进行了讨论，旨在突出教学重点，增强学生的动手能力，提高教学质量。实践证明，效果良好，并对该课程的进一步改革提出了一些设想。
引言
自动控制理论发展的历史并不长，从二十世纪三十年代开始，不过几十年的发展，而真正进入高等学校课程还是二十世纪五六十年代。它的出现给高等教育注入了新的活力，目前这门理论课程已是控制类和电子信息类专业的主要专业基础课之一，是一门知识覆盖面广、课程内容多、更新发展快且应用性很强的课程，该课程对学生建立系统和工程的概念具有十分重要的意义。
1改革教学内容，提高教学质量
随着控制理论的发展和计算机技术的应用，新的控制方法和控制手段也越来越多，为了适应时代要求，根据本科专业培养目标和专业特点，我们对自动控制课程的内容进行了重新整合，选用优秀教材，制定了新的教学大纲、实验大纲和考核大纲。适时地把一些新内容、新的教学成果、应用实例融合到教学内容中，做到课程内容的基础性和先进性相结合，把握经典与现代、本课程与其他相关课程内容的关系处理。大幅度减少了学时数，将经典控制理论与现代控制理论结合起来讲授，重点讲解控制理论的基本知识及应用，理清思路，了解方法，增强系统性。
自动控制原理的教学内容有一条主线：系统分析和系统设计。围绕这条主线，把教学内容划分为六大块：自动控制的一般概念、数学基础与数学模型、系统的分析、系统的设计、采样控制系统的分析和非线性系统的分析。对于系统分析是重点讲解部分，介绍了各种分析方法：时域分析法、根轨迹法、频域分析法，状态空间法等，进行有关系统的动态、静态分析，以及能控性和能观性分析；在系统设计这一重点部分的讲解中，介绍了根轨迹设计法、频域设计法和状态控制设计法，与系统分析相呼应，使学生在整个学习过程中，围绕“系统分析和设计”这条主线进行，做到举一反三，从而对自动控制理论有一个完整清晰的理解。
在分析设计这个主线下，以稳定性指标为辅线。在各个有关章节的小结中对稳定性都予以重点讨论，通过对各种稳定性判断方法的分析，把前后的知识点加以衔接联系，并综合应用。
在讲清系统物理概念的基础上，结合课程内容，引入先进的计算机辅助教学手段。将Matlab软件在控制系统中的应用引人课堂教学，在诸多课堂教学环节中实现了Matlab仿真演示，增强了学生对抽象理论的感性认识，收到了良好的教学效果。
为体现教学内容的先进性、科学性和前沿性，引导学生进一步学习的兴趣，对目前控制理路研究的热点和发展趋势作一些简要介绍，如模糊控制、智能控制等。
2改革教学方法，提升教学手段
自动控制原理对学生的定性分析能力、定量估算能力、综合运用能力、数—形结合能力有一定的要求，并需具有扎实的数学基础，学生在学习中经常会感到困难而产生畏难情绪，影响学习效果。因此，改革传统教学方法和教学手段，进而提高教学质量，是课程改革的重中之重
2．1采用现代教育技术与手段提高教学效果
在以信息、知识爆炸为特征的今天，传统的教学手段以不能适应时代的需要，教学手段的改革势在必行。在《自动控制原理》课的多媒体教学实践中，我们努力探索如何使多媒体这一先进的教学手段更好地服务于课堂教学。开发了《自动控制原理多媒体课件》、(Mat—lab仿真软件包》等CAI课件，．采样了多媒体与板书相结合的教学方法，既充分利用了多媒体教学的生动、逼真、容量大的优点，又充分利用了板书教学的严谨性、逻辑性强的优点。实践证明，这一方法取得了良好的教学效果，受到了学生的认可，对教学质量的提高起了一定的积极作用。
2．2加强实践教学环节，增强学生的动手能力
注重实践能力的培养，坚持理论联系实际的原则，加强学生动手训练，培养学生的创新能力。学生对新知识的理解，仅仅通过课堂讲解还很不够，必须通过实践教学这一环节，使学生对知识有一个感性认识。
实践教学是提高学生创新精神和能力的重要途径，在教改过程中，我们加强实验室建设，彻底改造了原有的实验内容，开发了综合设计实验及课程设计，目的在于通过实践教学，培养学生应用控制理论的方法解决实际问题、将实际问题抽象为理论问题的能力。实验只提目标和要求，没有详细的实验步骤和实验电路图。学生根据个人情况自主选择难度等级不同的实验，根据系统的性能要求，独立完成系统设计，系统搭建和调试，记录原始数据和图形，写出实验报告。所有这些都极大地调动了学生学习的主动性和积极性，巩固了课程理论，激发了学生学习的热情，培养了学生的动手能力和独立思考的能力，使其观察、分析和解决问题的能力都有很大的提高。
为了加强学生理论联系实际的能力，在教学过程中还增加了课程设计这一教学环节，通过课程设计，使学生了解到了Matlab软件在自动控制系统中的应用，拓宽学生的知识面，加深学生对(lf动控制原理》这门课程的基本概念，基本的分析方法及设计方法的理解。
3以教学推动科研，以科研促进教学
对于普通高等教育来说，教学固然重要。科研也不可以忽视。教学和科研是相辅相成的两个方面，两者不可分割。从自动控制理论来讲，它近几十年才建立起来，与工程实际联系较广，特别是在发展过程中，数学和计算机起了很大的作用，成为控制理论的重要工具。因此可以说，控制理论是工程与数学、计算机科学相互作用的前沿。在教学中讲授理论知识的同时，可以增加一些与科研结合的内容，如在同学中选一些成绩较好，对科研又有一定兴趣的同学，参加有关教师的科研项目，也可为学生科技活动中心提供一些课题，指导学生参与科研。这样，一方面调动了学生的积极性，培养了学生的动手能力，另方面，也可为科研活动的开展打好基础。学生通过参与科研，学习兴趣更加浓厚了，求知的欲望更强了。
4下一步改革设想
该课程的教学改革已在我校实施。取得了良好的教学效果，学生的基本知识、专业能力、实践技能乃至学习兴趣等。都较以往有较大的提高。教学改革的路子还很长。尚需继续探索和实践，使之不断完善，下一步改革的设想有四点：
(1)从课程的实际及教学规律出发，以培养和提高学生的创新精神和实践技能为宗旨，真正探索出一种新的实践教育模式。
【关键词】电气；自动控制；控制方式
中图分类号：TM92文献标识码A文章编号1006-0278（2013）06-183-01
一、概述
一个理想的控制系统，在其控制过程中应始终使被控量等于给定值。但是，由于系统中储能元件的存在以及能源功率的限制，使得运动部件的加速度受到限制，其速度和位置难以瞬时变化。所以，当给定值变化时，被控量不可能立即等于给定值，而需要经过一个过渡过程，即瞬态过程。所谓瞬态过程就是指系统受到外加信号作用后，被控量随时间变化的全过程。瞬态过程可以反映系统内在性能的好坏，而常见的评价系统优劣的性能指标也是从瞬态过程定义出来的。对系统性能的基本要求有三个方面：稳定性、快速性、准确性。
自动控制理论研究的是如何接受控制对象和环境特征，通过能动地采集和运用信息，施加控制作用，使系统在变化或不确定的条件下正常运行并具有预定功能。它是研究自动控制共同规律的技术科学，其主要内容涉及受控对象、环境特征、控制目标和控制手段以及它们之间的相互作用。具有“自动”功能的装置自古有之，瓦特发明的蒸汽机上离心调速器是比较自觉地运用反馈原理进行设计并取得成功的首例。麦克斯韦对它的稳定性进行分析，于1868年发表的论文当属最早的理论工作。从20世纪20年代到40年代形成了以时域法、频率法和根轨迹法为主要内容的“经典”控制理论。60年代以来，随着计算机技术的发展和航天等高科技的推动，又产生了基于状态空间模型的“现代”控制理论。随着自动化技术的发展，人们力求使设计的控制系统达到最优的性能指标，为了使系统在一定的约束条件喜下，其某项性能指标达到最优而实行的控制称为最优控制。当对象或环境特性变化时，为了使系统能自行调节，以跟踪这种变化并保持良好的品质，又出现了自适应控制。
二、自动控制系统的基本构成及控制方式
（一）开环控制
控制装置与受控对象之间只有顺向作用而无反向联系时，称为开环控制。开环控制的特点是系统结构和控制过程很简单，但抗扰能力差、控制精度不高，故一般只能用于对控制性能要求较低的场合。
（二）闭环控制
控制装置与受控对象之间，不但有顺向作用，而且还有反向联系，既有被控量对控制过程的影响，这种控制称为闭环控制，相应的控制系统称为闭环控制系统。闭环控制系统又被称为反馈控制或按偏差控制。闭环控制系统是通过给定值与反馈量的偏差来实现控制作用的，故这种控制常称为按偏差控制，或称反馈控制。此类系统包括了两种传输信号的通道：由给定值至被控量的通道称为前向通道；由被控量至系统输入端的通道称为反馈通道。闭环系统能减小或消除作用，但若设计调试不当，易产生震荡设置不能正常工作。自动控制原理中所讨论的系统主要是闭环控制系统。
（三）复合控制
反馈控制是在外部的作用下，系统的被控量发生变化后才做出相应调节和控制的，在受控对象具有较大时滞的情况下，其控制作用难以及时影响被控量，进而形成快速有效的反馈控制。前馈补偿控制，则在测量出外部作用的基础上，形成与外部作用相反的控制量，该控制量与相应的外部作用共同作用的结果，使被控量基本不受影响，即在偏差产生之前就进行了防止偏差产生的控制。在这种控制方式中，由于被控量对控制过程不产生影响，故它也属于开环控制。前馈补偿控制与反馈控制相结合，就构成了复合控制。复合控制有两种基本形式：按输入前馈补偿的复合控制和按扰动前馈补偿控制的复合控制。
三、自动控制系统的分类
自动控制系统的分类方法较多，常见的有以下几种：线性系统和非线性系统。由线性微分方程或线性差分方程所描述的系统为线性系统；由非线性方程所描述的系统称为非线性系统；定常系统和系统，从系统的数学模型来看，若微分方程的系数不是时间变量的函数则称此类系统为定常系统。否则称为是系统。若系统既是线性的又是定常的，则称之为线性定常系统；连续系统、离散系统和采样系统，从系统中的信号来看，若系统各部分的信号都是时间的连续函数即模拟量，则称此系统为连续系统，若系统中有一处或多处信号为时间的离散函数，如脉冲或数码信号，则称之为离散系统。若系统中既有模拟量也有离散信号，则又称为采样系统；恒值系统、随动系统和程序控制系统，若系统的给定值为一定值，而控制任务就是克服骚动，使被控量保持恒值，此类系统称为恒值系统。若系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值的变化，则此类系统称为随动系统。若系统的给定值按照一定时间函数变化，并要求被控量随之变化，则此类系统称为程序控制系统。此外，根据组成系统的物理部件的类型，可分为机电控制系统、液压控制系统、气动系统以及生物系统等。根据系统的的被控量，又可分为位置控制系统、速度系统、温度控制系统等。
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