應(yīng)用型院校運(yùn)動(dòng)控制課程教學(xué)改革與實(shí)踐

楊志欣　李寶營(yíng)　唐樹(shù)森　金桂月

摘? ?要：面對(duì)院校應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的需要，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制課程進(jìn)行教學(xué)改革和實(shí)踐。首先建立應(yīng)用型的理論教學(xué)模式，其次加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)踐教學(xué)，再次轉(zhuǎn)變考核方式。該研究項(xiàng)目在運(yùn)動(dòng)控制課程的實(shí)際教學(xué)中取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制? 教學(xué)改革? 實(shí)踐

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：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

運(yùn)動(dòng)控制課程的理論及實(shí)踐性均較強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)有一定難度。強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)是辦好應(yīng)用型高校的關(guān)鍵，必須加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)條件。通過(guò)行之有效的實(shí)踐環(huán)節(jié)，才能使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，應(yīng)用自動(dòng)控制理論解決運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)問(wèn)題，從而具備分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。運(yùn)動(dòng)控制的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)必須進(jìn)行行之有效的改革。

1? 建立應(yīng)用型的理論教學(xué)模式

目前針對(duì)該課程的講授，教師嘗試使用了PPT、板書(shū)、甚至Flash動(dòng)畫(huà)，以期授課更通俗易懂、生動(dòng)有趣。但是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式仍流于淺層，常常局限在字面上理解知識(shí)點(diǎn)，缺少實(shí)踐體驗(yàn)。如何扭轉(zhuǎn)這種局面？這也是我們教學(xué)改革的方向。首先，開(kāi)課后應(yīng)盡早教授計(jì)算機(jī)仿真方法，在理論授課時(shí)，盡量多用計(jì)算機(jī)仿真演示，這樣抽象的性能指標(biāo)得到生動(dòng)體現(xiàn)，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。其次，作業(yè)形式可以更加靈活多樣，比如完成單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的講授后，可布置學(xué)生仿真驗(yàn)證。有了親身實(shí)踐，學(xué)生對(duì)理論的理解更完備，對(duì)授課內(nèi)容更有共鳴。

2? 加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)踐教學(xué)

首先，加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在總學(xué)時(shí)不變前提下，建議酌情增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。即便實(shí)體實(shí)驗(yàn)暫時(shí)不能增加，也要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)自我創(chuàng)造條件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的必要性。有了仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生就能掙脫試驗(yàn)設(shè)備和學(xué)時(shí)的限制，自由安排時(shí)間與場(chǎng)合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。不僅可以驗(yàn)證理論教學(xué)例題，而且可以創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，所以在教學(xué)中需要進(jìn)一步強(qiáng)化和體現(xiàn)仿真實(shí)驗(yàn)的重要地位。

其次，通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生獨(dú)立完整設(shè)計(jì)一個(gè)直/交流調(diào)速系統(tǒng)。例如，針對(duì)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，先根據(jù)穩(wěn)態(tài)性能等指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算，從而確定：若同時(shí)滿足調(diào)速范圍和靜差率的要求，必須采用閉環(huán)控制，并計(jì)算得到P調(diào)節(jié)器參數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。進(jìn)一步，要想滿足穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，僅僅使用P調(diào)節(jié)器還不夠，必須進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正。在完成以上理論分析后，可通過(guò)Matlab仿真驗(yàn)證及進(jìn)一步深入研究。如常規(guī)階躍給定下，采用PI調(diào)節(jié)器，轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，動(dòng)態(tài)跟隨性能較好，但是若進(jìn)一步觀察電樞電流波形，其峰值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最大允許電流，究其原因是單閉環(huán)直流調(diào)速不能突加較大給定。用斜坡+階躍信號(hào)取代階躍給定后，上述問(wèn)題得到解決，進(jìn)一步結(jié)合自控原理知識(shí)可以對(duì)上述想象的本質(zhì)進(jìn)行解釋。通過(guò)以上過(guò)程，使學(xué)生對(duì)單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)從理論至實(shí)踐再至理論有個(gè)完整的學(xué)習(xí)、思考過(guò)程，從而達(dá)到深刻掌握。

最后，通過(guò)自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目“伺服與變頻”，使學(xué)生實(shí)踐了變頻調(diào)速。自動(dòng)化系統(tǒng)工程實(shí)訓(xùn)是我專(zhuān)業(yè)針對(duì)畢業(yè)班所開(kāi)設(shè)，學(xué)院投入大，設(shè)備工程性強(qiáng)，運(yùn)行效果良好。其中 “伺服與變頻”恰是對(duì)運(yùn)動(dòng)控制課程的有益延伸，它使學(xué)生在已有變壓變頻調(diào)速的理論基礎(chǔ)上，有機(jī)會(huì)實(shí)際操作并運(yùn)行工業(yè)級(jí)設(shè)備，從而理論與實(shí)際相結(jié)合，充分體現(xiàn)了我校應(yīng)用型轉(zhuǎn)型的定位。

3? 考核方式的轉(zhuǎn)變

目前對(duì)學(xué)生的考核多采用傳統(tǒng)的考試方式。學(xué)生學(xué)習(xí)不應(yīng)只為了考試，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的考評(píng)體系。除了堅(jiān)持以理論掌握和平時(shí)表現(xiàn)作為評(píng)判依據(jù)外，還要加大對(duì)實(shí)踐操作的考核力度，注重對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力和靈活應(yīng)對(duì)具體問(wèn)題能力的評(píng)價(jià)。

4? 結(jié)語(yǔ)

本文是教師從大量教學(xué)實(shí)踐中來(lái)，通過(guò)理論總結(jié)提煉再回到教學(xué)實(shí)踐中去，涵蓋了運(yùn)動(dòng)控制從理論教學(xué)到實(shí)踐教學(xué)的整個(gè)過(guò)程。在我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)運(yùn)行數(shù)年，效果良好。

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