| 课程简介 | 教师队伍 |
| 课程名称： | 自动控制原理 | 一级学科： | 01 哲学 |
| 二级学科： | 0101 哲学类 | 教学层次： | 本科 |
| 负责教师： | 王 敏 | 学校名称： | 华中科技大学 |
| 院系名称： | 申报状态： | 已获奖 | |
| 申报级别： | 省级 | 申报文件下载： | 无下载文件 |
| 获奖名称： | 获奖年度： | 2006 | |
| 主页地址： | http://202.114.4.28/2006/C38/kcms-4.htm | 是否交换： | 否 |
| 浏览次数： | 14045 | 网上评论： | 没有相关评论 |
| 课程介绍： |
课程发展历史改革
自动控制原理（自动控制理论）课程一直作为自动化专业一门重要的专业基础课，在教学中，占有较大的比重。原机械系、动力系、电力系和造船系等相关专业都开设了该课程。2002年，该课程作为信息学院的平台课程面向信息学院5个系所有本科生开设。除了以前相关专业仍然保留该课程的教学以外，化学系、土木系等院系也增设了该课程。随着自动化技术在越来越多的领域得到应用，作为自动化技术的理论基础——自动控制原理也在各高等院校相关专业的课程设置中具有重要的地位。
自动控制理论作为研究自动控制共同规律的技术科学，既是一门古老的、已臻成熟的学科，又是一门正在发展的、具有强大生命力的新兴学科。自动控制理论的发展可分为四个主要阶段：
第一阶段：经典控制理论（或古典控制理论）的产生、发展和成熟；
第二阶段：现代控制理论的兴起和发展；
第三阶段：大系统控制兴起和发展阶段；
第四阶段：智能控制发展阶段。
随着计算机技术的发展和应用，自动控制理论和技术在宇航、机器人控制、导弹制导及核动力等高新技术领域中的应用也愈来愈深入广泛。不仅如此，自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中，成为现代社会生活中不可缺少的一部分。随着时代进步和人们生活水平的提高，在人类探知未来，认识和改造自然，建设高度文明和发达社会的活动中，自动控制理论和技术必将进一步发挥更加重要的作用。作为一个工程技术人员，了解和掌握自动控制的有关知识是十分必要的。因此，作为培养高等技术人才和研究型人才的高等院校的教师，如何进一步加强基础理论的教学，加深学生对自动控制基本原理、基本技术、基本方法的理解和掌握，提高学生的理论知识水平和实际应用能力；如何将新理论、新方法引入课堂教学，拓宽学生的思路和视野，使其在掌握专业理论的基础之上，对学科发展的前沿有所了解；如何在课程的教学内容、教学方法和课程设计等方面进行改革和创新，使其成为课程精品，这些都是我们在自动控制原理课程教学中必须思考和研究的，对于提高教学质量、促进学科建设和发展，提高控制科学与工程学科在全国高校的知名度具有具有重要的理论和实际意义。
在自动控制原理专业课程的教学过程中，只有不断将学科发展的新知识、新概念、新思想和新方法融入和贯穿在教学过程中，开拓学生的思路，激发学生学习的积极性和创造性思维的能力，才能使这门古老的学科具有持久的生命力。
教学内容
自动控制原理课程具有理论性很强又与实际物理系统联系紧密的特点，要求学生具有较好的数学基础知识，又有较强的系统分析能力和实际动手的能力。该课程以课堂教学为主，课堂教学讲授的内容分为经典控制和现代控制两部分，主要内容有:
1.控制系统的数学模型 ???????????????????? 2.控制系统的时域分析
3.根轨迹法??????????????????????????????? 4.频域分析法
5.线性系统的综合与校正??????????????????? 6.数字控制系统分析与设计
7.非线性系统分析????????????????????????? 8.线性系统状态空间分析
9.最优控制（选修内容）
以上为控制系本科生课堂教学的内容，教学学时数共为112学时，分两学期安排，上学期讲授内容为经典控制理论（前6章）的内容，64学时，下学期讲授内容以现代控制理论为主，48学时。在精简上述内容的基础上，信息学院各专业课堂教学为48学时，根据各专业的要求和已开设课程的内容，选择合适内容讲授。
由于自控原理是一门理论性和工程应用性都很强的专业基础课，组织好与课堂教学内容相应的实验教学是使学生牢固掌握系统的基本理论，综合应用所学知识，提高分析问题、解决问题能力的重要环节。实验教学分为验证性实验和综合应用与设计型实验两大类，内容为：小型实验3次，共8学时，大型实验（课程设计）两次，20学时。
小型实验在控制系统模拟装置和计算机上进行，结合教学进度分三次完成。通过在控制系统的模拟装置上调整系统参数和计算机仿真，加深对课本知识的理解和运用，强调对物理概念的掌握，将抽象的数学模型与实际系统参数联系起来，提高学生的分析能力和实际操作能力。综合性实验则安排在课程基本内容学习结束之后，要求学生能综合运用所学知识，进行系统分析和设计，选择合适的控制算法，并用程序实现算法，采用计算机控制，使系统达到预定的性能指标。这部分实验可在实际对象及通过仿真完成，其目的是培养学生综合分析和应用的能力。
教学方法与教学手段 教学设计 自动控制原理课程有两个特点：一是有很强的理论性，又具有实践性的要求，二是该课程是信息学院的平台课程，授课量大，学生的专业基础不同。针对这两个特点我们采取对不同的专业，选择不同的教学内容，安排不同的实验环节，满足不同专业学生的学习需要。在各教学环节和教学内容的安排与设计中，注重学生研究能力、探究能力和创新能力的培养，将控制系统中抽象的数学模型与具有实际应用背景的物理模型联系起来。在强调理论基础学习的同时，通过对实际系统或模拟系统的研究，加深对理论知识的理解与掌握，充分利用先进的实验设备、实验方法，结合教学需要，为学生设计各种实践教学内容： 1、? 常规的模拟实验。有验证性实验和综合性实验，主要是验证本课程中的原理，综合运用其它专业课程的知识，对系统进行分析和设计； 2、?? 利用计算机进行仿真实验。运用MATLAB仿真软件进行系统设计和仿真，或运用所学计算机C语言编程，对控制器进行设计，对控制算法和系统参数进行选取； 3、?? 开设了大型课程设计。在设计中，学生可根据所学知识，采用不同的控制方法和控制策略，充分发挥创造性，达到了既能加深对课程内容的理解和掌握，又可提高实际动手能力的目的。 4、?? 对学有余力的学生，鼓励他们到实验室参与一些科研活动，通过对实际系统的研究，可培养学生的科学研究能力和创新能力。 在评价学生的学习效果时，我们综合考虑课堂考试的成绩、平时学习成绩和实践环节的成绩。? 教学方法 在教学中，注意发挥和调动学生的学习积极性，采用启发式教学，由浅入深。在课堂教学中，通过布置思考题和预习的形式，要求学生课前充分准备，由学生上台讲述有关内容，既考察了学生学习的自觉性和理解能力，又锻炼了学生的表述能力，同时，还加深了对知识的理解和记忆。为了避免教师讲台上唱独角戏，学生被动接受知识的局面，还采用了讨论课的形式，进行教学互动，使课堂教学生动活泼。 为了使学生更清楚地认识所学课程与专业方向的关系以及在今后工作中的应用，对学习目的更加明确，在教学中，我们非常重视任课教师与学生的交流与沟通。鼓励学生走出课堂，到专业实验室，了解专业课老师从事的科研工作，明确这些科学研究与所学课程的关系，懂得学习的重要性。同时，采取座谈会的方式，任课教师到学生班与学生交流，了解他们想些什么，有什么要求和疑惑，将学科发展的新动向、新的学科增长点介绍给学生，开拓学生的视野，提高学生的学习兴趣，只有对教学对象有全面、深入的了解，才可能做到在教学中有的放矢，因材施教。 教学手段 在课堂教学中，改变了长期以来沿用的黑板板书这种单一的教学方式，利用现代化教学设备和教学手段，采用多媒体教学，使课堂教学图文并茂、生动活泼，增加了课堂讲授的信息量，提高了课堂教学效率。 在学生对知识点理解和掌握的基础上，鼓励学生运用仿真软件和多媒体制作工具，对教学内容进行设计和制作，能使学生更加直观、透彻的理解基本原理和基本方法，提高了学生的学习兴趣，增进了教学互动，有易于学生对基本概念的理解和掌握。 充分利用计算机网络、多媒体等工具和资源，将该课程的教学内容上网，给出学习重点和难点，并有相应的学习指导和自测题目，以便学生对学习效果进行测评，满足不同学生的学习需求。 通过这些教学方法和教学手段的改革，学生一致反映效果很好，收获很大，对自己各方面能力的锻炼和提高很有好处。 |
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