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自动控制原理大全11篇

时间:2022-09-27 04:10:07

绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇自动控制原理范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。

自动控制原理

篇(1)

0.引言

对于电气自动化专业,《自动控制原理》是一门重要的、综合性很强的专业基础课。该课程不仅要求有扎实的高等数学、工程数学、电路、电机与拖动等课程的基础知识,而且还要有很强的计算能力。由于高职类学生对相关学科的基础知识不扎实,对学科之间的交叉理解能力不够强,所以出现了学生普遍认为自动控制原理学习起来很困难的现象。

自动控制原理课程本身的特点,使得很多学生,把它当做是一门枯燥乏味的课程。但是如果在课上掺杂一些生活哲理,结合课程内容讲一些与人生发展有关的知识,不仅可以开阔学生的知识面,还可以调动学生的学习积极性,增进学生学习的兴趣。

高职学生总是觉得课程难,不爱学,没兴趣,枯燥乏味,甚至上课打瞌睡,这是很多上课教师面临的实际问题。然而,学生对于课上讲人生发展的生活哲理,却较感兴趣。以下是作者在教学实践中总结出来的可与课程内容联系的生活哲理:

1.自动控制技术对一个国家发展的重要性及我国的现状——爱国主义,为中华崛起而读书

控制论与相对论、量子论被称为20世纪的三大伟绩。在工程和科学技术的发展过程中,自动控制技术起着十分重要的作用。应用自动控制理论和技术,能使人类以前认为做不到的事情成为现实。人造卫星、宇宙飞船、人类登上月球、导弹制导、人工智能、自动驾驶等高精尖技术都离不开自动控制技术。在各种工业部门,例如:石油、化工、冶金、机械、轻工、电子、汽车、通信、航空、航天、电力等部门,也都广泛采用自动控制技术。随着自动控制理论和实践的不断发展和完善,在经济、管理、生物、社会学、生态等各种给工程领域,也广泛用自动控制理论和技术。因此,自动控制技术已成为最有发展前途的科学技术之一,它的发展趋势更是不可限量。可以毫不夸张地说,自动控制技术已经成为现代化社会不可或缺的组成部分。

从绪论的内容介绍自动控制原理的发展情况。在讲到中国控制论的进展时,必然要提到我国著名的科学家钱学森同志以及他的著作《工程控制论》。荣膺过两弹一星功勋奖章殊荣的钱学森,曾为中美两国的导弹和航天计划都作出过重大贡献。36岁时钱学森便已成为麻省理工学院最年轻的终身教授,为了民族兴旺,国家发展,他不畏困难,毅然回国。钱学森同志的伟大在于他心怀国家,为国家奋斗了终生。作为一代科学大师,钱学森同志对国家民族、对科学研究、对青年人才、对科学道德的挚爱,感动了全民族。他的崇高人格和科学精神就像一座灯塔,照亮后人前行的路。

我国最近这几年的航空技术发展很快,这和我国的综合国力提升是分不开的,当然还要有科技人员的努力和奋斗,但是,我们和世界前列的国家还有差距。我们要有信心,在将来,我们能赶上甚至超过他们,这还需要我国青年一代学子,付出艰辛的努力。

在自动控制原理的课程中会有很多像李雅普诺夫这样的外国人名字的出现,希望通过我们中国几代人的共同努力,中国人的名字也能出现都控制论的教科书中。

在讲到目前各国的自动控制技术发展时,不免提到航空技术发展较先进的美国和俄罗斯,机器人技术发展较先进的日本。我国古代很早就有了指南车,地动仪,为什么近代却落后了呢?

诸如这样的爱国主义的例子和发人深省的问题,激发学生的爱国主义和思考,从而激发学生的学习兴趣。每一位爱国的学生,能做到的最根本的就是好好学习,有了知识,才有能力为国家的发展而奋斗。

2.课程中的部分内容与生活哲理之间的联系

科学文化与人文文化都来源于实践,都来源于人脑,都来源于人脑对实践的感知及对感知的加工。实践、人脑、人脑所进行的加工,各自都是不可分割的,科学文化与人文文化是人脑加工的结果,也是不可分割的。

2.1稳准快三方面性能不可能全好,鱼与熊掌不可兼得,学习与娱乐不可兼得

稳定性、准确性和快速性往往是相互制约的。在设计与调试过程中,若过分强调系统的稳定性,则可能造成系统响应迟缓和控制精度较低的后果;反正,若过分强调系统响应的快速性,则又会使系统的振荡加剧,甚至引起不稳定。

在《论语·子路》中有“欲速则不达”的典故:子夏为莒父宰,问政。子曰:“无欲速,无见小利。欲速则不达,见小利则大事不成。”

如果,某系统的过于追求快速性了,那就很可能破坏了系统的稳定性。系统不稳定,从而可能导致整个系统奔溃。正是生活中欲速则不达的道理。

从另一个方面讲,也就是每个系统不可能是十全十美的,不可能稳准快三性能都好。只能有所侧重,兼顾其他。这道理在学生的日常生活中也是适用的。正如孟子《鱼我所欲也》中提到“鱼与熊掌不可兼得”。一个人是不可能是十全十美的,同样一个学生也不可能十全十美。既要学习好,又要体育好,还要音乐好,还要美术好等等,怎么可能呢?只要重点抓住一个方面,兼顾其他,为之努力奋斗,那么这对于人生的发展就一定是有效的。

2.2 基本的反馈控制,生活哲理

反馈在自动控制原理中是非常重要的一个概念。一个系统的输出以它的一部分或全部反过来用于控制这个系统的输人,就称为这个系统的“反馈”。如图一。

图一

在人的生活中反馈是处处可见的。在参考文献[2]中讲到,人的反思就是一种反馈。一个人对自己有个要求,这是输入,自己的表现是输出,人的大脑将表现与要求作个比较,即“反省”、“反思”,如果有差异,就要按照差异情况,发出信号,作用在人这个系统的有关器官上,改变其表现。如此反复,一直到表现符合要求为止。我国有一个极好的教育传统,即将学习、思考、实践这三者紧密结合起来。

有些教师在讲课中,会把人的整个机体作为一个系统来考虑,这个系统中也是存在反馈的。例如:人生病感冒了,有的人抵抗力比较强,相当于抗干扰能力强,没吃药就好了。也就是人的机体这个系统检测到有病毒入侵了,把这个信号反馈给了机体,机体免疫系统就会工作,把入侵病毒杀死,这样人就恢复健康了。还有一种情况,有的人感觉到自己感冒了,就会去看医生,吃药,然后病好了。那么人通过医生的检查,开药,反馈回来,人的机体就要吃药,这就是反馈的一部分用于了系统的输入。

再有就是教育是人生发展这个系统的输入,实践为输出。这里的教育可以是家长的教育也可以是学校的教育等等,这些教育都是人生发展这个系统的输入,人神的发展就是一个系统,当在实践中遇到麻烦或困难时,就会反过来再去纠正那些教育,即反馈。如果一个人在社会上做了错事,就会有法律来强制反馈,纠正他的输入。

2.3系统的干扰和输入不是绝对的

在自动控制原理中,干扰和输入只是相对的,而并非绝对的。这在生活中也是常有的事。系统如果被扰动控制了,就容易变坏,人也是如此。例如:社会上的某系传销人员的宣传,大部分人认为是干扰,但是却总是有一小部分人会相信它,去从事传销。那么传销相当于干扰,某些人却把它当做了输入。当然,最后把这些当输入的人,是把自己毁了。也就相当于受干扰的影响太多,以至于,把整个系统都毁了。

2.4 二阶系统单位阶跃响应,在ξ不同值(欠阻尼,临界阻尼,过阻尼)时,三种不同的情况

二阶系统的单位阶跃响应,在ξ取不同值时,是不同的情况。当0

在讲课时,为了增加课上的乐趣,也便于学生记忆,这三种情况像极了人生的三种阶段,年轻时,往往冒冒失失,莽莽撞撞,中年一蹦稳扎稳打,老年一般就稳稳当当了。

2.5系统辨识与识人(有改动)

通俗的说,系统辨识是研究怎样利用对未知系统的试验数据或在线运行数据(输入/输出)建立描述系统的数学模型的科学。

它的实质就是透过现象看本质。也就是通过表面想象看实质现象。这和我们生活中的识别人是一样的道理。有句俗语:交人交心,浇树浇根。那么人在交往的过程中,也是要通过一个人的表现,来看到这个人的本质。例如:生活中有刀子嘴豆腐心的人,其实,这种人表现出来的是话语恶毒,但是本质是内心善良。

3.总结

《自动控制原理》一直是比较抽象、理论性强、容易让学生进入数学迷雾的一门课程,往往学生一想到这门课程就是老师在课堂上的一味推倒公式,没有什么兴趣。通过爱国主义教育和生活哲理,与这门课程的关系,让学生能更热爱这门课程,更好的学习这门课程。

既可以扩大了学生的知识面,又丰富了学生的感性认识,还增加了课堂的活跃气氛,使得自动控制原理课程不是那么的枯燥乏味,教师不是那样呆板无趣。

通过本文作者的实践教学,证明在课堂上讲一些人生哲理,比较受学生欢迎。

篇(2)

0 引言

高职院校的学生重在强化职业技能的培养,而《自动控制原理》这门课程中除了讲解控制系统的工作原理外,控制系统的模型是一个非常重要的环节,对控制系统性能进行定量的计算和分析,离不开控制系统的数学模型,涉及到对微分方程数学模型的求解,用到Laplace变换及反变换,对系统响应超调量、上升时间、调节时间、峰值的求取,都要用到繁琐的数学计算,对系统时域或者频域稳定性的分析,绘制Naquist曲线和Bode图以及系统的校正与设计,如果全靠手工计算数据,手工绘图的话,费时费力,有时还得不到准确的数据和图像。

MATLAB是Mathworks公司开发的一种集数值计算、符号计算和图形可视化三大基本功能于一体的功能强大、操作简单的优秀工程计算应用软件。MATLAB不仅可以处理代数问题和数值分析问题,而且还具有强大的图形处理及仿真模拟等功能。

1 MATLAB在控制系统建模中的应用

MATLAB是国际控制界目前使用最广的工具软件,几乎所有的控制理论与应用分支中都有MATLAB工具箱。这里结合自动控制理论的基本内容,采用控制系统工具箱(Control Systems Toolbox)和仿真环境(Simulink),体会MATLAB的应用。

1.1 用MATLAB建立传递函数模型

1.1.1 反馈系统结构图模型

图1 反馈系统结构图

设反馈系统结构图如图1所示。控制系统工具箱中提供了feedback()函数,用来求取反馈连接下总的系统模型,该函数调用格式为:G=feedback(G1,G2,sign)。

1.1.2 Simulink建模方法

在一些实际应用中,如果系统的结构过于复杂,不适合用前面介绍的方法建模。在这种情况下,功能完善的Simulink程序可以用来建立新的数学模型。

典型二阶系统的结构图如图2所示。用SIMULINK对系统进行仿真分析。

图2 典型的二阶系统结构图

将画出的所有模块按图2用鼠标连接起来,构成一个原系统的框图描述如图3所示。

图3 二阶系统的simulink实现

利用MATLAB命令plot(tout,yout),可将结果绘制出来,如图4所示。比较图4和图5,可以发现这两种输出结果是完全一致的。

图4 仿真结果示波器 图5 MATLAB命令得出

显示图 的系统响应曲线

2 利用MATLAB进行时域分析

2.1 线性系统稳定性分析

系统的零极点模型可以直接被用来判断系统的稳定性。另外,MATLAB语言中提供了有关多项式的操作函数,也可以用于系统的分析和计算。

2.1.1 直接求特征多项式的根

设p为特征多项式的系数向量,则MATLAB函数roots()可以直接求出方程p=0在复数范围内的解v,该函数的调用格式为:v=roots(p)

利用多项式求根函数roots(),可以很方便的求出系统的零点和极点,然后根据零极点分析系统稳定性和其它性能。

2.1.2 系统动态特性分析

已知传递函数为:

利用以下MATLAB命令可得阶跃响应曲线如图6所示。

图6 MATLAB绘制的响应曲线

>>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 求阶跃响应的性能指标

已知二阶系统传递函数为:

利用下面的stepanalysis.m程序可得到阶跃响应如图 7及性能指标数据。

>> G=zpk([ ],[-1+3*i,-1-3*i ],3);

% 计算最大峰值时间和它对应的超调量。

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

percentovershoot=100*(Y-C)/C% 计算上升时间。

n=1;

while y(n)

n=n+1;

end

risetime=t(n) % 计算稳态响应时间。

i=length(t);

while(y(i)>0.98*C)&(y(i)

i=i-1;

end

setllingtime=t(i)

运行后的响应图如图6,命令窗口中显示的结果为

C=0.3000 timetopeak=1.0491

percentovershoot=35.0914 risetime=0.6626

setllingtime=3.5337

图7 二阶系统阶跃响应

2.1.4 利用MATLAB绘制系统根轨迹

控制系统工具箱中提供了rlocus()函数,可以用来绘制给定系统的根轨迹。

已知系统的开环传递函数模型为:

利用MATLAB命令可容易地验证出系统的根轨迹如图8所示。

3 利用MATLAB进行频域分析

3.1 用MATLAB作奈魁斯特图

虑二阶典型环节:

图8 系统的根轨迹

利用下面的命令,可以得出系统的奈氏图,如图9所示。

>> num=[0,0,1];den=[1,0.8,1];nyquist(num,den)% 设置坐标显示范围

v=[-2,2,-2,2];

axis(v)

grid

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

图9 二阶环节奈氏图

3.2 用MATLAB作伯德图图

给定单位负反馈系统的开环传递函数为:

利用以下MATLAB程序,可以直接在屏幕上绘出伯德图如图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)] ′)

该程序绘图时的频率范围是自动确定的,从0.01弧度/秒到30弧度/秒,且幅值取分贝值,ω轴取对数,图形分成2个子图,均是自动完成的。

图10 自动产生频率点画出的伯德图

4 利用MATLAB进行频域法串联校正

利用MATLAB可以方便的画出Bode图并求出幅值裕量和相角裕量。通过反复试探不同校正参数对应的不同性能指标,能够设计出最佳的校正装置。

给定系统如图11 所示,试设计一个串联校正装置,使系统满足幅值裕量大于10分贝,相位裕量≥45o。

为了满足上述要求,我们试探地采用超前校正装置Gc(s),使系统变为图12的结构。

图11 校正前系统

图12 校正后系统

引入一个串联超前校正装置:

我们可以通过下面的MATLAB语句得出校正前后系统的Bode图如图13,校正前后系统的阶跃响应图如图14。其中ω1、γ1、ts1分别为校正前系统的幅值穿越频率、相角裕量、调节时间,ω2、γ2、ts2分别为校正后系统的幅值穿越频率、相角裕量、调节时间。

>> 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

% 画伯德图,校正前用实线,校正后用短划线。

bode(G1) hold bode(G2, ′――′)%画时域响应图,校正前用实线,校正后用短划线。

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

图13 校正前后系统的Bode图

图14 校正前后系统的阶跃响应图

可以看出,在这样的控制器下,校正后系统的相位裕量由28o增加到48o,调节时间由0.28s减少到0.08s。系统的性能有了明显的提高,满足了设计要求。

5 结论

通过MATLAB在建模、时域分析、频域分析、系统校正中的应用可以看到,MATLAB工具箱在自动控制原理课中的应用无处不在,MATLAB不仅可以处理代数问题和数值分析问题,而且还具有强大的图形处理及仿真模拟等功能,从而很好地帮助老师和学生解决《自动控制原理》这门课中实际的数据计算、图形绘制、性能指标求取以及系统校正与设计等技术问题。

参考文献:

[1]黄中霖.控制系统MATLAB计算及仿真[M].北京:国防工业出版社,2001.

[2]王正林,王胜开,陈国顺.Matlab/Simulink与控制系统仿真[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]尹瑞竹.Matlab软件在自动控制原理教学中的应用[J].学术论坛,2007.

[4]刘卫国,陈昭平,张颖.MATLAB程序设计与应用[M].北京:高等教育出版社,2002.

篇(3)

中图分类号:TP13文献标识码:A

1 引言

“自动控制原理”是研究自动控制共性规律的技术科学。控制理论与其它任何学科一样,源于社会实践和科学实践。随着社会生产和科学技术的迅猛发展,自动控制已形成了完整的理论体系,主要包括经典控制理论、现代控制理论,以及自20世纪80年代逐渐形成的大系统理论和智能控制理论。“自动控制原理”是自动化类专业一门很重要理论基础和技术课程。该课程的特点是:内容丰富、理论性强、涉及知识面广、信息量大、而且比较抽象,是具有一定深度和学习难度的课程。本文主要讨论如何在这门课程的教学过程中把抽象的理论具象化,如何提高大家的兴趣,如何把这门课程与整个专业体系结合起来。

2 上好《自动控制原理》第一课

对于这门难度很高的课程,第一课一定要给予学生充分的感性认识,为基本概念的掌握打下好的基础。只有掌握了基本的概念,学生才有进一步自我深化的可能。而同时感性认识的获得的方法莫过于实际的例子。笔者为此设计了一些例子来进行教学,获得了较好的效果。现举出常用的一个例子与大家共同探讨。

如图所示,这是一个水位自动控制系统。

首先需让同学们明白这个系统的控制过程。在教学实践中发现,由于比较贴近生活,同学们对于这个系统的自动运行原理基本都能自发自然的理解,不需太多的引导。但当教师要同学们对他自己的理解进行表述时却都不能准确完整的表达。因此在教学过程中要引导大家如何进行准确完整的表述。一般有以下这样几点需要表述出来。

(1)系统的控制目标是什么?被控制量是什么?被控对象是哪个?扰动量有哪些?(被控对象和被控量不要混淆,要让同学们分清楚,同时还要让大家明白系统的概念)

(2)什么元件实现对被控对象的驱动?这个元件就是执行元件。

(3)哪个元件实现对被控量的测量?它就是检测元件。它的信号是如何反馈的?

(4)输入量由哪个元件给定?反馈量如何与给定量进行比较?(一般要进行反馈量大于给定量和小于给定量的两方面分析,在讲解的时候要重点突出负反馈在自动控制系统中作用和地位)

(5)系统还有哪些元件给定?它们在系统中起什么作用?

通过这样的引导,同学们基本能完整准确的表述。反复进行这样的训练,同学们从中可以得到这些学习效果:基础概念不断丰富深入认识理解,系统的缜密的思维不断建立完善,语言表达能力得到提高。而且在分析的过程中,同学还能感觉到自动化原来并不是那么神秘,是可以学会,可以掌握的,从而提高大家学习兴趣。

当然在实际教学中,不能仅举上述一个例子,还需很多例子,如直流调速系统、位置随动系统、过程控制系统(一般书上温度控制最常见到)等等。例子越多,同学们感性认识越丰富,基础概念理解越深入准确。当然这个学习的过程中,还应该适当的留下空白,让同学们解答,或者让同学们写出一些简单控制系统的分析,作为大作业评讲。

我们在分析自控过程时,要让同学们领会到自动化专业课程体系的结构,知道每门课程的基本作用和地位。从而通过这门课程让大家可以初步建立起本专业的知识框架,至于具体内容,当然需要每门课程的具体教学去完成了。

3 对“自动控制原理”课,从实际控制系统入手进行教学,强调工程和物理概念

“自动控制原理”是一门理论性较强的课程,涉及知识面广,信息量大,所涉及的数学基础较为广泛,从微积分,复变函数,离散数学到矩阵理论。学生觉得难学,教师觉得难教。如果在教学过程中只注重一般的数学论证,缺乏工程和物理概念的阐述,学生学后不知用在哪里,如何运用。学生在课堂上忙于做笔记,课后忙于根据公式作大量的习题,考完试后,公式忘掉了,脑子里一片空白。这样的学习效果为后续专业课程的学习、毕业设计以及就业工作等带来许多问题。

任课教师必须有一个明确的认识,那就是设置本课程的教学目的并不在于使学生仅仅多学一些知识,而是通过该课程的学习,在学生头脑中形成一种稳固的思想,并使他们自己学会找出与本专业的实践结合点,培养一种对知识应用和创造的能力。在教学过程中一定要重点讲述基本概念、基本原理和基本方法。

通过典型示例,引出控制、自动控制,反馈等基本概念。例如,通过人骑自行车这样一个最简单的例子,引出控制系统的基本构成,通过人的控制将不稳定的被控对象通过反馈控制变成稳定,并且可实现跟踪控制,进而引出机器人控制这个热点的控制问题。根据换热器的温度控制,让同学们明确闭环控制的首要目的是为了克服不确定性因素,如对象本身的不确定性以及不确定性的干扰等。在关于稳定性的教学中,还要明确反馈可能会引起系统的不稳定,保持系统的稳定性是控制系统设计首先必须满足的基本要求。通过系统传递函数分析的关于系统的稳定性是有界输入/有界输出(BI/BO)稳定性,因传递函数本身就是关于系统的输入输出描述。通过这些典型示例,使学生们对学习本课程的任务有一个感性认识,明确自动控原理课程的主要内容就是采用时域、根轨迹、频域等各种方法分析控制系统的性能,并根据要求的系统性能指标,进行控制系统的设计校正。在掌握了这些基本概念后,学生的学习就有了明确的目的性。为了定量分析自动控制系统的性能,需用数学模型描述实际的物理系统,引出传递函数的概念。传递函数是控制理论中很重要的一个概念,不仅要让学生掌握它是在零初始条件下输入输出变量的拉氏变换之比,更要明确它表示的是输入输出的变化量之比。还可把它引伸为一个算子,实现从输入到输出的一个变换。同时还要明确传递函数只能描述元件或系统输入输出特性,即端部特性,而不能描述其内部状态。通过传递函数的引入,可建立控制系统的方框图。整个经典控制理论都是以传递函数为核心,围绕着系统方框图进行分析和设计。通过强化物理概念,使学生们看到的不仅是一个个方框图、传递函数,更要看到方框图背后所代表的物理系统,这样在进行分析和设计时就有了明确的物理概念。

在知识的传授中,注重控制思想和工程背景。本课程的设置目的不仅是对这门学科知识的掌握,更重要的是在各行业中的具体工程应用。因此在教学的全部过程中必须注重课程在工程的具体情况,并将工程的分析、设计实现方法渗入课程的教学中,如PID参数的整定及工程整定等。还应向学生介绍控制理论的前沿和热点,并结合教师的科研介绍在工程中的应用,以此使学生学会寻找各行业与控制理论的结合点,并去开创新的结合点,从而培养学生应用知识的能力和创新的能力。

4 注重“自动控制原理”与“信号与系统”有机结合,拓宽学生的知识面

自动化专业开设的“自动控制原理”和“信号与系统”两门课,都是作为专业基础课开设,两门课程在内容上存在一定的重复。将两门课的内容有机的结合在一起,做到一加一等于二,甚至大于二。“信号与系统”和“自动控制原理”是不同性质的专业基础课,虽然在内容上存在重复,但在思想体系及出发点上不同。 “信号与系统”偏重于弱信号的处理与传输,为通信系统的学习做准备。而“自动控制原理”则侧重系统的应用。因此在“自动控制原理”的教学过程中,注重对基本概念、基本理论和基本方法的阐述,使学生等到一定的工程应用概念。在选用例子时,尽量选用实际控制系统的例子,这样能够使学生在很少的时间内理解一般系统的控制规律,掌握控制系统的有关概念。而在讲述数学模型中的信号流图,采样系统中的z变换和差分方程的求解等内容时,由于这部分内容与“信号与系统”中的部分内容相重复,就可简单讲解。在“自动控制原理”中不重点讲述的脉冲响应函数和卷积的概念,而在“信号与系统”中作为重点进行阐述,这样可以拓宽学生的知识面,为第三学年学生选专业奠定了基础。

在自动化专业,同时开设“自动控制原理”和“信号与系统”两门课的时间还不长,在教学过程中会暴露出许多问题,如何在教学内容上统筹安排,使学生在有限的学时内获得更多的知识,仍需在今后的教学实践中不断探讨。

参考文献

[1]罗冀, 程桂芬等. 控制工程与信号处理[M]. 北京: 化学工业出版社,2004.

[2]鄢景华. 自动控制理论[M]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学出版社,2000.

篇(4)

学生管理工作的好坏和成败,是衡量学校整个教育质量和管理水平的重要标志。现代意义上的学生管理工作是一项复杂的社会系统工程。作为管理对象--学生并不是被动地接受管理,他们具有主观能动性,也就存在着学生的自我管理形式。学生自我管理的基本形式是班级管理[1]。如何做好班级管理已成为高校辅导员研究和探讨的问题。本文将控制理论应用到班级管理中去。

一、控制理论在管理中的应用

随着科学技术的发展进步,自动控制技术起着极为重要的作用,大到卫星、宇宙飞船上天,小到化工、热电等行业的自动化生产,都离不开自动控制理论的应用。自动控制具有反应速度快、控制准确、控制效果平稳等优点,将过程控制原理应用到班级管理中,将班级作为一个被控系统,应用控制的理论知识使班级管理趋于平稳,提高学生思想政治素质和科学文化水平。自动控制系统通常包括控制装置,执行装置,受控装置和反馈装置(或检测监控装置)等几个部分。如图1:

从上图可以看出,自动控制系统是一个闭合环路即控制装置与受控装置之间存在着双向的信息联系,往返进行信息传递。其中控制部分是核心,由它发出的信息或指令到达受控部分,以改变受控部分的状态,或产生某种活动。受控部分不断将反映输出变量变化情况的反馈信息送回控制部分,不断纠正和调整控制部分对受控部分的影响,以达到精确调节这部分,反馈回路与初始设定目标比较,则控制器就知道被控对象是否在稳定状态内。

控制从始至终存在于管理的整个过程中。监督、检查工作是否按既定的计划、标准和方法进行,发生偏差,分析原因,进行纠正,以保证组织目标实现。一是控制目的是保证组织中的各项活动按既定的计划或标准进行,控制具有很强的目的性,控制与计划密不可分;二是控制是通过“监督”和“纠偏”来实现的,这就要求控制系统具有良好的信息检测系统,一方面可以预警,一方面可以发现“偏差”产生原因;三是控制是一个过程,控制与计划的关系相当紧密,计划为控制提供依据,控制是计划实现的保证。

二、班级管理中的单闭环控制

单闭环控制模式,即管理预期目标制定后,由控制器发出,通过执行器,最终完成任务目标。在任务完成的过程中有自我管理过程控制,有信息反馈回路,可以让执行器及时采取必要措施来保证既定目标的实现。

1.班级管理的控制目标

微观角度的班级管理目标包含了宿舍管理、班委会管理、学生学期成绩目标管理、课堂管理等等。目标确定时,要定量与定性相结合,既要保证管理的易实施性,也要保证管理的易考核性。

2.班级所有成员都是班级管理的执行机构

闭环控制中,班级所有成员都是班级管理的执行机构。学生自己管理自己则是一种很有效的管理方式。辅导员不可能一直与学生在一起,也不可能时刻了解到所有学生的想法。一味的采取以往的“命令式”的管理,并不能达到最终的控制效果。通常一个辅导员都会带好几个班级,所有的班级成立一个班级委员会,委员会的成员要是各个班级推选出来的管理者,然后委员会的成员再选出委员会的主席。一个系统就这样产生了,如图2。管理者即是被管理者,被管理者也是管理者。班级自治系统中,关键的是放权班委,如果班委不敢手放开去做事情,同学中有问题不敢向辅导员反应,或者是对于班级不正之风隐瞒不报。让班级这个执行机构能很好的运作还有一个重要的前提,班级同学的集体荣誉感,可以使班级形成一种无形的向心力,即班级凝聚力。班级中一旦形成了班级凝聚力,学生的自治性也会随之提高,也会推进班级自治管理,提高其稳定性。

3.班级成员的自我发现是班级的重要监测系统

当检测反馈系统发现了班级中存在的问题,控制器就开始工作了。偏差控制是下一步工作的保证,他将逐渐减小与设定状态的偏差,通过执行器去调节,使班级系统趋于稳定。但是作为班级一个复杂的系统“偏差=班级管理理想状态(设定值)-班级管理中实际情况”。既要对照设定的标准,又要对照分析出来的原因,具体理出措施办法。分析原因时,注意产生偏差的根本点何在,是根子上的问题还是细枝末节的问题,若是根本点上的偏差,特别是影响面大的偏差一定要追到底。若是细枝末节的偏差找到主要原因更正即可。

4.完善的校、班规章制度是班级管理的重要依据

校、班等规章制度是班级管理的一个有力的舵手,即班级管理的控制器。俗话说“没有规矩,不成方圆”。所以说完整的规章制度是班级自治的前提。规章制度要广泛征求学生的意见和建议,不断改进和完善。按照一个不完整的制度来管理,盲目将权力放于学生,只会使辅导员的工作陷于被动,最终将导致班级系统失控。

三、班级管理的双闭环控制

自我管理的单闭环控制不是弱化、甚至忽视辅导员的管理作用,而是要求辅导员能正确把握班级发展趋势,避免自我管理随意化、无序化,以致陷入自我管理的误区。因此辅导员要严格要求自己,勤观察、勤督促、勤指导,使班级沿着正确轨道顺利发展。下面简单介绍班级管理中的双闭环控制。

1.双闭环控制的控制目标

宏观的角度的班级管理目标,即要保证一个班级团结性、组织性、纪律性、凝聚力强。

2.发挥班委、党员、老师在信息反馈中的优越性

班级管理中班委、党员、任课老师是辅导员工作的得力助手,班级少了这些“眼睛”则辅导员遇事则像瓮中之鳖,盲人指路了,就像控制器没有了检测反馈系统。

(1)优化干部队伍,成为辅导员的得力助手。

“政治路线确定之后,干部就是决定的因素”对于大学班级同样适用。任何一个班级建设方法,总是依靠班级的干部传达、贯彻、组织实施,依靠骨干队伍宣传带动、以身示范。班级出现不稳定因素,例如,同学中有出现感情问题,出现宿舍关系不融洽,经常旷课、旷操,经常去网吧或者夜不归宿的。班干部要有比普通学生更敏锐的洞察力,将信息及时反馈给辅导员。

(2)培养党员同志,成为学生中的标兵。

大学生党员有着不同于普通学生的身份,奉献意识,服务观念以及大局观较强。党员在大学生中少数的一部分,但是党员的影响力在宿舍文化,班级学风中都有体现。党员在日常工作中与班委有相近之处,班级的某些同学没有坚定的政治立场,在生活作风上松松垮垮,社团工作中权利、利益无法权衡时,党员同志要走在一线帮助解决思想上的问题,或者第一时间将所知道的信息反馈给班委会甚至辅导员。

(3)主动联系任课教师,调动教师在班级管理中的积极性。

大学教师在学校中并不仅仅是“传道授业”,其实任课教师在班级管理的作用上比其他途径、方法更为直接、更有效果。教学活动是学校最频繁的最重要的工作。因而,学生有很多问题都是从教学活动中体现出来。如学习目的、学习态度、专业思想、毕业就业等问题,解决了这些问题,学生就不会因为大学没有目标而困扰。在年长的,资历老的教师面前,学生往往更容易流露出真实想法。教师更容易发现问题所在,在教学中加以适当的引导,或是及时将信息及时反馈给辅导员。

3.辅导员是班级管理中有力的舵手

运用双闭环控制一定要明确辅导员在班级管理中的作用,辅导员就像一双无形的大手,如同世界经济的宏观调控一样,是班级管理的调控者、领导者、策划者。针对班委、党员、老师反馈的问题,从多方面去了解情况,结合学生的个人信息,家庭信息,最近的生活工作状态去分析。对于班级整体出现的问题在年级大会,专业大会上可以直接指出。辅导员要大胆地使用班级干部,充分发挥他们的主动性、积极性和创造性;在放手使用的同时,也要注意提高其各方面素质和能力。在实际工作中,既要对学生干部进行传、帮、带,帮助学生干部总结经验教训,使他们能够在班级管理中起到承上启下的作用。

四、闭环控制系统对班级管理系统的初步评价

工程上从稳定性、准确性、快速性三个方面来评价系统的总体性能,运用到班级管理系统上,则从这三个方面来衡量班级管理的性能。

1.稳定性

当班级管理系统发生变化时候,即其环境或者系统内部发生变化对系统产生扰动时候,班级中出现不稳定现象,但是经过控制器一段时间的调节之后,按照既定的方向发展下去,则系统就认为是稳态的。

2.准确性

准确性对于班级管理系统来说,是要求系统能够稳定在班级管理中各项指标上。例如班级的团结性,凝聚力,从组织活动的过程中,班级同学的参与度就可以看出来,如果班级同学的积极性很高,则可以肯定此系统的准确性很高,控制很成功。

3.快速性

快速性对于班级管理系统而言,可以理解为一旦班级出现情况,这里指的是班级中的学生经常旷课,出现心理问题,考试成绩大幅度下降等。闭环控制系统能及时反馈给控制系统,由控制系统发出指令,由执行器执行命令。用调节处理时间,超调时间,发生频率等来表示班级管理系统响应速度的快慢,“调节时间”可以客观地表示某个突发事件,或者班级上某个学生出现问题到该问题成功解决的快速反应能力,时间越短,系统则更能满足班级管理的需要,在班级管理中更能发挥作用。

班级管理中应用自动控制,决定性的是选出好的班委,制定好的班级制度,学校任课老师积极配合辅导员的工作。这在学生入学时候就要做好基础工作,引导学生正确的大学观念,走大学之道,成大学之才。

参考文献:

[1]孙绵涛.教育管理原理[M].广州:广东高等教育出版社,1999.

篇(5)

摘 要:人类社会的发展离不开自动控制的发展,二者有着密切的联系。迄今为止,自动控制科学不仅对整个科学技术作出了非常重要的贡献,也为人类社会带来很多效益。本文简要介绍了自动控制的原理,并对自动控制在人们生活中的几点应用做了分析。

关键词 :自动控制;原理;应用

1 概述

人类社会的发展离不开自动控制的发展,二者有着密切的联系。研究自动控制技术对于人类来说从危险、复杂与烦琐的劳动环境中解放出来十分有利,而且还可以大大的提高劳动效率。迄今为止,自动控制科学不仅对整个科学技术作出了非常重要的贡献,也为人类社会带来很多效益。但是随着现代科学技术的不断发展,人们又对自动控制与系统工程提出了更多更新更高的要求。自动控制理论与系统工程正面临新的发展机遇与严峻挑战。[1]

2 自动控制的原理

在现代科学技术的领域中,自动控制技术已经起到越来越重要的作用。所谓的自动控制,就是指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置或控制器,使设备、机器或生产过程(统称被控对象)的某个参数或工作状态(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。

自动控制理论是一门研究自动控制共同规律的科学技术。自动控制发展初级阶段,主要用于工业控制,采用自动调节原理,以反馈理论为基础,“二战”期间为了设计和制造火炮定位系统、雷达跟踪系统、飞机及船用自动驾驶仪以及其他军用设备,也更加促进了自动控制理论的完善与发展。到战后,逐渐形成了完整的自动控制理论体系,则是以传递函数为基础的经典控制理论,主要的研究对象是线形定常数系统,单输入-单输出的分析和设计。[2]

3 自动控制的应用

3.1自动控制在污水处理中的应用

现在,自动控制理论与技术有两个发展方向,一是将不同的方法结合在一起,各自发挥优势,进而相互取长补短,形成新的控制系统,得到单一方法不能达到的效果;二是对理论或方法本身进行深入研究。控制理论在污水处理领域的应用主要以第一个方向为主。因为经典控制以及现代控制的理论研究都非常成熟,现在用在污水处理领域中的多是各种智能控制的混合算法。[3]

3.2 自动控制理论在光伏逆变电源中的应用

自动控制理论在光伏逆变电源中应用,主要包含对控制方法以及模糊控制理论的研究等。首先是模糊控制理论在光伏逆变电源中的应用,把模糊控制理论应用到光伏逆变电源并网中,可以将误差电流与参考电流作为系统的参考控制量,可以采用尽可能少的模糊控制的参数,能够在一定程度上降低模糊判断的时间,从而达到了一个比较好的控制效果。其次是模数控制理论的运用。所谓模数控制理论就是提高将模拟电路和数字电路混合起来,进而实现对逆变电压的同步与跟踪进行控制。再次是控制方式的探究。在现代的控制方式里,大规模的集成技术得到了快速的发展,使得小规模的元器件逐渐被专用芯片以及智能芯片代替。最后是复合控制理论在光伏逆变电源中的应用。复合控制的理论是基于内模原理的控制策略,其所采用的方法就是将动力学的模型放到逆变电源的控制器当中,从而形成一种反馈精度非常高的逆变电源。[4]

3.3 在煤炭发电中自动控制技术的应用

3.3.1 对于发电设备与装置的控制与保护

以往的煤炭发电企业采用的发电的保护设备与装置具有比较单一的功能,同时采用了比较过时的监控方法,难以很好的保护生产过程中发生的超限报警以及连锁跳机等故障,而自动控制技术的应用,对于煤炭发电的装置与设备进行了非常好的保护。

3.3.2 对于单元炉机组进行合理的整合与统一

随着科技的不断发展,煤炭发电站也开始采用先进的自动控制新技术,使得煤炭发电达到了由机-电控制一体化向机-炉-电一体化的合理统一以及整合,高新的单元炉机组运转方式的采用,完全呈现出发电机组的整体实力,同时很好地体现出其优势,有效地简化整个监控系统,并发挥出其独特功能,使日常检测监控的程序变得更为简便,节省相关的资金投入。[5]

3.4 粮油加工中单路闭环反馈系统的运用

为了使粮油的生产加工中实现准确性以及连续性,在其比较关键的地方采用以PID 智能控制器为关键内容的自动控制系统,而且应用越来越广泛。其工作原理是PID 智能控制器与电子变频设备、温度、物位等变送器、电气定位阀门等组成闭环负反馈来控制压力、物位、液面、温度等工艺。[6]

3.5 自动控制系统在小农户滴灌中的应用

本系统是在棉花滴灌管理建设的基础上,所研发的适用于小农户使用的滴灌自动控制系统。此系统的适用面积为12~50hm2,并且不用通过培训就能了解并应用。此系统主要是对施肥设备、水泵以及滴灌系统电磁阀的开关进行控制来实现自动灌溉。[7]

4 总结

自动控制在社会生活中的应用无处不在,本文只就其中的几方面做了介绍。虽然自动控制面临的问题和挑战非常严峻,但是其发展机遇还是很良好的。首先,要加快结合控制硬件、软件以及智能,逐步实现智能化;其次,要逐步达到自动控制与计算机科学、信息科学、人工智能与系统科学的结合,为自动控制提供新思想、新技术与新方法,推动智能控制的不断发展。

参考文献:

[1]吴晓帆,蔡自兴.自动控制的发展与未来[J].石油化工自动化,1999(5):6-7.

[2]胡寿松.自动控制原理(第四版)[M].科技出版社,2001.

[3]汪家权,陈立爱,侯红勋,等.自动控制在污水处理中的应用[J].工业用水与废水,2012(6):1-6.

[4]周多多.自动控制技术在光伏逆变电源中的应用[J].科技资讯,2012(29).

[5]连晗,史增芳.煤炭发电中自动控制技术的应用与探讨[J].煤炭技术,2014(33):172-174.

[6]马继征,王雨,张志强,等.自动控制在粮油加工领域中的应用简介[J].粮油加工,2007(1):71-73.

篇(6)

关键词:测控技术与仪器 自动控制原理 MATLAB/SIMULINK 计算机仿真

中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)07(a)-0119-02

1 自动控制原理的实验教学

自动控制原理这门课理论性强,比较抽象,学生学习有一定的难度,因此实验环节教学效果的好坏对学生牢固掌握课堂理论知识、提高教学效果起着非常重要的作用。在目前普遍课时压缩,教学要求提高的前提下,实验教学要解决以下几个方面的问题:如何加深学生对课程中基本概念基本理论的理解;如何提高学生理论联系实际的能力;如何培养学生实践动手能力、分析解决控制过程中实际问题的能力;如何在实验教学中融入新的科技发展成果,培养利用现代化的实验和仿真手段快速检验和实现新的控制理论和算法的能力。

2 自动控制原理的计算机仿真实验体系

采用MATLAB/SIMULINK软件进行仿真,可以避免对专用实验场地的依赖,可以进行各种控制试验,完成实验效果,达到实验目的。自动控制原理的教学内容比较丰富,包括经典控制理论、现代控制理论,既涉及线性时不变系统,又涉及非线性系统,既涉及连续系统,又涉及离散系统。仿真实验采用两种模式,一种是运用MATLAB语言进行编程,完成相应的控制系统的构建和性能分析,一种是采用MATLAB中集成的仿真环境SIMULINK进行模块化设计。该文仅以少学时的自动控制原理中讲到的经典控制理论中的线性时不变连续系统为例加以说明。仿真实验内容主要包括:控制系统建模;各类模型之间的转化;复杂控制系统的化简;典型输入信号分析;典型环节的响应分析;二阶系统的性能指标分析;采用多种方法进行系统稳定性分析;线性系统的根轨迹分析;控制系统的频域特性及频域性能指标分析;系统校正效果分析等。

下面以典型二阶系统的阶跃响应为例,介绍一下MATLAB脚本语言编程与SIMULINK模块仿真。该实验的目的是通过改变系统动态模型的参数,研究二阶系统的重要参数阻尼比对系统动态响应的影响。二阶系统的传递函数为:,比较当=10,=0,0.25,0.5,0.7,1.2时系统的响应特性。

采用MATLAB语言编写的脚本文件:

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')

响应曲线如下:

从图中可以清楚地看到二阶系统的响应规律,当一定时,随着的增加,振荡减弱,超调减少,调节时间减小。

同样,可以采用SIMULINK建立二阶系统的控制模型,通过双击示波器Scope,可以看到SIMULINK的仿真曲线。

通过仿真实验可以体会到,二者均可以有效地进行控制系统的仿真,可以有效地达到实验目的。采用SIMULINK构建系统模型更加方便快捷,而采用MATLAB脚本语言则更能锻炼同学的逻辑思维能力。

3 结语

通过仿真实验,不仅能帮助同学们深入熟悉和掌握自动控制原理的基本知识,而且能锻炼同学们的逻辑思维和编程能力,为其以后在测控系统设计和计算机控制算法的实现方面打下坚实基础,对自动控制原理的教学起到画龙点睛的作用。

篇(7)

作者简介:范为福(1955-),女,天津人,中原工学院电子信息学院,教授;王双红(1978-),女,河南长垣人,中原工学院电子信息学院,讲师。(河南郑州450007)

中图分类号:G642.0     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)06-0088-01

“自动控制原理”课程是电类、控制类、机械类等专业必修的技术(专业)基础课程,是本科生学习后续专业课程和研究生课程的重要理论基础,在整个课程体系中有承上启下的作用,同时也是通向自动控制这一高科技殿堂的第一个台阶。该课程的主要任务是通过对控制理论知识的学习,使学生树立“系统”的概念和全局的观点,培养学生对控制系统的设计能力、工程实践能力和创新意识。随着科学技术的迅猛发展和信息时代的到来,自动控制理论的内容越来越丰富、信息量大、更新发展很快,在这种形势下,教学内容应及时地吸收自动控制领域的新成果、新技术,摒弃陈旧内容,“自动控制原理”课程的教学改革势在必行。

一、从控制理论的核心体系出发,精选授课内容的主线

“自动控制原理”是一门理论性、实践性和综合性都比较强的课程,其内容丰富、概念抽象、理论性强、涉及知识面广、信息量大,是具有一定深度和学习难度的课程,内容多、学时少的矛盾非常突出,学生普遍感到有一定的难度。如何在有限的课时内让学生熟练掌握控制理论的基础原理,精选教学内容,提高教学质量,加强学生的能力培养,成为本课程改革的关键。教学改革思路是从控制理论的核心体系出发,以系统建模系统分析综合设计作为课程主线,突出控制系统分析与设计的共性规律和基本方法,强调工程背景,注重理论联系实际,突出分析与解决能力的培养。

为了解决“自动控制原理”课程内容多、学时少的矛盾,必须精选教学内容。所谓精选教学内容,就是以“自动控制原理”课程教学大纲为依托,根据各专业的实际需要,精选出教学大纲中的重点内容。在课程中,突出重点和难点,将基本概念、基本原理和基本方法讲深讲透,使教学内容有深度。控制系统分析与设计的主要内容和重点是研究系统的特性,即稳定性、动态特性、稳态特性。稳定性、快速性、准确性是对控制系统的基本要求,也是系统性能的重要指标。“稳、快、准”贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终,也是系统综合设计要满足的性能要求。在课程的学习中,要抓住稳、准、快这条线,建立各种系统分析与设计方法之间的联系,可以使学生统观全局,把握研究方向。另外,随着新技术新方法的不断涌现,已很少应用或不再使用的传统的经典控制理论的一些方法则要完全删除。对于教学大纲中规定的了解内容和一般性了解内容,则略讲,或作为学生的自学内容,让学生课余自学,这样,不但培养了学生自学能力和独立思考解决问题的能力,而且还节省了课内的学时。例如目前广泛使用的MATLAB软件,由于它的控制工具箱(control toolbox)与集成图形界面环境SIMULINK为控制系统的计算与仿真提供了一个强有力的工具,因此可以改变在以往的教学过程中占用了大量的课时介绍如何绘制系统的根轨迹、频率特性等曲线的现象,现在只需要在讲清楚绘制这些曲线原理的基础上,让学生掌握简单的系统根轨迹、频率特性等曲线绘制,对于复杂的情况,可以让学生使用MATLAB软件提供的相应函数命令实现这些曲线的绘制,这样一来课程的重点就可以放在如何应用根轨迹法和频域分析法进行工程分析与设计上。

二、改进教学方法,提高课堂教学效率

目前,学生获取知识的能力较过去相比有明显的提高,特别是在信息处理能力、人际交往沟通能力和对社会的适应能力提高等诸方面较为显著。尚显不足的是,自学能力不强,应用知识的能力相对较弱,因此,如何提高课堂教学和实验教学效果,激发学生学习知识的兴趣和热情,提高学生用所学过的知识去分析问题、解决问题的能力,要求我们要去大胆实践和逐步完善。

课堂教学是理论教学的主体,直接关系到教学质量的高低。以基本概念、基本方法为主线,由浅入深地引出要点;因材施教,根据不同层次的学生适当调整讲课内容和深度;采用双语教学;将控制理论的最新研究成果和动态介绍给学生等等,都是我们在课堂教学中一直坚持的。为提高教学效果和水平,在课程内容设计上做了大量工作。课程组成员对各章的基本内容都进行了深入剖析,找出其关键内容、重点和难点。课后要求学生阅读参考书和做一些概念性强的习题,这样可以使学生巩固对课堂上所学知识的理解和掌握,激发学习兴趣,引导自主学习,同时对学生也有一定的约束力和督促作用。而教师则可通过课堂练习和课后作业的信息反馈,了解学生对已学内容的理解和掌握情况,并依此及时纠正学生在基本概念和方法理解上的偏差,调整课堂教学的进度。另外,我们开发了“自动控制原理”课程的网络课堂,充分利用校园网络和网络教学多媒体课件进行网上辅助教学。在网络中,学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。基于此,我们将教学大纲、教案、习题等教学内容制成网络版,从而建立一套自主的、有选择的学习机制,让学生在课余时间,在网上进行学习,激发其学习的主动性、创造性。

三、改革实验教学内容,培养学生实际动手能力

“自动控制原理”课程理论性强,不易理解,加强本课程的实验环节有助于加深对理论知识的理解,使学生在学习控制理论知识的前提下,建立和掌握控制系统建模、系统分析、系统设计等基本理论和方法。通过实验环节,既要帮助学生增强感性认识,加深理解,强化系统概念,又要培养学生自己动手操作,独立思考的习惯,使之进一步提高分析问题与解决问题的能力。由于在原有的控制原理实验教学中,验证性实验占有比较大的比重,不利于培养学生的综合设计能力,因此我们开发了一些设计性的实验,其目的就是要让学生加强学习控制系统的工程设计方法,通过直流电机的位置控制系统和速度控制系统来掌握系统的建模、分析和设计的方法。通过这样的设计性实验,使学生了解到实际控制系统的设计过程,培养了综合应用能力和创新意识。学生的综合应用能力和创新意识的增强,在电子科技制作大赛和毕业设计中都有体现。有些学生在毕业找工作期间备受用人单位的青睐,他们在新的岗位上能够很快适应工作,表现出良好的科研能力。

四、改革考试方式,促进教学质量的提高

考试方式一直是教育模式和教学方法的指挥棒,有什么样的考试方式必然会有什么样的教学方法,而长期以来一直凭借期末考试一张卷的模式评价学生学习情况是导致应试教育愈演愈烈的根源,在面向素质教育、培养高素质创新型人才的今天,必须从应试教育的模式中解脱出来,强调和加强学生的综合能力的培养。在考试方式上进行了必要的改革,将考试成绩分为平时成绩、考试成绩和实践成绩。平时成绩主要包括学习态度、课堂参与情况、出勤情况、学习主动性、完成作业及运用所学专业知识解决问题的能力等。考试成绩采用自编试题库AB卷同时统一命题,不仅AB卷的试题不出现重复,而且3年内,试题不重复率达到70%。在命题中,分为基本要求部分和提高部分,前者占三分之二,主要考核学生掌握基本知识的情况;后者占三分之一,重在考核学生的综合分析能力。在考试后,采用流水评卷的方式,按照评分标准严格阅卷,真实客观地打分。实践成绩主要是通过学生参加课程的实验环节情况打分。在试卷评阅后,科学地对考卷情况进行分析研究,分析学生对课程内容的理解和掌握程度,为调整下一学年度的课堂教学内容和进度提供必要的参考信息。

五、加强师资队伍建设,不断提高教学水平

“自动控制原理”课程组经常开展教研活动,近年来,开展的教研活动所涉及的内容有:“自动控制原理”课程教学体系和教学内容与方法的改革、双语教学、教材建设、实验室建设、多媒体教学研究与建设等,并经常派出多年来一直从事自动化学科建设、自动化专业教学改革和“自动控制原理”课程教学的教师参加全国自动控制原理课程教学研讨会,收获非常大,使我们更加明确了努力的方向。

课程组统一安排课程的教学、科研以及相关的学生实验、答疑、批改作业等任务。青年教师均通过岗前培训并有专人指导,传、帮、带效果显著。教师们治学严谨,教学效果良好,普遍受到学生们的好评,其中有4名教师在院级讲课比赛中获奖。

在多年的教学改革实践中,“自动控制原理”课程的教学取得了一定的成绩,由于改进了教学方法,优化了知识结构,对学生严格要求,使学生增长了知识,开阔了眼界,培养了学生运用基本理论分析和解决实际问题的能力,因此在历届、各层次的教学过程中均受到学生的好评,取得了良好的教学效果。历届考研的学生在这门课程上都取得了很好的成绩。

六、结束语

随着控制理论研究的发展,“自动控制理论”课程的内容将不断地发展和更新,因此,提高“自动控制原理”教学水平的关键是不断深化教学改革,今后以培养具有创新精神和工程实践能力的人才为核心,将改革进行到底,建设更多更好的课程以服务于学生。

参考文献:

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对教学内容改革,以突出控制理论的物理概念及工程背景,淡化数学证明为原则,在现有的基础上,继续整合、优化课程内容,进一步明确课程体系结构、组织方式,理顺本课程和相关课程的知识联系,注重突出工业控制特色,体现控制理论在工业控制中的应用。通过讲座的形式向学生介绍自动控制发展的最新动向、最新技术,弥补课堂教学时数的限制与教材的滞后。

一、以系统建模、系统分析和综合设计为课程主线强调工程背景

自动控制原理是一门理论性、实践性和综合性强的课程,内容多,概念抽象,涉及面广,学生普遍感到有一定的难度。如何在有限的课时内让学生熟练掌握控制理论的基础原理,加强能力的培养,成为本课程改革的关键。我们团队的教学思路是:从课程的体系出发,以系统建模―系统分析―综合设计作为课程主线,强调工业控制背景,突出实际应用能力的培养。

数学模型是描述系统内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式,建立一个合理的模型是系统分析和设计的前提。在讲述这部分的内容时,注意选取有一定工程背景的系统,讲清楚模型参数的物理意义,使得学生正确理解实际模型与抽象数学模型的区别和联系。从不同的角度对系统进行建模,有助于学生加深对这方面内容的理解。例如对于自动化类专业的学生可用电机调速系统为例,通过建立它的微分方程、传递函数、结构图、信号流图这些不同的数学模型,来建立各模型的联系。

系统分析方法是控制系统综合设计的基础,这部分的内容主要包括时域法、根轨迹法、频域响应法,是控制理论教学的重点。在控制系统中,稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求,也是衡量系统性能的重要指标,控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。只要抓住这个特点,就抓住了系统分析的关键,有助于学生加深对不同方法的理解。系统设计是综合利用理论知识使系统的性能指标全面满足要求的过程,对培养学生的分析、综合能力及创新能力十分重要,也是教学的难点。我们的做法是:选取控制工程中的典型范例,突出工程背景,从实际控制系统中去了解系统的结构特征、工作原理和设计要求,拓宽学生的视野,激发他们的创新欲望。例如以工业控制中最常见的直流电机转速控制为例,要求学生应用系统辨识的方法求数学模型后,根据性能指标设计控制器,达到控制电机转速的目的。这些生动的工程实例大大激发了学生的兴趣,使学生感受到了控制理论的魅力,深刻理解了“学以致用”意义,在分析问题、解决问题的过程中,使课程的学习达到知识和能力两方面的目标。

二、结合控制理论的发展更新教学内容

近年来,控制理论得到了蓬勃发展,特别在非线性控制、分布参数控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等方向上取得了重要进展。这就要求教师对本学科发展有一个较好的把握,注意处理好经典的基本理论和新技术的关系,从中选取一些比较符合课程要求的理论知识,在讲课过程中及时介绍给学生,以保持课程内容的先进性。例如每章结束后都会留出一定的时间,介绍本学科的发展动态,这种方法扩大了学生的知识面,培养了他们探索科学技术的兴趣,深受同学们的欢迎。

随着电力、电子、控制技术、通讯及信息技术等的不断发展,工业控制的自动化程度大大地提高。新一代大功率半导体电力电子器件,在材料、理论、机理、制造工艺和应用技术等方面的研究开发,取得了突破性的进展,过程控制设备进一步向高可靠、节能型方向发展;可编程序控制器和单片机已逐渐发展成为工业控制中的一种普遍控制方式。自动控制原理课程虽然是电专业的基础专业课程,但是一般学时安排也不十分充裕。要想在有限的时间内把这门理论性和工程应用性都很强的课程教好,必须针对不同专业合理组织教学内容。必须以课程教学大纲为依托,根据专业的特点和实际需要,重点讲授基本概念、基本原理和基本方法。另外,通过讲座的形式向学生介绍自动控制发展的最新动向、最新技术,弥补课堂教学时数的限制和教材的滞后,每届学生安排1-2次主题为“先进控制理论与应用”的讲座。

三、以培养高素质实践性人才为目标构建课程体系

自动控制原理课程理论性、实践性和综合性都很强,涉及到多学科的交叉,以培养高素质实践性人才为目标通过改革,建立新的自动控制课程体系。在教学过程中,把自动控制、计算机技术、电子技术和传感器技术有机地融为一体,使学生对控制系统的组成、分析、设计、综合等各个环节及系统概念有全面的理解,并通过一系列的实践环节,如综合实验和课程设计,培养学生的综合实践能力。自动控制系统综合解析图如图1所示。

图1 自动控制系统综合解析图

自动控制原理课程确立以系统建模、系统分析、系统综合(校正)为自动控制原理课程的主线,构建由时域分析、复域分析、频域分析为基础,连续系统、离散系统和非线性系统为对象的的知识体系。自动控制原理知识体系如图2所示。

图2 自动控制原理知识体系

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“自动控制原理”是电子信息科学与技术专业的一门重要专业基础课程。它侧重于理论角度,系统阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律,介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法,内容十分丰富。通过自动控制理论教学,学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法,以便将来胜任实际工作,具有从事相关工程和技术工作的基本素质,同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。

本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等工科和理科专业的必修基础课程。通过本课程的学习,学生将初步掌握自动控制的基础理论,并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力,进而为专业课程的学习和参加控制工程实践打下必要基础(方晓柯,2008)[1]。

1.教学内容研究

本课程的教学内容重点应放在以下方面:

(1)自动控制的概念、基本控制方式及特点和对控制系统性能的基本要求。

(2)典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式及控制系统传递函数的建立和表示方法、小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。

(3)暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理、稳定性的概念及利用这些概念对二阶系统性能的分析、高阶系统分析方法和主导极点的概念。

(4)根轨迹的概念和绘制法则,并能利用根轨迹对系统性能进行分析、偶极子的概念及添加零极点对系统性能的影响。

(5)频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据。绝对稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频域性能指标的概念和频率特性与系统性能的关系。

(6)校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用、复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法、串联校正为主的根轨迹综合法和常用校正装置及其作用。

为使学生更好地学习和掌握自动控制原理这门课程,依据学校制定的教学大纲,结合自己在日常教学中的经验和我校学生的基本情况,现将本课程的教学内容和学时安排如下,见表1所示,学时共计72学时见下表。

表 “自动控制原理”课程教学内容及学时分配

2.教学方法研究

“自动控制原理”为我校物理与电子科学系应用物理学和电气工程及其自动化这两个本科专业的必修课程,目前校内每年学习这门课程的学生人数在100人左右;在日常教学过程中,我们重视对学生的启发与引导,钻研教学教法,不断改革与创新,采用多种行之有效的教学方法和手段,并取得良好的教学效果。

2.1启发―引导式课堂教学

课堂教学的目的是启发学生积极主动地建构知识,引导学生分析、解决问题(阎金铎,2009)[3]。例如,在讲解典型环节的传递函数和结构图化简时,可以先启发学生根据自己的思路化简结构图,求出传递函数,然后引导学生根据书本上的规则进行结构图化简。在启发、引导学生建构知识的过程中,教师必须对所教知识本身及其来龙去脉、认识方法有清楚的认识;必须研究学生的认知规律,进而使知识的传授过程符合学生的认知规律。这一教学模式分为以下几步:

首先,要激发学生学习新知识的动机。

其次,要引导学生获得丰富的感性认识,这是学生进行下一步思维加工必不可少的基础。

第三,要引导学生的思维加工过程,进行分析、推理,然后表述认识的结果,建立概念,总结规律。

第四,要让学生学会运用新知识解决问题。

最后,要让学生巩固新知识,将新知识与已有知识建立联系,纳入自己的认知结构体系。

通过运用这一教学模式,一方面教师要积极研究教学内容,找出教学内容的内在逻辑,另一方面要分析、掌握学生的认知规律与心理活动,进而将二者有机结合。

2.2自学-讨论式课堂教学

课堂教学的目的除了使学生学习新知识外,更重要的是使学生学会学习。教师指导学生以知识为载体,搜集资料、阅读理解、表达交流,从而深化对知识的理解(李振龙等,2009)[2]。例如,在讲解根轨迹的概念和绘制法则时,可以让学生先自学根轨迹的绘制法则,并给出例题让学生自行绘制根轨迹,然后进行课堂讨论,根轨迹绘制究竟应该怎么画,要遵循怎样的绘制原则,并且这些绘制原则之间的顺序与关系是怎样的,讨论出结果之后,教师再根据这些原则画出之前让学生自行绘制的例题,让学生与自己绘制的根轨迹作对比,然后发现自己哪里画得不对,为什么不对,是漏掉或者弄错了哪条绘制原则。

使用自学―讨论式课堂教学,主题的选取非常重要,在教学前教师就要进行深入研究,选取适合学生自学的主题。自学之后每个学生独立完成一个任务,之后就完成的任务进行成果交流与讨论,最后师生共同梳理自学的内容,达成完整、准确的共识,最后形成结论。

2.3探究式课堂教学

探究式课堂教学的目的是强调学生真实的研究经历,让学生参与探究活动,发现问题、提出猜想、交流论证,得出结论。例如,在讲解校正的基本概念、基本校正方式时,可以让学生先分析为什么需要对系统进行校正,并且探究可以采用何种方式进行校正,提出猜想或假设,然后设计校正方案,分析论证方案的正确性与可行性,最后得出结论。在实际的课堂实践中,大部分的学生虽然没有探究出合理的校正方法,但是通过这种教学方式不仅发散了学生的思维,而且使学生对正确的校正方式印象深刻。

3.教学设计研究

本课程的教学设计主要包括以下几个方面:

3.1制定教学目标。

3.2分析教学内容。

3.3分析学生和教学环境。对学生的分析包括以下方面:学生原有知识、技能,学生对教学内容的了解,学生对教学内容和多媒体的态度,学生的兴趣,学生对教师的态度,学生以前的学习成就和能力层次,学生的一般学习方式,学生的总体特征,等等。学生的学习过程是通过运用已有知识解释所学内容进而建构新知识的过程。基于他们本身的经验,学生对教学内容和教学方式会有一定看法,他们可能对教学内容不感兴趣或者不喜欢教学所使用的教学方式。只有提前了解他们对学习内容的态度及对教学方式的期望,才能据此设计相应的教学方式和教学手段,启发引导学生,激发他们的学习兴趣和求知欲望。譬如,讲解对控制系统性能的基本要求时,引用现实中电阻炉温控制系统、飞机自动驾驶仪系统等作为实例,讲清楚为什么控制系统的性能需要满足稳、快、准的要求,达到良好的效果。

3.4选择具体教学模式、方法和策略。

3.5利用教学资源。利用学校的多媒体资源,结合板书,进行教学。并帮助学生安装MATLAB仿真软件进行部分习题的仿真。

3.6制定测评方法。对每一章的作业进行认真的批改,每次批改完之后总结学生易错的题目是哪些,为什么学生在这些题目上出错,学生是哪一部分的内容没有掌握,以便复习的时候对这部分内容进行详细讲解。

3.7教学反思和修改。在教学过程中不断进行反思,并根据学生的反馈信息不断修改自己的教学内容和教学方法,以期实现教学系统的整体优化。

4.结语

“自动控制原理”是控制理论与控制工程专业的主干和必修课程,在我国的生产制造业中应用比较广泛,尤其在工业控制领域得到广泛应用与推广。本文在研究课程教学内容和学时分配的基础上,从课堂教学方法、课堂教学设计方面对本课程的教学理论与实践进行了研究,实践结果表明,本课程的教学内容安排是合理的,教学方法和教学设计也取得了良好效果。“自动控制原理”是一门理论性与实践性都很强的课,要想上好这门课,必须对教学内容、教学方法、教学设计进行更深入的研究。

参考文献:

[1]方晓柯,王建辉,郑艳,等.《自动控制原理》教学改革的探索与实践[J].教育实践研究,2008,(11):101-102.

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中图分类号:G424 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)16-0112-02

“自动控制原理”是自动化专业和电气工程专业本科生重要的专业基础课,是后续专业课“现代控制理论”、“计算机控制系统”等课程的基础课,是很多高校控制科学与工程专业研究生入学考试的必考科目,也是“线性系统理论”、“自适应控制”、“非线性系统理论”等研究生课程的基础。自动控制原理的基本思想是整个控制科学理论体系的基石,同时也贯穿在自动化工程师的整个职业生涯中,学生对课程知识的掌握程度对个人的职业发展规划产生重要的影响,也直接关系到学生进入社会后所做出的贡献程度[1,2]。

对于“自动控制原理”课程教学的重要性,相关高校给予了高度的重视,通过有针对性地自编教材或精选教育部指定教材,由有十年以上教龄的具有丰富教学一线经验的教师担任课程的主讲教师,制作生动的多媒体课件,创建国家级、省市级或校级精品课程等方式,进行了大量的教学改革探索与实践,取得了丰富的教学研究成果[3-7]。

本文将结合北京信息科技大学的实际情况,分别阐述“自动控制原理”课程教学的特点、改革的必要性以及改革的措施。

一、课程教学的特点

1.“自动控制原理”课程的特点。“自动控制原理”是一门理论性很强的课程,基础数学中的微积分、复变函数与积分变换等知识贯穿其中。另外,进行控制系统建模时根据被控对象的不同,需要电学、力学等物理知识和电路理论、电机理论等专业知识。在整个课程体系中,需要严谨的数学推导与计算,这些都要求学生具有较高的数学基础。

“自动控制原理”是一门实践性很强的课程,广泛地应用在工业生产过程、军事国防、航空航天等各个领域,具有实际的工程背景。另外,在国家宏观经济调控、人口计划生育等社会科学中也体现了本课程的基本思想。所以,如果学生在学习中没有对课程知识的应用有感性的认识,则会造成理论与实际的脱节。

“自动控制原理”也是一门综合性的课程,既要求学生有较好的数学基础能进行数学分析和计算,又要求学生具有一定的自主设计控制系统的能力。同时,课程大量使用图形与计算相结合的方法,也要求学生具有一定的绘图能力。

2.学生的实际情况。目前,北京信息科技大学自动化专业在北京以及全国大部分省份是本科一批招生,只在个别省份是本科二批招生,所以可以保证生源质量。但由于北京市的一本录取率较其他省份高很多,所以北京的生源质量不如其他省份高。又由于生源地为北京的学生普遍没有找工作的压力以及读研究生深造的想法,所以大学期间学习的积极性不高,对未来没有危机感,在一定程度上影响了整个专业的学习氛围。

二、教学改革的必要性

鉴于以上特点与问题,如果采用传统的方法进行教学,不可避免会造成学生平时学习效果不好,只靠期末考试前突击复习的后果。因此,为了使学生较好的掌握“自动控制原理”的知识,为以后的职业生涯打下坚实的基础,也为更好地解决教学环节的相关问题,必须进行教学改革与实践。

三、教学改革的措施

围绕“自动控制原理”课程的教学,北京信息科技大学自动化学院进行了一些教学改革尝试。

1.严肃课堂教学纪律。针对部分学生学习积极性不高、课堂出勤率低的问题,采取了严格的课堂考勤制度,把关请假情况,并执行缺勤时间超过总课时的三分之一即没有考试资格的规定,严厉打击各种旷课、迟到、早退的现象。对上课时学生不专心听讲玩手机的学生进行及时提醒,必要时暂时没收手机。

2.课后补充扩展。对于基础好、学有余力、渴望继续深造的同学,在课后安排额外时间补充Matlab/Simulink控制系统仿真方面的知识,让这部分同学在掌握理论知识的基础上,通过编程仿真的方式进一步学会控制系统的分析与控制器设计。利用微信等新型通讯方式进行灵活的答疑以及常见问题的讲解,使得学生有问题可以及时询问,进而得到解答。

3.学期中小测验。由于“自动控制原理”课程学时很多,包括实验共90个学时,课程涉及到的知识点多,彼此有一定关联却又能自成体系。为督促学生能及时地进行阶段性的复习,不至于将所有复习工作都堆在期末考试前,在整个教学过程中安排两次小测验。采用开卷考试的形式,在课后进行习题的简单讲解,并且给学生分发详细的习题解答,督促学生能在阶段性的学习之后及时地复习,并使得学生在作业题的基础上有更多的题型可以用作期末考试复习材料。

4.综合设计题小组答辩。在批改学生作业时发现抄袭作业的现象较严重,为督促学生独立完成作业,在学期中段安排综合设计题小组答辩的环节。提前两周布置综合设计题题目,要求用理论分析和Matlab/Simulink编程的方式进行控制系统分析以及控制器设计。2~3名学生一组,每个小组选一名学生进行3~5分钟的讲解,之后所有小组成员回答问题,对小组全体以及每个成员进行打分。最终从全部小组中选出3~4个优秀的小组在课堂上进行讲解,教师和全体学生提问,并且教师就过程中学生遇到的问题和不足进行讲解,通过对优秀小组学生适当加分的方式对其进行激励。

四、教学改革的效果

比较近几年自动化专业5个班近150名学生的期末考试成绩,在考题难度基本不变的前提下,平均分有稳步的提高,尤其是在90~100分数段区间内,学生人数从无到有,并且有逐渐增加的趋势,而50~59分数段内的学生人数逐年减少。显然,通过新式的教学改革尝试,对专业兴趣浓厚、学有余力的学生能更加扎实地掌握课程所学内容,并且能进行灵活运用。与此同时调动了兴趣不足的学生的积极性,并帮助学习吃力的学生达到课程要求。在后续的教学和实践环节以及毕业设计中,也能明显地感觉到学生在“自动控制原理”课程上打下的基础并发挥着积极作用。

五、结语

“自动控制原理”课程是自动化相关专业重要的专业基础课程,课程知识点多,理论与实际相结合,学生学起来有一定的难度,所以针对北京信息科技大学的实际情况开展了一系列教学改革措施。在课程开始阶段给学生打好预防针,在课程中间阶段及时地督促学生,使学生有一种紧迫的危机感。这样在课程临近结束的时候学生才能较好地掌握基本知识,顺利地通过期末考试。只有紧追时代的脚步,通过教学改革与创新因材施教,牢牢把握学生观念思想的变化,才能进一步提高“自动控制原理”的教学质量。

参考文献:

[1]Katsuhiko Ogata. Modern Control Engineering(Fourth Edition)[M].北京:电子工业出版社,2007.

[2]刘小河.自动控制原理[M].北京:高等教育出版社,2014.

[3]徐颖秦,潘丰.自动控制原理立体化教学新体系的探索与实践[J].电力系统及其自动化学报,2012,24(2):152-155.

[4]周武能,石红瑞.自动控制原理教学改革与实践[J].教学研究,2010,33(1):63-66.

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本课件应实现如下两个目标:一是课件应具备多媒体特征,集声音、文字、图像、动画于一体,使课件内容与形式丰富多彩。二是课件具有良好的交互性,增强学生的学习兴趣。由此以“习题”为例的课件设计的方法。

一、“习题”部分设计思路

“习题”部分的设计是本课件的一大特点,它充分发挥了Authorware的优点,实现了课件的强大的交互功能,从而调动了同学们的学习积极性。这正是选择Authorware设计课件的重要原因之一。各章的习题较全面地反映了“自动控制原理”课程的重点内容,同时界面友好,作题过程中穿插各种卡通人物对同学们的作题情况进行批评和鼓励,激发了同学们的学习热情。习题部分包括四种题型:判断题、选择题、匹配题、填空题(或计算题)。这四种题型都使用Authorware的交互图标来实现。下面简要介绍一下交互图标。人们一般将多媒体理解为图片、文本、声音、动画、视频图像等多种媒体的综合表现,但却忽视了贯穿多媒体始终、最具活力的因素:交互性。交互的传统定义是相互作用。Authorware中所说的交互可以解释为:用户通过各种接口机制控制多媒体作品中对象播放的速度、顺序,即实现计算机与用户的对话,其中一方对另一方作出的响应给以反应,直到双方完全理解和沟通为止。实现交互的机制很多,如按下按钮、单击区域、输入文本、选择下拉菜单中的选项等等。Authorware是交互功能最强大的多媒体开发工具,它提供的11种交互类型几乎可以跟踪用户可能的所有操作。这11种交互类型包括:文本输入响应、热区响应、热对象响应、目标区响应、按钮响应、下拉式菜单响应、条件响应、按键响应、重试限制响应、时间限制响应和事件响应。因此只要熟练掌握这11种交互类型的使用方法和技巧,就能随心所欲地设计出各种类型的习题。本课件习题部分的四种题型都是用上述的交互类型实现的,其中判断题是由自定义(或动感)按钮实现的;选择题是由自定义按钮和重试限制响应两种类型来实现的;匹配题是由自定义按钮和目标区响应两种类型来实现的;填空题是由文本输入响应和重试限制响应共同实现的。

二、多媒体课件设计的方法说明

将文件打包成该类型的文件后,需要一个RunA5w程序来播放打包后的文件。使用该选项,要将RunASW程序同时提供给用户。Forwindows3.1类型:使用该选项,Authorware将RunA5w软件内置在打包文件中,使得打包后的文件可以独立的在使用WindowS3.1操作系统的计算机上运行。Forwin

-dows95,98andNT类型:使用该选项,Authorware将RunA5w软件内置在打包文件中,使得打包后的文件可以独立的在使用WindowS95或者WindowSNT操作系统的计算机上运行。[Re

-solveBrokenLinksatRuntime]修补被断开的链接:被断开的链接是指那些设计图标的ID编号发生改变,但是变化并没有反映在链接上。比较典型的例子是,有些设计图标被剪贴到其他地方,但是链接的类型和名称并没有发生变化。如果选择了该选项,Aothorware会自动重新链接被断开的链接,使得所有的内容都被正确的显示在屏幕上。如果将该选项关闭,Authorware将不检查被断开的链接,如果存在着这种被断开的链接,Au

-thorware将不会正确的显示文件内容。所以除非确切知道所有的链接都没有发生变化,否则不要关闭该选项。[UseDefault

-NamesWhenPaekaging]当打包时使用默认的文件名:如果打包文件时,要使打包的文件名使用当前交互式应用程序的文件名,则可选择该复选框。Authorware在文件名后加上扩展名“ASR”,对于库文件,扩展名为“ASE”。如果不选择该复选框,Authorware显示一个对话框用以指定打包文件名,或者打包库文件名。

三、总结

计算机辅助教学的应用,将有力地促进教学内容和体系的改革,大大地推动教学方法的更新,并将在很大程度上改变现有的教学模式、教学思想、教学方法和教学过程,实现学习的多元化、主体化和社会化。

参 考 文 献