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控制理论论文进度控制论文
MATLAB与机械控制理论课程的教学整合研究
摘要:针对机械控制理论课程的特点及存在的问题,文章提出了用MATLAB语言与机械控制理论进行教学整合的思路,着重探讨了MATLAB辅助教学的效果及在教学中的应用,并给出仿真实例。通过示例说明了应用MATLAB辅助教学既能丰富教师的教学手段,激发学生的学****兴趣,又能提高课堂教学质量。
关键词:机械控制理论;MATLAB;教学整合
机械控制理论[1]是机械类专业学生从基础课到专业课过渡的首开专业基础课,包括控制系统模型建立、系统分析、系统设计的基本理论和相关技术。它涉及的基础理论和知识面较广、概念抽象、数学计算量大,并且对先修课程有较高要求,学生的学****难度大,教师讲授起来也有难度,教学过程容易枯燥。因此要求对该课程的教学的内容上和教学方式进行更新。
MATLAB语言是集数值计算、符号运算和图形处理等强大功能于一体的科学计算语言,[2-4]可以观察到系统在各种工况下的工作性能,方便地调节参数以获得最优设计,而且易学易用,不要求学生有很好的编程基础,现已成为大学教学和科研中最常见的工具。掌握该工具将大大提高课程教学、解题作业、分析研究的效率。
本文针对机械控制理论课程的特点及教学中存在的问题,在理论教学内容上将MATLAB语言应用到专业课程学****之中,帮助学生掌握该课程,并在培养其科研能力方面打下基础。
一、机械控制理论课程的特点及在教学中存在的问题

(1)涉及知识面广,理论知识多。首先机械控制理论课程涉及的知识与其控制对象的性质(机械系统、电力系统等)有关,其次控制对象的数学模型和分析其性能时还需要大量数学知识。如:拉氏变换、微分方程、复变函数和矩阵分析等,使基础差的学生学****上有畏难情绪,影响教学效果。
(2)新概念和新方法多,如受控对象、测量、反馈、负反馈、对偶性、能控性、能观性等概念易混淆。且同一问题可使用多种方法,如数学模型可以是微分方程、传递函数、结构图、状态空间表达式;分析方法可用时域法、频域法、根轨迹法和复频法;稳定性可用劳斯判据和乃奎斯特判据等。
(3)课程实践性很强,但在实验中经常会受到元件参数不稳定的影响和设备条件的限制,使实验值与理论值不相吻合,导致学生产生错误的理解。

(1)大多数工科学生高等数学功底较薄弱,这就要求老师在课堂上花费很多时间和精力去推导数学公式和计算,效率极低。而且从学生反应来看,教学内容抽象、难以理解、概念模糊、思路混沌,影响了学****效果和教学质量。
(2)在强调面向实际、面向应用的新教育思想指导下,实用技术型知识的短平快效益倍增,而理论教学难度增大。
(3)辅助教学工具多停留在形式层面上,如课件和多媒体等,只是方便教师备课,而对控制课程本身教学的改革很少。
二、机械控制理论课程和MATLAB的整合
MATLAB和机械控制理论课程的整合,涉及的课程包括MATLAB语言、计算机技术以及机械控制理论课程。将专业课程和MATLAB有机地结合起来,将两学科课程的教与学融为一体,提高教与学的效率,改善教与学的效果,实现传统教学模式的创新,带动大学理工科教学的全面改革。

以往教学中,由于控制理论定理公式较多,教师