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1“自動(dòng)控制原理”教學(xué)中存在的問題

1．1授課理論性較強(qiáng)授課理論性強(qiáng)不利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)，不利于提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。為保證控制理論的完整性和透徹性，若教師在授課過程中把過多時(shí)間和精力集中于原理講解和公式推導(dǎo)上，就很難有充分的時(shí)間將理論知識(shí)與系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，造成很多學(xué)生誤認(rèn)為該課程是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)課程，容易產(chǎn)生畏難心理。另外，定單班的學(xué)生面臨畢業(yè)即就業(yè)，沒有升學(xué)再深造的壓力，他們所關(guān)心的是所學(xué)知識(shí)是否會(huì)用到將來的工作崗位中。因此，課堂上講授過多或過深的理論知識(shí)不利于提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

1．2缺少煤礦電氣背景的相關(guān)實(shí)例通過與工作后的畢業(yè)生交流，發(fā)現(xiàn)有一條信息非常突出:大部分畢業(yè)生很難將自動(dòng)控制原理中所學(xué)的分析與設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到工程實(shí)踐中。這主要是因?yàn)樗鶎W(xué)課程大部分實(shí)例與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)，多數(shù)學(xué)生對(duì)案例中涉及的專業(yè)背景不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)課程的必要性、重要性和實(shí)用性認(rèn)識(shí)模糊，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”死搬硬套，應(yīng)付考試的現(xiàn)象嚴(yán)重，缺少靈活運(yùn)用和開拓創(chuàng)新的思路。上述這些問題直接弱化了“自動(dòng)控制原理”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的作用。

2“自動(dòng)控制原理”授課內(nèi)容調(diào)整

為順應(yīng)煤炭電氣化發(fā)展需求和人才培養(yǎng)定位，突出煤礦電氣特色教學(xué)目標(biāo)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)例等方面進(jìn)行研究和探索，對(duì)課程的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。

2．1優(yōu)化授課的內(nèi)容體系、深度和廣度研究各章節(jié)基本內(nèi)容的聯(lián)系，調(diào)整課程授課體系，以系統(tǒng)建模、分析和綜合設(shè)計(jì)為主，突出煤炭行業(yè)背景，注重基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用?！白詣?dòng)控制原理”在傳統(tǒng)教學(xué)上一直沿用自動(dòng)化專業(yè)的授課體系，造成“自動(dòng)化類”和“非自動(dòng)化類”的界限模糊。對(duì)于定單班該課程學(xué)時(shí)數(shù)少的情況，若按“自動(dòng)化類”體系授課，只能加大課時(shí)信息量，造成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以及時(shí)有效消化，影響教學(xué)效果。研究如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握控制原理的基本理論，并突出煤炭電氣工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，成為構(gòu)建定單班授課體系的關(guān)鍵。參照培養(yǎng)定位，結(jié)合后續(xù)的相關(guān)控制理論的專業(yè)課程，從課程體系出發(fā)，以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計(jì)為主線，調(diào)整授課知識(shí)點(diǎn)深度和廣度。如在講述建立數(shù)學(xué)模型基本內(nèi)容時(shí)，應(yīng)選取有一定煤礦工程背景的系統(tǒng)，給模型賦予形象的物理意義，使學(xué)生正確理解實(shí)際模型與抽象模型的區(qū)別與聯(lián)系，并從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，加深對(duì)實(shí)際系統(tǒng)建模的理解。系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容主要包括時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法，這些是控制理論教學(xué)的重點(diǎn)，應(yīng)保留原有知識(shí)點(diǎn)的深度。抓住采用時(shí)域分析法、根軌跡法和頻域響應(yīng)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)不同方法的理解，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。對(duì)于離散系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論，由于培養(yǎng)計(jì)劃中后續(xù)課程相關(guān)性較小，可以降低這部分知識(shí)的深度和廣度。

2．2增加煤炭電氣控制系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力及創(chuàng)新能力十分重要，也是教學(xué)的難點(diǎn)。在授課過程中，要注意研究與選取煤礦電氣工程中的典型范例，如礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)、掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以及排水設(shè)備控制系統(tǒng)等，突出煤炭行業(yè)背景，從實(shí)例分析中去了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理和設(shè)計(jì)要求。生動(dòng)的工程實(shí)例可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生感受控制理論的魅力，深刻理解“學(xué)以致用”的意義，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)達(dá)到知識(shí)和能力的雙重提升。

3實(shí)施案例

礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求平滑調(diào)速且調(diào)速精度較高。提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的加、減速過程要平穩(wěn)(無超調(diào))?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)保證在額定速度時(shí)有±1%的精度。

3.1準(zhǔn)確性分析假設(shè)提升系統(tǒng)采用恒速控制，選單位階躍函數(shù)作為典型的外作用。由一階系統(tǒng)分析方法可知，一階系統(tǒng)完全可以跟隨階躍信號(hào)，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，所以提升系統(tǒng)±1%的控制精度是可以保證的。

4結(jié)語

面向電氣定單班的“自動(dòng)控制原理”，采用以基礎(chǔ)理論知識(shí)為主，突出有煤礦電氣背景的工程實(shí)例，充分與后續(xù)專業(yè)課銜接，形成完整的煤礦電氣電控類的課程體系，能有利于增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐能力和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)學(xué)生在煤炭電氣化領(lǐng)域的探索興趣。

作者：陳志巧張開如單位：山東科技大學(xué)