《自动控制原理》的虚拟仿真在课堂教学中的应用

顾洲

摘要：《自动控制原理》课程具有较强的理论性，内容抽象不易理解；知识点多，计算烦杂，且作图量大，给学生理解带来很大困难。存在着“教师难讲、学生难学”的情况，如将虚拟仿真技术应于传统的课程教学中，大量的推导计算与图形绘制将被一些指令所取代，解决了复杂的数学计算问题，避免学生狭隘地认为控制问题即为数学问题。虚拟仿真技术可以把抽象的理论变得生动，把烦杂的计算任务交给计算机，让学生对理论知识的掌握变得简单，为自动化课程的教学改革提供了良好的平台。

关键词：Matlab；可视化；教学实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）28-0178-02

一、引言

《自动控制原理》为自动化专业的核心基础课程，内容抽象不易理解；知识点多，计算烦杂，且作图量大。在传统的教学过程中，教师花费大量的时间和版面进行推导公式和绘制曲线，而且难以保证结果的精度和准度，也不能反映系统动态响应过程，影响了课堂教学效果。计算机技术的飞速发展，各种应用软件层现叠出，在控制理论领域MATLAB应用最为广泛，进行适当编程，即可分析控制系统的动静态性能。

（一）研究参数变化对系统的影响

由于MATLAB具有很多成熟的控制系统的库函数，对于本科教学中的控制问题只需调用库函数即可实现。我们通过改变系统的控制参数或对象参数来分析和理解该参数对系统产生的影响，让复杂的问题变得简单，抽象的问题变得直观，便于学生理解，把必须到实验室的硬件环境搬到课堂，增强学生学习的自信心以及学习兴趣，同时学生在自学过程中，也可以作为练习验证的工具。……