基于MWORKS的“现代控制理论”课程教学设计
2025-07-21魏菊梅史灿云
知识文库 2025年12期
“现代控制理论”课程是自动化专业的核心课程,聚焦于复杂系统的建模、分析与控制开展教学,是培养学生理论素养与实践能力的重要平台。然而,传统教学工具MATLAB的高级编程门槛与较弱的动态可视化限制了学生对理论的理解与应用。基于高性能计算语言Julia开发的国产软件MWORKS,凭借其强大的数值计算与实时仿真功能,为课程教学改革提供了新思路。本文设计了以MWORKS为核心的教学方案,结合“项目引导、任务驱动”模式,优化教学内容与方法,突出理论与实践的结合。通过状态空间法、全维状态观测器设计等案例展示,MWORKS实现了复杂系统的高效建模与直观分析,显著降低了学习难度,提升了学生的学习兴趣与实践能力。研究表明,基于MWORKS的教学设计有效提高了教学质量,并为国产软件的推广与应用提供了支持。未来可进一步开发案例库与实验资源,推动其在工程教育中的广泛应用与发展。
现代控制理论自诞生以来始终处于不断发展进步的状态,在多个历史阶段实现了理论与技术的跨越式突破。控制理论作为自动控制技术的核心理论架构,自20世纪中叶形成后,经历了从经典控制理论向现代控制理论的转变,并逐步延伸至智能控制、系统理论等更高层次领域。“现代控制理论”课程不仅理论性极强,对实践环节的要求也十分严苛,如何助力学生掌握复杂的理论框架与实践方法,始终是课程设计中的核心问题。
长期以来,“现代控制理论”课程的实践教学主要借助MATLAB工具开展。……
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