高职自动控制原理课程教学改革探索

2015-05-30薛峰林俊李艳玲

课程教育研究 2015年12期

关键词：自动控制原理教学改革高职

薛峰　林俊　李艳玲

【摘要】自动控制原理是高职院校电类相关专业的必修专业课，传统的教学模式已不能满足教学需求。设计基于MATLAB软件GUI的教学和实验平台辅助教学，可以调动学生的学习积极性，培养学生对控制系统的自主分析和动手实践能力，提高教学效果。

【关键词】高职自动控制原理教学和实验平台 MATLAB 教学改革

【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）12-0229-01

近年来，全国各高职院校纷纷开展教学改革，更加注重知识的应用性，注重学生解决实际问题的能力。电类相关专业是高职学院中开设较多的专业，自动控制原理是大部分电类专业的核心专业课程，教学改革一直在探索中前行。

1.高职自动控制原理课程教学现状

以我院（湖南机电职业技术学院）为例，共有应用电子技术，电气自动化，机电一体化，楼宇智能化4个相关的电类专业，自动控制原理均是核心专业课。高职院校在自动控制原理这门课程的教学过程中普遍存在下列问题：学生的抽象思维能力较差，数学功底普遍不好，学习过程中分析计算看不懂[1]，不能满足专业理论的系统学习；学生对理论知识学习缺乏兴趣，教师无法调动学生的学习积极性；创新能力差，不能独立完成某一个项目；高职院校针对自动控制原理课程的实验设备较缺乏，不能满足学生的学习需求。

2.设计基于MATLAB软件GUI的教學和实验平台

MATLAB软件是一种集数学计算、分析、可视化、算法开发与发布等于一体的软件平台。MATLAB自带有丰富的函数库，大量复杂的数学运算，自动控制原理课程中用到的大量图形曲线分析析都可以直接调用MATLAB函数[2]。MATLAB提供了控制系统工具箱和完备的simulink仿真，可以模拟大量的自动控制系统实验。MATLAB还提供了功能强大的图形用户界面（GUI）开发环境，可以设计人机交互简单，容易操作的用户界面。

基于MATLAB软件的GUI设计虚拟教学和实验平台的主要工作：

（1）根据高职教学现状，把自动控制原理内容分解成数学功能、时域分析、频域分析、根轨迹分析、控制校正、离散控制系统这六个模块。

（2）使用MATLAB的GUI针对这六个模块设计操作简单，实用性强的界面窗口[3]。

（3）分别编写界面中各个功能按钮的传递函数以达到该功能的实现。

（4）制作帮助界面。使学生能通过帮助界面准确理解概念、原理，并能通过操作指导方便准确的进行相关的操作，完成学习和实验。

完成后的虚拟教学和实验平台界面如图2-1所示

2-1 虚拟教学和实验平台界面引导界面

上述离散控制系统界面中阶跃响应的回调函数如下：

function pushbutton1_Callback（hObject， eventdata， handles）

a=str2num（get（findobj（gcbf，‘Tag，‘edit1），‘string））；

b=str2num（get（findobj（gcbf，‘Tag，‘edit2），‘string））；

c=str2num（get（findobj（gcbf，‘Tag，‘edit3），‘string））；