《现代控制理论》课程教学改革研究

滨州学院电气工程系 贾荣丛



《现代控制理论》课程教学改革研究

滨州学院电气工程系 贾荣丛

【摘要】《现代控制理论》课程是电气类专业的专业课程。针对本课程的特点，本文以培养应用型人才为目标，引入MATLAB软件教学，设计仿真实验，从而激发学生学习《现代控制理论》的兴趣，加深学生对本课程概念、理论的理解，实践证明取得了良好的效果。

【关键词】现代控制理论；MATLAB；应用型人才

1 引言

现代控制理论是我校电气类专业的专业核心课程。该门课程在课程体系中起着承上启下的作用，在电气类专业本科生人才培养方案中起到至关重要的作用。本课程主要讨论系统的能控能观性、系统的稳定性以及系统的综合。它是研究多输入多输出系统的关键性课程。针对我校应用型人才培养目标，电气类专业的理论型教学也需要向应用技术型教学进行改革。为了适应应用技术型教学的需要，我校课程的设置也进行了相应的改革。本文以我校为例，以培养应用型人才为目标，引入MATLAB软件教学，设计仿真实验-本文以龙贝格观测器的建模仿真为例，从而激发学生学习《现代控制理论》的兴趣，加深学生对本课程概念、理论的理解。

2 龙贝格观测器的建模与仿真

2.1 龙贝格观测器模型建立

龙贝格观测器的原理：所建模拟系统与实际物理系统要并联运行，将模拟系统与实际系统的输出之间的误差经补偿器后反馈给模拟系统，这样，模拟系统可以实时得到修正以接近真实实际系统的数学模型。当模拟系统的输出收敛于真实的系统输出值时，说明此时模拟系统的数学模型与真实系统的数学模型相同，进而模拟系统的状态量与真实系统的状态量相等。

图1 RLC电路图

由此，理解原理以后，我们就可以根据以上龙贝格状态观测器的原理进行观测器的设计，并能构造出状态观测器的动态方程为：

画出如图2的龙贝格观测器动态结构图。

2.2 龙贝格观测器模型仿真

基于龙贝格观测器对RLC电路模型进行观测，并在MATLAB/Simulink环境中进行来建模仿真，仿真模型如图3所示。

图2 龙贝格状态观测器动态结构图

图3 龙贝格观测器仿真模型

2.3 仿真结果

图4 仿真结果

由图4中的波形对比可知，i的两个输出波形完全一致，uc的两个输出波形也是完全一致，可以说明在初始状态相等时，即的情况下，龙贝格状态观测器估计值与RLC电路模型实际值完全相等。

3 结束语

针对我校应用型人才培养目标，电气类专业的教学也需要向应用技术型教学进行改革。为了适应应用技术型教学的需要，本文以我校为例，将MATLAB软件引入到《现代控制理论》教学中，从而激发学生学习的兴趣，加深学生对本课程概念、理论的理解，实践证明取得了良好的效果。

参考文献

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[5]K.H.Park,T.S.Kim,S.C.Ahn and D.S.Hyun. Speed Control of High-Performance Brushless DC Motor Drivers by Load Torque Estimation. IEEE 2013.

基金项目：滨州学院2015年度专业核心课程建设项目（BYHXKC201515），滨州学院科研基金项目（BZXYG1520），滨州学院服务地方项目专项合同（BZXYFB20140809），滨州学院服务地方项目专项合同（BZXYFB20140804），山东省精品课程电气工程核心课程群（2013BK004）。