自動控制原理范文10篇

摘要：自動控制原理課程是自動控制類專業的基礎課,具有較強的理論性和抽象性，掌握起來有很大的難度，所以，要加強對該課程的教學改革。文章提出了教學模式、教學內容、教學方法等方面的許多改革措施，這些改革方案可以有效改善課堂教學，提高學生的學習興趣和主體參與意識。

關鍵詞：控制基本原理；課堂；教學

自動控制理論的蓬勃發展開始于二十世紀三十年代，但真正進入大學課堂卻是在二十世紀五六十年代，它的誕生為高等學校帶來了全新的生命力。自動控制原理課程的專業知識覆蓋面廣，教學內容多，應用性非常強，對于學習者形成系統和工程的思想有著非常重要的作用。目前，自動控制原理課程已成為自動控制類專業最主要的專業基礎課之一，其內容涉及:手動體系的基礎組織與構造、手動體系的特性指數以及手動體系的種類和特性、手動體系的分析方式(時域法、根軌跡法、頻域法等)以及工程設計方法等。該課程的設立目的主要是為了訓練學生的專業素質以及設計、分析系統問題的能力，在自動控制類專[2]業的課程體系中，占據非常關鍵的地位。自動控制原理課程對數學和自然科學的應用能力要求很高，通過該課程的學習，能夠為日后處理實際工程問題打下重要的理論基礎。在新型工科背景下，如果學校仍然采取以教師為主體的傳統教學方法，那么將很難培養學生處理復雜工程問題的能力。?？祁愒盒W生的動手能力相對較強，但基礎知識薄弱。根據這類院校學生的實際狀況，為培養學生學習的主動性，增強學生處理復雜實際問題的能力，在教學模式與教學手段等方面都必須作出改變。

1.課堂教學中存在的問題

⑴學生的綜合知識能力相對薄弱。該教程主要涉及到了高中數學、復變函數、大學物理、集成電路等的基本知識，并涉及大量公式推導，學生在學習過程中往往感到內容簡單乏味,無法很好地將知識融會貫通。⑵學生學習目標不明確。學習者往往很難認識到自動控制學科在工程實際中的潛在意義，只重視教材中簡單公式化的習題，從而造成學生在實際學習過程中無法正確理解所學理論知識的實際應用。⑶配套教材的缺乏。目前，該課程的教材大都基礎理論性較強，復變函數等基礎數學領域的專業知識以及集成電路等基礎知識較多，能夠完全符合新工科特點的內容相對較少，教材中涉及處理復雜工程問題的介紹尤為稀少，基本上都是根據傳統理論知識點設置。盡管任課教師采用了一些新穎方式開展課程，比如，在課程講解過程中，把典型的爐溫、液位高度及其調速系統等知識點穿插其中，幫助學生深入了解課程內容，從而訓練學生獨立分析問題并解決矛盾的能[3]力，但是，由于教材中并無這些知識點，教師只能講解一些與之相關的較為簡單的知識點，因此，很難訓練學生獨立處理復雜工程問題的能力。⑷教學方法簡單、成效不理想。教師在教學中廣泛運用了多媒體技術，形象展現了教學中的公式推理等內容，但教學中其他教學內容還是需要更為多樣化的教學手段進行生動呈現，這樣才能達到相應的教學效果，激發學生的學習興趣。另外，由于考試方法陳舊傳統，很難反映對學生創造力的訓練效果，和新工科理念也不太吻合。⑸實踐環節的創新程度不足。課程實驗環節中沒有實際研究對象，只在試驗箱和模擬軟件上進行現場模擬試驗和演示性試驗。而且，由于試驗設施不夠，很難適應新的工科專業課程規劃要求。

2.教學改革

【摘要】本文針對“自動控制原理”課程中開閉環、誤差傳遞函數，系統類型，典型數學模型之間轉換關系三個易混淆關鍵問題，運用舉例、專題教學、課程討論等教學方法由淺入深開展課程學習。結果表明，教學效果良好，學生不僅對三個易混淆關鍵問題進一步加深印象，理清課程知識主線，同時也在一定程度上增強了學習興趣，為后續課程學習奠定了良好的基礎。

【關鍵詞】自動控制原理；傳遞函數；系統類型；數學模型

1引言

“自動控制原理”是自動化、電氣等工科類專業的必修課程，該課程理論性強，物理概念多，數學推導過程復雜[1]。如果以傳統教學方法構建課堂，勢必會導致學生滋生抵觸情緒，對于關鍵問題概念模糊，影響課程學習，最終自暴自棄只求通過期末考試，達不到工程教學的目的。本文以開閉環、誤差傳遞函數，系統類型，典型數學模型之間轉換關系三個易混淆關鍵問題為研究對象，利用舉例、專題教學、課程討論等教學方法開展課程學習，由淺入深幫助學生理清關鍵問題的概念，有助于學生更好的掌握課程知識主線，開展后續課程學習。

2開閉環、誤差傳遞函數

2.1開閉環、誤差傳遞函數概念分析

摘要:對目前《自動控制原理》課程教學內容、教學方法等現狀和存在的問題進行分析。以改善課程教學效果和提高學生對教學內容的接受度為目的，在深度調研德累斯頓工業大學同類課程教學模式的基礎上，吸收借鑒他人所長，進而提出了對該課程的教學改革的具體建議。提出的改進措施可優化前后理論知識的邏輯連貫性，并具有理論教學內容與實際應用案例有機結合的特點，有利于學生更好地構建課程的知識體系。

關鍵詞:《自動控制原理》;教學改革;實踐教學

自動化是支撐國民經濟發展的重要學科，自動化技術已應用了現代科技各個領域。目前，產業結構調整是我國經濟發展的戰略重點，發展以智能化、數字化為特征的先進制造業更是保證我國經濟持續健康發展的重中之重［1－4］。東莞市是我國制造業重地，被譽為“世界工廠”，在大力建設粵港澳大灣區的背景下，東莞制造業的發展也將迎來新的機遇和挑戰。在制造業轉型升級過程中，越來越多的用人單位已深刻意識到高素質人才是企業轉型發展的重要保障，這對東莞理工學院人才培養方式提出了更高要求［5－6］。如何更好地為地方經濟和企業發展培養適合人才，一直是東莞理工學院教學科研方面的首要課題。筆者參加了由中國教育部和德國BSK國際教育機構合作舉辦的“中國高等學校骨干教師赴德國高校訪學項目”，在德國德累斯頓工業大學進行為期三個月的訪學交流。訪學期間，筆者在德累斯頓工業大學電氣與信息工程學院進行有關專業培養方案、課程體系、教學內容、教學方法等方面的學習和交流。其中，對《自動控制原理》課程的教學內容和教學模式進行了深入的學習?；趯υ撻T課程內容調研的啟發，為東莞理工學院和國內其他高?！蹲詣涌刂圃怼氛n程未來的教學改革方向提供參考和借鑒。

1自動控制原理課程教學改革背景

《自動控制原理》是自動化、電氣工程及其自動化等專業的一門重要專業基礎必修課程。該課程是后續專業課程《現代控制理論》、《計算機控制系統》、《過程控制》和《運動控制》等課程的基礎，對于幫助學生在專業學習過程中建立完備的知識體系具有至關重要的作用［7－10］，因此該課程教學內容的合理設置和教學方法的改進對于提升教學質量、提高學生對該課程內容的掌握程度具有重要的實際意義。從該課程的實際教學效果來看，現有教學內容和方法主要存在以下問題:1)課程具有很強的理論性和工程應用背景，但實際教學過程中將理論部分和應用部分的合理銜接一直是該課程的教學難點。現在該課程采用的教學方法依然是基于傳統的理論課堂教學+課后實驗的模式。理論教學重視嚴格的數學推導，較為抽象;課后實驗安排以Matlab仿真實驗為主，學生較難從仿真結果中感受到在實際應用中的效果以及理論知識在實際應用中應滿足的約束條件。學生學完該課程后不能很好地建立理論內容與實際工程應用之間的聯系。2)現有教學內容主要依賴于教材，且教材選擇比較單一，任課教師會指定一本教材作為課堂教學依據。雖然《自動控制原理》課程教材的出版物較多，但教材內容基本相似，同質化嚴重。從教材內容的安排來看，章節之間的安排比較重視理論部分的邏輯連貫性和知識深度，一旦學生前期基礎沒有打好，學習該門課程時會感覺非常困難。3)學生在學習過程中缺乏獨立思考和鉆研精神。由于課程的理論教學內容較抽象，教師在課堂上講授完知識點后，學生在課后還需要花大量時間認真復習才能較好地掌握知識架構，但多數學生課后投入的時間較少，因此知識點的掌握程度難以保障。其原因可以歸結為:a)現有課程考核主要以期末考試的方式為主，缺少過程考核，因此學生日常學習較為松懈;b)理論教學內容相對枯燥，課堂上較難激發學生的學習興趣。綜上所述，現有《自動控制原理》課程的教學內容和方法不能很好地引導學生探究該門課程在實際應用領域的興趣，難以達到人才培養的預期目標，因此有必要對課程的教育實踐進行教學改革。

2德國大學自動控制原理課程的借鑒

［摘要］在全球依托互聯網平臺開展大規模在線開放課程建設，實施線上教育模式的背景下，為同時解決線下傳統課堂教學模式和線上MOOC教學模式的弊端，基于江南大學自動控制原理課程建設，將MOOC在線課程資源建設與課堂教學相融合，開展“線上-線下”信息融合的混合式教學模式的研究與實踐探索，全方位改革課程教學大綱、教學方法、師資隊伍、考核評價方法與實踐教育環節，從廣度與深度上全面提升校內外學生的學習自主性、增加學生獲取資源的自由性，提升了課程的教學質量和輻射影響力，能為其他相關課程建設提供借鑒思路。

［關鍵詞］自動控制原理；混合式教學；教學模式；MOOC

在新媒體時代，隨著互聯網技術的日益發展，高等教育信息化程度不斷提高，大規模在線開放課程MOOC（MassiveOpenOnlineCourse）作為一種新興的教學和學習模式，在2008年由加拿大學者DaveCormier和BryanAlexander提出。MOOC是一種將課程資源和參與者聚集到開放式網絡平臺上，對學習者進行知識講解和問題討論的互聯網教學模式，具有開放性、大規模和社會性等特點［1］。2011年秋季，美國斯坦福大學開設了人工智能免費課程，網上注冊人數超過了16萬，目前在Cours⁃era、Udacity、edX等國內知名MOOC網站提供的課程數量有上萬門。2013年秋季，我國清華大學首先開放了2門MOOC課程。隨后，國內一流高校都相繼在中國大學MOOC網、學堂在線、超星等公共平臺上推出了各具特色的MOOC課程。這些課程突破了傳統課堂授課模式在時間和空間上的限制，實現了課程內容和資源的開放，便于學生利用碎片化時間反復學習?？傮w而言，MOOC在線教育模式是提升高質量教學資源公開性和教育過程公平性的一個重要舉措，現如今它已引起了全球教育界的廣泛關注［2-3］。自動控制原理課程不僅是自動化、電氣工程及其自動化的專業核心課程和考研科目，同時也在機械制造及自動化、測控技術與儀器以及系統工程、電力、冶金等專業開設，具有廣泛的學生基礎［4-5］。另外，本課程要求掌握工業自動化應用技術的理論基礎，強調理論分析聯系工程實際，在當前工業智能自動化制造背景下具有十分廣泛的社會需求。因此，依托自動控制原理這門課程，將MOOC在線課程資源建設與課堂教學相融合，開展線上與線下信息融合的混合式教學模式的研究與實踐，通過線上與線下課堂教學和互動討論，能進一步加深學生對自動控制基礎知識點的理解和掌握，并讓學生學會利用數學、物理等基礎知識表達和描述自動控制系統的工程問題，加深學生對自動控制原理這門課程的基本知識點和系統設計方案的理解，同時這對提升課程的校內外影響力和輻射力也具有重要的意義。

一、現狀分析

目前在中國大學MOOC網站開放自動控制原理課程的主要有華中科技大學、西安交通大學、南京航空航天大學、江南大學和南京郵電大學等，但更多的高校依然是以傳統課堂教學的方式開設該課程。該課程對于學生的預備知識，如數學、物理等自然科學和工程實踐類知識的要求較高，傳統課堂教學方法具有可以為學生進行面對面精講細講的優勢，便于學生理解和掌握該課程知識，但在各高校普遍壓縮課程學時的背景下，這種傳統課堂教學方法也隨之暴露了以下一些弊端。1.課堂知識傳播在大多數情況下是單向的，以教師為主體，缺乏廣泛的互動研討；2.多數采用封閉式課堂教學和課后答疑模式，教師與學生，學生與學生之間缺乏大規模的交流公共平臺；3.教學資源以紙質教材、講稿和電子PPT為主，不夠豐富和生動；4.考試以筆試為主，缺乏對學生綜合能力和學習過程的評測；5.課程教學主要面向少數校內學生，社會影響力和受益人數受限。MOOC在線課程的開設可以為學生學習課程帶來時間和空間上的諸多便利，但單純以MOOC在線課程平臺開展互聯網線上教學活動也存在以下一些問題。1.無法有效監督學生的學習過程，當前大多數在線開放課程公共學習平臺上開展的教學活動僅停留在控制訪問時間的層次上；2.對自學能力差的學生來說，在沒有教師針對性的答疑解惑的情況下，他們對知識的掌握一知半解，反復學習的效率低下；3.網絡考試的真實性和公平性在現今的公共學習平臺上存在漏洞和爭議；4.學生學習自覺度較低，在MOOC課程網站完成整個在線學習的人數比例較低。從上述分析可知，在傳統教學模式中，少量學生是通過固定時間、固定地點在課堂上獲取教師講授的知識，但課堂時間短且學習者往往是被動的獲取知識，這使得知識理解和消化往往發生在課外。但線上MOOC課程教學的優勢則在其開放性和個性化，讓校內外學生都可以通過互聯網在任意時間和地點主動獲取知識，使其變成學習的主動者，但總體知識深度和個體學生知識掌握的真實度不夠。

二、改革思路和措施

編者按：本文主要從引言；改革教學內容，提高教學質量；改革教學方法，提升教學手段；以教學推動科研，以科研促進教學；下一步改革設想進行論述。其中，主要包括：選用優秀教材，制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱、自動控制原理的教學內容有一條主線、在分析設計這個主線下，以穩定性指標為輔線、采用現代教育技術與手段提高教學效果、實踐教學是提高學生創新精神和能力的重要途徑、教學和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割、，控制理論是工程與數學、計算機科學相互作用的前沿等。具體請詳見。

論文摘要：自動控制原理課程不僅是控制類專業而且是電子信息類專業的重要專業基礎課。主要介紹了自動控制原理課程建設與改革的實踐和體會。總結了教學、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對課程教學內容、教學體系的整合和優化以及實驗內容、實驗教學方法與實驗組織方式進行了討論，旨在突出教學重點，增強學生的動手能力，提高教學質量。實踐證明，效果良好，并對該課程的進一步改革提出了一些設想。

論文關鍵詞：自動控制原理教學改革教學質量

引言

自動控制理論發展的歷史并不長，從二十世紀三十年代開始，不過幾十年的發展，而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業的主要專業基礎課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內容多、更新發展快且應用性很強的課程，該課程對學生建立系統和工程的概念具有十分重要的意義。

1改革教學內容，提高教學質量

一、自動控制原理課程的Seminar模式

基于自動控制原理課程特點，一般意義上的Sem-inar教學并不適用。可在課程教學過程中穿插Seminar教學模式，一個學期內進行2~3次即可。歸結起來，這種Seminar教學模式可分三部分：任務布置，課堂交流，成績評定。

1.任務布置。在課程進行到某一階段，將任務分配給學生。任課教師向學生提供一份詳細的Seminar課程計劃，內容包括Seminar教學目標、Seminar選題范圍、成績考評標準以及關于各個選題的相關參考。根據班級人數具體情況和選題范圍，將學生分成若干小組，此環節教師要干預，保證每個小組既有成績好的學生也有成績較差的學生，這樣既避免了小組間的優劣懸殊，又可以達到好學生帶動差學生的目的。然后學生自由選題，每個小組領到一個題目，經過1~2周的課下準備，進行具體的課堂交流。

2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學，每次只進行一個主題。在自動控制原理課程的Seminar中，要進行多個題目的討論，每個題目為時20~30分鐘，共計100分鐘。首先每個小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結果，然后其他組員給予補充，時間約為8~10分鐘。其后，教師和學生們在此基礎上展開積極提問和熱烈討論，發表自己的不同意見，時間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入，新的問題和觀點會不斷涌現，教師在Seminar上除了傾聽、參與和評價學生們的討論之外，還要注意控制討論節奏，引導學生發言，保證課堂上每一個學生都有機會充分表達自己觀點。最后，再由教師對整堂課的內容做出簡明的梳理、總結、擴展和引申，時間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學生處于一個相對輕松、平等的環境，對課堂上學習過的一些知識，勇于發表自己的見解，進行觀點交流、碰撞、融合和分享，使存在于學生內心深處的問題浮出表面。

3.成績評定。教師對學生在Seminar的成績評定，將作為期末成績的組成部分。學生Seminar成績的評定由課堂宣講、個人發言對集體討論的貢獻情況、書面報告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位，或以多媒體輔助進行，它是學生口頭展示分析結果，引發Seminar討論的基礎，教師根據學生準備情況評分，口頭表達的學生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學生在現有的分析總結基礎上深化對于自己題目的認識，開展進一步的探索和分析，以形成完整的書面報告。書面報告所涉及分值將占Seminar成績評定的較大分值，教師對書面報告要嚴格把關，同一小組的學生的書面報告不能雷同，應給予學生充裕的時間去完成。個人發言和出勤率，是用于衡量學生在參與Seminar討論時的表現。一般情況下，個人發言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高，因為討論部分是Seminar最核心內容，是用于激勵學生不再僅僅滿足于“身在課堂上”，從而脫離他人討論時的“旁觀者”的身份，改被動為主動，積極參與發言。教師根據發言情況和發言的質量評定成績。

二、實施Seminar教學的關鍵問題

摘要：根據中國工程教育認證標準的要求，文章結合“自動控制原理”課程的特點，通過引用實用型、設計型實驗，實現“理論—實驗”一體化教學的目的。同時以“二階系統的瞬態響應與穩定性”為案例，闡述了實驗的設計目標和設計思路。教學實踐表明，通過自動控制實驗教學，不僅充分發揮學生的創造能力，而且進一步加深對自動控制原理課程基本理論與基本概念的理解，取得良好的教學效果。

關鍵詞：自動控制原理；Labact實驗箱；實驗教學

中國工程教育認證標準要求高校培養的學生具有綜合運用所學科學理論和技術手段分析并解決工程問題的基本能力。掌握必要的工程基礎知識以及本專業的基本理論、基本知識；受到本專業實驗技能、工程實踐、計算機應用、科學研究與工程設計方法的基本訓練，具有創新意識和對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力[1]。在大學本科教學過程中，實驗教學是非常重要的一個環節，是理論教學的有益補充，可以培養學生的創新精神和創新能力，訓練學生基本技能。

1理論教學過程中存在的問題

“自動控制原理”是東北電力大學電氣工程及其自動化專業的一門專業基礎課程，知識覆蓋面廣、內容多、理論性強[2]。老師在本科教學的過程中，通常采用理論教學，復雜的理論和公式推導過程枯燥無味，學生們學習的積極性不高，老師無法通過課堂教學把知識點傳授給學生。

2實驗教學的主要目標

摘要：隨著我國科學技術水平的不斷提高，基于無線通信的列車自動控制系統得到進一步發展，同時不斷拓展系統使用范圍。列車自動控制系統是軌道佳通信號系統的主要發展趨勢，融合先進的科學技術和設計理念，有利于提高軌道交通運行效率，同時還可以保障交通運行的安全性。通過分析無線通信的列車自動控制系統的施工，進一步完善我國的軌道交通體系。

關鍵詞：無線通信；列車自動控制系統；施工工藝

基于無線通信的列車自動控制系統具有先進性，可以保障列車運行的安全性和準時性，同時還具有較快的速度，因此需要加強研究基于無線通信的列車自動控制系統。這一系統利用列車定位技術和無線通信技術等創新傳統的信息傳輸方式，利用雙向傳輸模式，保障信息傳輸的連續性。當前軌道交通發展的主要方向就是基于無線通信的列車自動控制系統，因此這一系統在我國具有良好的發展前景，通過利用這一系統可以提高城市化發展進程，有效緩解城市交通擁堵問題，提高城市居民生活的便利性。

1基于無線通信的列車自動控制系統的工作原理和特點

1.1工作原理

基于無線通信的列車自動控制系統運行階段，啟動軌道旁接入點之后，將會和無線接入控制器交換數據信息，以此作為軌旁接入點的運行內容，如果出現非法侵入的無線接入控制器和軌旁接入點，系統可在完成識別工作之后停止運行。在實際工作過程中，軌旁接入點可以利用天線發送信息，車載移動終端接收信息之后，同時保障信號強度在車載移動終端接入閾值以上，移動終端將傳輸有關軌旁接入點的信息，此外軌旁接入點也會發送認證信息，完成并聯接入之后即可實現通信。另外，利用基于無線通信的列車自動控制系統，車載控制單元利用數據庫信息數據，可以確定列車的實際位置，同時利用速度傳感器計算列車行駛距離等；利用軌旁區域控制器可以接收列車運行請求，根據列車實際位置發布工作命令。軌旁區域控制器接收工作指令之后，將會向軌旁連鎖裝置發送工作命令信息，轉變信號機工作狀態為允許信號[1]。深入研究基于無線通信的列車自動控制系統的原理，掌握相關的關鍵技術，有利于開展基于無線通信的列車自動控制系統施工和調試工作。管理人員深入掌握基于無線通信的列車自動控制系統原理性知識，有利于進一步理解施工和調試工作，更加合理地安裝相關設備，同時還可以提高設備調試效率。管理人員可以勇于創新，增加工藝的多種造型，以提高工藝的美觀性，如果工作現場存在較多的不確定因素，則需要合理調整工作方案，以便管理人員可以更加快速地處理問題。熟練掌握基于無線通信的列車自動控制系統的原理性知識和硬件設備，提高設備安裝和聯調聯試的效率，不僅可以節省工作時間，而且還可以減少財力和物力的投入量。

摘要：電氣工程及其自動化本科專業主干課程具有非常強的理論性、實踐性和應用性，本項目研究將MATLAB仿真技術引入到專業課程的課堂教學和實驗教學中，使抽象難懂的知識“活”起來，有效降低理解的難度，較大程度提高了學生的學習趣味性、積極性和主動性。

關鍵詞：MATLAB；Simulink；建模

一、項目研究的現狀

電氣工程專業的主干課程有《電機與電氣控制技術》《電力拖動自動控制系統》《電力電子技術》《自動控制原理》[1]，這些課程理論知識抽象深奧，工作原理推導繁瑣，并且涉及的電路圖復雜，波形分析、電路解析和計算推導較多。使用傳統的板書、掛圖、PPT三種形式相結合的教學手段想要把基本原理講清楚需要花費大量的時間，但按照該專業的人才培養方案，理論講授課時一再被壓縮，而教學大綱要求的知識目標卻有增無減，教師為了在規定課時內完成教學任務，就會出現有些知識點講解不透徹，因此學生理解得也不夠深刻，教學效率偏低，迫切需要借助于直觀、生動、高效的教學手段提高教學效率。隨著計算機技術、數學建模技術的不斷發展及系統控制理論研究的不斷深入，計算機仿真以其成本低、高效、形象生動、受硬件約束小等優勢已經成為了工程設計和科學研究中不可或缺的工具。計算機仿真軟件的種類繁多，MATLAB軟件就是其中的佼佼者，在許多國際一流學術刊物上都有應用。1998年加拿大魁北克電力公司的專家們率先在MATLAB環境下，開發了電力系統分析模塊（PowerSystemBlock），憑借其強大的科學計算能力，簡便繪圖能力，可視化的仿真環境，使其成為電力分析領域最有效工具。

二、MATLAB在電氣工程專業主干課程教學中的應用

1.MATLAB在自動控制原理中的應用。自動控制原理課程主要是研究系統的組成及結構；自動控制系統的穩態分析、動態分析及相關的性能指標；各種類型的自動控制系統的特點；自動控制系統的時域、頻域分析及相關設計[2]。通過本課程的學習使學生了解自動控制系統的工作原理，分析控制器參數對系統性能的影響，掌握自動控制系統的設計方法等。MATLAB在建立控制系統模型時，目前主要采用兩種方式：（1）采用LTI對象來建立數學模型，根據系統的特點有傳遞函數模型、零極點增益模型、狀態方程模型三種。該方法的缺點是學生需要記憶大量的函數，這對于非計算機專業的學生來講存在很大的困難。（2）采用Simulink環境，通過鼠標建立模型，系統結構使用方框圖繪制，可通過示波器直觀地觀察到各變量的變化過程。其優點是設計方便，通過鼠標拖拽模塊來搭建電路模型代替編程；分析簡單，使用者不需要考慮系統模塊內部結構，只要考慮系統中各模塊的輸入輸出；仿真準確，通過人機交互智能化地建立各環節的相關方程，在要求精度下以快速地進行電路仿真，結果準確。學生對Simulink建模更感興趣，下面為利用Simulink模型創建一個使用PID控制器控制三階系統，并查看其輸出響應的實例（如圖1）。該系統建模主要調取Sources庫中的階躍Step信號作為輸入信號；調取MathOperations庫中的Gain模塊、Add模塊；調取Continuous庫中的Derivative模塊、Inte-grator模塊構成PID控制器；調取Continuous庫中三個TransferFcn構成三階系統，最后調取Sinks庫中的Scope示波器模塊顯示最終的輸出響應信號。2.MATLAB在電力電子技術中的應用。電力電子技術課程主要研究利用電力電子開關器件組成各種電力變換電路實現電能的變換和控制[3]。下面以單相橋式全控整流電路為例（如圖2），其工作原理是：當電源輸入為u2正半周期時，VT1、VT4在控制角α處通過加觸發信號導通，輸出電壓ud=u2，而負載中的電流由于有電感的存在不能突變；當電源輸入為u2負半周期時，VT2、VT3在控制角π+α處通過加觸發信號導通，輸出電壓ud=u2，負載電流任然不能突變。采用Simulink建模如下圖3，調取SimPowerSystems庫的powergui模塊；調取ElectricalSources庫中的ACVoltageSource作為交流電源；調取4個PowerElectronics庫中的Thyristor作為晶閘管器件VT1、VT2、VT3、VT4；調取Elements庫中的SeriesRLCBranch模塊作為負載RL；調取Sources庫中的2個PulseGenerator模塊作為觸發脈沖；調取SingleRouting庫中的2個Selector模塊作為選擇晶閘管輸出的電壓信號輸出的示波器；最后調取Sinks庫中的Scope示波器模塊顯示各信號。3.MATLAB在電機與電氣控制技術的應用。電機與電氣控制技術主要研究變壓器、交流電動機、直流電動機、低壓電器及電氣控制電路。下面以三相異步電動機直接啟動的建模與仿真為例（如圖4）。建模過程類似上例，此處略。

一、引言

自動控制課程是大多數工科大學的重要專業基礎課，自動控制技術已經廣泛應用于國民經濟的各個領域。一個優秀的控制系統設計人員必須具備廣博的知識和精湛的技能，必須能夠把這些知識靈活地運用到實際工作當中。作為自動控制課程的教學人員，既要交給學生深厚的理論知識，又要培養學生的工程能力、理論知識以及一些與數學有關的技能，可以利用傳統的課堂教學方式，較好的教給學生。然而，工程能力的培養則是課堂教學所不能達到的[1]。以往的工程設計人員，是通過長期的實際工作的磨練來逐步提高自己的工程能力的。計算機網絡技術的飛速發展，為實施素質教育、培養學員的創新能力，提供了一條新的途徑。應用計算機能夠設計出非常好的人機交互式教學軟件，以其形象的圖形界面和高度的交互性培養學員對工程問題的直覺和敏銳的洞察力。應用網絡技術，將先進的教學、實驗軟件移植到網上，以達到遠程教學、遠程實驗的目的，改傳統的“定時定點”的教學方式為“隨時隨地”的教學方式，培養學員的自學與創新能力，達到課堂教學所達不到的教學效果。本文將自動控制課程的人機交互式教學軟件與計算機網絡技術進行了有機的結合，對自動控制課程交互式遠程教學系統進行了初步研究。

二、組成及原理

2.1硬件

自動控制課程遠程教學系統的原理框圖如圖1所示。該系統由服務器、教員工作站、實驗室工作站、小功率隨動系統、教室工作站、學員工作站等組成。

每一個可以上網的終端都可訪問本系統。教學服務器作為本系統同外部窗口，所有的信息均在此。虛線以下部分為教學樓內各工作站。教員工作站分布在各個辦公室，供教員寫教案、改作業、答疑等；教室配置一臺無盤工作站、投影儀和大屏幕，上課時用來調用服務器上的電子教案；實驗室配置一臺實驗工作站、小功率隨動系統及小攝像頭，完成遠程實驗；建立一個學員工作站房，供學員自習、考試。