高职自动控制原理课程虚拟教学与实验平台的设计

摘要

自动控制原理是高职院校电类相关专业普遍开设的一门专业课。在课程的教学过程中，经常遇到下列问题:需要用到较多的数学知识，而高职学生数学基础普遍较差;控制系统分析经常用到的图形曲线需要计算机辅助绘制;课程内容偏重理论，学生实践机会少，学习积极性差;高职院校针对于本课程的相关实验设备比较缺乏，不能很好的培养学生的动手能力。
　　本文针对这些问题，提出了利用MATLAB软件提供的GUI工具设计制作自动控制原理虚拟教学与实验平台，以弥补高职院校实验设备缺乏的现状，同时起到辅助教学、提高学生学习兴趣的作用。论文着重介绍了本平台从无到有的设计开发过程。根据高职自动控制原理课程的学习内容划分六个模块，分别是数学功能模块、时域分析模块、频域分析模块、根轨迹分析模块，控制校正模块和离散控制系统模块。论文详细阐述了每个模块界面设计的具体思路、步骤，帮助文件的制定，回调函数的编写以及最终的成果。
　　在本虚拟教学与实验平台设计完成之后，还选定班级运用该平台进行了自动控制原理课程的教学改革，统计对比教学效果和学生反馈。事实证明本虚拟平台能有效帮助学生提高学习兴趣，解决学生学习过程中遇到的难题，锻炼学生的动手能力和自学能力，全面提升了课程的教学效果。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 现状和发展趋势

1．3 研究的目的和意义

1．4 主要工作

2 MATLAB／GUI简介

2．1 MATLAB概述

2．2 GUI简介

2．3 MATLAB在自动控制原理课程教学中的优势体现

3 虚拟教学和实验平台设计

3．1 虚拟教学和实验平台设计原理

3．2 虚拟教学与实验平台的总体设计方案

3．3 系统主界面设计

3．4 数学功能模块

3．5 时域分析系统设计

3．5．1 时域分析系统设计基本思路和步骤

3．5．2 阻尼比对二阶系统响应的影响系统设计

3．6 频域分析系统设计

3．6．1 频域分析系统简介

3．6．2 频域分析系统界面

3．7 根轨迹分析系统设计

3．7．1 根轨迹分析系统设计思路

3．7．2 根轨迹分析系统界面

3．8 控制校正系统设计

3．8．1 控制校正系统设计思路

3．8．2 控制系统校正项目界面设计

3．9 离散控制系统设计

3．9．1 离散控制系统设计思路

3．9．2 离散控制系统界面设计

4 基于虚拟教学平台改革教学

4．1 虚拟教学平台的实际教学应用

4．2 虚拟教学平台的教学效果分析

5 总结和展望

5．1 本文工作总结

5．2 课题展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研工作情况

附录

致谢

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