自動控制原理大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇自動控制原理范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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0.引言

對于電氣自動化專業，《自動控制原理》是一門重要的、綜合性很強的專業基礎課。該課程不僅要求有扎實的高等數學、工程數學、電路、電機與拖動等課程的基礎知識，而且還要有很強的計算能力。由于高職類學生對相關學科的基礎知識不扎實，對學科之間的交叉理解能力不夠強，所以出現了學生普遍認為自動控制原理學習起來很困難的現象。

自動控制原理課程本身的特點，使得很多學生，把它當做是一門枯燥乏味的課程。但是如果在課上摻雜一些生活哲理，結合課程內容講一些與人生發展有關的知識，不僅可以開闊學生的知識面，還可以調動學生的學習積極性，增進學生學習的興趣。

高職學生總是覺得課程難，不愛學，沒興趣，枯燥乏味，甚至上課打瞌睡，這是很多上課教師面臨的實際問題。然而，學生對于課上講人生發展的生活哲理，卻較感興趣。以下是作者在教學實踐中總結出來的可與課程內容聯系的生活哲理：

1.自動控制技術對一個國家發展的重要性及我國的現狀——愛國主義，為中華崛起而讀書

控制論與相對論、量子論被稱為20世紀的三大偉績。在工程和科學技術的發展過程中，自動控制技術起著十分重要的作用。應用自動控制理論和技術，能使人類以前認為做不到的事情成為現實。人造衛星、宇宙飛船、人類登上月球、導彈制導、人工智能、自動駕駛等高精尖技術都離不開自動控制技術。在各種工業部門，例如：石油、化工、冶金、機械、輕工、電子、汽車、通信、航空、航天、電力等部門，也都廣泛采用自動控制技術。隨著自動控制理論和實踐的不斷發展和完善，在經濟、管理、生物、社會學、生態等各種給工程領域，也廣泛用自動控制理論和技術。因此，自動控制技術已成為最有發展前途的科學技術之一，它的發展趨勢更是不可限量。可以毫不夸張地說，自動控制技術已經成為現代化社會不可或缺的組成部分。

從緒論的內容介紹自動控制原理的發展情況。在講到中國控制論的進展時，必然要提到我國著名的科學家錢學森同志以及他的著作《工程控制論》。榮膺過兩彈一星功勛獎章殊榮的錢學森，曾為中美兩國的導彈和航天計劃都作出過重大貢獻。36歲時錢學森便已成為麻省理工學院最年輕的終身教授，為了民族興旺，國家發展，他不畏困難，毅然回國。錢學森同志的偉大在于他心懷國家，為國家奮斗了終生。作為一代科學大師，錢學森同志對國家民族、對科學研究、對青年人才、對科學道德的摯愛，感動了全民族。他的崇高人格和科學精神就像一座燈塔，照亮后人前行的路。

我國最近這幾年的航空技術發展很快，這和我國的綜合國力提升是分不開的，當然還要有科技人員的努力和奮斗，但是，我們和世界前列的國家還有差距。我們要有信心，在將來，我們能趕上甚至超過他們，這還需要我國青年一代學子，付出艱辛的努力。

在自動控制原理的課程中會有很多像李雅普諾夫這樣的外國人名字的出現，希望通過我們中國幾代人的共同努力，中國人的名字也能出現都控制論的教科書中。

在講到目前各國的自動控制技術發展時，不免提到航空技術發展較先進的美國和俄羅斯，機器人技術發展較先進的日本。我國古代很早就有了指南車，地動儀，為什么近代卻落后了呢？

諸如這樣的愛國主義的例子和發人深省的問題，激發學生的愛國主義和思考，從而激發學生的學習興趣。每一位愛國的學生，能做到的最根本的就是好好學習，有了知識，才有能力為國家的發展而奮斗。

2.課程中的部分內容與生活哲理之間的聯系

科學文化與人文文化都來源于實踐，都來源于人腦，都來源于人腦對實踐的感知及對感知的加工。實踐、人腦、人腦所進行的加工，各自都是不可分割的，科學文化與人文文化是人腦加工的結果，也是不可分割的。

2.1穩準快三方面性能不可能全好，魚與熊掌不可兼得，學習與娛樂不可兼得

穩定性、準確性和快速性往往是相互制約的。在設計與調試過程中，若過分強調系統的穩定性，則可能造成系統響應遲緩和控制精度較低的后果；反正，若過分強調系統響應的快速性，則又會使系統的振蕩加劇，甚至引起不穩定。

在《論語·子路》中有“欲速則不達”的典故：子夏為莒父宰，問政。子曰：“無欲速，無見小利。欲速則不達，見小利則大事不成。”

如果，某系統的過于追求快速性了，那就很可能破壞了系統的穩定性。系統不穩定，從而可能導致整個系統奔潰。正是生活中欲速則不達的道理。

從另一個方面講，也就是每個系統不可能是十全十美的，不可能穩準快三性能都好。只能有所側重，兼顧其他。這道理在學生的日常生活中也是適用的。正如孟子《魚我所欲也》中提到“魚與熊掌不可兼得”。一個人是不可能是十全十美的，同樣一個學生也不可能十全十美。既要學習好，又要體育好，還要音樂好，還要美術好等等，怎么可能呢？只要重點抓住一個方面，兼顧其他，為之努力奮斗，那么這對于人生的發展就一定是有效的。

2.2 基本的反饋控制，生活哲理

反饋在自動控制原理中是非常重要的一個概念。一個系統的輸出以它的一部分或全部反過來用于控制這個系統的輸人，就稱為這個系統的“反饋”。如圖一。

圖一

在人的生活中反饋是處處可見的。在參考文獻[2]中講到，人的反思就是一種反饋。一個人對自己有個要求，這是輸入，自己的表現是輸出，人的大腦將表現與要求作個比較，即“反省”、“反思”，如果有差異，就要按照差異情況，發出信號，作用在人這個系統的有關器官上，改變其表現。如此反復，一直到表現符合要求為止。我國有一個極好的教育傳統，即將學習、思考、實踐這三者緊密結合起來。

有些教師在講課中，會把人的整個機體作為一個系統來考慮，這個系統中也是存在反饋的。例如：人生病感冒了，有的人抵抗力比較強，相當于抗干擾能力強，沒吃藥就好了。也就是人的機體這個系統檢測到有病毒入侵了，把這個信號反饋給了機體，機體免疫系統就會工作，把入侵病毒殺死，這樣人就恢復健康了。還有一種情況，有的人感覺到自己感冒了，就會去看醫生，吃藥，然后病好了。那么人通過醫生的檢查，開藥，反饋回來，人的機體就要吃藥，這就是反饋的一部分用于了系統的輸入。

再有就是教育是人生發展這個系統的輸入，實踐為輸出。這里的教育可以是家長的教育也可以是學校的教育等等，這些教育都是人生發展這個系統的輸入，人神的發展就是一個系統，當在實踐中遇到麻煩或困難時，就會反過來再去糾正那些教育，即反饋。如果一個人在社會上做了錯事，就會有法律來強制反饋，糾正他的輸入。

2.3系統的干擾和輸入不是絕對的

在自動控制原理中，干擾和輸入只是相對的，而并非絕對的。這在生活中也是常有的事。系統如果被擾動控制了，就容易變壞，人也是如此。例如：社會上的某系傳銷人員的宣傳，大部分人認為是干擾，但是卻總是有一小部分人會相信它，去從事傳銷。那么傳銷相當于干擾，某些人卻把它當做了輸入。當然，最后把這些當輸入的人，是把自己毀了。也就相當于受干擾的影響太多，以至于，把整個系統都毀了。

2.4 二階系統單位階躍響應，在ξ不同值（欠阻尼，臨界阻尼，過阻尼）時，三種不同的情況

二階系統的單位階躍響應，在ξ取不同值時，是不同的情況。當0

在講課時，為了增加課上的樂趣，也便于學生記憶，這三種情況像極了人生的三種階段，年輕時，往往冒冒失失，莽莽撞撞，中年一蹦穩扎穩打，老年一般就穩穩當當了。

2.5系統辨識與識人（有改動）

通俗的說，系統辨識是研究怎樣利用對未知系統的試驗數據或在線運行數據（輸入/輸出）建立描述系統的數學模型的科學。

它的實質就是透過現象看本質。也就是通過表面想象看實質現象。這和我們生活中的識別人是一樣的道理。有句俗語：交人交心，澆樹澆根。那么人在交往的過程中，也是要通過一個人的表現，來看到這個人的本質。例如：生活中有刀子嘴豆腐心的人，其實，這種人表現出來的是話語惡毒，但是本質是內心善良。

3.總結

《自動控制原理》一直是比較抽象、理論性強、容易讓學生進入數學迷霧的一門課程，往往學生一想到這門課程就是老師在課堂上的一味推倒公式，沒有什么興趣。通過愛國主義教育和生活哲理，與這門課程的關系，讓學生能更熱愛這門課程，更好的學習這門課程。

既可以擴大了學生的知識面，又豐富了學生的感性認識，還增加了課堂的活躍氣氛，使得自動控制原理課程不是那么的枯燥乏味，教師不是那樣呆板無趣。

通過本文作者的實踐教學，證明在課堂上講一些人生哲理，比較受學生歡迎。

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0 引言

高職院校的學生重在強化職業技能的培養，而《自動控制原理》這門課程中除了講解控制系統的工作原理外，控制系統的模型是一個非常重要的環節，對控制系統性能進行定量的計算和分析，離不開控制系統的數學模型，涉及到對微分方程數學模型的求解，用到Laplace變換及反變換，對系統響應超調量、上升時間、調節時間、峰值的求取，都要用到繁瑣的數學計算，對系統時域或者頻域穩定性的分析，繪制Naquist曲線和Bode圖以及系統的校正與設計，如果全靠手工計算數據，手工繪圖的話，費時費力，有時還得不到準確的數據和圖像。

MATLAB是Mathworks公司開發的一種集數值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的功能強大、操作簡單的優秀工程計算應用軟件。MATLAB不僅可以處理代數問題和數值分析問題，而且還具有強大的圖形處理及仿真模擬等功能。

1 MATLAB在控制系統建模中的應用

MATLAB是國際控制界目前使用最廣的工具軟件，幾乎所有的控制理論與應用分支中都有MATLAB工具箱。這里結合自動控制理論的基本內容，采用控制系統工具箱（Control Systems Toolbox）和仿真環境（Simulink），體會MATLAB的應用。

1.1 用MATLAB建立傳遞函數模型

1.1.1 反饋系統結構圖模型

圖1 反饋系統結構圖

設反饋系統結構圖如圖1所示。控制系統工具箱中提供了feedback（）函數，用來求取反饋連接下總的系統模型，該函數調用格式為：G=feedback（G1，G2，sign）。

1.1.2 Simulink建模方法

在一些實際應用中，如果系統的結構過于復雜，不適合用前面介紹的方法建模。在這種情況下，功能完善的Simulink程序可以用來建立新的數學模型。

典型二階系統的結構圖如圖2所示。用SIMULINK對系統進行仿真分析。

圖2 典型的二階系統結構圖

將畫出的所有模塊按圖2用鼠標連接起來，構成一個原系統的框圖描述如圖3所示。

圖3 二階系統的simulink實現

利用MATLAB命令plot（tout，yout），可將結果繪制出來，如圖4所示。比較圖4和圖5，可以發現這兩種輸出結果是完全一致的。

圖4 仿真結果示波器 圖5 MATLAB命令得出

顯示圖 的系統響應曲線

2 利用MATLAB進行時域分析

2.1 線性系統穩定性分析

系統的零極點模型可以直接被用來判斷系統的穩定性。另外，MATLAB語言中提供了有關多項式的操作函數，也可以用于系統的分析和計算。

2.1.1 直接求特征多項式的根

設p為特征多項式的系數向量，則MATLAB函數roots（）可以直接求出方程p=0在復數范圍內的解v，該函數的調用格式為：v=roots（p）

利用多項式求根函數roots（），可以很方便的求出系統的零點和極點，然后根據零極點分析系統穩定性和其它性能。

2.1.2 系統動態特性分析

已知傳遞函數為：

利用以下MATLAB命令可得階躍響應曲線如圖6所示。

圖6 MATLAB繪制的響應曲線

>>num=[0，0，25]；den=[1，4，25]；step（num，den） grid

title（1Unit-Step Response of G（s）=25/（s^2+4s+25

）1）

2.1.3 求階躍響應的性能指標

已知二階系統傳遞函數為：

利用下面的stepanalysis.m程序可得到階躍響應如圖 7及性能指標數據。

>> G=zpk（[ ]，[-1+3*i，-1-3*i ]，3）；

% 計算最大峰值時間和它對應的超調量。

C=dcgain（G） [y，t]=step（G）；plot（t，y） grid；[Y，k]=max（y）；timetopeak=t（k）

percentovershoot=100*（Y-C）/C% 計算上升時間。

n=1；

while y（n）

n=n+1；

end

risetime=t（n） % 計算穩態響應時間。

i=length（t）；

while（y（i）>0.98*C）&（y（i）

i=i-1；

end

setllingtime=t（i）

運行后的響應圖如圖6，命令窗口中顯示的結果為

C=0.3000 timetopeak=1.0491

percentovershoot=35.0914 risetime=0.6626

setllingtime=3.5337

圖7 二階系統階躍響應

2.1.4 利用MATLAB繪制系統根軌跡

控制系統工具箱中提供了rlocus（）函數，可以用來繪制給定系統的根軌跡。

已知系統的開環傳遞函數模型為：

利用MATLAB命令可容易地驗證出系統的根軌跡如圖8所示。

3 利用MATLAB進行頻域分析

3.1 用MATLAB作奈魁斯特圖

慮二階典型環節：

圖8 系統的根軌跡

利用下面的命令，可以得出系統的奈氏圖，如圖9所示。

>> num=[0，0，1]；den=[1，0.8，1]；nyquist（num，den）% 設置坐標顯示范圍

v=[-2，2，-2，2]；

axis（v）

grid

title（′Nyquist Plot of G（s）=1/（s^2+0.8s+1）′）

圖9 二階環節奈氏圖

3.2 用MATLAB作伯德圖圖

給定單位負反饋系統的開環傳遞函數為：

利用以下MATLAB程序，可以直接在屏幕上繪出伯德圖如圖10。

>> num=10*[1，1]；den=[1，7，0]；bode（num，den）grid

title（′Bode Diagram of G（s）=10*（s+1）/[s（s+7）] ′）

該程序繪圖時的頻率范圍是自動確定的，從0.01弧度/秒到30弧度/秒，且幅值取分貝值，ω軸取對數，圖形分成2個子圖，均是自動完成的。

圖10 自動產生頻率點畫出的伯德圖

4 利用MATLAB進行頻域法串聯校正

利用MATLAB可以方便的畫出Bode圖并求出幅值裕量和相角裕量。通過反復試探不同校正參數對應的不同性能指標，能夠設計出最佳的校正裝置。

給定系統如圖11 所示，試設計一個串聯校正裝置，使系統滿足幅值裕量大于10分貝，相位裕量≥45o。

為了滿足上述要求，我們試探地采用超前校正裝置Gc（s），使系統變為圖12的結構。

圖11 校正前系統

圖12 校正后系統

引入一個串聯超前校正裝置：

我們可以通過下面的MATLAB語句得出校正前后系統的Bode圖如圖13，校正前后系統的階躍響應圖如圖14。其中ω1、γ1、ts1分別為校正前系統的幅值穿越頻率、相角裕量、調節時間，ω2、γ2、ts2分別為校正后系統的幅值穿越頻率、相角裕量、調節時間。

>> G1=tf（100，[0.04，1，0]）； % 校正前模型

G2=tf（100*[0.025，1]，conv（[0.04，1，0]，[0.01，1]）） % 校正后模型

% 畫伯德圖，校正前用實線，校正后用短劃線。

bode（G1） hold bode（G2， ′――′）%畫時域響應圖，校正前用實線，校正后用短劃線。

Figure G1_c=feedback（G1，1） G2_c=feedback（G2，1） step（G1_c） hold step（G2_c， ′――′）

圖13 校正前后系統的Bode圖

圖14 校正前后系統的階躍響應圖

可以看出，在這樣的控制器下，校正后系統的相位裕量由28o增加到48o，調節時間由0.28s減少到0.08s。系統的性能有了明顯的提高，滿足了設計要求。

5 結論

通過MATLAB在建模、時域分析、頻域分析、系統校正中的應用可以看到，MATLAB工具箱在自動控制原理課中的應用無處不在，MATLAB不僅可以處理代數問題和數值分析問題，而且還具有強大的圖形處理及仿真模擬等功能，從而很好地幫助老師和學生解決《自動控制原理》這門課中實際的數據計算、圖形繪制、性能指標求取以及系統校正與設計等技術問題。

參考文獻：

[1]黃中霖.控制系統MATLAB計算及仿真[M].北京：國防工業出版社，2001.

[2]王正林，王勝開，陳國順.Matlab/Simulink與控制系統仿真[M].北京：電子工業出版社，2005.

[3]尹瑞竹.Matlab軟件在自動控制原理教學中的應用[J].學術論壇，2007.

[4]劉衛國，陳昭平，張穎.MATLAB程序設計與應用[M].北京：高等教育出版社，2002.

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中圖分類號：TP13文獻標識碼：A

1 引言

“自動控制原理”是研究自動控制共性規律的技術科學。控制理論與其它任何學科一樣，源于社會實踐和科學實踐。隨著社會生產和科學技術的迅猛發展，自動控制已形成了完整的理論體系，主要包括經典控制理論、現代控制理論，以及自20世紀80年代逐漸形成的大系統理論和智能控制理論。“自動控制原理”是自動化類專業一門很重要理論基礎和技術課程。該課程的特點是：內容豐富、理論性強、涉及知識面廣、信息量大、而且比較抽象，是具有一定深度和學習難度的課程。本文主要討論如何在這門課程的教學過程中把抽象的理論具象化，如何提高大家的興趣，如何把這門課程與整個專業體系結合起來。

2 上好《自動控制原理》第一課

對于這門難度很高的課程，第一課一定要給予學生充分的感性認識，為基本概念的掌握打下好的基礎。只有掌握了基本的概念，學生才有進一步自我深化的可能。而同時感性認識的獲得的方法莫過于實際的例子。筆者為此設計了一些例子來進行教學，獲得了較好的效果。現舉出常用的一個例子與大家共同探討。

如圖所示，這是一個水位自動控制系統。

首先需讓同學們明白這個系統的控制過程。在教學實踐中發現，由于比較貼近生活，同學們對于這個系統的自動運行原理基本都能自發自然的理解，不需太多的引導。但當教師要同學們對他自己的理解進行表述時卻都不能準確完整的表達。因此在教學過程中要引導大家如何進行準確完整的表述。一般有以下這樣幾點需要表述出來。

（1）系統的控制目標是什么？被控制量是什么？被控對象是哪個？擾動量有哪些？（被控對象和被控量不要混淆，要讓同學們分清楚，同時還要讓大家明白系統的概念）

（2）什么元件實現對被控對象的驅動？這個元件就是執行元件。

（3）哪個元件實現對被控量的測量？它就是檢測元件。它的信號是如何反饋的？

（4）輸入量由哪個元件給定？反饋量如何與給定量進行比較？（一般要進行反饋量大于給定量和小于給定量的兩方面分析，在講解的時候要重點突出負反饋在自動控制系統中作用和地位）

（5）系統還有哪些元件給定？它們在系統中起什么作用？

通過這樣的引導，同學們基本能完整準確的表述。反復進行這樣的訓練，同學們從中可以得到這些學習效果：基礎概念不斷豐富深入認識理解，系統的縝密的思維不斷建立完善，語言表達能力得到提高。而且在分析的過程中，同學還能感覺到自動化原來并不是那么神秘，是可以學會，可以掌握的，從而提高大家學習興趣。

當然在實際教學中，不能僅舉上述一個例子，還需很多例子，如直流調速系統、位置隨動系統、過程控制系統（一般書上溫度控制最常見到）等等。例子越多，同學們感性認識越豐富，基礎概念理解越深入準確。當然這個學習的過程中，還應該適當的留下空白，讓同學們解答，或者讓同學們寫出一些簡單控制系統的分析，作為大作業評講。

我們在分析自控過程時，要讓同學們領會到自動化專業課程體系的結構，知道每門課程的基本作用和地位。從而通過這門課程讓大家可以初步建立起本專業的知識框架，至于具體內容，當然需要每門課程的具體教學去完成了。

3 對“自動控制原理”課，從實際控制系統入手進行教學，強調工程和物理概念

“自動控制原理”是一門理論性較強的課程，涉及知識面廣，信息量大，所涉及的數學基礎較為廣泛，從微積分，復變函數，離散數學到矩陣理論。學生覺得難學，教師覺得難教。如果在教學過程中只注重一般的數學論證，缺乏工程和物理概念的闡述，學生學后不知用在哪里，如何運用。學生在課堂上忙于做筆記，課后忙于根據公式作大量的習題，考完試后，公式忘掉了，腦子里一片空白。這樣的學習效果為后續專業課程的學習、畢業設計以及就業工作等帶來許多問題。

任課教師必須有一個明確的認識，那就是設置本課程的教學目的并不在于使學生僅僅多學一些知識，而是通過該課程的學習，在學生頭腦中形成一種穩固的思想，并使他們自己學會找出與本專業的實踐結合點，培養一種對知識應用和創造的能力。在教學過程中一定要重點講述基本概念、基本原理和基本方法。

通過典型示例，引出控制、自動控制，反饋等基本概念。例如，通過人騎自行車這樣一個最簡單的例子，引出控制系統的基本構成，通過人的控制將不穩定的被控對象通過反饋控制變成穩定，并且可實現跟蹤控制，進而引出機器人控制這個熱點的控制問題。根據換熱器的溫度控制，讓同學們明確閉環控制的首要目的是為了克服不確定性因素，如對象本身的不確定性以及不確定性的干擾等。在關于穩定性的教學中，還要明確反饋可能會引起系統的不穩定，保持系統的穩定性是控制系統設計首先必須滿足的基本要求。通過系統傳遞函數分析的關于系統的穩定性是有界輸入/有界輸出（BI/BO）穩定性，因傳遞函數本身就是關于系統的輸入輸出描述。通過這些典型示例，使學生們對學習本課程的任務有一個感性認識，明確自動控原理課程的主要內容就是采用時域、根軌跡、頻域等各種方法分析控制系統的性能，并根據要求的系統性能指標，進行控制系統的設計校正。在掌握了這些基本概念后，學生的學習就有了明確的目的性。為了定量分析自動控制系統的性能，需用數學模型描述實際的物理系統，引出傳遞函數的概念。傳遞函數是控制理論中很重要的一個概念，不僅要讓學生掌握它是在零初始條件下輸入輸出變量的拉氏變換之比，更要明確它表示的是輸入輸出的變化量之比。還可把它引伸為一個算子，實現從輸入到輸出的一個變換。同時還要明確傳遞函數只能描述元件或系統輸入輸出特性，即端部特性，而不能描述其內部狀態。通過傳遞函數的引入，可建立控制系統的方框圖。整個經典控制理論都是以傳遞函數為核心，圍繞著系統方框圖進行分析和設計。通過強化物理概念，使學生們看到的不僅是一個個方框圖、傳遞函數，更要看到方框圖背后所代表的物理系統，這樣在進行分析和設計時就有了明確的物理概念。

在知識的傳授中，注重控制思想和工程背景。本課程的設置目的不僅是對這門學科知識的掌握，更重要的是在各行業中的具體工程應用。因此在教學的全部過程中必須注重課程在工程的具體情況，并將工程的分析、設計實現方法滲入課程的教學中，如PID參數的整定及工程整定等。還應向學生介紹控制理論的前沿和熱點，并結合教師的科研介紹在工程中的應用，以此使學生學會尋找各行業與控制理論的結合點，并去開創新的結合點，從而培養學生應用知識的能力和創新的能力。

4 注重“自動控制原理”與“信號與系統”有機結合，拓寬學生的知識面

自動化專業開設的“自動控制原理”和“信號與系統”兩門課，都是作為專業基礎課開設，兩門課程在內容上存在一定的重復。將兩門課的內容有機的結合在一起，做到一加一等于二，甚至大于二。“信號與系統”和“自動控制原理”是不同性質的專業基礎課，雖然在內容上存在重復，但在思想體系及出發點上不同。 “信號與系統”偏重于弱信號的處理與傳輸，為通信系統的學習做準備。而“自動控制原理”則側重系統的應用。因此在“自動控制原理”的教學過程中，注重對基本概念、基本理論和基本方法的闡述，使學生等到一定的工程應用概念。在選用例子時，盡量選用實際控制系統的例子，這樣能夠使學生在很少的時間內理解一般系統的控制規律，掌握控制系統的有關概念。而在講述數學模型中的信號流圖，采樣系統中的z變換和差分方程的求解等內容時，由于這部分內容與“信號與系統”中的部分內容相重復，就可簡單講解。在“自動控制原理”中不重點講述的脈沖響應函數和卷積的概念，而在“信號與系統”中作為重點進行闡述，這樣可以拓寬學生的知識面，為第三學年學生選專業奠定了基礎。

在自動化專業，同時開設“自動控制原理”和“信號與系統”兩門課的時間還不長，在教學過程中會暴露出許多問題，如何在教學內容上統籌安排，使學生在有限的學時內獲得更多的知識，仍需在今后的教學實踐中不斷探討。

參考文獻

[1]羅冀， 程桂芬等. 控制工程與信號處理[M]. 北京： 化學工業出版社，2004.

[2]鄢景華. 自動控制理論[M]. 哈爾濱： 哈爾濱工業大學出版社，2000.

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學生管理工作的好壞和成敗，是衡量學校整個教育質量和管理水平的重要標志。現代意義上的學生管理工作是一項復雜的社會系統工程。作為管理對象--學生并不是被動地接受管理，他們具有主觀能動性，也就存在著學生的自我管理形式。學生自我管理的基本形式是班級管理[1]。如何做好班級管理已成為高校輔導員研究和探討的問題。本文將控制理論應用到班級管理中去。

一、控制理論在管理中的應用

隨著科學技術的發展進步，自動控制技術起著極為重要的作用，大到衛星、宇宙飛船上天，小到化工、熱電等行業的自動化生產，都離不開自動控制理論的應用。自動控制具有反應速度快、控制準確、控制效果平穩等優點，將過程控制原理應用到班級管理中，將班級作為一個被控系統，應用控制的理論知識使班級管理趨于平穩，提高學生思想政治素質和科學文化水平。自動控制系統通常包括控制裝置，執行裝置，受控裝置和反饋裝置（或檢測監控裝置）等幾個部分。如圖1：

從上圖可以看出，自動控制系統是一個閉合環路即控制裝置與受控裝置之間存在著雙向的信息聯系，往返進行信息傳遞。其中控制部分是核心，由它發出的信息或指令到達受控部分，以改變受控部分的狀態，或產生某種活動。受控部分不斷將反映輸出變量變化情況的反饋信息送回控制部分，不斷糾正和調整控制部分對受控部分的影響，以達到精確調節這部分，反饋回路與初始設定目標比較，則控制器就知道被控對象是否在穩定狀態內。

控制從始至終存在于管理的整個過程中。監督、檢查工作是否按既定的計劃、標準和方法進行，發生偏差，分析原因，進行糾正，以保證組織目標實現。一是控制目的是保證組織中的各項活動按既定的計劃或標準進行，控制具有很強的目的性，控制與計劃密不可分；二是控制是通過“監督”和“糾偏”來實現的，這就要求控制系統具有良好的信息檢測系統，一方面可以預警，一方面可以發現“偏差”產生原因；三是控制是一個過程，控制與計劃的關系相當緊密，計劃為控制提供依據，控制是計劃實現的保證。

二、班級管理中的單閉環控制

單閉環控制模式，即管理預期目標制定后，由控制器發出，通過執行器，最終完成任務目標。在任務完成的過程中有自我管理過程控制，有信息反饋回路，可以讓執行器及時采取必要措施來保證既定目標的實現。

1.班級管理的控制目標

微觀角度的班級管理目標包含了宿舍管理、班委會管理、學生學期成績目標管理、課堂管理等等。目標確定時，要定量與定性相結合，既要保證管理的易實施性，也要保證管理的易考核性。

2.班級所有成員都是班級管理的執行機構

閉環控制中，班級所有成員都是班級管理的執行機構。學生自己管理自己則是一種很有效的管理方式。輔導員不可能一直與學生在一起，也不可能時刻了解到所有學生的想法。一味的采取以往的“命令式”的管理，并不能達到最終的控制效果。通常一個輔導員都會帶好幾個班級，所有的班級成立一個班級委員會，委員會的成員要是各個班級推選出來的管理者，然后委員會的成員再選出委員會的主席。一個系統就這樣產生了，如圖2。管理者即是被管理者，被管理者也是管理者。班級自治系統中，關鍵的是放權班委，如果班委不敢手放開去做事情，同學中有問題不敢向輔導員反應，或者是對于班級不正之風隱瞞不報。讓班級這個執行機構能很好的運作還有一個重要的前提，班級同學的集體榮譽感，可以使班級形成一種無形的向心力，即班級凝聚力。班級中一旦形成了班級凝聚力，學生的自治性也會隨之提高，也會推進班級自治管理，提高其穩定性。

3.班級成員的自我發現是班級的重要監測系統

當檢測反饋系統發現了班級中存在的問題，控制器就開始工作了。偏差控制是下一步工作的保證，他將逐漸減小與設定狀態的偏差，通過執行器去調節，使班級系統趨于穩定。但是作為班級一個復雜的系統“偏差=班級管理理想狀態（設定值）-班級管理中實際情況”。既要對照設定的標準，又要對照分析出來的原因，具體理出措施辦法。分析原因時，注意產生偏差的根本點何在，是根子上的問題還是細枝末節的問題，若是根本點上的偏差，特別是影響面大的偏差一定要追到底。若是細枝末節的偏差找到主要原因更正即可。

4.完善的校、班規章制度是班級管理的重要依據

校、班等規章制度是班級管理的一個有力的舵手，即班級管理的控制器。俗話說“沒有規矩，不成方圓”。所以說完整的規章制度是班級自治的前提。規章制度要廣泛征求學生的意見和建議，不斷改進和完善。按照一個不完整的制度來管理，盲目將權力放于學生，只會使輔導員的工作陷于被動，最終將導致班級系統失控。

三、班級管理的雙閉環控制

自我管理的單閉環控制不是弱化、甚至忽視輔導員的管理作用，而是要求輔導員能正確把握班級發展趨勢，避免自我管理隨意化、無序化，以致陷入自我管理的誤區。因此輔導員要嚴格要求自己，勤觀察、勤督促、勤指導，使班級沿著正確軌道順利發展。下面簡單介紹班級管理中的雙閉環控制。

1.雙閉環控制的控制目標

宏觀的角度的班級管理目標，即要保證一個班級團結性、組織性、紀律性、凝聚力強。

2.發揮班委、黨員、老師在信息反饋中的優越性

班級管理中班委、黨員、任課老師是輔導員工作的得力助手，班級少了這些“眼睛”則輔導員遇事則像甕中之鱉，盲人指路了，就像控制器沒有了檢測反饋系統。

（1）優化干部隊伍，成為輔導員的得力助手。

“政治路線確定之后，干部就是決定的因素”對于大學班級同樣適用。任何一個班級建設方法，總是依靠班級的干部傳達、貫徹、組織實施，依靠骨干隊伍宣傳帶動、以身示范。班級出現不穩定因素，例如，同學中有出現感情問題，出現宿舍關系不融洽，經常曠課、曠操，經常去網吧或者夜不歸宿的。班干部要有比普通學生更敏銳的洞察力，將信息及時反饋給輔導員。

（2）培養黨員同志，成為學生中的標兵。

大學生黨員有著不同于普通學生的身份，奉獻意識，服務觀念以及大局觀較強。黨員在大學生中少數的一部分，但是黨員的影響力在宿舍文化，班級學風中都有體現。黨員在日常工作中與班委有相近之處，班級的某些同學沒有堅定的政治立場，在生活作風上松松垮垮，社團工作中權利、利益無法權衡時，黨員同志要走在一線幫助解決思想上的問題，或者第一時間將所知道的信息反饋給班委會甚至輔導員。

（3）主動聯系任課教師，調動教師在班級管理中的積極性。

大學教師在學校中并不僅僅是“傳道授業”，其實任課教師在班級管理的作用上比其他途徑、方法更為直接、更有效果。教學活動是學校最頻繁的最重要的工作。因而，學生有很多問題都是從教學活動中體現出來。如學習目的、學習態度、專業思想、畢業就業等問題，解決了這些問題，學生就不會因為大學沒有目標而困擾。在年長的，資歷老的教師面前，學生往往更容易流露出真實想法。教師更容易發現問題所在，在教學中加以適當的引導，或是及時將信息及時反饋給輔導員。

3.輔導員是班級管理中有力的舵手

運用雙閉環控制一定要明確輔導員在班級管理中的作用，輔導員就像一雙無形的大手，如同世界經濟的宏觀調控一樣，是班級管理的調控者、領導者、策劃者。針對班委、黨員、老師反饋的問題，從多方面去了解情況，結合學生的個人信息，家庭信息，最近的生活工作狀態去分析。對于班級整體出現的問題在年級大會，專業大會上可以直接指出。輔導員要大膽地使用班級干部，充分發揮他們的主動性、積極性和創造性；在放手使用的同時，也要注意提高其各方面素質和能力。在實際工作中，既要對學生干部進行傳、幫、帶，幫助學生干部總結經驗教訓，使他們能夠在班級管理中起到承上啟下的作用。

四、閉環控制系統對班級管理系統的初步評價

工程上從穩定性、準確性、快速性三個方面來評價系統的總體性能，運用到班級管理系統上，則從這三個方面來衡量班級管理的性能。

1.穩定性

當班級管理系統發生變化時候，即其環境或者系統內部發生變化對系統產生擾動時候，班級中出現不穩定現象，但是經過控制器一段時間的調節之后，按照既定的方向發展下去，則系統就認為是穩態的。

2.準確性

準確性對于班級管理系統來說，是要求系統能夠穩定在班級管理中各項指標上。例如班級的團結性，凝聚力，從組織活動的過程中，班級同學的參與度就可以看出來，如果班級同學的積極性很高，則可以肯定此系統的準確性很高，控制很成功。

3.快速性

快速性對于班級管理系統而言，可以理解為一旦班級出現情況，這里指的是班級中的學生經常曠課，出現心理問題，考試成績大幅度下降等。閉環控制系統能及時反饋給控制系統，由控制系統發出指令，由執行器執行命令。用調節處理時間，超調時間，發生頻率等來表示班級管理系統響應速度的快慢，“調節時間”可以客觀地表示某個突發事件，或者班級上某個學生出現問題到該問題成功解決的快速反應能力，時間越短，系統則更能滿足班級管理的需要，在班級管理中更能發揮作用。

班級管理中應用自動控制，決定性的是選出好的班委，制定好的班級制度，學校任課老師積極配合輔導員的工作。這在學生入學時候就要做好基礎工作，引導學生正確的大學觀念，走大學之道，成大學之才。

參考文獻：

[1]孫綿濤.教育管理原理[M].廣州：廣東高等教育出版社，1999.

篇（5）

摘 要：人類社會的發展離不開自動控制的發展，二者有著密切的聯系。迄今為止，自動控制科學不僅對整個科學技術作出了非常重要的貢獻，也為人類社會帶來很多效益。本文簡要介紹了自動控制的原理，并對自動控制在人們生活中的幾點應用做了分析。

關鍵詞 ：自動控制；原理；應用

1 概述

人類社會的發展離不開自動控制的發展，二者有著密切的聯系。研究自動控制技術對于人類來說從危險、復雜與煩瑣的勞動環境中解放出來十分有利，而且還可以大大的提高勞動效率。迄今為止，自動控制科學不僅對整個科學技術作出了非常重要的貢獻，也為人類社會帶來很多效益。但是隨著現代科學技術的不斷發展，人們又對自動控制與系統工程提出了更多更新更高的要求。自動控制理論與系統工程正面臨新的發展機遇與嚴峻挑戰。[1]

2 自動控制的原理

在現代科學技術的領域中，自動控制技術已經起到越來越重要的作用。所謂的自動控制，就是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置或控制器，使設備、機器或生產過程（統稱被控對象）的某個參數或工作狀態（即被控制量）自動地按照預定的規律運行。

自動控制理論是一門研究自動控制共同規律的科學技術。自動控制發展初級階段，主要用于工業控制，采用自動調節原理，以反饋理論為基礎，“二戰”期間為了設計和制造火炮定位系統、雷達跟蹤系統、飛機及船用自動駕駛儀以及其他軍用設備，也更加促進了自動控制理論的完善與發展。到戰后，逐漸形成了完整的自動控制理論體系，則是以傳遞函數為基礎的經典控制理論，主要的研究對象是線形定常數系統，單輸入-單輸出的分析和設計。[2]

3 自動控制的應用

3.1自動控制在污水處理中的應用

現在，自動控制理論與技術有兩個發展方向，一是將不同的方法結合在一起，各自發揮優勢，進而相互取長補短，形成新的控制系統，得到單一方法不能達到的效果；二是對理論或方法本身進行深入研究。控制理論在污水處理領域的應用主要以第一個方向為主。因為經典控制以及現代控制的理論研究都非常成熟，現在用在污水處理領域中的多是各種智能控制的混合算法。[3]

3.2 自動控制理論在光伏逆變電源中的應用

自動控制理論在光伏逆變電源中應用，主要包含對控制方法以及模糊控制理論的研究等。首先是模糊控制理論在光伏逆變電源中的應用，把模糊控制理論應用到光伏逆變電源并網中，可以將誤差電流與參考電流作為系統的參考控制量，可以采用盡可能少的模糊控制的參數，能夠在一定程度上降低模糊判斷的時間，從而達到了一個比較好的控制效果。其次是模數控制理論的運用。所謂模數控制理論就是提高將模擬電路和數字電路混合起來，進而實現對逆變電壓的同步與跟蹤進行控制。再次是控制方式的探究。在現代的控制方式里，大規模的集成技術得到了快速的發展，使得小規模的元器件逐漸被專用芯片以及智能芯片代替。最后是復合控制理論在光伏逆變電源中的應用。復合控制的理論是基于內模原理的控制策略，其所采用的方法就是將動力學的模型放到逆變電源的控制器當中，從而形成一種反饋精度非常高的逆變電源。[4]

3.3 在煤炭發電中自動控制技術的應用

3.3.1 對于發電設備與裝置的控制與保護

以往的煤炭發電企業采用的發電的保護設備與裝置具有比較單一的功能，同時采用了比較過時的監控方法，難以很好的保護生產過程中發生的超限報警以及連鎖跳機等故障，而自動控制技術的應用，對于煤炭發電的裝置與設備進行了非常好的保護。

3.3.2 對于單元爐機組進行合理的整合與統一

隨著科技的不斷發展，煤炭發電站也開始采用先進的自動控制新技術，使得煤炭發電達到了由機-電控制一體化向機-爐-電一體化的合理統一以及整合，高新的單元爐機組運轉方式的采用，完全呈現出發電機組的整體實力，同時很好地體現出其優勢，有效地簡化整個監控系統，并發揮出其獨特功能，使日常檢測監控的程序變得更為簡便，節省相關的資金投入。[5]

3.4 糧油加工中單路閉環反饋系統的運用

為了使糧油的生產加工中實現準確性以及連續性，在其比較關鍵的地方采用以PID 智能控制器為關鍵內容的自動控制系統，而且應用越來越廣泛。其工作原理是PID 智能控制器與電子變頻設備、溫度、物位等變送器、電氣定位閥門等組成閉環負反饋來控制壓力、物位、液面、溫度等工藝。[6]

3.5 自動控制系統在小農戶滴灌中的應用

本系統是在棉花滴灌管理建設的基礎上，所研發的適用于小農戶使用的滴灌自動控制系統。此系統的適用面積為12～50hm2，并且不用通過培訓就能了解并應用。此系統主要是對施肥設備、水泵以及滴灌系統電磁閥的開關進行控制來實現自動灌溉。[7]

4 總結

自動控制在社會生活中的應用無處不在，本文只就其中的幾方面做了介紹。雖然自動控制面臨的問題和挑戰非常嚴峻，但是其發展機遇還是很良好的。首先，要加快結合控制硬件、軟件以及智能，逐步實現智能化；其次，要逐步達到自動控制與計算機科學、信息科學、人工智能與系統科學的結合，為自動控制提供新思想、新技術與新方法，推動智能控制的不斷發展。

參考文獻：

[1]吳曉帆,蔡自興.自動控制的發展與未來[J].石油化工自動化,1999(5):6-7.

[2]胡壽松.自動控制原理（第四版）[M].科技出版社,2001.

[3]汪家權,陳立愛,侯紅勛,等.自動控制在污水處理中的應用[J].工業用水與廢水,2012(6):1-6.

[4]周多多.自動控制技術在光伏逆變電源中的應用[J].科技資訊,2012(29).

[5]連晗,史增芳.煤炭發電中自動控制技術的應用與探討[J].煤炭技術,2014（33）：172-174.

[6]馬繼征,王雨,張志強,等.自動控制在糧油加工領域中的應用簡介[J].糧油加工,2007(1):71-73.

篇（6）

關鍵詞：測控技術與儀器 自動控制原理 MATLAB/SIMULINK 計算機仿真

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（a）-0119-02

1 自動控制原理的實驗教學

自動控制原理這門課理論性強，比較抽象，學生學習有一定的難度，因此實驗環節教學效果的好壞對學生牢固掌握課堂理論知識、提高教學效果起著非常重要的作用。在目前普遍課時壓縮，教學要求提高的前提下，實驗教學要解決以下幾個方面的問題：如何加深學生對課程中基本概念基本理論的理解；如何提高學生理論聯系實際的能力；如何培養學生實踐動手能力、分析解決控制過程中實際問題的能力；如何在實驗教學中融入新的科技發展成果，培養利用現代化的實驗和仿真手段快速檢驗和實現新的控制理論和算法的能力。

2 自動控制原理的計算機仿真實驗體系

采用MATLAB/SIMULINK軟件進行仿真，可以避免對專用實驗場地的依賴，可以進行各種控制試驗，完成實驗效果，達到實驗目的。自動控制原理的教學內容比較豐富，包括經典控制理論、現代控制理論，既涉及線性時不變系統，又涉及非線性系統，既涉及連續系統，又涉及離散系統。仿真實驗采用兩種模式，一種是運用MATLAB語言進行編程，完成相應的控制系統的構建和性能分析，一種是采用MATLAB中集成的仿真環境SIMULINK進行模塊化設計。該文僅以少學時的自動控制原理中講到的經典控制理論中的線性時不變連續系統為例加以說明。仿真實驗內容主要包括：控制系統建模；各類模型之間的轉化；復雜控制系統的化簡；典型輸入信號分析；典型環節的響應分析；二階系統的性能指標分析；采用多種方法進行系統穩定性分析；線性系統的根軌跡分析；控制系統的頻域特性及頻域性能指標分析；系統校正效果分析等。

下面以典型二階系統的階躍響應為例，介紹一下MATLAB腳本語言編程與SIMULINK模塊仿真。該實驗的目的是通過改變系統動態模型的參數，研究二階系統的重要參數阻尼比對系統動態響應的影響。二階系統的傳遞函數為：，比較當=10，=0，0.25，0.5，0.7，1.2時系統的響應特性。

采用MATLAB語言編寫的腳本文件：

Wn=10；

Kosi=[0，0.25，0.5，0.7，1.2]；

Num=Wn^2；

figure（1）

hold on

for i=1：5

Den=[1，2*Kosi（i）*Wn，Wn^2]；

t=[0：0.01：4]；

Step（Num，Den，t）

end

hold off

title（'Step Response'）

響應曲線如下：

從圖中可以清楚地看到二階系統的響應規律，當一定時，隨著的增加，振蕩減弱，超調減少，調節時間減小。

同樣，可以采用SIMULINK建立二階系統的控制模型，通過雙擊示波器Scope，可以看到SIMULINK的仿真曲線。

通過仿真實驗可以體會到，二者均可以有效地進行控制系統的仿真，可以有效地達到實驗目的。采用SIMULINK構建系統模型更加方便快捷，而采用MATLAB腳本語言則更能鍛煉同學的邏輯思維能力。

3 結語

通過仿真實驗，不僅能幫助同學們深入熟悉和掌握自動控制原理的基本知識，而且能鍛煉同學們的邏輯思維和編程能力，為其以后在測控系統設計和計算機控制算法的實現方面打下堅實基礎，對自動控制原理的教學起到畫龍點睛的作用。

篇（7）

作者簡介：范為福（1955-），女，天津人，中原工學院電子信息學院，教授；王雙紅（1978-），女，河南長垣人，中原工學院電子信息學院，講師。（河南鄭州450007）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）06-0088-01

“自動控制原理”課程是電類、控制類、機械類等專業必修的技術（專業）基礎課程，是本科生學習后續專業課程和研究生課程的重要理論基礎，在整個課程體系中有承上啟下的作用，同時也是通向自動控制這一高科技殿堂的第一個臺階。該課程的主要任務是通過對控制理論知識的學習，使學生樹立“系統”的概念和全局的觀點，培養學生對控制系統的設計能力、工程實踐能力和創新意識。隨著科學技術的迅猛發展和信息時代的到來，自動控制理論的內容越來越豐富、信息量大、更新發展很快，在這種形勢下，教學內容應及時地吸收自動控制領域的新成果、新技術，摒棄陳舊內容，“自動控制原理”課程的教學改革勢在必行。

一、從控制理論的核心體系出發，精選授課內容的主線

“自動控制原理”是一門理論性、實踐性和綜合性都比較強的課程，其內容豐富、概念抽象、理論性強、涉及知識面廣、信息量大，是具有一定深度和學習難度的課程，內容多、學時少的矛盾非常突出，學生普遍感到有一定的難度。如何在有限的課時內讓學生熟練掌握控制理論的基礎原理，精選教學內容，提高教學質量，加強學生的能力培養，成為本課程改革的關鍵。教學改革思路是從控制理論的核心體系出發，以系統建模系統分析綜合設計作為課程主線，突出控制系統分析與設計的共性規律和基本方法，強調工程背景，注重理論聯系實際，突出分析與解決能力的培養。

為了解決“自動控制原理”課程內容多、學時少的矛盾，必須精選教學內容。所謂精選教學內容，就是以“自動控制原理”課程教學大綱為依托，根據各專業的實際需要，精選出教學大綱中的重點內容。在課程中，突出重點和難點，將基本概念、基本原理和基本方法講深講透，使教學內容有深度。控制系統分析與設計的主要內容和重點是研究系統的特性，即穩定性、動態特性、穩態特性。穩定性、快速性、準確性是對控制系統的基本要求，也是系統性能的重要指標。“穩、快、準”貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻域分析方法的始終，也是系統綜合設計要滿足的性能要求。在課程的學習中，要抓住穩、準、快這條線，建立各種系統分析與設計方法之間的聯系，可以使學生統觀全局，把握研究方向。另外，隨著新技術新方法的不斷涌現，已很少應用或不再使用的傳統的經典控制理論的一些方法則要完全刪除。對于教學大綱中規定的了解內容和一般性了解內容，則略講，或作為學生的自學內容，讓學生課余自學，這樣，不但培養了學生自學能力和獨立思考解決問題的能力，而且還節省了課內的學時。例如目前廣泛使用的MATLAB軟件，由于它的控制工具箱（control toolbox）與集成圖形界面環境SIMULINK為控制系統的計算與仿真提供了一個強有力的工具，因此可以改變在以往的教學過程中占用了大量的課時介紹如何繪制系統的根軌跡、頻率特性等曲線的現象，現在只需要在講清楚繪制這些曲線原理的基礎上，讓學生掌握簡單的系統根軌跡、頻率特性等曲線繪制，對于復雜的情況，可以讓學生使用MATLAB軟件提供的相應函數命令實現這些曲線的繪制，這樣一來課程的重點就可以放在如何應用根軌跡法和頻域分析法進行工程分析與設計上。

二、改進教學方法，提高課堂教學效率

目前，學生獲取知識的能力較過去相比有明顯的提高，特別是在信息處理能力、人際交往溝通能力和對社會的適應能力提高等諸方面較為顯著。尚顯不足的是，自學能力不強，應用知識的能力相對較弱，因此，如何提高課堂教學和實驗教學效果，激發學生學習知識的興趣和熱情，提高學生用所學過的知識去分析問題、解決問題的能力，要求我們要去大膽實踐和逐步完善。

課堂教學是理論教學的主體，直接關系到教學質量的高低。以基本概念、基本方法為主線，由淺入深地引出要點；因材施教，根據不同層次的學生適當調整講課內容和深度；采用雙語教學；將控制理論的最新研究成果和動態介紹給學生等等，都是我們在課堂教學中一直堅持的。為提高教學效果和水平，在課程內容設計上做了大量工作。課程組成員對各章的基本內容都進行了深入剖析，找出其關鍵內容、重點和難點。課后要求學生閱讀參考書和做一些概念性強的習題，這樣可以使學生鞏固對課堂上所學知識的理解和掌握，激發學習興趣，引導自主學習，同時對學生也有一定的約束力和督促作用。而教師則可通過課堂練習和課后作業的信息反饋，了解學生對已學內容的理解和掌握情況，并依此及時糾正學生在基本概念和方法理解上的偏差，調整課堂教學的進度。另外，我們開發了“自動控制原理”課程的網絡課堂，充分利用校園網絡和網絡教學多媒體課件進行網上輔助教學。在網絡中，學生可以利用網絡的交互性、檢索性等特點來選擇自己需要的內容進行獨立學習。基于此，我們將教學大綱、教案、習題等教學內容制成網絡版，從而建立一套自主的、有選擇的學習機制，讓學生在課余時間，在網上進行學習，激發其學習的主動性、創造性。

三、改革實驗教學內容，培養學生實際動手能力

“自動控制原理”課程理論性強，不易理解，加強本課程的實驗環節有助于加深對理論知識的理解，使學生在學習控制理論知識的前提下，建立和掌握控制系統建模、系統分析、系統設計等基本理論和方法。通過實驗環節，既要幫助學生增強感性認識，加深理解，強化系統概念，又要培養學生自己動手操作，獨立思考的習慣，使之進一步提高分析問題與解決問題的能力。由于在原有的控制原理實驗教學中，驗證性實驗占有比較大的比重，不利于培養學生的綜合設計能力，因此我們開發了一些設計性的實驗，其目的就是要讓學生加強學習控制系統的工程設計方法，通過直流電機的位置控制系統和速度控制系統來掌握系統的建模、分析和設計的方法。通過這樣的設計性實驗，使學生了解到實際控制系統的設計過程，培養了綜合應用能力和創新意識。學生的綜合應用能力和創新意識的增強，在電子科技制作大賽和畢業設計中都有體現。有些學生在畢業找工作期間備受用人單位的青睞，他們在新的崗位上能夠很快適應工作，表現出良好的科研能力。

四、改革考試方式，促進教學質量的提高

考試方式一直是教育模式和教學方法的指揮棒，有什么樣的考試方式必然會有什么樣的教學方法，而長期以來一直憑借期末考試一張卷的模式評價學生學習情況是導致應試教育愈演愈烈的根源，在面向素質教育、培養高素質創新型人才的今天，必須從應試教育的模式中解脫出來，強調和加強學生的綜合能力的培養。在考試方式上進行了必要的改革，將考試成績分為平時成績、考試成績和實踐成績。平時成績主要包括學習態度、課堂參與情況、出勤情況、學習主動性、完成作業及運用所學專業知識解決問題的能力等。考試成績采用自編試題庫AB卷同時統一命題，不僅AB卷的試題不出現重復，而且3年內，試題不重復率達到70%。在命題中，分為基本要求部分和提高部分，前者占三分之二，主要考核學生掌握基本知識的情況；后者占三分之一，重在考核學生的綜合分析能力。在考試后，采用流水評卷的方式，按照評分標準嚴格閱卷，真實客觀地打分。實踐成績主要是通過學生參加課程的實驗環節情況打分。在試卷評閱后，科學地對考卷情況進行分析研究，分析學生對課程內容的理解和掌握程度，為調整下一學年度的課堂教學內容和進度提供必要的參考信息。

五、加強師資隊伍建設，不斷提高教學水平

“自動控制原理”課程組經常開展教研活動，近年來，開展的教研活動所涉及的內容有：“自動控制原理”課程教學體系和教學內容與方法的改革、雙語教學、教材建設、實驗室建設、多媒體教學研究與建設等，并經常派出多年來一直從事自動化學科建設、自動化專業教學改革和“自動控制原理”課程教學的教師參加全國自動控制原理課程教學研討會，收獲非常大，使我們更加明確了努力的方向。

課程組統一安排課程的教學、科研以及相關的學生實驗、答疑、批改作業等任務。青年教師均通過崗前培訓并有專人指導，傳、幫、帶效果顯著。教師們治學嚴謹，教學效果良好，普遍受到學生們的好評，其中有4名教師在院級講課比賽中獲獎。

在多年的教學改革實踐中，“自動控制原理”課程的教學取得了一定的成績，由于改進了教學方法，優化了知識結構，對學生嚴格要求，使學生增長了知識，開闊了眼界，培養了學生運用基本理論分析和解決實際問題的能力，因此在歷屆、各層次的教學過程中均受到學生的好評，取得了良好的教學效果。歷屆考研的學生在這門課程上都取得了很好的成績。

六、結束語

隨著控制理論研究的發展，“自動控制理論”課程的內容將不斷地發展和更新，因此，提高“自動控制原理”教學水平的關鍵是不斷深化教學改革，今后以培養具有創新精神和工程實踐能力的人才為核心，將改革進行到底，建設更多更好的課程以服務于學生。

參考文獻：

篇（8）

對教學內容改革，以突出控制理論的物理概念及工程背景，淡化數學證明為原則，在現有的基礎上，繼續整合、優化課程內容，進一步明確課程體系結構、組織方式，理順本課程和相關課程的知識聯系，注重突出工業控制特色，體現控制理論在工業控制中的應用。通過講座的形式向學生介紹自動控制發展的最新動向、最新技術，彌補課堂教學時數的限制與教材的滯后。

一、以系統建模、系統分析和綜合設計為課程主線強調工程背景

自動控制原理是一門理論性、實踐性和綜合性強的課程，內容多，概念抽象，涉及面廣，學生普遍感到有一定的難度。如何在有限的課時內讓學生熟練掌握控制理論的基礎原理，加強能力的培養，成為本課程改革的關鍵。我們團隊的教學思路是：從課程的體系出發，以系統建模―系統分析―綜合設計作為課程主線，強調工業控制背景，突出實際應用能力的培養。

數學模型是描述系統內部各物理量（或變量）之間關系的數學表達式，建立一個合理的模型是系統分析和設計的前提。在講述這部分的內容時，注意選取有一定工程背景的系統，講清楚模型參數的物理意義，使得學生正確理解實際模型與抽象數學模型的區別和聯系。從不同的角度對系統進行建模，有助于學生加深對這方面內容的理解。例如對于自動化類專業的學生可用電機調速系統為例，通過建立它的微分方程、傳遞函數、結構圖、信號流圖這些不同的數學模型，來建立各模型的聯系。

系統分析方法是控制系統綜合設計的基礎，這部分的內容主要包括時域法、根軌跡法、頻域響應法，是控制理論教學的重點。在控制系統中，穩定性、快速性和準確性是對控制系統的基本要求，也是衡量系統性能的重要指標，控制系統不同的分析問題方法都是緊緊圍繞這三個方面展開的。只要抓住這個特點，就抓住了系統分析的關鍵，有助于學生加深對不同方法的理解。系統設計是綜合利用理論知識使系統的性能指標全面滿足要求的過程，對培養學生的分析、綜合能力及創新能力十分重要，也是教學的難點。我們的做法是：選取控制工程中的典型范例，突出工程背景，從實際控制系統中去了解系統的結構特征、工作原理和設計要求，拓寬學生的視野，激發他們的創新欲望。例如以工業控制中最常見的直流電機轉速控制為例，要求學生應用系統辨識的方法求數學模型后，根據性能指標設計控制器，達到控制電機轉速的目的。這些生動的工程實例大大激發了學生的興趣，使學生感受到了控制理論的魅力，深刻理解了“學以致用”意義，在分析問題、解決問題的過程中，使課程的學習達到知識和能力兩方面的目標。

二、結合控制理論的發展更新教學內容

近年來，控制理論得到了蓬勃發展，特別在非線性控制、分布參數控制、魯棒控制、自適應控制、智能控制等方向上取得了重要進展。這就要求教師對本學科發展有一個較好的把握，注意處理好經典的基本理論和新技術的關系，從中選取一些比較符合課程要求的理論知識，在講課過程中及時介紹給學生，以保持課程內容的先進性。例如每章結束后都會留出一定的時間，介紹本學科的發展動態，這種方法擴大了學生的知識面，培養了他們探索科學技術的興趣，深受同學們的歡迎。

隨著電力、電子、控制技術、通訊及信息技術等的不斷發展，工業控制的自動化程度大大地提高。新一代大功率半導體電力電子器件，在材料、理論、機理、制造工藝和應用技術等方面的研究開發，取得了突破性的進展，過程控制設備進一步向高可靠、節能型方向發展;可編程序控制器和單片機已逐漸發展成為工業控制中的一種普遍控制方式。自動控制原理課程雖然是電專業的基礎專業課程，但是一般學時安排也不十分充裕。要想在有限的時間內把這門理論性和工程應用性都很強的課程教好，必須針對不同專業合理組織教學內容。必須以課程教學大綱為依托，根據專業的特點和實際需要，重點講授基本概念、基本原理和基本方法。另外，通過講座的形式向學生介紹自動控制發展的最新動向、最新技術，彌補課堂教學時數的限制和教材的滯后，每屆學生安排1-2次主題為“先進控制理論與應用”的講座。

三、以培養高素質實踐性人才為目標構建課程體系

自動控制原理課程理論性、實踐性和綜合性都很強，涉及到多學科的交叉，以培養高素質實踐性人才為目標通過改革，建立新的自動控制課程體系。在教學過程中，把自動控制、計算機技術、電子技術和傳感器技術有機地融為一體，使學生對控制系統的組成、分析、設計、綜合等各個環節及系統概念有全面的理解，并通過一系列的實踐環節，如綜合實驗和課程設計，培養學生的綜合實踐能力。自動控制系統綜合解析圖如圖1所示。

圖1 自動控制系統綜合解析圖

自動控制原理課程確立以系統建模、系統分析、系統綜合（校正）為自動控制原理課程的主線，構建由時域分析、復域分析、頻域分析為基礎，連續系統、離散系統和非線性系統為對象的的知識體系。自動控制原理知識體系如圖2所示。

圖2 自動控制原理知識體系

篇（9）

“自動控制原理”是電子信息科學與技術專業的一門重要專業基礎課程。它側重于理論角度，系統闡述了自動控制科學和技術領域的基本概念和基本規律，介紹了自動控制技術從建模分析到應用設計的各種思想和方法，內容十分豐富。通過自動控制理論教學，學生全面系統地掌握自動控制技術領域的基本概念、基本規律和基本分析與設計方法，以便將來勝任實際工作，具有從事相關工程和技術工作的基本素質，同時具有一定的分析和解決有關自動控制實際問題的能力。

本課程是電子通信工程、機電一體化、包裝工程等工科和理科專業的必修基礎課程。通過本課程的學習，學生將初步掌握自動控制的基礎理論，并具有對簡單連續系統進行定性分析、定量估算和初步設計的能力，進而為專業課程的學習和參加控制工程實踐打下必要基礎（方曉柯，2008）[1]。

1.教學內容研究

本課程的教學內容重點應放在以下方面：

（1）自動控制的概念、基本控制方式及特點和對控制系統性能的基本要求。

（2）典型環節的傳遞函數、結構圖化簡或梅森公式及控制系統傳遞函數的建立和表示方法、小偏差線性化方法和通過機理分析建立數學模型的方法。

（3）暫態性能指標、勞思判據、穩態誤差、終值定理、穩定性的概念及利用這些概念對二階系統性能的分析、高階系統分析方法和主導極點的概念。

（4）根軌跡的概念和繪制法則，并能利用根軌跡對系統性能進行分析、偶極子的概念及添加零極點對系統性能的影響。

（5）頻率特性的概念、開環系統頻率特性Nyquist圖和Bode圖的畫法和奈氏判據。絕對穩定系統、條件穩定系統、最小相位系統、非最小相位系統、穩定裕量、頻域性能指標的概念和頻率特性與系統性能的關系。

（6）校正的基本概念、基本校正方式和反饋校正的作用、復合校正的概念和以串聯校正為主的頻率響應綜合法、串聯校正為主的根軌跡綜合法和常用校正裝置及其作用。

為使學生更好地學習和掌握自動控制原理這門課程，依據學校制定的教學大綱，結合自己在日常教學中的經驗和我校學生的基本情況，現將本課程的教學內容和學時安排如下，見表1所示，學時共計72學時見下表。

表 “自動控制原理”課程教學內容及學時分配

2.教學方法研究

“自動控制原理”為我校物理與電子科學系應用物理學和電氣工程及其自動化這兩個本科專業的必修課程，目前校內每年學習這門課程的學生人數在100人左右；在日常教學過程中，我們重視對學生的啟發與引導，鉆研教學教法，不斷改革與創新，采用多種行之有效的教學方法和手段，并取得良好的教學效果。

2.1啟發―引導式課堂教學

課堂教學的目的是啟發學生積極主動地建構知識，引導學生分析、解決問題（閻金鐸，2009）[3]。例如，在講解典型環節的傳遞函數和結構圖化簡時，可以先啟發學生根據自己的思路化簡結構圖，求出傳遞函數，然后引導學生根據書本上的規則進行結構圖化簡。在啟發、引導學生建構知識的過程中，教師必須對所教知識本身及其來龍去脈、認識方法有清楚的認識；必須研究學生的認知規律，進而使知識的傳授過程符合學生的認知規律。這一教學模式分為以下幾步：

首先，要激發學生學習新知識的動機。

其次，要引導學生獲得豐富的感性認識，這是學生進行下一步思維加工必不可少的基礎。

第三，要引導學生的思維加工過程，進行分析、推理，然后表述認識的結果，建立概念，總結規律。

第四，要讓學生學會運用新知識解決問題。

最后，要讓學生鞏固新知識，將新知識與已有知識建立聯系，納入自己的認知結構體系。

通過運用這一教學模式，一方面教師要積極研究教學內容，找出教學內容的內在邏輯，另一方面要分析、掌握學生的認知規律與心理活動，進而將二者有機結合。

2.2自學-討論式課堂教學

課堂教學的目的除了使學生學習新知識外，更重要的是使學生學會學習。教師指導學生以知識為載體，搜集資料、閱讀理解、表達交流，從而深化對知識的理解（李振龍等，2009）[2]。例如，在講解根軌跡的概念和繪制法則時，可以讓學生先自學根軌跡的繪制法則，并給出例題讓學生自行繪制根軌跡，然后進行課堂討論，根軌跡繪制究竟應該怎么畫，要遵循怎樣的繪制原則，并且這些繪制原則之間的順序與關系是怎樣的，討論出結果之后，教師再根據這些原則畫出之前讓學生自行繪制的例題，讓學生與自己繪制的根軌跡作對比，然后發現自己哪里畫得不對，為什么不對，是漏掉或者弄錯了哪條繪制原則。

使用自學―討論式課堂教學，主題的選取非常重要，在教學前教師就要進行深入研究，選取適合學生自學的主題。自學之后每個學生獨立完成一個任務，之后就完成的任務進行成果交流與討論，最后師生共同梳理自學的內容，達成完整、準確的共識，最后形成結論。

2.3探究式課堂教學

探究式課堂教學的目的是強調學生真實的研究經歷，讓學生參與探究活動，發現問題、提出猜想、交流論證，得出結論。例如，在講解校正的基本概念、基本校正方式時，可以讓學生先分析為什么需要對系統進行校正，并且探究可以采用何種方式進行校正，提出猜想或假設，然后設計校正方案，分析論證方案的正確性與可行性，最后得出結論。在實際的課堂實踐中，大部分的學生雖然沒有探究出合理的校正方法，但是通過這種教學方式不僅發散了學生的思維，而且使學生對正確的校正方式印象深刻。

3.教學設計研究

本課程的教學設計主要包括以下幾個方面：

3.1制定教學目標。

3.2分析教學內容。

3.3分析學生和教學環境。對學生的分析包括以下方面：學生原有知識、技能，學生對教學內容的了解，學生對教學內容和多媒體的態度，學生的興趣，學生對教師的態度，學生以前的學習成就和能力層次，學生的一般學習方式，學生的總體特征，等等。學生的學習過程是通過運用已有知識解釋所學內容進而建構新知識的過程。基于他們本身的經驗，學生對教學內容和教學方式會有一定看法，他們可能對教學內容不感興趣或者不喜歡教學所使用的教學方式。只有提前了解他們對學習內容的態度及對教學方式的期望，才能據此設計相應的教學方式和教學手段，啟發引導學生，激發他們的學習興趣和求知欲望。譬如，講解對控制系統性能的基本要求時，引用現實中電阻爐溫控制系統、飛機自動駕駛儀系統等作為實例，講清楚為什么控制系統的性能需要滿足穩、快、準的要求，達到良好的效果。

3.4選擇具體教學模式、方法和策略。

3.5利用教學資源。利用學校的多媒體資源，結合板書，進行教學。并幫助學生安裝MATLAB仿真軟件進行部分習題的仿真。

3.6制定測評方法。對每一章的作業進行認真的批改，每次批改完之后總結學生易錯的題目是哪些，為什么學生在這些題目上出錯，學生是哪一部分的內容沒有掌握，以便復習的時候對這部分內容進行詳細講解。

3.7教學反思和修改。在教學過程中不斷進行反思，并根據學生的反饋信息不斷修改自己的教學內容和教學方法，以期實現教學系統的整體優化。

4.結語

“自動控制原理”是控制理論與控制工程專業的主干和必修課程，在我國的生產制造業中應用比較廣泛，尤其在工業控制領域得到廣泛應用與推廣。本文在研究課程教學內容和學時分配的基礎上，從課堂教學方法、課堂教學設計方面對本課程的教學理論與實踐進行了研究，實踐結果表明，本課程的教學內容安排是合理的，教學方法和教學設計也取得了良好效果。“自動控制原理”是一門理論性與實踐性都很強的課，要想上好這門課，必須對教學內容、教學方法、教學設計進行更深入的研究。

參考文獻：

[1]方曉柯，王建輝，鄭艷，等.《自動控制原理》教學改革的探索與實踐[J].教育實踐研究，2008，（11）：101-102.

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中圖分類號：G424 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）16-0112-02

“自動控制原理”是自動化專業和電氣工程專業本科生重要的專業基礎課，是后續專業課“現代控制理論”、“計算機控制系統”等課程的基礎課，是很多高校控制科學與工程專業研究生入學考試的必考科目，也是“線性系統理論”、“自適應控制”、“非線性系統理論”等研究生課程的基礎。自動控制原理的基本思想是整個控制科學理論體系的基石，同時也貫穿在自動化工程師的整個職業生涯中，學生對課程知識的掌握程度對個人的職業發展規劃產生重要的影響，也直接關系到學生進入社會后所做出的貢獻程度[1，2]。

對于“自動控制原理”課程教學的重要性，相關高校給予了高度的重視，通過有針對性地自編教材或精選教育部指定教材，由有十年以上教齡的具有豐富教學一線經驗的教師擔任課程的主講教師，制作生動的多媒體課件，創建國家級、省市級或校級精品課程等方式，進行了大量的教學改革探索與實踐，取得了豐富的教學研究成果[3-7]。

本文將結合北京信息科技大學的實際情況，分別闡述“自動控制原理”課程教學的特點、改革的必要性以及改革的措施。

一、課程教學的特點

1.“自動控制原理”課程的特點。“自動控制原理”是一門理論性很強的課程，基礎數學中的微積分、復變函數與積分變換等知識貫穿其中。另外，進行控制系統建模時根據被控對象的不同，需要電學、力學等物理知識和電路理論、電機理論等專業知識。在整個課程體系中，需要嚴謹的數學推導與計算，這些都要求學生具有較高的數學基礎。

“自動控制原理”是一門實踐性很強的課程，廣泛地應用在工業生產過程、軍事國防、航空航天等各個領域，具有實際的工程背景。另外，在國家宏觀經濟調控、人口計劃生育等社會科學中也體現了本課程的基本思想。所以，如果學生在學習中沒有對課程知識的應用有感性的認識，則會造成理論與實際的脫節。

“自動控制原理”也是一門綜合性的課程，既要求學生有較好的數學基礎能進行數學分析和計算，又要求學生具有一定的自主設計控制系統的能力。同時，課程大量使用圖形與計算相結合的方法，也要求學生具有一定的繪圖能力。

2.學生的實際情況。目前，北京信息科技大學自動化專業在北京以及全國大部分省份是本科一批招生，只在個別省份是本科二批招生，所以可以保證生源質量。但由于北京市的一本錄取率較其他省份高很多，所以北京的生源質量不如其他省份高。又由于生源地為北京的學生普遍沒有找工作的壓力以及讀研究生深造的想法，所以大學期間學習的積極性不高，對未來沒有危機感，在一定程度上影響了整個專業的學習氛圍。

二、教學改革的必要性

鑒于以上特點與問題，如果采用傳統的方法進行教學，不可避免會造成學生平時學習效果不好，只靠期末考試前突擊復習的后果。因此，為了使學生較好的掌握“自動控制原理”的知識，為以后的職業生涯打下堅實的基礎，也為更好地解決教學環節的相關問題，必須進行教學改革與實踐。

三、教學改革的措施

圍繞“自動控制原理”課程的教學，北京信息科技大學自動化學院進行了一些教學改革嘗試。

1.嚴肅課堂教學紀律。針對部分學生學習積極性不高、課堂出勤率低的問題，采取了嚴格的課堂考勤制度，把關請假情況，并執行缺勤時間超過總課時的三分之一即沒有考試資格的規定，嚴厲打擊各種曠課、遲到、早退的現象。對上課時學生不專心聽講玩手機的學生進行及時提醒，必要時暫時沒收手機。

2.課后補充擴展。對于基礎好、學有余力、渴望繼續深造的同學，在課后安排額外時間補充Matlab/Simulink控制系統仿真方面的知識，讓這部分同學在掌握理論知識的基礎上，通過編程仿真的方式進一步學會控制系統的分析與控制器設計。利用微信等新型通訊方式進行靈活的答疑以及常見問題的講解，使得學生有問題可以及時詢問，進而得到解答。

3.學期中小測驗。由于“自動控制原理”課程學時很多，包括實驗共90個學時，課程涉及到的知識點多，彼此有一定關聯卻又能自成體系。為督促學生能及時地進行階段性的復習，不至于將所有復習工作都堆在期末考試前，在整個教學過程中安排兩次小測驗。采用開卷考試的形式，在課后進行習題的簡單講解，并且給學生分發詳細的習題解答，督促學生能在階段性的學習之后及時地復習，并使得學生在作業題的基礎上有更多的題型可以用作期末考試復習材料。

4.綜合設計題小組答辯。在批改學生作業時發現抄襲作業的現象較嚴重，為督促學生獨立完成作業，在學期中段安排綜合設計題小組答辯的環節。提前兩周布置綜合設計題題目，要求用理論分析和Matlab/Simulink編程的方式進行控制系統分析以及控制器設計。2～3名學生一組，每個小組選一名學生進行3～5分鐘的講解，之后所有小組成員回答問題，對小組全體以及每個成員進行打分。最終從全部小組中選出3～4個優秀的小組在課堂上進行講解，教師和全體學生提問，并且教師就過程中學生遇到的問題和不足進行講解，通過對優秀小組學生適當加分的方式對其進行激勵。

四、教學改革的效果

比較近幾年自動化專業5個班近150名學生的期末考試成績，在考題難度基本不變的前提下，平均分有穩步的提高，尤其是在90～100分數段區間內，學生人數從無到有，并且有逐漸增加的趨勢，而50～59分數段內的學生人數逐年減少。顯然，通過新式的教學改革嘗試，對專業興趣濃厚、學有余力的學生能更加扎實地掌握課程所學內容，并且能進行靈活運用。與此同時調動了興趣不足的學生的積極性，并幫助學習吃力的學生達到課程要求。在后續的教學和實踐環節以及畢業設計中，也能明顯地感覺到學生在“自動控制原理”課程上打下的基礎并發揮著積極作用。

五、結語

“自動控制原理”課程是自動化相關專業重要的專業基礎課程，課程知識點多，理論與實際相結合，學生學起來有一定的難度，所以針對北京信息科技大學的實際情況開展了一系列教學改革措施。在課程開始階段給學生打好預防針，在課程中間階段及時地督促學生，使學生有一種緊迫的危機感。這樣在課程臨近結束的時候學生才能較好地掌握基本知識，順利地通過期末考試。只有緊追時代的腳步，通過教學改革與創新因材施教，牢牢把握學生觀念思想的變化，才能進一步提高“自動控制原理”的教學質量。

參考文獻：

[1]Katsuhiko Ogata. Modern Control Engineering（Fourth Edition）[M].北京：電子工業出版社，2007.

[2]劉小河.自動控制原理[M].北京：高等教育出版社，2014.

[3]徐穎秦，潘豐.自動控制原理立體化教學新體系的探索與實踐[J].電力系統及其自動化學報，2012，24（2）：152-155.

[4]周武能，石紅瑞.自動控制原理教學改革與實踐[J].教學研究，2010，33（1）：63-66.

篇（11）

本課件應實現如下兩個目標：一是課件應具備多媒體特征，集聲音、文字、圖像、動畫于一體，使課件內容與形式豐富多彩。二是課件具有良好的交互性，增強學生的學習興趣。由此以“習題”為例的課件設計的方法。

一、“習題”部分設計思路

“習題”部分的設計是本課件的一大特點，它充分發揮了Authorware的優點，實現了課件的強大的交互功能，從而調動了同學們的學習積極性。這正是選擇Authorware設計課件的重要原因之一。各章的習題較全面地反映了“自動控制原理”課程的重點內容，同時界面友好，作題過程中穿插各種卡通人物對同學們的作題情況進行批評和鼓勵，激發了同學們的學習熱情。習題部分包括四種題型：判斷題、選擇題、匹配題、填空題（或計算題）。這四種題型都使用Authorware的交互圖標來實現。下面簡要介紹一下交互圖標。人們一般將多媒體理解為圖片、文本、聲音、動畫、視頻圖像等多種媒體的綜合表現，但卻忽視了貫穿多媒體始終、最具活力的因素：交互性。交互的傳統定義是相互作用。Authorware中所說的交互可以解釋為：用戶通過各種接口機制控制多媒體作品中對象播放的速度、順序，即實現計算機與用戶的對話，其中一方對另一方作出的響應給以反應，直到雙方完全理解和溝通為止。實現交互的機制很多，如按下按鈕、單擊區域、輸入文本、選擇下拉菜單中的選項等等。Authorware是交互功能最強大的多媒體開發工具，它提供的11種交互類型幾乎可以跟蹤用戶可能的所有操作。這11種交互類型包括：文本輸入響應、熱區響應、熱對象響應、目標區響應、按鈕響應、下拉式菜單響應、條件響應、按鍵響應、重試限制響應、時間限制響應和事件響應。因此只要熟練掌握這11種交互類型的使用方法和技巧，就能隨心所欲地設計出各種類型的習題。本課件習題部分的四種題型都是用上述的交互類型實現的，其中判斷題是由自定義（或動感）按鈕實現的；選擇題是由自定義按鈕和重試限制響應兩種類型來實現的；匹配題是由自定義按鈕和目標區響應兩種類型來實現的；填空題是由文本輸入響應和重試限制響應共同實現的。

二、多媒體課件設計的方法說明

將文件打包成該類型的文件后，需要一個RunA5w程序來播放打包后的文件。使用該選項，要將RunASW程序同時提供給用戶。Forwindows3.1類型：使用該選項，Authorware將RunA5w軟件內置在打包文件中，使得打包后的文件可以獨立的在使用WindowS3.1操作系統的計算機上運行。Forwin

-dows95，98andNT類型：使用該選項，Authorware將RunA5w軟件內置在打包文件中，使得打包后的文件可以獨立的在使用WindowS95或者WindowSNT操作系統的計算機上運行。[Re

-solveBrokenLinksatRuntime]修補被斷開的鏈接：被斷開的鏈接是指那些設計圖標的ID編號發生改變，但是變化并沒有反映在鏈接上。比較典型的例子是，有些設計圖標被剪貼到其他地方，但是鏈接的類型和名稱并沒有發生變化。如果選擇了該選項，Aothorware會自動重新鏈接被斷開的鏈接，使得所有的內容都被正確的顯示在屏幕上。如果將該選項關閉，Authorware將不檢查被斷開的鏈接，如果存在著這種被斷開的鏈接，Au

-thorware將不會正確的顯示文件內容。所以除非確切知道所有的鏈接都沒有發生變化，否則不要關閉該選項。[UseDefault

-NamesWhenPaekaging]當打包時使用默認的文件名：如果打包文件時，要使打包的文件名使用當前交互式應用程序的文件名，則可選擇該復選框。Authorware在文件名后加上擴展名“ASR”，對于庫文件，擴展名為“ASE”。如果不選擇該復選框，Authorware顯示一個對話框用以指定打包文件名，或者打包庫文件名。

三、總結

計算機輔助教學的應用，將有力地促進教學內容和體系的改革，大大地推動教學方法的更新，并將在很大程度上改變現有的教學模式、教學思想、教學方法和教學過程，實現學習的多元化、主體化和社會化。

參 考 文 獻