应用型院校运动控制课程教学改革与实践

来源:用户上传      作者:杨志欣　李宝营　唐树森　金桂月

　　摘   要：面对院校应用型转型的需要，对运动控制课程进行教学改革和实践。首先建立应用型的理论教学模式，其次加强运动控制的实践教学，再次转变考核方式。该研究项目在运动控制课程的实际教学中取得了良好的效果。
　　关键词：运动控制  教学改革  实践
　　中图分类号：G642                                  文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）03（b）-0171-02
　　Abstract： Facing the needs of the application-oriented transformation in colleges and universities， the teaching reform and practice of motion control course are carried out. First， an applied theoretical teaching model is established. Second， the practical teaching of motion control is strengthened. Third， the assessment method is changed. This research project has achieved good results in the actual teaching of motion control course.
　　Key Words： Motion Control; Teaching reform; Practice
　　运动控制课程的理论及实践性均较强，学生学习起来有一定难度。强化实践教学是办好应用型高校的关键，必须加强实验、实习、实训条件。通过行之有效的实践环节，才能使学生理论联系实际，应用自动控制理论解决运动控制系统的分析与设计问题，从而具备分析问题和解决问题的能力。运动控制的理论教学和实践教学必须进行行之有效的改革。
　　1  建立应用型的理论教学模式
　　目前针对该课程的讲授，教师尝试使用了PPT、板书、甚至Flash动画，以期授课更通俗易懂、生动有趣。但是学生的学习方式仍流于浅层，常常局限在字面上理解知识点，缺少实践体验。如何扭转这种局面？这也是我们教学改革的方向。首先，开课后应尽早教授计算机仿真方法，在理论授课时，尽量多用计算机仿真演示，这样抽象的性能指标得到生动体现，可激发学生学习兴趣。其次，作业形式可以更加灵活多样，比如完成单闭环直流调速系统的讲授后，可布置学生仿真验证。有了亲身实践，学生对理论的理解更完备，对授课内容更有共鸣。
　　2  加强运动控制的实践教学
　　首先，加强运动控制的实验教学。在总学时不变前提下，建议酌情增加实验学时。即便实体实验暂时不能增加，也要向学生强调自我创造条件进行仿真实验的必要性。有了仿真实验，学生就能挣脱试验设备和学时的限制，自由安排时间与场合进行实验。不仅可以验证理论教学例题，而且可以创新性地设计实验，所以在教学中需要进一步强化和体现仿真实验的重要地位。
　　其次，通过运动控制课程设计，使学生独立完整设计一个直/交流调速系统。例如，针对单闭环直流调速系统，先根据稳态性能等指标进行稳态参数计算，从而确定：若同时满足调速范围和静差率的要求，必须采用闭环控制，并计算得到P调节器参数和转速反馈系数。进一步，要想满足稳定性及动态性能指标，仅仅使用P调节器还不够，必须进行动态校正。在完成以上理论分析后，可通过Matlab仿真验证及进一步深入研究。如常规阶跃给定下，采用PI调节器，转速稳态无静差，动态跟随性能较好，但是若进一步观察电枢电流波形，其峰值远远超过最大允许电流，究其原因是单闭环直流调速不能突加较大给定。用斜坡+阶跃信号取代阶跃给定后，上述问题得到解决，进一步结合自控原理知识可以对上述想象的本质进行解释。通过以上过程，使学生对单闭环直流调速系统从理论至实践再至理论有个完整的学习、思考过程，从而达到深刻掌握。
　　最后，通过自动化实训项目“伺服与变频”，使学生实践了变频调速。自动化系统工程实训是我专业针对毕业班所开设，学院投入大，设备工程性强，运行效果良好。其中 “伺服与变频”恰是对运动控制课程的有益延伸，它使学生在已有变压变频调速的理论基础上，有机会实际操作并运行工业级设备，从而理论与实际相结合，充分体现了我校应用型转型的定位。
　　3  考核方式的转变
　　目前对学生的考核多采用传统的考试方式。学生学习不应只为了考试，必须转变传统的考评体系。除了坚持以理论掌握和平时表现作为评判依据外，还要加大对实践操作的考核力度，注重对学生动手能力和灵活应对具体问题能力的评价。
　　4  结语
　　本文是教师从大量教学实践中来，通过理论总结提炼再回到教学实践中去，涵盖了运动控制从理论教学到实践教学的整个过程。在我校自动化专业运行数年，效果良好。
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