自动控制理论论文十篇

自动控制理论论文篇1

关键词：全英文教学；自动控制原理；教学方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）03-0219-02

自动化技术在社会生产和生活中具有广泛的应用，自动化专业教育具有巨大的市场需求。《自动控制原理》课程是自动化专业的主干课程之一，并且此课程是后续自动化专业课程的基础。该课程传授反馈控制系统的最基本概念以及反馈控制系统分析设计最基础的思路方法，是自控专业学生能力培养的基石。随着经济全球化和中国经济的快速发展，外企在中国投资和中国企业走向国际已经成为现实。这种现状使得高科技人力资源在不同国家流动的趋势越来越强。中国大学留学生数目以及中国高校毕业生使用英语在外企和国外工作的数目呈不断上升趋势，中国大学与英语国家的校级交流也越来越多，这些变化都使得中国大学教育对全英文专业课程教学的需求越来越大[1-3]。全英文《自动控制原理》课程就是为了适应这种教育国际化的形式而设置的。目前中国大学教育处于走向国际化的初步阶段，探索并交流适应现阶段形式的全英文课程教学方法提高全英文教学质量是非常必要的。

一、课程特点与教学对象分析

《自动控制原理》课程是一门理论性非常强的专业基础课程，面向电类专业中国本土学生和留学生开设。该课程对学生的数学基础知识要求比较高，课程用全英文开设，还需要学生具有较强的英文听力和阅读理解力，作业和实验报告等需要学生有较强的英语书面表达能力。该课程设有实验环节，在有留学生参与的实验小组进行系统分析与设计的团队工作，不仅需要学生有较强的实验操作能力还需要学生具有良好的专业英语口头沟通能力。《自动控制原理》课程是自控专业的基础课程，在大学三年级上半年开设，是其他自控专业课的基础，只有很好地理解和掌握控制原理的基础知识，才能继续学习好后续的其他专业课。目前我校留学生人数虽然呈上升趋势但绝对数量还不是很多，全英文教学班一般由本土学生和来自非洲、欧洲、美国、亚洲等不同地区的留学生组成。由于学生们的背景不同，学生的数学基础、英语程度、接受能力、思维习惯和特点都具有一定的差异。一般来讲，本土学生的数学基础较好一些，英语阅读能力较强，但因生活环境为中文，英语听力理解能力相对阅读能力弱一些；对于母语不是英语的留学生，因其有限的英语程度，在课程学习和交流中具有一定困难。从已开设的英文课来看，一般留学生的数学基础相对中国学生弱一些。对来自不同背景学生进行自控原理的教学，如何因材施教，具有一定的挑战性。

二、教学组织与方法

面向不同背景的学生来源开展《自动控制原理》的全英文教学，要保证提高教学质量，必须从师资配备、教学对象认识、教学组织、教材选择、教辅资料与软件工具选择、实验安排等方面全方位地合理安排。全英文教学应该从教学对象背景的需求出发，在注重知识传授、能力培养的同时，要特别注意教学交流质量的提高，以达到知识传授、能力培养的目的。

1.教学团队的素质。自控原理的全英文教学，涉及数学及专业知识的传授、使用英语的沟通，在教学对象来源差异较大的情况下，对教学团队的素质要求比较高。（1）教师英语能力基础及保持：全英文授课的教师，一般应具较强的责任心，具有较好的英语口语表达能力。尽管有些老师有海外学习经历，全英文任课老师由于一般工作在中文语境中，也要注意英语听说能力的保持。（2）专业知识及其应用能力：《自动控制原理》课程是一门比较传统和基础的课程，任课老师一般都学习过此门课程。因此老师对相应的知识点都比较熟悉，但对于课程知识的应用还需予以加强。教师应该有课程相关的比较全面系统的知识背景，不仅可以讲述课程的知识点，也能够讲述知识点之间的相互联系以及知识点的应用环境、应用方法及应用工具，使学生不仅获得课程的知识点，还获得关于知识应用方面的技巧。（3）面向教学对象的教学方法：课程教学的效果取决于课程教学的方法。一般教学方法由理论学习和课堂经验积累两种途径获得。教学方法没有绝对的好与不好，关键的是教学方法要适用于教学对象。因此除了一般教学方法的掌握，教师还要在教学实践中注意收集学生对教学的反馈意见，不断积累总结教学方法及其适用对象。（4）教师的组织与沟通能力：主讲教师是课程的负责人，全面负责助教、实验指导老师和学生之间的工作安排和沟通。教师应该在第一节课收集所有学生的联系信息，包括留学生的国籍，并向学生公布课程助教、实验指导老师的联系方式，保证课程参与者的双向沟通。

2.课程教材与辅助材料：（1）课程教材的选择要考虑到教学对象，选择难易适中的教材。在本课程的实践中，为了满足不同层次学生的需要，为学生推荐了一组具有不同特点的教学参考书。在参考书中有相对比较深的教材满足专业和英语基础比较好、好奇心上进心比较强的学生；也有参考书比较深入浅出，易于理解，满足基础相对弱的同学。考虑到中国本土学生将来也有可能在中国企业工作，本课程推荐了具有中文翻译版的英文原版经典教材，便于学生能在课后了解专业词汇的中文表达，也帮助英文程度差但具有一定中文语言能力的学生对课程的理解。另外本课程为学生提供控制原理主要贡献者的生平介绍，帮助学生理解一些控制原理产生的背景，让学生们学习该领域大师的创新精神。（2）教学辅助资料与工具的提供可以帮助学生理解复习课堂教学的内容。本课程为学生提供中英文对照专业词汇，帮助学生对课程的理解和掌握，并能使用英文专业词汇进行作业和实验报告的表达。自控原理是一门对数学要求比较高的课程，可以把一些课程常用的数学公式表，如拉普拉斯变换表等，作为辅助材料提供给学生。本课程还在课程网页上提供全部课程的英文录像，如果学生在上课时没有完全消化，可以在课后自己观看相关课程录像，理解和消化上课的内容。

3.课堂教学方法。课堂教学是课程知识传授的主要环节，直接影响到最后的教学效果。教师在英文课堂教学中，要注重以下环节：（1）任课老师的课堂表达：教师上课应注意循序渐进，深入浅出，板书要整洁明了。语言采用简单明了、易于理解的句型。考虑到班级里有英语听力不太好的学生，上课语速要适中，并配有相应的关键字板书或多媒体演示稿，以补充学生由于听力原因造成的信息损失。发放多媒体演示稿关键部分的纸质打印件，方便学生做课堂笔记。教师上课应该基础部分简单清晰、教学内容应有扩展性，同时注重介绍知识的应用环境，既要照顾到基础较差的学生，也应满足综合能力强的学生的需求。（2）课堂教学的互动与反馈：由于该课程理论性强，对数学基础要求高，大部分学生使用第二语言第一次接触新的概念，如果没有进行足够时间的预习很难在课堂上使用英语主动提出问题。而电类专业的学生学习任务比较繁重，一般没有时间做足够的预习。教师可以围绕课程内容，设计课堂讨论题目，采用分组课堂练习的形式，一般为二到三人一组，学生可以互相讨论，加强对所学概念方法的理解，教师在学生练习时，巡回检查，期间学生可以向老师询问不懂之处。这种形式的全英文互动，既减少了学生的表达压力，又能达到互动反馈教学效果的作用，非常受学生欢迎，教师也能及时发现学生难于理解的知识点。

4.课程实验。课程实验是课程教学的重要环节，学生通过实验可以加深对课堂知识的理解，并掌握理论知识的应用方法。为保证实验质量，首先要向学生提供清晰的实验指导书，在实验分组时应避免将留学生分在一组，而是将中国本土学生与外国学生搭配开来，加强留学生与中国学生相互交流学习，帮助留学生融入本土学习环境，克服由于外国学生对环境的不熟悉造成的工作障碍，顺利完成课程实验任务。实验报告也是课程实验的重要组成部分，要求学生对实验数据进行有效处理，对实验现象运用课程理论知识进行详细分析、解释。

5.课程学习质量的监控与评估。学生课程学习质量的监控分课堂学习评估、课程阶段学习评估和课程学体评估。课堂学习评估主要通过课堂练习来进行。教师通过学生课堂练习的情况，评估学生课堂学习的质量，改善课堂教学效果。课程阶段学习评估主要通过阶段小测验来进行，通过阶段小测验可以测试学生对一个阶段所学知识的综合运用能力。课程学体评估包括学生的课堂表现、作业情况、小测验情况以及实验情况和期末考试，是学生整个课程学习过程的综合评估。期末考试内容应该含概课程基础知识、课程知识灵活应用和课程知识综合运用等层次，以测试不同层次学生掌握课程知识的情况。

现阶段全英文专业课程教学在中国大学尚属于初步发展阶段，本文主要讨论全英文自控原理课程的教学特点与方法。论文分析了全英文课程班的学生组成和特点，阐述了自控原理全英文课程的教学质量保证的关键措施及经验，为中国大学全英文专业课程的发展提供参考。

参考文献：

[1]曾圆圆，项慨.C++全英文课程理论与实践的新方法[J].教育教学论坛，2012，（38）.

[2]徐巍华.工学研究生课程的全英文教学实践[J].电气电子教学学报，2013，（2）.

[3]黄亚玲，唐瑶，吴星明，李莉.留学生电气技术实验全英文授课的教学实践[J].实验技术与管理，2012，（4）.

自动控制理论论文篇2

1．1授课理论性较强授课理论性强不利于培养理论联系实际的科学观点，不利于提升学生对专业的学习兴趣。为保证控制理论的完整性和透彻性，若教师在授课过程中把过多时间和精力集中于原理讲解和公式推导上，就很难有充分的时间将理论知识与系统应用实例相结合，造成很多学生误认为该课程是一门应用数学课程，容易产生畏难心理。另外，定单班的学生面临毕业即就业，没有升学再深造的压力，他们所关心的是所学知识是否会用到将来的工作岗位中。因此，课堂上讲授过多或过深的理论知识不利于提升学生对专业的学习兴趣。

1．2缺少煤矿电气背景的相关实例通过与工作后的毕业生交流，发现有一条信息非常突出:大部分毕业生很难将自动控制原理中所学的分析与设计方法应用到工程实践中。这主要是因为所学课程大部分实例与学生所学专业相关性不强，多数学生对案例中涉及的专业背景不熟悉，导致学生对学习课程的必要性、重要性和实用性认识模糊，学习兴趣不高，学习“自动控制原理”死搬硬套，应付考试的现象严重，缺少灵活运用和开拓创新的思路。上述这些问题直接弱化了“自动控制原理”作为专业基础课程的作用。

2“自动控制原理”授课内容调整

为顺应煤炭电气化发展需求和人才培养定位，突出煤矿电气特色教学目标，从课程教学内容、教学实例等方面进行研究和探索，对课程的基础理论与实践教学进行优化。

2．1优化授课的内容体系、深度和广度研究各章节基本内容的联系，调整课程授课体系，以系统建模、分析和综合设计为主，突出煤炭行业背景，注重基础知识的灵活运用。“自动控制原理”在传统教学上一直沿用自动化专业的授课体系，造成“自动化类”和“非自动化类”的界限模糊。对于定单班该课程学时数少的情况，若按“自动化类”体系授课，只能加大课时信息量，造成学生对教学内容难以及时有效消化，影响教学效果。研究如何在有限学时内让学生熟练掌握控制原理的基本理论，并突出煤炭电气工程实践能力培养，成为构建定单班授课体系的关键。参照培养定位，结合后续的相关控制理论的专业课程，从课程体系出发，以系统建模、系统分析和综合设计为主线，调整授课知识点深度和广度。如在讲述建立数学模型基本内容时，应选取有一定煤矿工程背景的系统，给模型赋予形象的物理意义，使学生正确理解实际模型与抽象模型的区别与联系，并从不同的角度对系统进行建模，加深对实际系统建模的理解。系统分析方法是控制系统综合设计的基础，这部分内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法，这些是控制理论教学的重点，应保留原有知识点的深度。抓住采用时域分析法、根轨迹法和频域响应法分析系统的稳定性、快速性和准确性的特点，加深学生对不同方法的理解，这是系统分析的关键。对于离散系统、非线性系统和现代控制理论，由于培养计划中后续课程相关性较小，可以降低这部分知识的深度和广度。

2．2增加煤炭电气控制系统实例系统设计对培养学生的分析、综合能力及创新能力十分重要，也是教学的难点。在授课过程中，要注意研究与选取煤矿电气工程中的典型范例，如矿井提升机控制系统、掘进机控制系统、通风机控制系统以及排水设备控制系统等，突出煤炭行业背景，从实例分析中去了解系统的结构特征、工作原理和设计要求。生动的工程实例可大大激发学生的学习兴趣，引导学生感受控制理论的魅力，深刻理解“学以致用”的意义，使学生对课程的学习达到知识和能力的双重提升。

3实施案例

矿井提升机调速系统要求平滑调速且调速精度较高。提升机电气传动系统的加、减速过程要平稳(无超调)。控制系统应保证在额定速度时有±1%的精度。

3.1准确性分析假设提升系统采用恒速控制，选单位阶跃函数作为典型的外作用。由一阶系统分析方法可知，一阶系统完全可以跟随阶跃信号，且稳态误差为零，所以提升系统±1%的控制精度是可以保证的。

4结语

自动控制理论论文篇3

关键词：控制理论与控制工程 发展与应用

中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0066-01

于20世纪产生的相对论、量子理论及控制理论被人们认为是三项重要的科学革命，人们借助该三项理论实现着客观世界认识上的飞跃。随着控制理论与控制工程相关的理论研究工作的深入开展，其研究对象及应用领域也发生着重大的变化，就我国的教育部所进行的学科的设置及分类中，将控制理论及控制工程设置为控制科学与工程下的二级学科，学科核心便是控制理论，推动着我国控制理论与控制工程在科学研究领域的发展。

1 控制理论与控制工程的产生及发展

控制理论作为对社会发展具有重要影响意义的学科，其产生起源可上溯至十八世纪发生在英国的技术革命中，瓦特在蒸汽机的发明之后，将离心式非锤调速器的相关控制原理应用于蒸汽机转速的控制中，开创出以蒸汽作为原动力的机械化格局，而之后的工程界逐渐的将控制理论应用于调速系统稳定性的研究中，通信技术和信息处理技术的高速发展，使得电气工程师们不断的研究出更为科学全面的控制系统分析方法，实现了控制系统的条件稳定性及开环不稳定性的分析研究，而控制理论的创始人于1948年所发表的控制理论的相关著作，就控制理论的相关方法所进行得阐述，推动反馈概念的应用并为控制理论的形成奠定下坚实的基础。

在科技的不断生产发展中，基于控制理论与控制工程的控制技术也在不断的完善，尤其是在计算机技术的不断推动之下，控制理论与控制工程拥有着更深入的发展。就控制理论与控制工程的整体发展历程而言，可大体上划分为三个主要的阶段，其中第一阶段为20世纪的40至60年代，是古典控制理论的形成及发展时期，主要进行进行单输入及单输出问题的解决，多采用以频率特性、传递函数及根轨迹等作为基础的频域分析法进行系统的研究，而主要进行研究的系统是线性的定长系统，进行非线性系统分析的过程中所选用的相平面法要求变量不能超出两个，该控制理论可实现生产过程中的多种单输入单输出类问题的有效解决。第二个阶段为20世纪60年代到70年代的现代控制理论的形成与发展阶段，该阶段已经步入空间技术时期，控制工程也向性能更高的方向上发展，数字计算机的配合应用，实现了分析设计及实施控制，但时变、多输出多输入及非线性等较为复杂的系统控制内容使古典控制理论呈现出局限性，而最优控制方法在该阶段中提出，使现代控制理论更为完善。第三个阶段是20世纪70年代到目前为止的大系统控制理论及智能控制理论时期，其中大系统控制理论是控制理论就广度上的扩展，利用控制及信息的相关观点进行大系统其结构方案及总体设计，进行的是分解方法及协调处理的相关基础性技术理论的研究；智能控制理论是控制理论就深度上的扩展，进行人类智能化活动、控制信息传递的规律等的研究，并就仿智能化的工程控制系统及信息处理系统等进行研制。

2 控制理论与控制工程的应用

在进入21世纪以来，以计算机技术、通信技术及控制技术为典型代表的IT产业的发展及普及中，核心是计算机技术，关键是通信技术，而基础是控制技术，使得控制学科逐渐的发展成为基础性的科学，控制系统与控制工程中的系统结构、系统稳定、反馈调节及智能系统的相关思想及理论，在自然学科下的多种科学领域获取广泛应用的同时，在人文等学科中也有着广泛的应用体现，基于该现象，某些专家甚至指出控制理论与控制工程已不再是单纯的学科，已逐渐的发展成为较为全面和系统的世界观、方法论。控制理论与控制工程所具有的显著特点是，某些基本的概念同时具有着普适性及独特性。在控制理论与控制工程的应用中，两个概念是应用的关键及核心，首先是系统概念的应用，在当前社会的发展中系统问题已变得非常重要和突出，尤其是全社会范围内所进行的复杂性系统及复杂性科学课题的研究及应用，这是控制理论在现代科学中应用的必然发展，应用控制理论不仅要进行结构及性质的分析，还要进行系统运行状态的调控；其次是反馈概念的应用，这是控制理论区别于其他的学科及控制理论的应用区别于其他的理论应用的关键，反馈使得控制系统在较大的程度上具备人类智能的诸多特点，可以实现控制系统在实际的应用过程中结构、参数及扰动等因素的不确定性给控制系统造成的影响，例如远距离通讯设备、进行隧道扫描的显微镜等具体的工程设备。

在控制理论与控制公工程的应用中，最优控制是现代化的控制理论非常核心的内容，利用最优控制所进行的研究是在满足相应的约束条件时，就最优控制策略进行寻求，进而取得性能指标的极大值或者是极小值，最终使控制系统在性能指标上可取得最优化效果所必须采用的基本条件及综合方法，即就受控的运动过程或动力学系统，从多个可选择的控制方案中寻求最佳的方案，从而使系统在运动状态由初始状态变为指定的目标状态时可以取得性能指标的最优化。在控制理论与控制工程的应用中，较为典型的两个标志性的研究方法便是PDI控制器及Kalman滤波器，这两个方法已经被成功的广泛应用于较多的实际系统中，但所开展的系统的稳定性及最优性都是就线性模型的证明，实际上这两种方法还可应用于一大类非线性系统的证明，相关的研究人员利用基于控制理论与控制系统的反馈机制所进行的定量研究工作就是围绕着这两种标志性方法。在现实生活中控制理论及控制工程最为典型的应用便是水槽内水位的控制及电加热器中的温度控制，该典型应用中的自动控制是利用自动化的高度及温度测试仪等进行预期的测控目标的实现。自动控制系统是为实现控制目标由被控制对象及自动化的仪表所组成的闭环系统，控制系统按照结构形式可分为开环控制系统、闭环控制系统及复合控制系统，三类不同的系统在具体的需求下都有着广泛的应用。

3 结语

控制理论及控制工程随着理论及支撑技术的不断完善，逐渐的由工农业及交通运输等较为传统的产业，向生物、信息、通讯、管理等较为新颖的产业中延伸，也必将在社会的发展中获取更广泛的应用。

参考文献

[1]王成红，宋苏，刘允刚.国家自然科学基金与我国控制理论与控制工程学科的发展[J].中国基础科学，2010（6）.

自动控制理论论文篇4

【关键词】自动控制理论；产生与发展过程；理论框架结构

控制论一词Cybernetics，来自希腊语，原意为掌舵术，包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。因此”控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。

根据控制理论的理论基础及所能解决的问题的难易程度，我们把控制理论大体的分为了三个不同的阶段。这种阶段性的发展过程是由简单到复杂、由量变到质变的辩证发展过程。

1.经典控制论阶段（20世纪50年代末期以前）

经典控制理论，是以传递函数为基础，在频率域对单输入―单输入控制系统进行分析与设计的理论

1.1控制系统的特点

单输入―单输出系统的，线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。

1.2控制思路

基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想，运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法，解决稳定性问题。

1.3发展事件回顾

（1）我国古人发明的指南车就应用了反馈的原理。

（2）1788年J.Watt在发明蒸汽机的同时应用了反馈思想设计了离心式飞摆控速器，这是第一个反馈系统的方案。

（3）1868年J.C.Maxwell为解决离心式飞摆控速器控制精度和稳定性之间的矛盾，发表《论调速器》，提出了用基本系统的微分方正模型分析反馈系统的数学方法。

（4）1868年，韦士乃格瑞斯克阐述了调节器的数学理论。

（5）1875年E.J.Routh和A.Hurwitz提出了根据代数方程的系数判断线性系统稳定性方法。

（6）1876年俄国学者N.A.维什涅格拉诺基发表著作《论调速器的一般理论》，对调速器系统进行了全面的理论阐述。

（7）1895年劳斯与古尔维茨分别提出了基于特征特征根和行列式的稳定性代数判别方法。

（8）1927年H.S.Black发现了采用负反馈线路的放大器，引入负反馈后，放大器系统对扰动和放大器增益变化的敏感性大为降低。

（9）1932年H.Nyquest采用频率特性表示系统，提出了频域稳定性判据，很好地解决了Black放大器的稳定性问题，而且可以分析系统的稳定裕度，奠定了频域法分析与综合的基础。

（10）1934年，H.L.Hazen发表《关于伺服机构理论》。

（11）1938年，A.B.维哈伊洛夫发表《频域法》，这标志着经典控制理论的诞生。

1.4主要成果

PID控制规律的产生，PID控制原理简单易于实现，具有一定的自适应性与鲁棒性，对于无时间延迟的单回路控制系统很有效，在工业过程控制中任然被广泛应用。

2.现代控制论阶段（50年代末期至70年代初期）

现代控制理论，基于时域内的状态空间分析法，着重时间系统最优化控制的研究。

2.1控制系统的特点

为多输入―多输出系统，系统可以是线性或非线性，定常或时变的，单变量与多变量，连续与离散系统。

2.2控制思路

基于时域内的状态方程与输出方程对系统内的状态变量进行实施控制，运用极点配置、状态反馈、输出反馈的方法，解决最优化控制、随机控制、自适应控制问题。

2.3发展事件回顾

（1）1959年，苏联学者庞德亚金（L.S.Pontryagin）等学者创立了极大值原理，并找出最优控制问题存在的必要条件，该理论解决控制量有约束情况下的最短时间控制问题，提供方法。

（2）1953-1957年间，美国学者贝尔曼（R.Bellman）创立了解决最优控制问题的动态规律，并依据最优性原理，发展了变分学中的Hamilton-Jaccobi理论。

（3）1959年，卡尔曼（R.E.Kalman）提出了滤波器理论，1960年卡尔曼对系统采用状态方程得描述方法，提出了系统的能控性、能观测性。证明了二次型性能指标下线性系统最有控制的充分条件，进而提出了对于估计与预测有效地卡尔曼滤波，证明了对偶性。

（4）罗森布洛克（H.H.Rosenbrock）、欧文斯（D.H.Owens）和麦克（G.J.MacFarlane）研究了使用于计算机辅助控制系统设计的现代频域法理论，将经典控制理论传递函数的概念推广到多变量系统，并探讨了传递矩阵与状态方程之间的等价转换关系，为进一步建立统一的线性系统理论奠定了基础。

（5）20世纪70年代奥斯特隆姆（瑞典）和朗道（法国，L.D.Landau）在自适应控制理论和应用反面做出了贡献。

2.4主要成果

现代控制理论的提出，促进了非线性控制、预测控制、自适应控制、鲁棒性控制、智能控制等分支学科的发展。进而为解决因工业过程的复杂性而带来的困难。

3.大系统理论阶段与智能控制理论阶段（70年代初期至现在）

大系统理论，是指规模庞大、结构复杂、变量众多、关联严重、信息不完备的信息与控制系统智能控制系统是具有某些仿人智能的工程控制与信息处理系统，其中最典型的是智能机器人。

3.1控制系统的特点

是指众多因素复杂的控制系统，如宏观经济系统、资源分配系统、生态和环境系统、能源系统等]

3.2控制思路

基于时域法为主，通过大系统的多级递阶控制、分解―协调原理、分散最优控制和大系统模型降阶理论，解决大系统的最优化。

3.3发展事件回顾

（1）60年代初期，Smith提出采用性能模式识别器来学习最优控制法以解决复杂系统的控制问题。

（2）1965年Zadeh创立模糊集和论，未解决负载系统的控制问题提供了强有力的数学工具。

（3）1966年，Mendel提出了“人工智能控制”的概念。

（4）1967年，Leondes和Mendel正式使用“智能控制”，标志着智能控制思路已经形成。70年代初期，傅京孙、Gloriso和Saridis提出分级递阶智能控制。并成功应用于核反应、城市交通控制领域。

（5）70年代中期，Mamdani创立基于模糊语言描述控制规则的模糊控制器，并成功用于工业控制。

4.结语

“自动控制理论”就是一门研究自动控制系统稳定性的科学，是控制理论与控制工程学科的主要内容。控制理论与控制工程作为一门学科，研究并且提出有关自动控制系统设计和分析的理论与方法，用于指导工程实践。

【参考文献】

[1]维纳著， 郝季仁译.控制论，科学出版社，1961.

[2]项国波.控制论的发展，北京：电器时代，2005.（11）.

自动控制理论论文篇5

论文关键词：内部控制，内部控制鉴证报告，委托理论，保险理论，信号理论

 

近年来的会计信息失真问题引起了全社会的普遍关注，上市公司的经营者为了私利的最大化对财务报告进行包装，以完美的财务报告来取悦投资者，不仅挫伤了广大投资者的积极性保险理论，而且使投资者对财务报告产生了一种不信任的感觉。财务报告信息失真，其中一个很重要的原因是上市公司内部控制的严重缺位和失灵。在目前我国证券市场还不够成熟的情况下，投资者开始关注上市公司内部控制的情况，并认识到内部控制是影响会计信息可靠性的重要因素；上市公司的经营者和管理者同样注意到仅仅披露财务报表不能给投资者提供更加真实和具有说服力的信息，从而企业自愿披露内部控制鉴证报告来满足各方使用者的需要。

任何事物都有某种客观需要，在特定条件下产生并遵循一定的规律向前发展演进的，作为社会经济生活中重要组成部分的审计亦是如此小论文。审计动因是指审计产生、存在与发展的动力和原因。主要的审计动因理论包括信息理论、理论、委托责任理论、保险理论、冲突理论。其中，保险理论认为审计动因是风险的分担；理论认为审计动因在于促进股东利益和企业管理者人员的利益达到最大化并缓解两者之间的矛盾；信息理论认为审计动因在增进财务信息的价值，提高财务信息使用者决策人员的利益达到最大化。本文从理论假说、保险理论假说、信息理论假说角度来研究上市公司自愿披露内部控制鉴证报告的动因。

一.理论假说

财产所有权与经营管理权的分离保险理论，这种分离必然形成了所有者与管理者之间的委托和受托这样一种经济责任关系，也就是委托人和人的关系。由于委托人和人的目标不一致，导致了委托问题。正是由于委托人与人存在着利益冲突，使得委托人往往倾向于通过与人达成的契约来解决因目标差异而产生利益冲突。对行为责任的履行情况进行报告正是所有者能够用以监督管理人履行契约关系的一种手段或途径，而管理者则有责任和义务是如实地向所有者反映行为责任的落实与执行情况小论文。由此可见，信息披露制度是缓解管理者和所有者冲突的有效的制度设计之一，也说明了理论为信息披露制度提供了理论依据。

就上市公司自愿披露内部控制鉴证报告而言，管理者有责任确保公司内部控制的合理完整有效，保证公司的正常有序高效的运转保险理论，从而披露内部控制鉴证报告有利于管理者证明其工作并检验其对公司的诚信；所有者不仅仅通过财务报表了解公司的财务情况更要通过注册会计师的内部控制鉴证报告的披露了解公司的业务运转情况和财务信息是否得到有效合理的处理和反映。上市公司内部控制鉴证报告的披露合理有效的缓解了管理者和所有者之间的矛盾使两者利益最大化。

二.保险理论假说

上市公司披露财务报告信息需要注册会计师的审计，一方面各方报表使用者可以理智的获取信息，另一方面上市公司通过注册会计师的审计可以规避风险，对自身的财务信息进行审核并做出正确的披露，给信息使用者一个透明的信息。但在一些列虚假财务报表曝光使信息使用者对其上市公司丧失信心的时候，上市公司开始注意到仅仅通过财务报表的披露是远远不够的，逐渐认识到内部控制对于财务信息的重要性，为了重塑披露信息在证券市场上的重要地位，各大上市公司开始寻求资深注册会计师对公司的内部控制进行鉴证和披露保险理论，从而降低信息使用者的风险，有利于提高企业形象和分散风险的作用。但目前，有人认为保险理论在我国并不能做到，由于证券体制的不健全和使用者取证难的现实状况，保险理论在我国难以实现。

三.信息理论假说

自愿审计动机与信号假说有着天然的联系。审计是一项有成本的行为，在有关法律、法规未作强制审计要求的情况下，上市公司之所以愿意负担审计成本，自愿聘请注册会计师对其内部控制进行审计，其动机很可能是向财务信息使用者发送信号小论文。事实上保险理论，上市公司自愿聘请注册会计师对其内部控制进行审计这一行为本身就是信号，意在向外界表明自己提供的财务信息可靠，增加信息的可信性。

1.会计信息与内部控制相关性需要披露内部控制鉴证报告

由于公司的会计信息与内部控制密切相关，注册会计师进行内部控制鉴证有助于发现公司内部控制的缺陷；注册会计师进行内部控制鉴证有助于寻找并改善内部控制的薄弱环节；注册会计师进行内部控制鉴证有助于促进企业内部控制的健康发展。

上市公司聘请注册会计师对公司进行内控控制鉴证，首先，避免了企业内部审计师作为公司员工的关系，内部审计师对公司的内部控制状况有所隐瞒，或者碍于内部管理人员个人之间的关系不愿按原则披露；其次，内部审计师所接触和了解到的企业内部控制状况不如外部注册会计师了解该行业及企业内部控制状况全面保险理论，外部注册会计师更加熟悉和掌握企业内部控制流程及有效合理性；最后，注册会计师较企业内部审计师更加注重其在审计市场中自身的声誉，注册会计师在审计过程中会更加严谨，以便提供给报告使用者以清晰透明的企业内部控制鉴证报告。

任何一个企业有序高效的运作都离不开有力的内部控制机制。会计信息与内部控制的关系就如同水与过滤系统的关系，水在经过各各过滤环节都会有效的去除杂质最终得到纯净水，如果某一过滤环节出现问题最终不会得到我们想要的纯净水。内部控制在上市公司中它设计的是否完整、是否合理、是否有效都将影响会计信息的真实有效性。仅仅通过财务报表的披露并不能让信息使用者更加清晰了解上市公司的整体情况，只有通过内部控制信息的有效披露才可以让使用者了解企业，达到信息披露的目的。

可见，上市公司聘请注册会计师对公司进行内部控制鉴证保险理论，加强内部控制制度建设，从而提高会计信息的质量，并完善内部控制制度，有利于上市公司会计信息披露质量的提高小论文。

2.上市公司的筹融资动机需要披露内部控制鉴证报告

对于有新发行证券再融资的公司来说，银行等金融机构会要求借贷款企业提供近三年的财务报告和最近的中期报告，并对企业年度报告进行审计要求，对企业的内部控制报告并没有要求但我国近几年也要求一些金融企业提供内部控制鉴证报告而其他企业没有相关规定；并且，在筹融资的过程中，存在信息不对称的问题保险理论，一类是签订贷款契约之前的信息不对称导致的逆向选择问题，另一类是签订贷款契约之后的信息不对称所导致的道德风险问题。诸如上述问题归根结底就需要有一个良好资金流向监管，而它则需要上市公司有着有效的内部控制做保证，从而上市公司内部控制鉴证报告的披露势在必行。

3.审计声誉和审计质量促使上市公司自愿披露内部控制鉴证报告

声誉常指获得社会公众信任和赞美的程度，通常由知名度、美誉度和信任度构成。高质量审计的声誉则可以认为社会公众对会计师事务所的审计质量予以信任和赞美的程度。既然审计质量可以理解为审计师发现并报告客户财务报告错报的概率，如果一个会计师事务所想要获得高质量审计的声誉，他就必须提供高质量的审计服务，比如发现并且报告更多客户财务报告的错报。

我国注册会计师协会每年对我国的注册会计师进行职业培训和监管并且对一些违规注册会计师进行处罚，说明我国政府为力求塑造一个良好的审计市场不断努力；上市公司也力求四大会计事务所和具有良好声誉的注册会计师进行鉴证。相信我国审计市场的良好声誉渐渐形成。对于投资者来说保险理论，会偏重相信那有良好声誉的审计师所做的鉴证报告，这就促使上市公司寻求具有良好声誉和良好审计质量的审计师进行审计，期望通过审计师的审计对该公司的内部控制做出正确的评估和内部控制进一步的改善，并提供给投资者透明的信息，从而给上市公司带来融筹资的机会小论文。可见，无论从投资者的角度还是从上市公司的角度都倾向于相信具有良好声誉的注册会计师，从而上市公司会自愿寻求审计声誉良好的注册会计师对其进行内部控制鉴证。

4.企业的规模和企业的形象可促使上市公司自愿披露内部控制鉴证报告

大部分上市公司其涉足的领域较多，例如原本以房地产经营为主的上市公司，由于企规模的扩大不断涉足其他行业比如食品加工保险理论，外贸等行业，这就造成投资者和其他相关信息使用者怀疑该上市公司的经营管理能力和企业的运作状况。上市公司渐渐意识到在资本市场上筹融资的重要性，让投资者更加对企业有信心就有必要提供给投资者更加可信和透明的企业内部控制信息，使其相信企业具有良好的运作情况和内部控制机制，确保给投资者以更大的回报。上市公司的内部控制鉴证报告便成为信息使用者较为可信的信息来源，这就促使上市公司自愿披露内部控制鉴证报告。并且,最近财务丑闻不断出现，企业信誉也成为考量企业的一把尺子，财务报表的披露已不能满足信息使用者的需要;信息使用者逐渐意识到内部控制信息的披露更加重要，更为可靠。上市公司同样逐渐意识到内部控制信息的披露有助于提高企业良好运转的形象，并有助于企业改善内部控制使其健康发展。可见，企业的规模和企业形象可促使上市公司自愿披露内部控制鉴证报告。

通过从理论、保险理论、信息理论的研究分析，可见，在国家法规的不断完善、监管力度的加大及信息使用者对信息质量要求不断提高的情况下，上市公司不断意识到披露内部控制鉴证报告不仅有利于信息使用者，也有利于上市公司自身的完善和发展。

参考文献：

1.喻少华.2008.自愿审计动机与质量研究大连出版社

2.周莉.2010.信息理论与自愿审计动机探究科技创业第7期

自动控制理论论文篇6

【关键词】 数学专业；现代控制理论；教学改革；实践

一、引言

系统控制的理论和实践被认为是20世纪对人类社会生活和生产活动产生重要影响的科学领域之一[1]。现代控制理论思想深刻、方法多样、内容丰富、充满美感，既提供了对线性系统进行建模、分析、综合的完整理论，也蕴涵着很多处理复杂问题的方法，如线性非奇异变换方法、分离原理、对偶原理、反馈方法、增广向量法等。这些方法可以简化系统的建模、分析、综合，为系统控制理论的其它分支乃至其它学科提供了可借鉴的思路。这些方法为解决复杂问题提供了一条有效途径。近十年来，为了适应素质教育发展的要求，不少从事现代控制理论课程教学工作的教师对该课程的教学提出了改革思路和措施[2-11]。

现代控制理论是计量学院数学与应用数学专业和信息与计算科学专业的学科选修课。该课程的主要任务是培养学生用系统的方法来分析、研究和解决问题。作为数学专业学生，通过该门课程的学习，除了培养学生从事控制系统分析和设计的基本能力之外，对于了解作为信息科学主要组成部分之一的自动控制科学，特别是现代控制理论的体系和结构，以及认知涉及的相关数学理论和应用均具有重要意义。该课程的主要特点是将实际系统抽象为数学模型，根据数学模型去研究系统的各个方面，理论性强、内容丰富、概念抽象、公式多、习题多、计算繁杂。对于数学专业的学生而言，虽然数学公式的推导相对较为容易，但对公式意义和内涵的正确理解并非容易。近几年来，为了适应当今社会对人才素质教育培养的要求，提高教学质量，培养学生创新意识、创新精神和创新能力，我们结合学生的专业特点和课程自身的特点，对教学改革进行积极探索和尝试。

二、教学内容改革

1、重视课程体系架构的教学

在绪论课上，我们向学生讲解两方面内容：一是以“自动控制技术与人类进步”为题介绍控制论的发展史、自动控制技术的发展对人类社会产生的影响、现代控制理论产生的数学基础、现代控制理论的主要内容等，向学生强调控制理论处在以自动化、计算机和机器人为代表的新技术革命的核心，控制理论的成果在美国Apollo登月计划实施中起过实质性的作用[12]。由此启发学生对该课程的兴趣，让学生了解到现代控制理论是应分析与设计高质量和大型复杂控制系统的需要而产生的，它以近代应用数学为理论工具。二是向学生说明控制技术与信息技术的关系。现在信息技术已渗透到生活中的方方面面，信息产业的发展也日新月异，数学与应用数学专业和信息与计算科学专业的学生就业主要在信息产业中，而控制技术是信息技术的四大基本技术之一[13]，现代控制理论的内容为从事信息技术方面工作提供重要的思想方法。

2、优化教学内容，突出本质性概念

在教学内容的选择上，必须抓住最基本、最本质的概念、原理和方法及其相互联系，在结构上使课程的体系清晰完整，防止定义和结论的堆砌，帮助学生构建出自己的系统的知识结构。针对教材[14]的特点，在保证严谨性和系统性的前提下，我们为学生补充拉普拉斯变换、能控子空间的概念及表示、能控性能观性的PBH判据、稳定性与特征值的关系等内容。在讲授定理、公式时，不刻意追求定理证明中数学上的严密性，重点强调其应用背景、应用条件的限制，要求学生从本质上进行理解，避免生搬硬套地运用理论。

3、介绍新知识，跟踪新技术

我们在教学中把当年中国控制会议、中国控制与决策学术年会、美国控制会议等国内外一流会议的征稿范围和部分大会报告介绍给学生，并介绍一些非线性控制、自适应控制、H∞控制和分布参数系统控制等的基本思想。这样可以拓展学生思路、开阔学生视野，使学生深入了解现代控制理论的思想体系和发展前沿，把握该学科的研究方向和发展趋势，为进一步学习、研究，以及将所学的基础理论应用于工程实际打下良好基础。

4、渗透数学文化思想

在讲授基本理论和方法的同时，可以向学生介绍一些大师们的研究成果和相关的数学史，引导学生提炼数学思想的方法，积累数学文化。控制论科学的创立者之一维纳[15]是一位数学天才，在布朗运动理论和位势理论研究方面做出了独创性的贡献，他也是信息论的创始人。工程控制论的创始人钱学森[16]是我国杰出的爱国工程师，人类航天科技的重要开创者和主要奠基人，是应用数学和应用力学领域的领袖人物，他也致力于当代大学生的教育问题。在教学中还要不断强化数学知识在控制论中的应用。数学作为系统控制科学的基本分析工具，内容涉及了数学的各个学科。如以W.M.旺纳姆代表的基于几何概念和方法的几何理论，以R.E.卡尔曼为代表的基于抽象代数方法的代数理论，以及以H.H.罗森布罗克基为代表的基于复变量方法的频域理论。在现代控制理论课程中，涉及了频域理论、状态空间理论及变分理论等。矩阵分析和微分方程理论是不可或缺的数学工具。在授课过程中，适时地介绍相应的数学基础，是学生学好现代控制理论课程的基础和关键。例如，高等代数中的Cayley-Hamilton定理、极小多项式、矩阵Jordan分解等在控制论中有着重要的应用，在判断系统的能控性、能观性，系统的能控标准型、能观标准型中都有体现。讲解数学文化不仅可以提高学生学习的兴趣，也是对学生思想文化进行熏陶，这对学生数学素养的形成和提高有着极其重要的作用。

三、教学方法改革

1、 注重仿真与实验

现代控制理论实践性强，为了使学生真正掌握控制系统分析和设计的方法，必须进行仿真和实验的教学。通过仿真和实验，学生可以加深对理论知识的理解，培养分析、解决问题的能力和创新思维的能力[4]。我们开设了8学时的上机实验（4个实验，每个实验2学时），内容包括：（1） 利用MATLAB进行系统模型的相互转换、对状态空间模型进行分析；（2） 系统能控性、能观性和稳定性的判定；（3） 基于极点配置的系统设计、基于状态观测器的系统设计；（4） 基于线性二次型最优控制的系统设计。这些实验不仅可以培养学生应用计算机对系统进行辅助分析的能力，也极大提高了学生的学习兴趣。

2、采用交互式教学

在讲授完基本概念和原理之后，学生对于本课程的方法和思路有了初步认识。对于某些不出现新概念和原理的章节，例如极点配置问题和状态观测器设计等，我们组织学生进行讲授。事先把学生分成几个小组，每组5-6人，每个小组分配一节内容，进行预习，一般留一周的预习时间。讲授时各小组派代表到讲台上讲授，逐句解释所讲内容，小组其他成员可以随时进行补充，其他学生和老师可以提问。如果讲授有误，老师马上打断，让学生重新思考，或者予以纠正。我们通常向学生提问讲授中涉及到的概念和结论，借以检查学生对所学知识的掌握情况，并在每一部分完成后进行总结。通过学生讲授，可以提高学生的自学能力、查资料的能力和协作能力。这一学习方式要求教师对讲授的内容了如指掌，能够应对学生讲授中发生的各种情况，以免纠缠细节，影响教学进度。在应用中还要注意精心选择让学生讲授的内容，不宜过多。

3、对学生进行科研训练

现代控制理论课程一般面向高年级学生开设，在教学中可以对学生进行科研训练，为学生未来进行科学研究打下基础。教师可以把自己的科研课题分成一系列小问题，让学生参与研究。学生通过查阅文献，分析论证，能够接触到学科发展的前沿，提高创新能力。教师也可以给学生提供开放式题目，让学生进行总结。题目可以是“控制理论在***领域中的应用”、“***的控制理论模型”或“***控制器设计”等。把学生分成若干个小组，每组3-5人，让学生查阅文献，撰写研究报告。在此过程中检查学生对知识的掌握情况，并引导学生提出创新想法。题目完成后学生把研究报告做成PPT，每个小组派代表为大家讲解，一起进行讨论。这样可以开阔学生的眼界和思路，增加知识的广度和深度。

四、考核方式改革

为了克服传统考核方式的不足，实现素质教育的目标，引导学生参与科研型学习，考核方式应该加大科研型学习的比重。我们采用的考核方式如下：（1）平时成绩30分，其中出勤情况10分、课堂表现10分、课后作业10分；（2）实验成绩20分；（3）科研型学习占50分，其中研究报告20分，讲解情况20分，创新性10分。

五、结论

本文针对现代控制理论课程内容多，课时少，理论性和应用性都很强的特点，从教学内容、教学方法、考核方式等方面对教学改革进行了探讨，以期达到提高学生学习兴趣，培养学生分析、解决问题的能力，增强学生创新意识的素质教育目标。这些改革在教学实践中受到学生的好评，学生的学习热情和学习效果有了很大提高，学生感觉收获很大。但是，现代控制理论的教学改革是一个不断探索实践的过程，仍需坚持不懈的努力。特别是针对数学专业的学生，由于学生主体专业的特点，如何更好地实现专业和课程教学目标，仍然有大量的问题需要在课程教学实施过程中继续尝试和探索。

【参考文献】

[1]郑大钟.线性系统理论（第二版）[M].北京：清华大学出版社，2002.

[2]王从庆，丁勇.现代控制理论课程教学改革的实践与探讨[J].南京航空航天大学学报（社会科学版），2004（1）72-75.

[3]曲延滨.“现代控制理论”课程教学改革实践[J].实验室研究与探索，2005.24（增刊）155-156.

[4]高立群，杨姝，韩杰等.关于本科生教学改革的实践思考——以《现代控制理论》课为例[J].辽宁教育研究， 2006（11）78-79.

[5]张正强，王艳霞.“现代控制理论”课程的教学探讨[J]. 电气电子教学学报，2009（5）31-32.

[6]薛文涛，吴晓蓓，朱志宇.面向行业特色的“现代控制理论”课程改革探讨[J].电气电子教学学报，2010（2）17-19.

[7]张宝琳，房庆祥，曹飞龙.数学专业“现代控制理论”课程教学改革的思考[J].科教文汇，2010，12（下旬刊）31-32.

[8]王冬梅，刘帅师，黄艳秋.现代控制理论课程教学改革探索[J].长春工业大学学报（高教研究版），2011（3）50-51.

[9]刘鑫屏，刘世全.现代控制理论实验教学改革[J].广西轻工业，2011（12）144.

[10]刘艳芹.数学专业《现代控制理论》课程的教学探讨[J]. 赤峰学院学报（自然科学版），2012（1）260-261.

[11]肖小庆，周磊，张小美.基于素质教育的现代控制理论课程教学改革的探讨[J].高等函授学报（自然科学版）， 2012（3）18-19.

[12]李训经，雍炯敏，周渊. 控制理论基础[M].北京： 高等教育出版社，2002.

[13]徐宗本，张茁生.信息工程概论（第二版）[M].北京： 科学出版社，2011.

[14]俞立.现代控制理论[M].北京：清华大学出版社， 2007.

[15]Norbert Wiener著，郝季仁译.控制论或关于在动物和机器中控制和通信的科学[M].北京：北京大学出版社，2007.

[16]钱学森，宋健.工程控制论[M].北京： 科学出版社， 2011.

自动控制理论论文篇7

（西华大学，四川 成都 610039）

【摘要】根据现代控制理论课程的特点，以提高课堂教学质量为目的，提出一种结合自动控制理论相关知识的现代控制理论教学方法。本文结合两门课程的特点，从数学模型的建立、系统响应与系统运动分析的关系以及系统的稳定性三个方面进行了阐述，并通过对例题的讲解进行具体分析。实践结果表明，该教学改革降低了学生对新知识的理解难度，激发了学生的学习兴趣，取得了良好的教学效果。

关键词 现代控制理论；自动控制理论；教学改革

0　引言

现代控制理论是高等学校自动化专业重要的专业必修课程，是控制类硕士研究生学习线性系统理论、非线性系统、最优控制等课程的基础[1-2]，同时也是电气工程及其自动化、检测与控制技术等本科专业的选修课程。现代控制理论的教学内容广泛，包括数学模型的建立，系统的运动分析，系统能控性、能观性以及稳定性的研究，系统极点的配置、状态观测器的设计以及最优控制等。现代控制理论所涉及的内容较为抽象，对线性代数、高等数学、信号与系统等知识有较高的要求[3-5]，导致学生在学习过程中感觉枯燥乏味、深奥难懂，且难以和实际情况进行结合。如何通过教学改革提高该课程的教学质量是上课教师共同面临的课题。

自动控制理论是控制类学科最重要的专业基础课，是学习现代控制理论的前期必修课程[6]。相对而言，自动控制理论对数学基础的要求相对较低，且和实际情况的结合较为紧密，学生对自动控制理论的理解相对容易，掌握也相对熟练。

本文结合现代控制理论和自动控制理论的特点，提出一种通过自动控制理论的知识引导出现代控制理论相关知识的教学方法，从数学模型的建立、系统响应与系统运动分析的关系以及系统的稳定性三个方面进行阐述。

1　现代控制理论的教学改革思路

自动控制理论是学习现代控制理论的基础，两门课程从不同的角度对控制系统的数学模型、系统的运行状态以及稳定性等问题进行了研究。在现代控制理论的课堂教学中，教师可先让学生利用已掌握的自动控制理论的相关知识对问题进行分析和解答；然后引导其从新的角度对问题进行思考并讲授现代控制理论中的新知识；最后将两种解决问题的思路和结果进行比较，加深学生对问题的理解和新知识的掌握。

1.1　数学模型的建立

为了从理论上对控制系统进行定性的分析和定量的计算，数学模型的建立是第一步。自动控制理论侧重于分析系统输出和输入之间的关系，并不关心系统内部状态的变化情况，故采用微分方程和传递函数对系统进行描述。现代控制理论则以系统的内部状态为基础进行研究，重点分析系统内部状态与输入和输出之间的关系，采用状态空间表达式对系统进行描述。在教学时，学生首次接触状态的概念，对其物理意义并不了解。若此时便基于状态的概念建立状态空间表达式，学生难以了解此类数学模型的本质。此时教师在讲授该部分内容时，应先建立学生所熟知的微分方程或传递函数，再逐步过渡到建立状态空间表达式。

例1　建立图1中所示RCL电路的状态空间表达式。

在确定了系统输入和输出量之后，首先建立系统各环节的微分方程，构成微分方程组，如式（1）所示。这是建立系统微分方程或状态空间表达式共同的第一步。

在建立系统微分方程时，应该将作为中间变量的环路电流i消去，得到只有输入和输出量的微分方程，并将其化为标准型，得到式（2）。

和建立微分方程不同，在建立系统状态空间表达式时，不会消去中间变量，而是确定状态变量，如令x1=uo(t)，x2=i(t)，建立系统的状态方程和输出方程并最终写成矩阵形式，如式（3）。

通过比较，学生能够认识到虽然式（2）和式（3）的形式大相径庭，表达的却是相同的RCL电路。式（2）中的变量只有输入和输出量，体现了自动控制理论中只关注输入和输出关系的特点；而式（3）中不仅有输入和输出量，还有内部变量i(t)，能够反映输入量对内部变量的影响以及内部变量对输出量的影响，体现了现代控制理论基于控制系统内部状态进行研究的特点。通过这样的学习，学生能够较容易地理解基于内部状态所建立的状态空间表达式的意义。

1.2　系统响应与系统运动分析

在现代控制理论中，学生会对线性系统进行运动分析，即对状态方程求解。求到的结果是一个关于x(t)的矩阵表达式，其物理意义是描述状态变量在输入和初始状态影响下的变化规律。然而内部状态的变化情况往往无法直接进行观测，这导致很多学生不能准确理解求解结果的物理意义。学生在学习自动控制理论时域分析法时，对系统的响应，特别是针对二阶系统的单位阶跃响应进行了大量的研究。所谓系统的响应就是系统的外部输出，学生能够通过实验等方式直观感受并了解其物理意义。因此建立内部状态变化规律与系统外部响应的关系，能够有效帮助学生理解状态方程求解的意义。

比较两根曲线，虽然都是单调上升的，但明显上升的速度有所不同，学生能直观体会到初始状态对系统输出的影响。而本题的求解过程，也能帮助学生理解系统输出和状态变量之间的关系。

为了进一步加深学生对状态方程求解的理解，验证初始状态对系统输出的影响，可令系统的初始状态x(0)=[0 0]T，求得系统的输出为，其曲线与图2完全相同。

通过这样的讲解，学生能体会自动控制理论和现代控制理论之间的内在联系，直观感受初始状态对系统输出的影响，既能帮助学生掌握新知识，又能加深其对系统响应的理解，体会自动控制理论忽略初始状态进行研究的局限性。

1.3　系统的稳定性

稳定性是控制系统最基本的性质，是保证系统正常工作的先决条件。自动控制理论中的劳斯判据、奈奎斯特判据、伯德判据，以及现代控制理论中的李雅普诺夫第二法、克拉索夫斯基定理都是系统稳定性的判据，可见稳定性的重要性。然而自动控制理论中对稳定性的定义仅仅是现代控制理论中涉及到的大范围渐进稳定，除此之外，现代控制理论中还涉及到了一致稳定、渐进稳定、大范围稳定和李雅普诺夫稳定。为帮助学生理解各种稳定的不同，可以将自动控制理论中判断系统稳定性的方法引入到现代控制理论的教学中。

例1建立了RCL电路的状态空间表达式。根据劳斯判据判断系统稳定性的步骤，首先求出系统的传递函数为

2　结语

本文结合现代控制理论和自动控制理论的特点，提出一种结合两门课程相关内容进行现代控制理论教学的方法，在教学实践过程中取得了较好的效果。在今后的教学过程中，还需要不断优化课程教学内容，继续改革教学方法，进一步提高现代控制理论课程的教学质量。

参考文献

［1］张元涛.面向现代控制理论课程的教学改革探讨[J].中国教育技术装备,2011(33):40-42.

［2］马宏绪,王剑.“非线性系统”研究生课程教学改革初探[J].电气电子教学学报,2011,33(2):17-18,21.

［3］肖小庆,周磊.现代控制理论教学改革研究[J].高师理科学刊,2014,34(5):101-104.

［4］程启明,薛阳,贾再一,等.“现代控制理论”课程教学改革的思考与探索[J].中国电力教育,2013,(269):59-60,64.

［5］贾鹤鸣,宋文龙,戴天虹.“现代控制理论”课程教学中实施创新教育的探讨[J].中国电力教育,2013,(304):71-72.

自动控制理论论文篇8

本文通过对智能控制的发展轨迹和特点进行简单的介绍，对智能控制的技术方法进行了分析，对比了智能控制和传统控制的优缺点，对智能控制在机器人领域的应用进行了分析和探究+提出了智能控制的未来发展方向应该是由多种智能控制模式组成以及把智能控制模式和传统控制相结合的思维方法。

关键词：

智能控制；机器人；应用

1.控制的概述

从20世纪初到今天，控制理论已经由以传递函数为理论基础的传统模式发展到了以状态空间理论为依据的现代模式。到了今天，控制理论经历了由人工智能向自动控制的转变过程，从而形成了智能控制的相关理论。

2.智能控制的发展轨迹和特点

智能控制的理论思想最早被提出时是由人工智能思想和自动控制交叉的思想相融合而得出的一种思想理论，并且把智能控制的系统分为人工控制器为核心的智能控制、人工和机器同时作为核心的智能控制系统、纯机器控制作为核心的智能控制系统。智能控制的理论基础是运筹学的相关理论、人工智能的相关理论以及自动控制理论相结合的一种控制理论学说；智能控制系统是由传统控制理论进化而来，主要利用自主智能机来达到预设目标，从而实现无人操作的目的。智能控制的整套系统结构具有开放式、分级式以及分布式的特点，处理综合信息的能力非常强大。但是智能控制的终极目标却不是高级自动控制，而是优化系统的各个方面。智能控制的服务对象主要是一些非线性和不确定性的研究对象，这种研究对象是主要研究线性结构的传统控制理论无法操作的内容。智能控制在对数学模型的描述以及对符号和相关环境的识别等方面都十分擅长。

3.智能控制的技术方法

智能控制的主要技术方法有神经网络智能控制、模糊网络智能控制以及分层递阶智能控制等。在日常实际操作中，进行智能控制应用时常用的方法是把几种智能控制模式融合在一起来使用。比较典型的智能控制方法有以下几个。（1）模糊智能控制方法。模糊智能控制方法主要是把知识库和模糊模式推理机以及输出量清晰化的模块等进行组合，模糊智能控制的具体方式是，由模糊量的互相转化以及推理，最后得出具体的参数来执行。[1]（2）专家智能控制方法。专家智能控制方法就是把智能控制与传统控制理论相融合的一种典型的智能控制方法。这种方法就是以专家智能控制的理论基础作为依据，对控制方法进行优化。

4.智能控制在机器人领域的应用

机器人领域是智能控制的主要应用研究方向之一，随着科技的迅速发展，机器人领域的科学技术越来越全面。比如，还处于发展阶段的人工智能相关技术以及传感器的相关技术都被应用到了机器人领域当中。我们从动力学的角度上来看，机器人的相关技术特点是非线性的，随时发生变化的，在机器人的控制技术上所追求的是多样的任务，这恰恰就是智能控制的相关优势，所以说智能控制技术是机器人研究领域一个十分关键的组成部分。

（1）机器人的行动控制。有一种由四条连杆和从动滚轮组成腿部的机器人，这种机器人的移动依靠后补两条滚轮来实现，移动方向由滚轮的滚动角度来决定。如果要预设这种机器人的移动路线，面对这种非线性系统组成的机器人，一般的控制器是无法实现对其控制的，此时就要使用智能控制理论中的模糊神经网络自适应控制方法。这种控制模式可以减少机器人的系统误差，并且可以有效地对机器人的移动路线进行控制。[2]

（2）机器人的行动计划。如果在一个十字路口同时进行多个机器人的行动控制，就会涉及机器人的回避和协调问题，在解决这个问题的方法上，智能控制理论为机器人提供了集中式路线设计和分布式行动特点设计等方法。即首先设定每个机器人在不遇到障碍的基础上可以按照预先设计的路径到达设计目的地；其次通过在机器人内部设定一整套规则，采用分布式行动特点设计的方式来让机器人在行动的过程中在可能发生冲突的区域进行避让，从而达到避免机器人碰撞的目的。这个实验结论可以证明智能控制可以完美解决多数机器人一起进行行动时的协调和碰撞问题。

智能控制在现阶段的很多方面都不是特别成熟，在具体方法的应用上局限性也很大，如果把多种智能控制的方法结合在一起，也许是解决这些问题的关键途径。

参考文献：

[1]王印束，程秀生，冯巍，等.湿式双离合器式自动变速器起步智能控制[J].江苏大学学报（自然科学版），2011，32（6）：658-662.

自动控制理论论文篇9

[论文摘要]控制论的认识论是一种建构主义的认识论,本文结合控制论早期和1970年代以来的研究成果和方法,从知识、认知形式、层次、目的这些最基本的认识论和控制论概念着手,挖掘出控制论在认识论上的意义。控制论的知识就是模型,认知不是被动反映而是能动建构,认知建构的多层次以及它对目的的新的解释都丰富和发展了哲学认识论。

控制论作为一门交叉学科,它给哲学研究提供了很丰富的素材。在认识论研究中,控制论方法尤其值得我们借鉴。控制论从上个世纪中期创立以来不断发展,在认识论研究中也给我们越来越多的启示。控制论奠基人维纳在他的黑箱理论中已经提到模型在认识和科学发现中的作用,黑箱理论实际上就是早期控制论的认识论。上个世纪70年代以来控制论有了一次新的发展,西方出现了几个新的控制论学派。从认识论的角度来看,它们的共同特征就是对主体认识过程有了更精细的分析,主体认知的能动性更受重视。本文将从知识观、认知过程分析、认知本质分析等几个方面展示控制论的认识论意义。

一、“知识-模型”说

控制论认识论的基本观点是知识即模型。一个系统有知识就是该系统建构了被感知的外部环境的模型。因为现实世界很复杂,要想认识和控制它,人们必须对它抽象,建立关于它的模型,一系列的模型就构成了对世界的知识。

这种观点最早出现在早期黑箱理论中。维纳和另一个控制论奠基者艾什比的著作中都有这方面的论述。艾什比《控制论导论》第六章讨论的就是黑箱问题。黑箱理论中的“黑箱”就是认知客体,所谓黑即不为人了解或认识。认识黑箱就是建构它的模型,在不影响黑箱原有结构的情况下,向黑箱输入物质、能量或信息,从而得到相应的输出。根据输入和输出的对比能得到黑箱的若干可能结构,建立关于黑箱的模型。随着输入输出的增多,黑箱的理性模型也逐渐完善,从相对简单的、高度抽象的模型发展为比较复杂的、更加具体化的模型[1]。

知识即模型这个观点在1970年代以来的控制论专家中得到更进一步地贯彻,他们对控制过程的动态分析以模型为基础。控制论研究对象包括两个系统,控制者系统和被控制系统,或者建模系统和被建模系统,前者在认识论意义上即认知主体,后者也被称为环境、外界、世界等等。它们之间会有相互作用,大量信息从环境流到控制系统,控制系统采取的行动作用于环境,构成一个反馈环。控制过程中的认识大致是这样的:系统观察或感知那些对它的最优状态发生影响的外界变量,感知过程就是系统对外界建立模型的过程,感知生成了对外部状况的内部表现。这种新的控制论的模型具有下面一些特点:

第一、模型是用来预测世界的工具。主体控制外界的过程中模型起着十分重要的作用。模型不是对环境静态的、机械的反映,而是动态的建构。由于模型要比它反映的环境简单,这样它的运行要比它反映的环境领先一步,因而主体即控制者系统能做出预见。系统可以在干扰还没有对它造成破坏之前,提前做出补偿行动。

第二、同样的外界环境,模型可以有很多,不存在实在的“绝对真实”的模型。建立模型是从世界到模型之间的一种对应,对应好像是世界中的客体和它们在模型中的表现之间客观一致。实际并非如此,否则的话主体能动性就没有了任何地位。认识论上的机械反映论把真实的知识视为不依赖观察者和外部实在的完美反映。但控制论的认识论本质上跟它是不同的,具体表现为两个方面:1.它不承认认识的目的是发现外部的客观世界。2.系统对外界的认识是有目的的认识,它只是感知对自己目标的潜在干扰的前兆。它的主体性很明显,不关心也无法获知客观存在于外在世界的东西。

二、“认知-建构”说

如果知识是模型,那么认知过程就是一个建立模型的过程。控制论的认识论本质上是一种建构主义的认识论。根据建构主义认识论,认识并非是主体对客体实在的简单的、被动的反映(镜面式反映),而是一个主动的建构活动,这就是说,所有的知识都是主体建构出来,在这一点上它是与机械反映论的认识论直接相对立的。它的另一特点就是在建构的过程中主体已有的认知结构发挥了特别重要的作用,此处它仍区别于机械反映论。建构主义认识论反对心灵白板说。主体能够对知识建构逻辑上要求主体在认识之前有一套“建构的工具”,心灵因而不是一块白板而是具有某种构成。

康德认识论差不多是最早的建构主义认识论。在康德那里,这样的一套“建构工具”就是他所谓的“我们固有的知识能力”。他认为这是先天的东西,认识过程就是主体把先天形式加诸感性材料的过程。控制论认识论中也不难发现这样的建构工具。在1970年代美国控制论专家鲍威斯的感知控制论里我们很容易能找到这种建构工具,它就是控制系统的基准信号。基准信号和下面要提到的感知信号、偏差信号一样都是神经信号,是在神经细胞中传输的电脉冲,但是它占着支配地位。基准信号相当于控制系统行动的目的。

感知控制论研究对象是人体这个控制系统。控制的基本进程是这样的:人通过传感器得到外界信息,此即感知过程。感知是有选择的,由基准信号来指导,主体只是对它的环境的某些特定方面进行反应。传感器模拟变量的状态产生了感知信号,在系统内部感知信号与基准信号相比较,比较结果输出为偏差信号;偏差信号使得系统产生行动即输出,实现控制。感知信号如果没有相应的基准信号指导,就是盲目的、杂乱的,不会得到理解,也不会有相应的行动。真正的控制过程不会有那样的情况,它必需有基准信号,基准信号规定感知信号的种类、大小,进而决定了控制过程。控制过程就是基准信号对感知的约束过程。正常运作的控制系统里感知信号和基准信号一致,所以我们说控制系统通过基准信号建构了它的外部世界模型,它对外部世界的控制实际上是对模型的控制。

感知信号与基准信号一致可以是感知信号向基准信号靠拢,我们还可以设想基准信号趋向于感知信号。后一种情况即基准信号的变动由上一层的控制系统来决定。高层的基准信号总要比低层的基准信号稳定,最高层的基准信号就不是个体所能变更的了,它来自于基因,是亿万年就生物进化的结果。鲍威斯的神经系统各个认知的模型就是康德的“范畴”,它是康德意义上的先天形式。

三、控制论认识论中的目的

认识是主体对环境的有目的建构。控制论对目的的全新解释改变了之前学者对目的的不公正的态度,同时也丰富了建构主义认识论。

近代科学具有机械论的特征,把目的看作是非科学的东西,从而把它排除在研究范围之外。尤其是活力论所说的目的性把合理的目的论声誉败坏之后,正统的科学家很少涉足目的论领域。活力论者断言,生命过程中的明显的目的性现象是无法用物理或化学的方式加以说明的,因而只能归因于神秘的活力、灵魂、生命力之类的东西。在生物学史上最有名的活力论者是杜里舒(HansDriesch),他的最重要论据是海胆胚胎的早期发育实验。这个实验表明个体发育具有明显的目标取向和等结果性。无论用一个完整的卵,或半个卵还是两个卵合并的卵作原料,最终结果相等:都是一个完整的海胆个体。于是杜里舒断言,这个生命过程的目的性只能归因于超自然的活力。

这样占主导地位的近代科学家在反对神秘的超自然的活力论时,连同一切合理形式的目的论也统统一起抛弃掉了。弗兰克(L.Frank)等人在1948年的一次控制论会议上对此作了很好的说明:“目的和目的论的概念长期以来与神秘的、自我完善的、自动寻觅的能力或终极原因联系在一起,通常具有超人或超自然的起源。进展到事实的研究,科学思想不得不拒绝关于目的的那些信条和目的论的那些概念,而赞成一种严格机械决定的自然观。”[2]

现代系统科学的兴起,从科学的角度给予目的概念以新的解释,把“目的”带到科学的殿堂。贝塔朗菲把目的性问题看作一般系统论的最基本问题之一来加以讨论。他所谓的等终极性(果决性)就是目的性。贝塔朗菲认为,作为绝大多数无生命系统的基本对立标志的目的性,首先就是与系统的开放性相联系的,开放系统才有异因同果或等终极性。“对开放系统行为的研究导致自然哲学上具有深远意义的结果:在生命事件中尤为明显的目标追求性的等终极形式,是从作为一个开放系统的有机体的特性中必然地合乎规律地得出的,而人们曾把目标追求看作只有活力论才能得到解释的生命本质。”[3]

维纳等人对目的的研究得出一个重要的结论,人的随意活动中的一个极端重要的因素就是控制工程师们所谓的反馈作用。就是说,从结构上看,技术系统与生物系统都具有反馈回路,表现在功能上则是它们都具有自动调节与控制的功能。说得更具体一些,由于负反馈使得一个控制过程得以趋近其目标值(目的),因此,“一切有目的的行为都可以看作需要负反馈的行为。”[4]这就是说,行为、目的以及控制都是以系统的反馈为基础的。他们还写道:“目的成了受负反馈控制的行为的同义语,它由于充分限制了内涵而得到了精确的含义。按照这个作为限制的定义,目的论与决定论不是对立的。”[5]

所以我们可以说控制系统的认知都是有目的的行为,因为它们无一例外的都是反馈行为。鲍威斯的认知系统是一个典型的控制论认知系统,我们可以明显地从中看到这个反馈环的存在。控制论认知系统是一个闭合的环路,其中描述的系统是一个闭环系统,系统的输出端与输入端存在反馈,系统的输出能够影响输入,使得系统的基准信号能够和输入信号一致,系统的目的得以实现。

四、结语

控制论在认识论上给予主体极大的自主空间,并从反馈的角度给目的性以解释。这使认知主体能动性有了一个更牢靠的科学基础。控制论的建构主义认识论给我们提供一种新的视野,即使我们不能从中完全把握复杂世界,它仍不失为理解复杂世界的一种途径。

参考文献

[1]庞元正,李建华.《系统论控制论信息论经典文献选编》北京:求实出版社1989年版,第294页

[2]贝塔朗菲《一般系统论》,林康义、魏宏森译,北京:清华大学出版社1987版,第14页

[3]庞元正,李建华编.《系统论控制论信息论经典文献选编》,北京:求实出版社1989年版,第19页

自动控制理论论文篇10

    关键词:自动控制理论;高职教学;教学法;应用教育

    中图分类号:G710文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2011)11-017-02

    一、引言

    自动控制理论在工业、社科、生物、医疗、航天等方面产生巨大的作用。随着信息技术的发展,自动控制理论涉及的领域越来越广,涉及的系统规模越来越大,复杂程度越来越高,自动控制理论成为当代最为重要的科学之一。《自动控制理论》课程自然是大多数本科和高职高专院校自动化、电气信息,机械电子等工科专业的必修课程。《自动控制理论》课程理论性极强,公式多,抽象难懂,科教人员为提高教学质量进行了大量教学改革和探索。但针对高职《自动控制理论》教学研究起步较晚,研究适合高职院校《自动控制理论》课程的教学方法具有重要意义。

    二、现有的自动控制理论教学改革

    为了满足社会对自动控制人才的需求。科教人员对《自动控制理论》教学进行大量改革,总体体现在教材、教学内容、教学手段、教学方法,教学实验方面的改革。

    1、教材及教学内容改革

    结合自动控制技术的发展,实际控制系统大都是非线性强,控制精度要求高,离散的MIMO系统。传统教材部分内容过于陈旧,不能反映现代控制技术的发展。在《自动控制理论》教材方面的改革思想,多数研究主要是“理论知识与实际工程案例结合”和引入“Matlab

    软件仿真技术”。因此现有《自动控制理论》教材在原有的基础上增加了离散系统等方面的知识,删减了较少用的根轨迹,等M圆和等N圆等部分。但教材内容总体增加,难度加大。

    2、教学手段及方法改革

    在教学手段和方法改革方面,改革思路主要体现在把理论性强,抽象的控制理论知识“形象具体化”。科教人员充分利用计算机技术,制作CAI课件,可以用动画非常形象地阐述某些知识点;同时考虑到教学内容的增加和课时数的减少,充分利用计算机“Power point”软件制作授课课件代替传统的板书,节省大量板书时间,且课件内容丰富,图文并茂,能够吸引学生的注意力。利用“Matlab”软件强大的仿真功能,对控制系统进行性能在线分析,无需数学公式推导,软件直接计算输出响应曲线,不仅节约时间,且曲线准确,注释全面。

    3、实验教学改革

    自动控制理论实验教学是理论知识与实际结合的重要环节,其目的是强化学生对控制理论知识的理解和建立控制理论知识应用概念,同时培养学生动手能力和创新能力。早期自动控制理论实验平台主要是利用运放搭建模拟电路进行理论验证性实验,长期实践教学发现学生在试验过程中缺乏思考和分析的能动性,实验效果并未达到预期的教学目标。很多教义公司和高校科教人员对自动控制理论实验平台做了改进,在原有的基础上增设了通信模块,能与PC通信,在线反映实际物理模型的响应曲线。但实际的控制系统是有被控“物理对象”,仅用运放搭建模拟电路观测响应曲线,很难让学生将理论分析和实际控制系统响应特性有直观性的认识。

    三、高职《自动控制理论》课程教学法探索

    1、高职《自动控制理论》课程教学思路

    目前,高职教育主要是沿用本科教学模式。在这种教学模式下,教学思路仅局限在如何把书本知识讲授清楚,通用教学思路框图如图1所示。若高职院校用这种方法教学,学生对课程是否有用认识不清,且实用主义观念强容易导致学生学习兴趣不高或无兴趣;学生基础知识薄弱,学习态度积极性不够,课后学习时间短容易引起对知识点理解不深,遗忘速度快,前后知识点衔接困难,难于把知识点嵌入到工程案例中。

    图1 传统教学思路框图

    高职教育目标是培养“高技能型”人才,这有别于本科教育—注重知识的全面性和理论深度,也有别于一般性高职高专教育—注重实际技能训练。结合《自动控制理论》课程的特点,从应用教育角度出发,“逆向教学法”是适合高职院校《自动控制理论》课程的教学方法,其教学思路框图如图2所示。

    图2“逆向教学法”思路框图

    “逆向教学法”是以工程案例为载体,先涉及用知识点去解决实际系统的控制问题,学生在互动环节利用已具备的知识回答相关问题(答案可能是零碎或错误的),在点评环节引入理论知识,针对每个问题的答案进行校正或补充,最终归纳总结出理论知识点,实现教学目标。“逆向教学法”与“顺向教学法”相比,不必担心在没有任何实际控制系统相关信息时,学生听理论知识点出现的情况,具体如下:

    (1)对知识点有无用处的疑惑。

    (2)没有对知识点需求的动力,致使学习积极性不高。

    (3)讲解案例时,可能大部分同学忘记刚讲过的知识点,应用理论知识去解决实际工程案例的问题存在很大困难,课堂互动性不好。

    2、基于“逆向教学法”的教学案例

    “逆向教学法”可以在教学中将理论知识点嵌入到实际控制系统,真正让学生带着解决实际问题的需求去学习,目的性很明确,不会导致理论与实际的脱节问题。

    图3 位置随动系统原理图

    如讲授《自动控制理论》的基本概念,“教学载体”选用位置随动控制系统,其原理图如图3所示。按照“逆向教学法”思路,教学流程如图4所示。在整个教学过程中,设置以下情景教学:

    情景教学一:提出 “如何控制负载的位置”, 在课堂开始阶段以问题切入,激发学生思维运转,让学生以“主体身份”参与到教学过程中。在这个阶段,学生会明白位置随动系统控制负载位置的工作原理

    情景教学二:结合“位置随动控制系统”,分解教学目标中所有理论知识,将需要掌握的知识点“嵌入”到控制系统中,深化对系统的理解,并以问题的形式提出:

    此环节需要根据问题和知识点难度,适当引入知识点并提供多个答案供学生选择。如在说明控制系统类型的时候,可以将“恒值控制系统”、“程序控制系统”、“随机控制系统”,“线性控制系统”等提出供学生选择,学生在选择过程中自然会产生什么是“恒值控制系统”,什么是“程序控制系统”等问题。这样就形成了一个学生主动学习知识,而非被动灌输的学习心态。

    从实际控制问题切入,激发学生求知欲,引导学生思考;

    概述“位置随动系统”工作原理

    把知识点嵌入到“位置随动系统“中,设置相关问题

    互动环节:学生自愿回答,提问

    点评学生答案,详细阐述、归纳,总结出理论知识

    图4 教学流程图

    情景三:学生根据已掌握的“位置随动系统”工作原理和提出的问题,相互讨论,自愿回答上述任意问题。

    情景四:最后与学生一起进行教学内容梳理,并归纳总结,列写出所有理论知识点。

    在整个教学过程中,“逆向教学法”最后环节才是全面讲授理论知识点,这与传统的“顺向教学法”在课堂开始就进行理论灌输不同。“逆向教学法”整个教学是以“需求”产生的动力在教学。在学生全面接受理论知识的阶段,学生已经对知识有个模糊的认识,也很清楚需要弄明白某些知识才能解决自己面对的问题。因此“逆向教学法”是适合高职《自动控制理论》的教学方法;而需要较强的理解能力和记忆力去掌握知识点,再用知识点解决“工程案例”问题的传统“顺向教学法”对高职学生而言存在一定困难。

    四、总结

    课程教学的目标是使学生掌握理论知识,并用于指导实践。任何教学改革都是围绕这一目标,从应用教育角度出发,结合高职学生和《自动控制理论》课程的特点提出的“逆向教学法”是适合高职《自动控制理论》课程的教学法之一,通过一学年的教学实践证明,这种教学法能引导学生思考,理论知识点与实际工程结合紧密,教学过程连续性好。

    参考资料

    [1] 候震,杨建华等.自动控制综合实验台[J].实验技术与管理,2010,27(1):62-64