《現代控制理論》課程教學改革研究

濱州學院電氣工程系 賈榮叢

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《現代控制理論》課程教學改革研究

濱州學院電氣工程系 賈榮叢

【摘要】《現代控制理論》課程是電氣類專業的專業課程。針對本課程的特點，本文以培養應用型人才為目標，引入MATLAB軟件教學，設計仿真實驗，從而激發學生學習《現代控制理論》的興趣，加深學生對本課程概念、理論的理解，實踐證明取得了良好的效果。

【關鍵詞】現代控制理論；MATLAB；應用型人才

1 引言

現代控制理論是我校電氣類專業的專業核心課程。該門課程在課程體系中起著承上啟下的作用，在電氣類專業本科生人才培養方案中起到至關重要的作用。本課程主要討論系統的能控能觀性、系統的穩定性以及系統的綜合。它是研究多輸入多輸出系統的關鍵性課程。針對我校應用型人才培養目標，電氣類專業的理論型教學也需要向應用技術型教學進行改革。為了適應應用技術型教學的需要，我校課程的設置也進行了相應的改革。本文以我校為例，以培養應用型人才為目標，引入MATLAB軟件教學，設計仿真實驗-本文以龍貝格觀測器的建模仿真為例，從而激發學生學習《現代控制理論》的興趣，加深學生對本課程概念、理論的理解。

2 龍貝格觀測器的建模與仿真

2.1 龍貝格觀測器模型建立

龍貝格觀測器的原理：所建模擬系統與實際物理系統要并聯運行，將模擬系統與實際系統的輸出之間的誤差經補償器后反饋給模擬系統，這樣，模擬系統可以實時得到修正以接近真實實際系統的數學模型。當模擬系統的輸出收斂于真實的系統輸出值時，說明此時模擬系統的數學模型與真實系統的數學模型相同，進而模擬系統的狀態量與真實系統的狀態量相等。

圖1 RLC電路圖

由此，理解原理以后，我們就可以根據以上龍貝格狀態觀測器的原理進行觀測器的設計，并能構造出狀態觀測器的動態方程為：

畫出如圖2的龍貝格觀測器動態結構圖。

2.2 龍貝格觀測器模型仿真

基于龍貝格觀測器對RLC電路模型進行觀測，并在MATLAB/Simulink環境中進行來建模仿真，仿真模型如圖3所示。

圖2 龍貝格狀態觀測器動態結構圖

圖3 龍貝格觀測器仿真模型

2.3 仿真結果

圖4 仿真結果

由圖4中的波形對比可知，i的兩個輸出波形完全一致，uc的兩個輸出波形也是完全一致，可以說明在初始狀態相等時，即的情況下，龍貝格狀態觀測器估計值與RLC電路模型實際值完全相等。

3 結束語

針對我校應用型人才培養目標，電氣類專業的教學也需要向應用技術型教學進行改革。為了適應應用技術型教學的需要，本文以我校為例，將MATLAB軟件引入到《現代控制理論》教學中，從而激發學生學習的興趣，加深學生對本課程概念、理論的理解，實踐證明取得了良好的效果。

參考文獻

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基金項目：濱州學院2015年度專業核心課程建設項目（BYHXKC201515），濱州學院科研基金項目（BZXYG1520），濱州學院服務地方項目專項合同（BZXYFB20140809），濱州學院服務地方項目專項合同（BZXYFB20140804），山東省精品課程電氣工程核心課程群（2013BK004）。