“运动控制系统”课程实践教学模式的探讨

李新德，孙家明

(东南大学自动化学院，江苏 南京 210096)

“运动控制系统”课程是自动化专业学生本科阶段的一门主要专业课。这门课程可以让学生对“数字电路”、“模拟电路”、“单片机”、“自动控制原理”和“电机学”等课程进行一次很好的整合和升华，从而真正建立起系统的概念。

为了改进其教学效果可以采用改变课堂的授课方式，通过引入多媒体教学及Matlab等仿真工具。如对直流电动机双闭环调速系统进行仿真，让学生看到不同的PID参数时电机转速和电流的变化曲线[1]。

本文以“运动控制系统”课程的课外实践环节为切入点，结合我院的实践教学经验，对学生实践环节的教学模式进行探讨。

1 实践内容选择

“运动控制系统”课程内容主要分为直流调速系统和交流调速系统两个部分。直流调速部分主要包括单闭环、双闭环直流调速系统和以全控型功率器件为主的直流脉宽调速系统等内容;交流调速部分主要包括基于异步电动机稳态模型、动态模型的调速系统，以及串级调速系统。由于直流电动机调速系统结构简单，且几乎包含了一个控制系统所有的要素，所以一直是本科学生学习和实验的经典对象[2]。本文探讨的教学实践模式主要以运动控制实验室的多功能教学实验系统为平台，让学生自己动手设计和制作一套全数字直流电机双闭环调速装置。

图1是由微处理器控制的直流电机双闭环PWM调速系统的硬件结构图[3]。要想完成这样一个系统，学生需要掌握以下知识:微处理器(单片机)系统的制作和编程;直流电动机的工作原理和PWM控制方法;整流电路和驱动桥的制作。……