《计算机控制技术》课程建设探讨

2014-03-20蔡建文

科技视界 2014年21期

蔡建文

（常州工学院光电工程学院，江苏常州 213002）

《计算机控制技术》课程定位为常州工学院测控技术与仪器专业的一门核心专业课，理论性、应用性、实践性和综合性都很强。本课程重点介绍计算机控制系统的组成原理和结构，计算机控制系统的工程设计方法，复杂控制算法的实现等方面的内容。通过本课程的教学，使学生掌握计算机控制系统方面的相关技术、基本理论和设计方法，给学生将来从事计算机测控相关的工作打下坚实的基础。

1 课程教学内容

计算机控制技术是一门核心专业课，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性，在本科教育中起着重要的作用。课程特别强调理论联系实际，注重培养学生解决实际问题的能力和工程实践能力。

课程理论教学内容主要围绕以下几个方面开展：①总线技术与总线扩展技术；数字量输入输出接口与过程通道；模拟量输入输出接口与过程通道；硬件抗干扰技术。②步进电机控制技术与伺服电机控制技术。③数字控制器的连续化设计技术、离散化设计技术；纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈-反馈控制技术；解耦控制技术。④程序设计技术；测量数据预处理技术；数字控制器的工程实现；系统的有限字长数值问题；软件抗干扰技术。

在设计该课程实践教学内容时，课程组确立了先进的实验教学理念与改革思路，制定了科学的教学体系与教学内容，坚持实践与理论并重，能力培养与素质提高并行，课程实验与工程训练、创新设计、科学研究有机结合，创造以学生为本的人文环境，坚持把知识传授、能力提高、素质培养贯穿于实验教学始终，注重培养学生建立大工程观、大系统观、大集成观，强化实践技能，着力培养学生的创新精神和创新意识。课程开设的实验主要包括：采样与保持实验，学生主要了解常见ADC 和DAC 器件的使用方法；直流电机控制实验，理解用PID 控制算法控制直流电机的方法，了解PWM 调制、直流电机驱动电路的工作原理；最小拍控制算法的研究实验，学生主要学习并掌握最少拍控制器的设计和算法，了解最少拍控制系统输出采样点间纹波的形成和危害性；PID 控制实验，掌握常规的数字PID 控制算法的原理及其应用，掌握PID 调节器参数整定的方法。

2 教学方法与教学手段

计算机控制技术是一门与工程实际联系十分紧密的专业课程，涉及的相关专业基础课程有多门，因此，给课程教学带来了一定的难度。为了使学生能够全面掌握本课程的相关知识，我们在教学方法、手段等方面进行了一些有效的尝试，取得了良好的教学效果。

2.1 五位一体的立体化课程教学体系

五位一体的立体化课程教学体系：采用了“课堂＋实验室＋教学网站”的教学平台、“研究型+启发式+工程案例”的教学方法、“讲课＋习题课＋讨论课＋实验课”的教学形式、“基础型+分析型+综合型+设计型”的课后作业、“平时成绩+实验成绩+考试成绩”的考核方法。

2.2 将科研资源与教学资源有机结合，提高课程教育质量

虽然常州工学院定位为应用型本科院校，但随着测试计量技术及仪器校重点建设学科的建设，科研水平不断提高，具有良好的科学研究和工程应用平台，取得了一些科研成果。科研水平的提高带动学科专业的发展，学科专业水平的进步对教学水平的提高具有积极的作用。将科研资源转化为教育资源，也是提高课程教育质量的一个重要因素。

我们较好地实现了教学资源、科研资源在人才培养和科学研究方面的开放和共享。在学生进入大三后，根据学生的兴趣，组织学生进入不同的学科方向进行锻炼，委派科研学术骨干教师给学生进行学术讲座，使学生对科研产生浓厚的兴趣，激发学生的学习热情和求知创新欲望。

教师的科学研究工作也是学生获得知识的一个重要的途径。在专业课程学习过程中，许多抽象的理论知识学生很难理解，教师在理论课程教学过程中，注重理论联系实际，结合自身的科研工作，将抽象复杂的理论知识通过具体的工程应用实例来描述，加深了学生对理论知识的理解，增强了教学效果。

2.3 利用现代教学手段提高效果

制作了计算机控制技术多媒体课件，应用MATLAB 仿真实验系统向学生展示计算机控制技术的最新发展状况和应用成果。并且通过可动态更新的课程网站，使不同层次、不同需求的学生可以跨越时空限制，按需索取所需资料。“学生资源共享”和“网上答疑”系统的运用大大加强了学生和教师之间、学生和学生之间的交流和互动，进一步扩大了网站的资源来源和共享性。