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浅析机械工程类“控制工程基础”课程教学研究 　　“控制工程基础”是机械工程系机械工程及其自动化专业各专业方向的一门主要专业基础课，该课程理论性和实践性都很强，具有重要工程应用意义。课程内容涉及数学物理、电气、电子、机械工程等多门学科的知识，而且比较抽象，是一门具有一定深度和难度的课程。下面结合教与学的过程，谈些思考和体会。 　　一、课程目标及存在的问题 　　1.“控制工程基础”课程教学目标 　　“控制工程基础”是一门综合性很强的专业基础课，课程的理论性和工程实践性都很强，同时，该课程也是普通高等院校机械类大多专业的必修课。华北电力大学(保定)机械工程系有的个专业方向都要求学生必修该课程。 　　通过学习“控制工程基础”课程，学生能清楚自动控制系统的基本结构和工作原理，掌握自动控制理论在机械工程中的应用;学会分析机械工程系统的性能，掌握设计和校正系统的基本方法;培养学生分析问题和解决问题的综合能力，为进一步学习专业课以及毕业后从事专业工作打下良好的基础。 　　2.课程教学中存在的问题 　　由于“控制工程基础”这门课程的理论性强，内容偏抽象，涉及数学知识广泛，同时又具有很强的实践性，涉及多门学科知识，就要求学生在学习这门课程时，不仅具备扎实的高等数学、工程数学等相关课程的知识，还要对涉及的多门学科有必要的了解。但是由于学生对相关基础知识掌握不牢固，对学科交叉的内容理解不够，导致对“控制工程基础”课程学习存在较大困难。结合教学过程，将存在的问题归纳如下：概念抽象，学生难以理解，理论内容枯燥，与实践联系不紧密;学生综合分析问题、解决问题的能力不够，需要提高;学生的学习目标不明确，学习积极性不高，课堂学习状态被动，缺乏学习主动性;由于专业方向分流，几个专业方向的学生学习效果差别较大，这门课的通过率比其他课程的通过率低。 　　鉴于以上问题，为了提高教学效果，培养学生的分析问题和解决问题的综合能力及创新实践能力，在分析了“控制工程基础”课程特征的基础上，从教学内容、教学方法、实践环节几方面进行了改革与探索。 　　二、课程的改革与探索 　　针对“控制工程基础”课程理论性强、概念和基本理论抽象的特点和学生工程数学知识欠缺、不同专业方向学生的差异以及课程内容多学时少等问题，从以下几方面入手： 　　1.教学内容及教材改进 　　总结了多年的教学实践和教学反馈，调整了内容，编写了机械工程类适用的《机械控制工程基础》教材，主要内容有： 　　第1章绪论，明确学习目标，通过工程实例，叙述了控制系统的基本概念及控制工程的发展概况，使学生对该课程有全面的了解。 　　第2章是拉普拉斯变换，这是整个课程的数学工具，是学习“控制工程基础”课程的基础。但在原来的教材中，这部分作为附录，而不进行课堂教学，学生课下自学，结果是学生不重视。又由于工程数学这部分学生没有学过，基本的变换性质不清楚，影响了对整个课程的学习。因此，教师安排2学时的授课时间，通过实例学习拉普拉斯变换，为学生学习后边各章节打下良好基础。 　　第3章是物理系统的数学模型及传递函数，本课程以机电自动控制系统作为主要研究对象。首先要建立系统的数学模型，以便从理论上对控制系统进行定性分析和定量计算，这是控制工程的基本方法。传递函数是在拉氏变换基础上建立的一种常用的数学模型，是极其重要的基本概念，是系统分析、研究与综合的有利工具，更是经典控制理论的基础。一个实际的系统，建立了数学模型，就可以用适当的方法对其性能进行全面地分析和计算。对于线性定常系统，常用的工程方法有时域分析法、根轨迹法和频率分析法。 　　第4章是控制系统的时域分析。根据系统的微分方程，以拉普拉斯变换为数学工具，直接解出系统的时间响应，然后根据响应的表达式及其描述曲线来分析系统的性能，如稳定性、快速性、稳态精度等。这样，学生通过对系统进行时域分析，可以直观简便地了解系统响应的全过程，掌握系统时间响应的全部信息。但是时域分析法在实际应用时常会遇到一些问题，比如复杂系统中存在难以用数学模型描述的元部件，而频域分析法能解决这些问题。 　　第5章为控制系统的频域分析。这种方法以正弦输入信号的频率为变量，在频率域内通过研究系统的频率特性及其图形来分析系统性能。它是一种经典工程实用方法，可方便地用于控制工程中的系统分析与设计，频域分析法是经典控制理论的核心，也是教学的重中之重。 　　第6章是系统的稳定性。稳定是控制系统正常工作的首要条件，也是控制系统的重要性能，因此，必须要分析系统的稳定性，并提出确保系统稳定的条件。这章主要研究线性定常系统的稳定性判据及其应用，以及提高系统稳定性的方法。这一章是前几章内容的综合应用，要求学生能够把前边的知识点贯穿起来，提高综合分析问题解决问题的能力。