山东理工大学 自动控制原理由李素玲主讲

 

        本课程是为普通高等学校电气信息类专业的学生在修完电路、电子技术基础、信号与系统等课程以后开设的主要专业课。学生通过对该课程的学习，重点在于掌握反馈控制系统的基本理论与基本方法，深入了解自动控制系统的基本原理和构成，掌握自动控制系统的基本问题并能够根据生产实际的要求，具备较强的分析和设计自动控制系统的能力。 

 

        本门课程采用多媒体教学和传统教学相结合、理论授课和实验设计相结合的方式讲授。教学内容分为两大阶段四个模块安排组织。第一阶段为《自动控制理论Ⅰ》，重点讲授经典控制理论中线性系统建模、分析和设计、非线性系统的分析、采样控制系统的分析和设计三个模块；第二阶段为《自动控制理论Ⅱ》重点讲授现代控制理论基础模块。具体内容分层次、由浅入深、由易到难、由简到繁、前后互相呼应。主要介绍自动控制理论的一般概念；常用的数学模型及其相互转换；线性系统的三种分析方法，即时域分析法、根轨迹法、频率法及综合校正；非线性系统的两种分析方法，即描述函数法和相平面法；采样控制系统的分析及校正；现代控制理论分析方法，即状态空间描述、状态方程求解、能控、能观性分析、李亚普诺夫稳定性理论等；现代控制理论综合方法，即状态反馈设计和状态观测器设计等。 

 

        《自动控制原理》是自动化专业的一门重要的技术基础课，其特点是知识覆盖面广、内容多、理论性和抽象性都很强，具有一定深度和复杂性，难教难学，对后续课程影响较大。该课程不仅是自动化专业（含传统的控制类专业）重要的技术基础课程，随着现代化技术的不断发展，自动化越来越深入各行各业以及人们的生活，自动化知识也越来越成为人们了解的必不可少的内容。因此，该课程也正在逐渐成为电气信息类、机电类等专业的公共技术基础课程。 

 

        我校自从一九七九年开设本课程以来，已有三十年的历史。《自动控制原理》课程教学组先后为电气技术本科、自动化本科、应用电子本科、电气工程及其自动化本科、研究生、机械制造及其自动化本科、测控技术与仪器本科、自动化专科、供用电技术专科、夜大本专科、函授本专科等专业开出13门类的自动控制原理课程。教学组始终不忘课程建设，把教学改革与教学研究放在重要的位置上，不断探索新的教学方法与教学手段；1996年购置了六套《自动控制原理》实验设备，以增强实践教学，培养学生的实际动手能力；1998年撰写教材1部；为克服由主讲教师单独出题可能出现的偏窄、偏难、偏易等毛病，既可以减少考核结果的失真，又能激励教师之间的竞争意识，从1998年开始教学组进行试题库的制作，2000年至今一直采用试题库考核，基本是背靠背考试，专人出题；同类专业统一试题，同时考试，流水判卷；考试结束后还全部做出详尽的试卷分析，进行教学总结，及时发现问题、解决问题。到2000年已建设成为校级优质课程，学校资助1万元。

 

        在学校的资助下，教学组又进行了CAI课件的研制开发，将多媒体教学与传统教学相结合，以多媒体教学为主，传统教学为辅。这样可以充分发挥多媒体的信息含量大、图文并茂及动画效果好的特点，增强教学的感染力，丰富教学内容。同时，发挥传统教学中教师为课堂主体的优势，师生之间保持互动。这样，课堂中既有内容又有气氛，收放自如，从而达到较好的教学效果。并制作了电子教案，指出每章的主要内容、重点和难点，便于学生自学和更好地掌握《自动控制原理》课程。

 

        为了适应新形势下教学的需要，将传统的模拟实验与MATLAB环境下的仿真实验相结合，将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合，将基本实验与创新实验相结合，将现实场景实验与虚拟场景实验相结合，建立一个立体化的实验教学体系，从而满足不同阶段实践教学的需要，为激发学生的创新意识提供硬件平台。教学组积极争取学校与学院资金支持，于2002年投资20万元重新配置了自动控制理论实验室，购置了可基于PC机实现控制及测量的新一代“自动控制理论实验装置”，目前已开设验证性与综合性设计实验20余个。05年又投资35万元购置了一级、二级倒立摆6套，虚拟仪器实验装置12套，系统仿真实验装置25套，大大改善了《自动控制原理》及相关课程的实验条件。同时为了培养学生应用计算机辅助分析和设计控制系统的能力，开设《MATLAB在控制技术中的应用》课程，并充分利用现有实验设备，利用MATLAB控制系统工具箱开出部分计算机辅助分析和设计实验。利用SIMULINK搭建控制系统，进行各种仿真研究。 

 

        学生的自主学习采用阅读参考书与网络教学相结合的方法。教学组从2003年开始设计建设“自动控制原理教学网站”，现已在校园网上正式运行，以上内容及教学录象、教学大纲、授课计划、科研辅导等全部上网，实现资源共享，学生可以在任何时间进行自主学习，并与教师在网上在线交流，探讨问题。04年11月经学校专家组评审，《自动控制原理》课程被评定为校级精品课程。学校又资助1万元，用以网站的升级、维护与更新。 

 

        经过30年的建设，本课程的任课教师已形成老中青相结合的强势梯队，教学质量显著提高。近几年来，共有6人次获得山东理工大学“教学质量奖”，有3人次获得山东理工大学“教案展评”一、二等奖，有2人次获得山东理工大学“教学优秀奖”，有3人次获得山东理工大学“课堂创新讲课比赛”二等奖。 

 

        《自动控制原理》是电气信息类各专业研究生入学的必考课程，毕业生除可继续攻读本专业研究生外，还可攻读其它专业的研究生。这些学生由于基本功扎实，科研能力强，深受招生单位和指导教师的欢迎与好评。近几年电气电子学院每年考取研究生的比例比较高，占毕业生人数的40%左右。 

 

        课程组还十分重视学生动手能力和创新能力的培养，自从设立每年一次的全国大学生电子设计大赛以来，我们每年都取得省一等奖和二等奖的好成绩，其中有2名课程组成员由于指导电子设计大赛成绩突出，获竞赛委员会颁发的“优秀指导教师奖”。 

 

        我们还要继续努力，进一步改革教学方法，优化课程体系，按照高标准、严要求的原则，不断找差距，精益求精，使山东理工大学的《自动控制原理》课程在已取得的校级精品课程的基础上逐步建成省级乃至国家级精品课程。