盛守照, 叶冯超, 孙臣武

(南京航空航天大学 自动化学院， 江苏 南京 210016)

“自动控制原理”实验设计与教学改革思考

盛守照, 叶冯超, 孙臣武

(南京航空航天大学 自动化学院， 江苏 南京 210016)

“自动控制原理”课程作为自动化专业重要的基础课程，它对实验教学提出了很高要求。本文针对“自动控制原理”实验教学现状，结合典型的伺服实验平台，从实验设计和实验教学改革两方面探讨提升实验教学质量的措施，以深化学生对控制理论的理解，提升学生的实践能力。

自动控制原理；实验设计；实验教学改革；伺服系统

0 引言

“自动控制原理”课程作为自动化专业主干课程，涵盖面广，理论性强，内容抽象。学好该门课程，不仅需要数学和电类等方面知识，还需要将理论与实际相结合[1]。目前，国内多数高校的“自动控制原理”课程采用以下几种实验教学方式：①运用Matlab开展控制系统设计与仿真。通过建模得到对象传递函数，再运用时域和频域方法进行系统性能分析与综合设计[2]。这一过程主要在理论层面研究抽象的传递函数，学生难以建立控制器与被控对象的相互关系概念。②利用硬件实验箱作为实验工具，开展控制系统相似模拟实验。例如使用电阻、电容和电感等元器件模拟比例、积分、微分和惯性等典型环节[3]，这种实验模式缺乏直观性。③利用复杂的控制系统开展实验教学。例如利用倒立摆、小车运动控制系统和三容水箱作为对象构建相应的实验平台，再利用Matlab开展控制设计，但这些复杂的实验平台往往不适用于基础教学[4]。……