时间：2023-08-20 14:39:19
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇航空航天测控技术，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！
关键词：XML；数据体制；统一标准化；航天测控网统一系统；综合服务应用平台
中图分类号：TN915.4—34文献标识码：A文章编号：1004—373X（2012）18—0099—03
数据是航天测控系统处理和应用的核心[1]。随着我国航天测控事业的不断发展，整个航天测控系统将发展成为以中继卫星为中心的天基测控网，以陆地测站为中心的陆基测控网和以测量船站为中心的海基测控网三个相对独立的测控系统[2—3]，而且各方用户对整个系统提供综合应用服务的需求也不断提高。现有传统的航天测控数据体制，采用约定字段数据包结构的数据处理和应用模式，使得的数据处理及应用都较受限制。为此，构建一个统一化、标准化的数据体制，实现整个测控系统数据的统一标准化处理和应用，将对我国航天测控事业的进一步发展具有重要意义。随着XML（eXtensibleMarkupLanguage）相关协议标准和应用技术的不断成熟，使XML逐渐成为一种处理应用系统间数据交换的标准[4—5]。
1现有传统航天测控数据体制分析
现有传统的航天测控系统采用约定字段数据包结构的数据体制，这种体制在数据处理和应用方面，都有其自身的局限性。
1.1数据处理方面
在以约定字段数据包为核心的数据处理中，数据的生产者需要按照约定的格式填写各个字段，建立完整的数据包并发送给数据的消费者。数据的消费者首先要按照约定的格式，从数据包中分解出各个数据字段，最终得到各个应用数据，然后才能对这些数据进行处理[6]。这种数据处理方式有几个明显的不足：一是数据处理的代码耦合度高，为针对不同任务而进行的软件维护设计将要求对软件代码的重新修改与测试，从而影响了软件的可重用性和模块化；二是不同数据处理单元之间的接口复杂，标准不统一。假设有n个模块要进行信息交互，则会存在Cn2个接口，这使得数据的交互和集成变得十分困难。
此外，传统数据体制对数据的处理不能有效区分实时与非实时数据，实际可用数据处理资源无法实现合理分配，传输带宽的弹性较小。
1.2数据应用方面
数据应用以数据处理为基础。一方面基于约定字段数据包结构的传统数据体制限制了系统对底层数据的处理方式和处理能力，从而影响了数据应用的可实现行和丰富性；另一方面，在传统的航天测控数据体制下，不同测控网之间的数据交互仅仅只解决了基本的数据链路和数据传输的问题，对数据网络层与应用层的设计与处理较少。同时，数据的传输与网络特性单一，使得系统对通信资源的分配和利用力不从心，系统可统一应用的数据范围和综合性较受限制，不利于系统的适应性和拓展性发展。
2基于XML的航天测控数据体制
2.1XML的特点
XML是由W3C（WorldWideWebConsortium）的一种标准，是标准通用标记语言（StandardGeneralizedMarkupLanguage，SGML）的一个简化子集。它具有以下几个传统约定数据包结构数据不具有的显著特点[7—8]：
（1）数据的自描述性，适用于特定领域的数据处理和应用。
（2）结构化的数据模型，为数据显示和处理提供标准的处理方式。
（3）丰富的网络传输特性，可作为性能良好的通信协议。
（4）成熟的XML应用标准与处理技术，如XSL，DOM，SAX，WML，XLink和XPointer等为XML的应用拓展提供了技术支持。
此外，航天测控网的IP化改造，也为XML的技术实现提供了硬件平台。
2.2基于XML的航天测控数据体制
航天测控数据处理按时间的要求不同可分为实时数据处理和非实时数据处理。实时数据处理要求处理速度快，时间短，方法简单，所使用的数据为流数据，大多不会重复使用。非实时数据处理流程多，方法精细、复杂，所使用的数据为积累数据，大多需要重复使用。
传统约定字段数据包结构的数据处理方式具有实时性强，效率高的特点，而基于XML的数据处理模型，标准统一，具有良好的传输与网络特性。基于此，对于测控网中要求实时处理的数据（大部分为单个测控网内部的设备数据），采用传统数据的处理机制；而对于非实时处理数据（一般包括单个测控网内部与测控网之间的交互数据），使用XML数据格式进行统一标准化的封装、处理和交互。为此，基于XML的航天测控数据体制的测控网信息交互框架如图1所示。
“旅行者”号的计算机内存仅有68Kb，装配着8轨磁带机，而新近发射的航天器已装配数码设备；“旅行者”号与地面工作人员建立联系需要花费很长时间，如果地面发出的信号以光速出发，单程抵达“旅行者1”号需要17小时，单程抵达“旅行者2”号需要14小时；此外，“旅行者”号的发射功率较弱，是通过一个23瓦发射器与地面进行联系，这种功率仅相当于电冰箱保鲜柜的灯泡。
“旅行者”号的主要载荷包括10个仪器，除了“旅行者1”号搭载的等离子勘测仪外，所有载荷设备均运行正常。
行星射电天文仪和“旅行者1”号紫外线光谱仪负责数据收集，飞行数据子系统和一个8轨磁带机提供数据处理功能。飞行数据子系统配置每个仪器和控制操作仪器，同时收集工程和科学数据，形成用于传输的数据格式。8轨数字磁带机用于记录高等级PWS数据，每隔6个月对这些数据进行回放。指令计算机子系统提供序列和控制功能，包括固定程序操作，例如指令解码、故障检测、常规性校正、天线位置信息以及航天器序列信息。位置和衔接控制子系统控制航天器方位，维持高增益天线朝向地球，控制位置调遣和定位扫描平台。
上行通信系统是通过S-波段进行传输，而X-波段发射器提供下行遥感勘测，并提供高等级等离子体波数据回放。探测器所有数据的传播和接收是通过3.7米高增益天线实现的。
“旅行者”号的电源是由三个放射性同位素热电发电机提供的，每个探测器当前的功率等级约为315瓦。
目前，两艘“旅行者”号飞船都依赖美国航空航天局深空网与地球保持联系。美国航空航天局深空网是一个覆盖全球的巨型测控站网络，用以支持开展行星际探测，并可以执行雷达或射电天文观测项目。有时深空网也会被用于支持地球轨道卫星的测控任务。
目前深空网共包括三座经度间隔120°的大型测控站，分别是设在美国加利福尼亚州莫哈维沙漠的戈德斯通测控站、西班牙境内的马德里测控站以及设在澳大利亚堪培拉附近的澳洲测控站。这种覆盖全球的分布位置让深空网在开展探测器测控时，随着地球的转动仍然能够对目标保持不间断的监控。优越的地理位置和先进的技术使美国航空航天局深空网成为目前世界上科学领域规模最大、灵敏度最高的深空通信测控系统。
美国航空航天局对太阳系展开的探测行动基本上都是由无人自动探测器完成的，而在此过程中，深空网系统便提供了至关重要的双向通信和测控支持，并负责将探测器获得的宝贵图像和其他数据资料下载下来。所有的深空网天线都是高灵敏度且可转动的，可以自由调节测控角度。
航空航天技术是信息、能源、制造等综合性尖端技术的集合，是一个国家综合科技实力的象征和衡量标志，在国家的军事国防中起着中流砥柱的作用。近几年“神舟”系列载人飞船的成功飞行，以及我国首架具有自主知识产权的喷气式支线飞机ARJ21总装下线等，引发了人们对航空航天技术领域的极大关注，而航空航天类专业更是吸引了不少同学和家长的眼球，被同样怀揣飞天梦想的考生所追捧。
学科优势助推人才起飞
航空航天类专业主要研究飞行器的结构、性能和运动规律，培养如何把飞行器设计制造出来并送上太空的工程技术专业人才。从狭义上讲，航空航天类专业包括飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器环境与生命保障工程、探测制导与控制技术等主体学科专业。然而，无论是飞机还是航天飞行器，都是综合科学技术的结晶，涉及材料、电子通讯设备、仪器仪表、遥控遥测、导航、遥感等诸方面。因此从广义上讲，材料科学与工程、电子信息工程、自动化、计算机、交通运输、质量与可靠性工程等都是航空航天技术不可或缺的学科专业。随着航空航天事业的迅猛发展，近年来又催生出航天运输与控制、遥感科学与技术等新兴专业。
航空航天类专业对同学们的要求是“厚基础、强能力，高素质、重创新”。同学们要学习和掌握航空航天技术的基础理论和知识，接受航空航天飞行器工程方面的系统训练，通过各种实践性教学环节，可具备坚实的理论基础，良好的实践能力和分析、解决问题的能力，以及创新能力。毕业生在数学、物理、力学、计算机等方面的基础比较扎实，在逻辑、分析、空间想象力、推理等思维上优势明显，知识面宽，适应力强，发展潜力大。本科毕业生考取研究生的比例很高，申请国外大学奖学金的成功率也较高。
有同学认为航空航天类专业就业覆盖面窄，如果毕业后不能进入航空航天类企业，就很难找到专业对口的工作。其实不然，航空航天高科技辐射国民经济各个部门，航空航天类专业扎实的工程技术理论与实践基础平台，促成了其拓展性宽、应用性强、适用面广的专业特点。可供毕业生选择的对口职业有很多，如飞行器设计、制造人员，科研机构研究人员，国防部门研究管理人员，各级政府部门负责航空航天相关工作的研究管理人员，民航企事业单位的技术管理人员等。毕业生不仅可从事航空航天等领域的设计、制造、研发、管理等工作，还可在民航、船舶、能源、交通、信息、轻工等其他国民经济领域施展才华，像微软、IBM、贝尔、方正、海尔等知名企业都曾纷纷到航空航天院校招贤纳才。很多民用部门也都点名要航空航天类专业的毕业生，认为他们基础扎实、学以致用。
行业繁荣点燃人才需求
航空航天科技工业是知识密集和技术密集的高技术领域，航空航天技术的广泛应用影响到政治、经济、军事、科技、文化及通信、气象、能源、探测等领域，成为社会进步的强大动力。从世界范围来看，航空航天科技工业是朝阳产业，在提升国家整体科技水平和综合国力方面起着龙头的作用。
我国经济的快速发展为航空航天工业提供了广阔的发展空间。国务院公布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，关于大型飞机、高分辨率对地观测系统、载人航天工程与探月工程等航空航天领域范畴的工程便占到16个重大专项中的4项。未来我国航空航天发展将重点开发大型飞机设计与制造成套技术，载人航天实现航天员出舱进行航天器交会对接试验活动，直至实现登月计划等。2007年大飞机项目正式上马，给我国的航空业带来了空前繁荣，带活了一批航空类企业，也为航空航天类专业毕业生带来了良好的机遇。
航空航天科技工业极具发展前景，对人才的需求会持续旺盛。据统计，2011年最被看好的12类专业之航空航天产业将引发对航空航天人才的巨大需求，包括航空航天经营管理，航空航天飞机总体设计与研发、发动机研发与制造，零部件研发与设计，航空航天新材料研发、制造及总装技术、计量检测技术、航空航天电子电器设备设计开发、信息及测控技术，航空航天生物技术、航空适航管理、航空维修改装，以及航空航天产品光电通信技术、能源系统设计、力学及环境工程、计算机、仿真、可靠性技术等领域在内的专业人才缺口巨大。有关人士根据教育部公布的相关信息归纳出的“最出人意料的十个高就业专业”，便将航空航天类专业列入其中。
上海作为我国新支线飞机和未来大型民用飞机设计总装基地和重要的航天基地，举办了“上海航展”，展会上举行了航空航天人才大型招聘会。据航展招聘组负责人介绍，目前航空航天项目需要大量人才，仅空客A380一个项目组的技术人员需求数量就超过六千人，而我国这方面人才缺口非常大。
近年来，以航天科技，科工集团，航空一、二集团等为代表的航空航天类企事业单位生产和科研任务饱满，条件大为改善，待遇提高很快，一些单位的员工年薪可达十几万，稍差一些的单位其员工薪资待遇也可达到当地中上水平。航空航天事业的迅猛发展，无异于为年轻学子的成长搭建了理想的平台。像航天空间设计研究院、航空材料研究院等单位都炙手可热，受到重点院校毕业生的青睐。毕业生就业地域以北京、上海、西安、成都、沈阳、哈尔滨、深圳等省会及核心城市为主。
从个人长远发展来看，在航空航天类企事业单位工作，发展前景好，待遇高，成长快。随着载人飞船、探月工程、大飞机等重大项目的深入实施，必将有越来越多的青年才俊在锻炼中脱颖而出。
报考提示
我国目前开设航空航天类专业的重点院校有北京航空航天大学、南京航空航天大学、哈尔滨工业大学、北京理工大学、西北工业大学、南京理工大学、哈尔滨工程大学等。近年来，清华大学、复旦大学、上海交通大学、厦门大学等也相继设置了此类专业。开设航空航天类专业的普通院校有南昌航空工业学院、沈阳航空工业学院、郑州航空工业管理学院、中北大学、中国民航大学等。由于各个院校的发展历史、层次、实力不同，学科专业水平差异也较大，同学们应注意了解自己感兴趣的院校，根据自身实力，准确定位，合理选择。
学习航空航天类专业以及将来从事航空航天技术工作，需要具备较强的学习钻研及动手能力，要求同学们的数理化基础扎实，逻辑思维能力较强，严谨求实，乐于钻研。同学们应从实际出发，量体裁衣。
一些考生和家长误以为报考航空航天类专业，体检的标准要按照军检的标准来进行，其实不然。航空航天类专业主要是培养航空航天领域的专业技术人才，对考生的身体状况没有特殊要求，同学们只要符合《普通高等学校招生体检指导意见》，就可放心报考。
关键词:LED点阵;串行接口;单片机
中图分类号:TM938 文献标识码:B
The Circuit Design of LED Lattice Screen Driven by CH451
GE Chao1, WANG Lei2
(1. College of Information Hebei Polytechnic University, Tangshan Hebei 063009,China;
2. Department of Information Engineering Tangshan College, Tangshan Hebei 063009,China)
Abstract: 64-bit LED lattice or 8-bit digital tube can be driven dynamically by CH451. The chip can easily be adopted by 1 line or cascade of 4-wire serial interface to exchange data with the SCM. It has the characteristic of fast speed, small power consumption and simple operation. The characteristic and the using method of CH451 were introduced, and the examples of hardware and software design were given.
Keywords:LED lattice; serial interface; single chip microcomputer
引 言
LED点阵显示是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的新型显示方式,由于其具有寿命长、动态范围广、工作稳定可靠、低功耗和响应快速等优点,成为众多显示媒体中的佼佼者,是户外显示的理想选择。用CH451芯片驱动LED点阵有以下特点:速度快、功耗小、动态显示扫描控制、直接驱动64位LED点阵,并可以软件控制LED的亮度,以减小功耗。CH451可以通过1线或者可以级联的4线串行接口与单片机等控制器交换数据。CH451的串行接口是由硬件实现的,控制器可以频繁地通过串行接口进行高速操作,而绝对不会降低CH451的工作效率。用它设计的电路,不仅软硬件设计简单,而且功耗低、响应速度快、驱动能力强、占用的I/O口线较少,是一种性价比高、应用灵活的设计方案。
1 CH451的使用说明
CH451内部具有8个8位的数据寄存器,用于保存8个字数据,分别对应于CH451所驱动的8组、每组8个发光二极管,并且支持数据寄存器中的字数据左移、右移、左循环、右循环,支持各数码管的独立闪烁控制,在字数据左右移动或者左右循环移动的过程中,闪烁控制的属性不受影响。CH451具有硬件实现的高速4 线串行接口,包括4 根信号线:串行数据输入线DIN、串行数据时钟线DCLK、串行数据加载线LOAD、串行数据输出线DOUT。DIN 用于提供串行数据,高电平表示位数据1,低电平表示位数据0,串行数据输入的顺序是低位在前,高位在后;DCLK 用于提供串行时钟,CH451 在其上升沿从DIN 输入数据,在其下降沿从DOUT输出数据。CH451 内部具有12 位移位寄存器,在DCLK 的上升沿,DIN 上的位数据被移入移位寄存器的最高位寄存器,以此类推,原次低位数据移入最低位寄存器,在该上升沿后的第一个下降沿,原次低位数据从DOUT 输出。CH451 允许DCLK 引脚的串行时钟频率大于10MHz,从而可以实现高速串行输入输出;LOAD 用于加载串行数据,CH451 在其上升沿加载移位寄存器中的12 位数据,作为操作命令分析并处理。CH451可以动态驱动8×8的LED点阵,点阵的所有列通过串接的限流电阻R1 连接CH451的列驱动引脚SEG0～7,点阵的所有行分别由CH451的DIG0～7引脚进行驱动。串接限流电阻R1 的阻值越大则段驱动电流越小,数码管的显示亮度越低。R1 的阻值一般在60~400Ω之间,在其它条件相同的情况下,应该优先选择较大的阻值。
2 软硬件设计实例
2.1 硬件电路
P1口的P1.5、P1.6、P1.7用来控制LED点阵的显示,分别接到LOAD、DIN和DCLK脚。4个8×8 LED阵列组成16×16的点阵屏模块,如果要显示一个汉字,只要将32字节的点阵数据通过8次48位的加载字数据命令送给CH451就可以了。由于是4个CH451 级联,所以每个操作命令都必须是48 位数据,最后由LOAD 信号线输出上升沿通知所有的CH451加载各自的命令数据。
2.2 显示驱动程序
定义数组存放显示数据,CPU复位后,调用CH451_Write函数对CH451进行写命令数据操作。
写12bit控制字函数:
void CH451_Write(unsigned short cmd)
{unsigned char i;
CH452_LOAD_CLR;//命令开始,LOAD=0
for(i=0;i!=12;i++) //送入12位数据,低位在前,
{CH452_DCLK_CLR;
CH452_DIN=cmd&1;//“&”按位左移
CH452_DCLK_SET; //上升沿有效
cmd=cmd>>1;//“>>”按位右移
}
CH452_LOAD_SET; //加载数据,LOAD上升沿
}
3 结 论
从以上例子可以看出,用CH451设计LED点阵驱动电路,硬件和软件的设计都不存在复杂的技术问题,特别是软件设计。因此,在I/O口线较为紧张的情况下,这不失为一种解决方案,且具有很好的性价比。
参考文献
[1] 王福瑞. 单片微机测控系统设计大全[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,2001.
[2] 李 华. MCS-51 系列单片机实用接口技术[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[3] 何立民. 单片机应用技术选编[M]. 北京:北京航空航天大学出版社,1999.
[4] AT89系列单片机技术手册.北京威立姆电子技术有限公司, 1996.
关键词：测控类；课程群；综合实验；设计型实验；自主实验
作者简介：王扬扬（1979-），女，辽宁海城人，沈阳航空航天大学自动化学院，工程师；许谨（1977-），男，陕西礼泉人，沈阳航空航天大学自动化学院，工程师。（辽宁 沈阳 110136）
基金项目：本文系沈阳航空航天大学教学改革项目（项目编号：JG120702EZ）的研究成果。
中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0145-02
我国的高等教育正进一步强调加强本科工程技术型人才的培养，提高学生的自主创新能力。沈阳航空航天大学针对新形势要求及自身的办学特点，加大了改革的力度。通过课程改革，设立创新班，实施创新训练计划，增加课外实践训练学分等多种灵活措施，因材施教，培养学生的创新实践能力。这些措施必须依靠实验教学实现，原有的实验教学模式已不能适应现代大学的教学需求。
因此，针对自动化学院的主要专业方向测试控制，研究和开发测控类课程群的综合实验教学模式，通过实验教学的改革，引导学生的兴趣爱好，提高他们的实践能力，实现校门到厂门的完美对接，增强就业竞争力并扩大就业领域。
一、现有综合性、设计性实验存在的问题
目前国内各高校的实验教学均非常注重学生设计能力、创新能力的培养，在保留一定比例的验证性实验的基础上，普遍加大了综合性设计实验的比重。[1-3]
综合性设计实验的最大特点是，教师只给出实验任务和目的，学生结合一门课程的若干理论知识独立自主地设计实验方案和实验步骤。教师评定学生的方案，并指导学生完成实验。例如测控技术课程中的温度闭环控制实验，要求学生利用课堂中学习的PWM驱动、ADC0809工作原理、PID控制算法、数据预处理和监控程序设计等理论设计和搭建实验线路，独立设计单片机控制程序并进行实验调试。
这类实验虽然在一定程度上体现了学生的自主性，但目前在实际操作中仍存在下列问题。
1.缺少课程间的联系，无法从系统的高度把握所学知识
在生产实践中，一个测试系统包括传感器、测量电路、计算机数据采集系统、信号分析处理系统、显示和记录系统，并与被测对象的专业知识、生产工艺、机械原理、系统动力学等紧密结合，需要多门课程的理论支撑。但是现有的综合性设计实验隶属于单门课程，只涉及其中的一个或两个模块，系统各模块之间的联系被割裂，学生不能全面了解设计的根本目的。
2.实验设备落后，制约实验效果
因为实验依托传统的实验箱，所以试件选择、方案设计受到实验箱本身的固化模块和设计指标的限制，方案设计的选择余地不大。此外，实验设备的更新较慢，不能适应新技术和新方法的应用。
3.实验对象抽象，实验结果不直观
以温度闭环控制实验为例，实验元器件被封装在实验箱中，学生只能通过引出的部分排线引脚搭接模拟电路，通过改变控制程序中的PID参数，由上位机的温度变化曲线反映温度控制效果。虽然在实验电路和实验程序的设计上，实现了学生的自主设计，但是与实际生产环节的联系不紧密，学生对完整测控系统的实际运行情况没有直观感受，难以激发兴趣。
4.自主学习的空间受到限制
由于实验学时有限，使自主学习的空间受到限制，教师的讲解和指导仍在综合设计实验中占很大比重，限制了学生的发散性思维。如果实验过程中出现问题，学生的依赖性较强，缺少分析解决问题的动力，不利于培养独立工作的能力。
5.实验考核体系单一
传统的实验报告多是填空式的形式，学生机械地抄写实验目的、实验原理、实验方案和步骤、实验结果等，与工程实际的技术文件有很大区别。不能深入总结实验过程，分析实验结果并形成工程技术文件。
针对上述问题，对测控类课程群的实验课程进行改革研究，探讨更贴近生产实践的综合实验教学模式。
二、基于课程群的综合实验教学模式
1.基于课程群的综合实验课程的目的和配置方式
研究测控类课程群的综合实验教学模式，打破单门课程的界线，培养学生综合应用多门课程（电子电路，工业企业自动化，微机原理及其应用，传感器与测试技术，工程力学，工程制图等）的背景知识，独立设计小型工程系统的能力。
以课程群为基础设计实验课程，根据理论课课程群的培养方案，整合实验课程。对只涉及单门课程基本理论的基础类实验，列为课内实验，实验成绩作为平时表现计入最后的课程总成绩。课内实验以验证实验为主，主要引导学生入门，训练使用实验器材的基本技能并且培养严谨的实验作风。
对综合多门课程知识的实验，建立实验课课程群培养模式，以创新训练课或课外实践训练课的形式单独设置学分。根据一个实际生产测控系统的生产流程分解成若干模块，采取模块化逐段教学方式，开设时间和开设内容不必受单门理论课程的限制，可跨课程、跨学年开设，[4]实验学分以学分制方式统计，完成一个模块，教师给出一个成绩，最终在规定时间内完成规定的学分要求。
2.实验课课程群的具体实施方法
（1）实验内容设计。设计若干系统项目，例如流程工业的轧机控制，汽车生产装配线控制，桥梁、机车等设备的结构应力分析和振动测试，智能小车的控制等等。学生可根据兴趣自由选择一个题目。另外，增开工程制图、电子制作技能和虚拟软件等实践课，使学生熟练掌握虚拟器件的设计和电气原理图、电气接线图和电气安装图等完整工程图样的绘制；学会电子元件选择和检测，电路版的设计与制作，进行组立调试及试运转实验。要求学生根据所选题目，按照工程实际项目的要求，进行仿真设计验证，实际制作相应的电源、放大电路、检测、控制、接口、通讯和传动等一系列模块，有步骤地完成系统的设计、安装、施工、调试与测试，技术文件的编制。通过各种实验模块的开发，既锻炼了学生的动手能力，又增加了实验设备的数量和使用范围，学生可灵活组合各模块，用于不同的实验项目。这种直观具体的学习成果会极大地激发学生的兴趣。
（2）教学模式。实验教学模式以学生自主学习为主，教师可以做启发式的答疑解惑。例如原有的PID控制实验，学生只是简单调整控制参数，通过观察控制曲线的变化验证经典的PID控制口诀，而自主式实验教学要求学生将PID控制应用到一个真实的对象上，学生可以用PID控制小车按某一规定路线行走，也可以用PID控制一个密闭容器内的温度变化。通过直观的实验结果加深理论理解，了解控制环节对系统整体性能的影响，学会从系统角度设计实验方案。此外，还要学会自主分析实验过程中出现的问题，引导学生利用专业知识分析问题，根据系统要实现的功能，分模块逐段检测，并能使用专用工具和各种检测设备（数显万用表、示波器等）确定问题的位置和原因。通过实验失败和成功的切身体验，掌握科学研究、生产实践的一般规律和方法，真正做到授之以“渔”。
（3）改革实验考查方法。以工程技术文件撰写和答辩的方式评定学生的实验成绩，同时培养学生的表达能力和编制工程技术文件的能力。
（4）实验改革的模式。根据学生培养计划的不同，在沈阳航空航天大学自动化学院，选择部分学生分两种模式进行实验改革的尝试。
第一种模式的研究对象为大二大三课外兴趣活动学习小组的学生。这些学生已经过主干专业课和多项基础实验的学习，按传统的培养计划完成了大部分学分要求，并且通过兴趣小组的培训掌握了基本实践技能，因此对他们直接进行工程系统综合实践的训练。依托大纲中的实践环节“综合能力培养和创新思维训练”，教师或者学生自主设计一些与工程应用结合较紧密的题目，如“智能机器人避障”，“车辆载荷测试”等，几个学生为一组完成任务，具体过程分为以下几个阶段：第一阶段，系统需求分析；第二阶段，总体方案设计；第三阶段，系统安装施工；第四阶段，调试与测试；最后，答辩和技术文件的编制。经过近一年的教学改革实践，在2012年的飞思卡尔杯智能车大赛上，三组学生分别取得了二、三等奖在2013年的沈阳市第四届“福田杯”智能机器人大赛中取得了第一名的好成绩。
第二种模式以2012年9月1日入学的自动化学院创新班为实施改革的对象。第一阶段，紧密结合新的培养计划，进行专业技术基础理论课的基础类实验训练，认知电子元器件的使用检测；第二阶段，训练工程制图和电子制作技能，通过简单电路的设计制作，加深基础理论的理解，提高动手能力；第三阶段，加入高年级学生的兴趣小组，参加大学生竞赛、[5]课外实践训练等活动，了解开发工程系统的工作流程；最终，自己独立承担一个小型工程项目的设计开发。这些学生由于接受培训的时间较短，目前还不能最终检验基于课程群的综合实验教学的改革成果，但通过新教学模式的学习，学生们已进入高年级学生负责的兴趣小组，开始参与学校的智能拉力车比赛，其接受新知识的能力和速度都较往届学生有大幅度提高，工程意识和动手能力都显著增强。
三、结论
这种课程群综合实验的教学模式把工程技术的总体思想渗透给学生，使他们在实验中形成团队意识、创新意识、科研意识和工程意识，了解现代工业生产流程，接受工业生产的基本训练，增加工程实践能力和创新能力，使学生的知识和技能适应于生产和科学研究的很多领域，例如航空、石化、钢铁、汽车和轻工业生产的流程控制；桥梁、建筑、航空和机车等设备的应力或结构动力学分析；设备的安全检测和故障诊断，空气压缩机和汽轮机等大型回转机械的振动监测等等。学生动手开发的设备也为实验室设备的更新改造作出贡献。
参考文献：
[1]欧阳玉祝，欧阳卉，肖竹平，等.基于产学研一体化的综合化学实验教学研究与实践[J].实验技术与管理，2011，28（12）：15-17.
[2]曹荣敏，周惠兴，文华强，等.设计创新实验项目 培养工程创新能力[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：228-231，275.
[3]刘正义，林定笑.工科院校实践教学优化模式的探讨[J].实验室科学，2011，14（5）：30-32.
泛华恒兴与泛华测控
谈到泛华恒兴，圈内人第一个想到的是成立已经15年的北京中科泛华测控技术有限公司（简称泛华测控），两家公司之间其实保持着密切又独立的关系。与专注产品销售和业务的泛华测控不同，作为一家独立的企业，泛华恒兴致力于为各行业用户，尤其是“航空、航天和军工领域”高科技企业提供自己设计研发的专业测试测量解决方案和成套检测设备。高向东对两家企业的关系描述比较直接，泛华恒兴的主要任务就是设计和生产产品，而泛华测控则负责原来的产品业务，两家企业的定位和分工有着明显的不同。
作为一个技术和经验的传承者，泛华恒兴的业务立足于测试测量领域，其产品涵盖机、电、软件和系统级自主产品及环境试验设备；涉及的行业包括：ATE产品、旋转机械（发动机故障检测）、遥测遥控和数传、工程教育产品、系统及工具级软件、硬件产品及技术。泛华恒兴提供的专业和完善的测控产品开发、销售、集成、校准和培训等服务，有助于用户实现更精准、更高要求的测试测量任务。
技术先导，质量为本，服务取胜
测试测控市场的准入门槛很高，这也是中国企业很难进入该行业并生存下来的原因之一。“没有核心技术的支撑，在这个市场根本没有一点竞争力”，作为自动化专业毕业的高向东对技术实力有着清醒的认识，泛华恒兴在成立之初，就建立了阵容强大的技术研发团队，致力于“柔性测试”技术的研发，以虚拟仪器技术为核心，以PXI平台为基础，针对市场的现状，特别是行业市场的特点和国防航空航天应用的特殊需求，泛华恒兴融合了测试测量、机电一体化、网络通信及平台软件等多种技术，实现测试系统的精确性、可靠性、适应性、灵活性和拓展性，推动现代测试技术在实际应用中的快速发展。高向东认为，基于软件和虚拟仪器技术的测试方案与PXI高速总线平台技术，在未来很长一段时间内，将成为自动测试和测控市场的主流，而这也是泛华恒兴最大的技术优势所在，因此，“在未来一段时间内，集中优势力量在快速成长的广阔市场，才能拥有更大的成功机会。”
泛华恒兴对技术的重视，更体现在公司对人才的渴求上，泛华恒兴为了提升自己的技术实力，组建了上百人的技术研发团队，更是广泛利用在行业内的各种资源，诚意邀请各个领域的出色人才加盟泛华恒兴，“只有拥有了自己的研发团队，才能在自己产品开发上掌控话语权，更好地满足客户提出的要求”，高向东很推崇乔布斯的饥饿营销策略，也坦言测试行业需要这样的危机感给企业发展提供动力，“特别是对泛华恒兴这样的新兴企业，我们要对先进技术永远保持一种饥饿感”。
当然，对于测试和测控系统来说，仅仅在技术上有优势是远远不够的，系统的稳定性在测试过程中与技术领先性同样重要。“对于我们自己的产品，质量才是第一位的，质量是客户最看重也是一个企业长期生存的根本。特别是我们的许多用户属于国防军工这样的领域，有时候质量不仅仅影响产品和测试结果，在战场和某些场合下，意味着任务的成败以及是否牺牲。，泛华人心中其实还有一个更美好的梦想，那就是用泛华恒兴的产品帮助国家的航空航天和国防电子产业更快追赶上国际先进水平，而为了实现这一梦想，可靠的质量和技术积累一个都不能少。
服务，是外资企业进入中国后，让中国人感触最深的观念变化。服务意识，是泛华测控从成立开始就一直在学习外资企业，并且因此培育了一批忠实的老用户。作为曾经在外资企业工作多年的职业经理人，高向东认为他在外资企业最大的收获就是如何为客户提供贴心的服务。测试测控是个毛利率较高的行业之一，其中很大一部分用于服务成本的支出。“做这个领域，泛华恒兴致力于为客户提供更贴心的服务”，面对国内企业的竞争，高向东特别强调了服务这个竞争优势。 当然，对于服务的理解并不仅仅是一个营销策略的问题，“服务是一个公司整体实力的集中体现”，高向东认为服务的提升，涉及企业技术、管理和产品质量等多个方面的问题，而贴心的服务是收集客户信息，满足客户需求，为客户开发定制化的产品，并提供涉及项目实施、维护和售后咨询等全方位的一个体系，缺少其中任何一环，都不能让客户真正满意或者成为回头客。
技术先导，质量为本，服务取胜，这是在高向东眼中相辅相成的三个重要理念，也是泛华恒兴未来实现梦想的重要依托，“缺少任何一环，不可能在激烈的市场竞争中取得成功。”
个人与企业一起腾飞
人才是创造技术优势的根本，也是企业成功的核心，在高向东的眼中，泛华恒兴对高技术专业人才的渴求是永不满足的。笔者采访的当天，正值泛华恒兴的新员工入职，在入职仪式上，高向东向新员工们表达了自己对他们成长的期待，“个人的成长与企业的成长是同步的，我们期待的是个人与企业一起腾飞！”
泛华恒兴现在各个业务部门的带头人和骨干多是从原来各个行业的高级人才，也有部分是之前泛华测控多年培养出来的，而人才的作用是高向东最愿意和大家分享的。“如果我们没有请来两位专门管理生产线的专业人才，可能到现在为止，我依然会强调将生产外包，而不是自己组建生产线”高向东对人才的理解就是这么直接，“对于泛华恒兴而言，在开始之初，没有人管理过生产线，不知道怎样把设计转化成真正的生产过程，可以说投入生产线的钱并不是问题，如何实现设计到生产的转化和控制生产产品的合格率只有专业的人才才能实现，这一点我们这些做测试设计的人是很难在短期内掌握的。”
高向东对人才的渴求体现在他无时无刻不在关注对泛华恒兴有价值人才的挖掘上，经常思考对专业性很强的人才，如何发挥他们的特长，让他们的研究能够转化为实际应用价值强的产品，最终增强泛华恒兴的产品竞争力。当然更重要的是，他要为吸引和留住人才寻找一条合适的解决之道。
关键词 课程教学改革；航空航天类专业；自动控制原理
中图分类号 G642.0
文献标识码 A
文章编号 1005-4634（2012）05-0048-05
0 引言
《自动控制原理》是航空航天类本科专业一门重要的专业基础课。以笔者所在的北京理工大学为例，航空宇航科学与技术一级学科下属的飞行器设计与工程、航天运输与控制、飞行器动力工程、武器系统与发射工程、探测制导与控制技术等专业的本科生，均在大三第一学期必修《自动控制原理》经典控制理论部分，包括54个理论课时和10个实验课时，其任务是通过对自动控制理论知识的学习，培养学生对控制系统的分析设计能力、工程实践能力和创新能力。同时，《自动控制原理》还是学习测试技术、飞行器制导与控制技术、飞行器总体设计、航天器测控原理等诸多专业课程的先修课，在航空航天类专业的本科生培养计划中占据着非常重要的地位。
《自动控制原理》的授课模式一般有两种：一是将经典控制理论部分和现代控制理论部分分开讲述，先讲授经典控制后讲授现代控制，目前国内大部分高等院校均是采用的这种授课模式；二是将经典控制和现代控制融合讲授，这种授课模式有助于培养学生从系统角度、全局高度来思考问题的能力，更利于掌握控制理论的实质。由于授课模式的沿袭性及单学期课时数的限制，北京理工大学航空航天类专业的《自动控制原理》采用了前一种授课模式。授课教师采用A、B角的方式，教师队伍中有授课近20年的教师，还有刚刚博士毕业踏上工作岗位的年轻教师，更难能可贵的是，所有授课教师均有出国留学或访问的经历，兼通中西教学模式之长，融蓬勃朝气与丰富经验于一体。
本文主要是以《教育部关于全面提高高等教育质量的若干意见》（教高[2012]4号）中“坚持内涵式发展”、“促进高校办出特色”、“创新人才培养模式”、“提升国际交流与合作水平”等内容为指导，结合北京理工大学的学校定位和办学特色，以笔者在《自动控制原理》经典控制理论部分本科教学过程中的思考和认识为基础，对北京理工大学航空航天类专业在《自动控制原理》本科教学改革中的若干有效措施进行总结和探讨。
1 授课内容及学习过程中存在的问题
1.1《自动控制原理》的授课内容
笔者主要讲授《自动控制原理》中的经典控制理论部分，授课内容分为八章，分别是：自动控制系统导论、自动控制系统的数学模型、自动控制系统的时域分析、根轨迹法、频率法分析、控制系统校正、非线性系统和线性离散系统。其中，前六章和第八章是重点讲授内容，第七章是一般讲授内容。就总的讲授内容来说，有理论性强、新概念多、系统性强、与工程尤其是航空航天工程联系紧密的特点，如已列装或在研的大部分导弹飞行器，其自动驾驶仪的设计仍主要是在经典控制理论的框架下完成的。学习过程是先了解控制系统的组成尤其是强调“反馈”的概念，再根据实际的控制系统建立数学模型，然后通过时域法、根轨迹法、频率法等分析系统性能的优劣对比，最后对系统整体性能进行校正和设计，可以说，整个过程是一个完整的体系，更是一个循序渐进的过程。
1.2《自动控制原理》学习过程中的几点问题
无论哪门课程，讲授目的均是希望学习者能够掌握相关知识的基本原理、分析方法并最终做到灵活运用。考试成绩是评价学习者是否达到上述标准的一个参考，但考试成绩并不能表明一个学生是否真正达到了上述标准。为了准确评估《自动控制原理》的讲授效果，真正了解该门课程学习中可能存在的问题，不但要时刻注意本专业学生在修习过程中的反馈意见，而且要广泛调研和阅读其它学校和专业的教师在该门课程上的经验总结。在此基础上，结合笔者的亲身体验和思考，认为航空航天类专业的学生在学习《自动控制原理》过程中可能面对的主要问题包括：（1）部分学生由于数学基础不够扎实，对课程中涉及到的数学知识产生畏难情绪，进而无法很好地掌握控制系统的分析方法；（2）不能将所学的控制理论知识与自己专业的实际案例充分地联系起来，这主要是在学习过程中接触专业案例少造成的；（3）阅读英文文献的能力不足，而且这种不足突出表现在缺乏对专业词汇的正确理解上，这说明《自动控制原理》需要适度地推进双语教学改革；（4）无法将基本理论和计算机辅助设计软件MATLAB结合起来进行更有效地控制系统设计，即割裂了基本理论和计算机辅助软件相辅相成、互相印证、互相促进的关系；（5）从系统角度理解控制系统核心思想的能力不足，即无法做到融会贯通，更谈不上灵活运用，这需要授课过程中注意前后串联，帮助学生建立起系统概念。针对上述问题，结合北京理工大学办学定位和航空航天类专业《自动控制原理》的授课特色，授课教师均提出了有针对性的改革措施。多年来的教学实践证明，这些措施很好地解决了北京理工大学航空航天类专业本科生在《自动控制原理》课程中的学习问题，增强了学生对该门课程的学习兴趣和“自主学习”能力。
2 教学改革的若干举措
2.1从数学基础抓起
“工欲善其事，必先利其器。”《自动控制原理》课程涉及大量的数学知识，如拉氏变换及其逆变换、微分方程、差分方程、复变函数理论、Z变换等。毫不夸张地说，扎实的数学功底是学好该课程的基础。如果学生缺乏必要的数学知识，教师又不能适时补上这个不足的话，很容易造成学生在学习过程中的畏难情绪，不可避免地会影响教学效果。
北京理工大学授课教师的做法是在《自动控制原理》开课伊始，就给学生列出所有需要用到的基础数学知识。一方面引导学生重新复习这些已经学过的数学知识；另一方面，授课教师还会抽出专门的课时来对这些数学知识进行复习和重点讲授。为了不断加深学生对这些数学知识的理解，在用到相应的数学工具时，授课教师都会结合具体的实例进行更详细地讲述。为了尽可能减少学生在学习中的畏难情绪，北京理工大学授课教师在考试中坚持“注重概念，弱化计算”的理念，只要学生思路正确，仅仅是计算错误的情况下，尽量少扣或不扣分。
2.2双语教学，与国际接轨
开展双语教学有助于我国高等教育与国际接轨，是当前教育改革的热点和重点，同时也得到了教育部等相关部门的大力支持。在双语教学的改革中，有一点需要明确的是，专业课双语教学的目的并不是为了增加学生的词汇量，也不是为了提高学生外语的写作水平，更不是为了教学生外语语法，而是为了增强学生阅读专业外文文献的能力和对专业知识的理解能力。近年来，英语已经逐渐发展成为全世界通用的语言，最新的科研成果更主要是以英文形式发表。所以，我国高等教育中大部分的双语教学均是采用中文和英文的双语授课模式。
由于《自动控制原理》涉及到的诸多基本理论和分析方法大都是从国外引进和翻译过来的，加上国外学术界习惯用人名来命名定理的做法，给国内学生记忆和理解这些理论和方法增加了额外的困难。如用于判定线性系统稳定与否的劳斯判据就是以英国数学家Edward John Routh的名字命名的，类似这样的例子还有很多，这对于习惯望文生义的国内学生来说，想仅仅从字面意思来理解劳斯判据本身几乎是不可能的。有鉴于此，基于航空航天类专业《自动控制原理》双语教学改革的目的主要是为了增加学生对专业词汇认知这一基本的出发点，决定了航空航天类专业《自动控制原理》双语教学的授课方针应以中文为主、英语为辅。具体做法是，每当第一次出现新的名词、原理和方法时，授课教师先用中文进行详细讲解，然后告诉大家这些名词、原理和方法在英文中的表示方法和来源，并在以后遇到这些名词、原理和方法时，更多地采用英文表述。如传递函数（Transfer Function）、劳斯判据（Routh Criterion）、阶跃响应（Step Response）、脉冲响应（Impulse Response）、根轨迹（RootLocus）等，都可以采用这种处理方式。此外，还需要注意引导学生适量阅读英文参考书和专业文献，由于Katsuhiko Ogata所著《Modern Control Engineer-ing》一书在世界范围内的广泛被接受性，北京理工大学同样推荐学生将这本书作为英文参考书。
2.3融科研于教学
随着我国高等教育改革的不断实施和深入，昔日的“填鸭式”教学已逐步被更能激发学生“自主学习”能力的“启发式”、“案例式”教学所取代。在《自动控制原理》的教学中，如果只是讲授一般的数学公式和物理定理，而与实际工程割裂开来的话，很可能出现的后果就是学生学习后不知道用在什么地方，更不知道如何用，更糟糕的情况是学生在考试后就把所学的东西全忘掉了。为了避免这一状况的发生，有必要将专业案例、授课教师的科研项目融入日常的教学工作中去，让科研带动教学、教学促进科研。
如在第一章讲授自动控制系统定义和基本组成的时候，通用的教材是举一些工业上常见的例子，像室温调节系统和水位调节系统来引入自动控制的专业术语和反馈的概念。这种讲授方法是很好的，有利于学生建立对控制系统组成的直观概念，并认识到自动控制的核心思想所在。对于航空航天类专业的学生来说，在讲述通用案例的同时，还可以结合航空航天领域的应用案例，如引入图1所示的导弹攻击飞机的案例。在这个案例中，导弹根据自己探测到的目标机动特性，依据一定的制导律生成最佳攻击曲线，当弹上的测试设备探测到实际飞行路线和预定飞行路线出现偏差的时候，弹载计算机会依据一定的法则生成控制指令，气动舵机来执行这一控制指令，从而达到控制导弹回到预定飞行路线的目的。按照这一描述可以画出它的系统方块图，如图2所示，和基本的负反馈闭环控制系统（如图3所示）对应起来，预定飞行路线对应给定输入、弹载计算机对应控制器、气动舵机对应执行机构、导弹就是被控对象、实际飞行路线即是实际输出、弹载测试设备即对应测量输出的传感器。这样讲授下来，由于比较贴近专业方向，同学们就很容易理解控制系统的结构，并对输入、输出、被控对象、执行机构、控制器的作用及反馈的概念有了更为直观和深刻的认识。
在讲述控制系统稳态性能和动态性能的时候，大量引入航空航天的专业案例，尤其是一些因为控制系统设计失误或控制系统未能正常工作产生重大损失的失败案例，对引发学生的学习兴趣颇有帮助。从教学的效果看，这些案例的引入，不仅加深了学生对《自动控制原理》重要性的认识，激发了他们学习的热情，同时，还培养了他们对所学专业的兴趣。在此基础上，可以注意吸收一些对自动控制理论或应用感兴趣的学生提前进入实验室，并挑选与任课教师负责项目相关或者处于航空航天控制前沿的研究方向，如临近空间飞行器的制导与控制技术，让他们自由发挥，思考和创新，切实培养他们的动手能力。
此外，授课教师要非常注重“基于书本、超越书本”。比如香农（Shannon）采样定理认为：对于一个连续信号来说，当采样角频率是该连续信号所含最高次谐波频率两倍以上的话，即能做到一个周期内采样两次以上的话，那么经采样后所得到的脉冲序列，就包含了原连续信号的全部信息，可通过理想滤波器把原信号毫无失真地恢复出来。这一表述在数学理论上是没有任何问题的，但在实际工程项目中往往是行不通的，比如一个正弦曲线的测试，一个周期里只采样两三个点的情况下，几乎没有可能复现原信号。类似于这样的问题，授课教师需要在授课过程中向学生特别强调。
2.4计算机辅助教学
由于《自动控制原理》在授课过程中涉及到的数学公式、图形（结构图、框图、根轨迹图、伯德图等）比较多，非常不方便在课堂上进行直接板书，一旦板书不清楚会直接影响学生的学习效果。而这些公式和图形是非常适合以幻灯片（PPT）的形式来进行表述的，学生也更乐意看到这种方式。北京理工大学授课教师同样采用了以PPT为主的授课模式，配以适当的动画，给学生一个更为直观的展示。如在讲授动态性能指标的时候，延迟时间、上升时间、峰值时间、超调量、调节时间等名词的定义并不是那么容易理解，但通过动画的形式就可以很清楚、明了地向同学们展示这些概念的不同，学生反映良好。再比如在讲授不同阻尼比情况下二阶系统单位阶跃响应特性的时候，只靠文字表述“随着阻尼比的增大，系统的响应越快，但超调量越大”的话，大部分学生是比较茫然的。如果换成通过PPT展示给同学们如图4所示的响应曲线时，就会一目了然，同时，还有助于同学们掌握零阻尼、欠阻尼、临界阻尼、过阻尼等情况下单位阶跃响应特性的不同。
MATLAB是学习《自动控制原理》的学生必须掌握的一个计算机辅助分析工具。实际上，一个令人引以为傲的事实是，北京理工大学航空航天类专业本科生的MATLAB基础知识都是在《自动控制原理》的课堂上学到的。由于年轻学生对新鲜事物天生的好奇感，当他们看到教材上一幅幅精美的图片是通过MATLAB展示在自己面前的时候，不但会加深他们对所学知识的理解，更会激发他们学习这门课的热情。比如讲二阶欠阻尼系统阶跃响应的时候，可以首先引导学生思考一个问题：“既然阻尼比越小，系统响应越快，超调量越大，那怎么来选择合适的阻尼比呢？”然后再用教学计算机上装载的MATLAB画出图5，这是阻尼比位于[0.10.9]之间，以上升时间为横坐标、超调量为纵坐标的Pareto图，同时在图中标示阻尼比分别为0.4、0.707和0.8所对应的点。以这个直观的示意图做基础，同学们就很容易理解为什么工程上一般要求阻尼比在[0.4 0.8]范围内了，再告诉同学们阻尼比为0.707时控制系统效果最佳，他们也就明白了因果来源。如果更进一步画出阻尼比分别为0.6、0.707和0.8时候的单位阶跃响应曲线来，如图6所示，同学们就会有一个更加明确和直观的印象。此外，授课教师还可以通过课下作业的形式，引导学生利用课堂所学知识编程实现更复杂的响应曲线，使学生可以亲身感受到响应曲线随不同参数变化的规律，不但可以加深学生所学的理论知识，还有助于学生掌握辅助软件的用法。
用MATLAB辅助教学可能会带来的一个副作用就是，同学们可能觉得只要掌握MATLAB就可以了，而忽略了自动控制本身的基本原理和定性的分析方法。这是授课教师在教学过程中需要重点留意并刻意避免的问题之一，北京理工大学授课教师在每次用MATLAB辅助教学时，都会强调基本原理的重要性，同时会刻意用所学的定性分析方法来评估MATLAB结果的正确与否，并一再强调，MATLAB只是一个辅助大家进行控制系统分析的工具，不能取代大家所学的基本原理和分析方法本身，考试中也不会考这方面的内容。
2.5注重前后串联，建立系统概念
《自动控制原理》本身的讲授内容多、跨度时间长，而且学生同时还在修习其它课程，所以用在《自动控制原理》这一门课上的时间是极其有限的。而且一般教材也更倾向于将每个章节的内容独立出来，如仅仅在第二章讲述控制系统模型的建立方法，在以后的学习中就直接拿现成的传递函数来用；再如第三章讲述时域分析法之后，在后续章节的讲述中几乎不会再涉及。很可能造成的一个后果就是学习过程中常常不清楚各个知识点之间的相互联系，也无法真正的做到融会贯通，在遇到实际的工程问题时就会显得束手无策、不知如何下手。这需要授课教师帮助同学们理清线索，弄清楚各个章节之间的因果关系。
北京理工大学授课教师在每个章节开始和结束的时候都会向学生展示图7，告诉大家正在学习的内容在图中什么位置，在整个自动控制原理的框架中起到什么作用，它以哪几个章节为基础、又可以为哪几个章节提供帮助。在课程结束的时候，还会精心选取几个航空航天专业的典型案例，让同学们以小组为单位形成一个大作业，这个大作业涉及到《自动控制原理》所讲授的全部核心内容，从系统建模到系统性能分析，并发挥他们自己的独立思维进行系统的二次设计，从学生的反响及实际的教学效果看，这种做法十分可取。
海陆空系――各领域大显神通
在交通运输类专业里，有一些专业因开设院校的不同，培养的人才将适用于不同的交通领域，有的是民航运输，有的是铁道公路，还有的是海洋船舶……虽然这些招生专业名称相同，但培养目标、主要课程和就业领域却有着极大的差异。
【交通运输】
交通运输是一个培养具有统筹、管理等方面知识，能在各级交通运输管理部门、交通运输单位等从事交通运输组织、指挥、决策，交通运输企业生产与经营管理的高级技术人才。换句话说，交通运输的专业人才，就是要有合理组织运输生产以获得最佳社会与经济效益的基本能力。
交通运输专业具有极强的交叉性，首先体现在学科性质上――既有一般工科特性，又有管理学科特性，还有系统工程学科特性。比如开设的专业课程既有电路与电子技术基础、城市轨道交通设备、交通工程学基础，又有运输市场营销学、管理学原理等。其次体现在人才培养上――该专业培养的人才是一种复合型人才，不仅掌握工程技术方面的基本知识、具体的专业知识和操作技能，能胜任交通运输部门的技术工作，而且具有系统工程师的素质，能在大型的规划设计中担当“总体”的角色。
由于交通的涵盖面极广，在不同的院校，交通运输专业的内涵有所差异。比如西南交通大学的交通运输专业由早期的铁道管理系发展而来，是交通运输工程一级学科下设的一个重要专业。该专业以铁路运输管理为主，同时覆盖了道路(含城市交通)、航空、水运等现代运输方式，具有大交通特色。从西南交通大学该专业毕业后，主要面向铁路运输和城市轨道交通就业。铁路运输方向的毕业生主要面向铁路局或公司、设计研究院、大型工矿企业、教育院校等交通运输企事业单位就业；城市轨道交通方向的毕业生主要面向交通管理部门、科研院所、城市轨道交通设计单位、地铁公司、教育院校等企事业单位就业。
但南京航空航天大学的交通运输专业却因为学校的学科特色，更倾向于天空，如学校在“交通运输”专业下，分别设有空中交通管理与签派、民航运输管理、民航机务工程、民航电子电气工程、适航技术与管理、机场运行控制与管理六个本科专业方向，每个专业方向都与航空有关。那不用多说，从南京航空航天大学交通运输专业毕业的学子，就业领域与西南交通大学则大相径庭。
由于不同院校专业方向的不同，也导致了在不同院校学习的课程也有所不同。除了运筹学、管理学、交通运输组织学等主干课程相似外，西南交通大学该专业的课程主要围绕行车组织、货物运输组织、旅客运输组织、铁路车站及枢纽等展开，而南京航空航天大学该专业的课程则根据不同的专业方向有所不同。因此建议对该专业感兴趣的考生，在了解该专业的基础上，还要到开设该专业的院校去查询该专业具体的培养目标和就业方向。
陆地系――飞奔在阳光大道
陆地交通是人类最早发现的运输方式，也是目前最常用的交通运输方式，那么与陆地交通运输相关的专业都有着什么特点呢?
【物流工程】
现在电子商务已经融入人们的生活，成为不可或缺的一部分。当你的鼠标在淘宝、京东等电子商务网站轻轻一点，你所购买的物品不久后将由快递人员送到家门口。与对物品的流通进行设计与规划相关的专业就是物流工程专业。
物流工程是交通运输工程、机械工程、土木工程、信息科学与技术、管理科学与工程、经济学、法学等的交叉学科。学习内容偏工程，主要有物流系统仿真、预测原理、电子通讯技术等技术性课程，以及物流设施设备、货物运输组织、物流中心规划与设计等的需要较高专业技术的规划设计课程，涉及物流规划的编程设计与运算。该专业需要学习者拥有良好的计算机能力以及制图等工程类基础知识，侧重于技术人员的培养，突出的是技术设计能力。
这个专业基础课主要包括现代物流学、系统工程、运筹学、数据库等常见的物流作业需要使用的技术和方法，以及采购与供应管理、供应链管理、物流成本控制、生产运作管理、项目管理等侧重于企业内部物流流程方面的知识介绍以及方法，其中涉及专用的物流模型和软件(如FLExsIM)，还有一些是如国际物流和物流系统规划等的从大环境出发为企业进行设计和规划的课程。
物流人才在全国来说非常缺稀，因此物流专业的就业面很广，生产、运输、仓储都有涉及。本科毕业生的就业单位主要有铁路局和大型重工企业，以及各汽车企业，后者往往是大多数毕业生偏爱的。还有许多近些年发展快速的专业物流企业、第三万物流企业等对于专业的物流人员的需求量也非常大，而这种企业的待遇相对更好，对毕业生的综合素质要求也会更高。
【交通设备信息工程】
交通设备信息工程专业开设和我国高速铁路的蓬勃发展息息相关，而铁路正是陆路交通运载量最大的一种运输方式。本专业要求较系统地掌握专业领域宽广的技术理论和基础知识，主要包括机械学、电子学、光学、信号分析、测量与控制、计算机网络技术等基础知识，在此基础上掌握光、机、电、计算机相结合的当代信息技术和实验研究能力，具有本专业所涉及到的信息系统与技术应用、设计和开发能力，同时要求较强的外语应用能力。本专业最主要的特色是交通设备的测试、控制、信息系统的设计、制造和应用并重；软件技术和硬件技术并重，掌握与本专业紧密相关的电、算、机、光等技术。
其专业设置的主要目的是为高速铁路建设提供多学科交叉的高级技术人才，专业方向包括车辆工程、载运工具运用工程和精密仪器及机械等。主干学科由交通工程、控制科学与工程和仪器科学与技术组成，模拟电子技术、数字电子技术、机械设计基础、车辆构造及原理、计算机软件技术、信号分析与处理、控制工程、交通设备控制技术、电子测量技术与仪器、振动与噪声测控技术和交通设备动力分析等是必学的课程。
由于专业中设计多个方向的课程，载运的学生在本科毕业后有很多的选择，比如选择继续读研同学既可以选择学习本专业的三个方向，也可以选择机械设计及其自动化方向、电气系统及其自动化方向、电力电子与电力传动方向、计算机技术方向等。在就业中能适应多个岗位的要求，在许多行业都有本专业的学生，而并不是局限在铁路行业，比如交通运输领域(包括汽车、铁路、航空)的中外各生产和管理部门、电子电器研究和开发部门、测控和仪器仪表研制单位、计算机和网络通讯公司等，也可进入高校从事管理、科研和教学工作，因此本科毕业生就业率一直比较稳定。而对于希望出国继续深造的学生来说，专业的选择将有更大的空间，可以选择EE(Electronic
Engineering)、ME(Mechanical Engineering)、CS(Computer Science)，甚至有学生申请成功MFE(Master of Financial Engineering)。
海洋系――欲乘风破浪
水是地球最重要的资源之一，地球表面积的70％左右都是被水域覆盖的，所以，要实现异地物与物的空间转移，不征服海洋可不行。
【航海技术】
说起航海技术专业，可能很多考生的第一印象就是“开轮船的”，这一习惯思维是由于该专业在我国就是从海洋船舶驾驶转设而来的，比如大连海事大学的航海技术专业的前身就是海洋船舶驾驶专业。但随着该专业的日趋发展成熟，该专业的要求也不仅仅限于海洋船舶的驾驶，还包括对船舶运输的管理、对航海等法规的了解等。
当然，该专业的基础还是技术，这些技术包括能操作海洋船舶驾驶，能设计航线，能识别和运用各种航图、导航仪器仪表和GMDSS通信设备。在此基础上，还要懂得船舶运输管理，组织船舶航行。同时，由于该专业毕业后，所工作的环境是公海和内海，因此还要了解航海和海商法等法规，以免错误操作而引起争端。
由于技术是基础，所以航海技术的专业课程首先就由船舶操纵、电工技术、航海力学、航海仪器、GMDSS设备及通信业务、船舶无线电技术基础等构成。为了对船舶的熟悉，还要学习船舶原理、船舶结构与设备等课程。另外，航海英语会话和阅读是奠定海外沟通的基础，航海气象学与海洋学是安全顺利航海的前提，船舶安全与管理船舶货运、远洋运输业务与海商法、航运经济与航运市场管理等是合法航行和经济价值最，大化航行的参考依据，这些课程也是必学的。
目前国内开设航海技术的院校并不多，一般可将其归为两类，第一类是依靠学校相关优势学科而开设的，如重庆交通大学、武汉理工大学等；另一类是结合学科及地域优势而开设的，如大连海事大学、上海海事大学、集美大学、烟台大学等所在地都是我国著名的港口。
考虑到航海技术就业领域的特殊性，目前招生批次大多位于提前批次，由于工作环境的特殊性，在体检方面有比较严格的要求。大连海事大学要求报考航海技术专业的考生身高1.65米以上、五官端正、无平足、无口吃、无色盲(弱)、双眼裸眼视力均在4.7及以上，且矫正视力均能达到4.9及以上的身体健康、学习英语的男生。其他院校的标准也并不多，以学校《招生章程》公布的信息为准。
【轮机工程】
如果说航海技术专业还能从名称上大概判断出专业是学什么的，那么轮机工程就往往会让初次接触的学生不知所以然，听起来仿佛很熟悉，但要说明白轮机工程是学什么的却只能摇摇头。
从学校的专业介绍中，轮机工程是培养具备机械原理和轮机系统等方面的知识，符合国际海员培训、发证和值班标准公约(sTCW78／95)和我国海船船员适任标准的要求，基本具备A类船舶二管轮任职资格，并能在海洋运输各事业单位从事轮机操纵、维修和船舶监修、监造工作的高级技术人才。更简单地讲，轮机工程培养的学生就是管理船舶所有机电设备和动力装置的技术人员。
该专业在大多开设院校中都设有不同的专业方向，如大连海事大学轮机工程分为轮机管理和船机修造两个方向，前者主要专业基础课和专业课有：工程流体力学、电路与电子技术、工程热力学及传热学、轮机工程材料、机械设计基础、轮机监控技术及应用、船舶电气设备及系统、船舶柴油机、船舶辅机、轮机自动化、轮机维护与修理、船舶动力装置技术管理等。后者课程的课程包括理论力学、材料力学、机械原理、机械设计、轮机工程材料、工程热力学与传热学、电路与电子技术、微机原理与应用、船舶柴油机、船舶辅机、轮机自动化、船机制造工艺、船机检修工艺、船舶检验、船舶动力装置设计、摩擦学、故障诊断技术等。重庆交通大学则设有轮机管理与船舶动力装置设计与制造两个方向，但两者的培养目标、主要课程和就业领域没有较大的差别。
轮机工程与航海技术是两个紧密联系的专业，因此一般开设了航海技术专业的院校，也开设有轮机工程专业。由于轮机工程专业毕业后所就业的领域与航海技术一样，因此在体检要求方面也与航海技术相似。
从该专业毕业后，找工作基本上是不用愁的，但工作强度比较大，一般靠离码头需要加班(及时对轮船的情况进行检查、维护和修整)，环球航行需要倒时差，如果遇到旧船，工作强度会更大。再者，机舱高温、高噪音。虽然有集控室，但平时保养仍需亲临一线。另外，航海还有其特殊性，譬如说，长期远洋不能经常和家人团聚。所以在选择时，考生要综合考虑自己的兴趣、特长和未来的就业领域再谨慎填报。
天空系――借我一双翱翔的翅膀
曾几何时，飞上蓝天是人们遥不可及的梦想，但随着科技的发展和航空运输的发展，坐飞机已经不再是一件奢侈的事。而载领人们翱翔蓝天的飞机操作员，就是飞行技术专业所培养的人才。
【飞行技术】
飞机技术简单地说就是培养飞行员的专业，也就是说培养会开飞机的人的专业。也许有许多人认为该专业只注意培养飞行技术，但事实上还会培养对飞机性能的了解。
飞行技术专业的学习由三大模块组成，其一是理论学习，主要包括陆空对话、民用机飞行原理、航空气象学、空中领航学、机组资源管理、航图、航行情报学、空中交通管制学等对飞机的了解，对飞行气象的了解和一些基础知识。在完成一到两年的理论学习后，就要上飞机进行飞行训练。飞行训练结束后，还要进行毕业设计才算整个学业的完成。一般来说，理论学习和毕业设计是在招生院校进行，飞行训练是由与招生院校联合培养的航空公司指定训练地点。
目前，想报考飞行技术专业，首先要在招生院校报名，再经过院校的体检、面试和背景调查，通过后才能填报志愿。同样，飞行技术专业毕业后的工作环境比较特殊，因此对考生的体检要求特别严格，如北京航空航天大学就要求身高170～187厘米，任何一眼裸眼远视力(C字表)不低于O.5，且没有做过视力矫正手术的才具有报考资格。
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