“相似論”在“自動控制理論”課程教學中的運用

摘 要：隨著現代信息技術的不斷發展，我國的科學技術取得了巨大的進步，自動化已經被應用于不同的領域，尤其是課堂教學。在課堂教學中，自動化控制理論課作為一門理論要求很強的技術基礎課程，在實際的學習過程中還存在諸多的問題。為了能夠讓學生更好地達到自控制理論教學的目的，從而在教學方法上不斷進行革新。本文主要通過分析“自動控制理論”在課堂教學中的現狀，從而具體闡述“相似論”在“自控制理論”課堂教學的應用。

關鍵詞：相似論；自動控制理論；課堂教學；應用

中圖分類號：TP13-4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-01

相似論，即自然界和工程中各相似現象相似原理的學說，主要是研究自然現象中個性與共性以及特殊與一般關系的研究，同時還是研究內部矛盾與外部條件之間的關系的理論。由于事物之間是相互聯系的，相似的現象不僅存在于自然界、社會科學，而且還存在于人們的思維活動中，在特別是在“自動控制論”課堂教學中，能夠促進學生更好地學習。“自動控制論”主要服務于信息類專業的學生，主要存在三大特點：一是概念抽象，二是計算方法復雜；三是知識含量大。在實際的學習中，基于“相似論”下的“自動控制論”課堂教學，能夠提高教學效率。

一、“自動控制理論”數學模型之間的相似關系

模型，即將抽象的實際問題轉化成數學問題，主要便于理解和計算某些觀念性很強的難點知識。在課程的學習中，由于分析方法非常繁雜，因而很多學生在實際的學習中往往不能夠理解以及掌握，常見的分析方法主要有三種：一是時域分析法，即通過直接求解系統在典型輸入信號作用下的時域響應來分析系統性能的，在方法上主要按照公式從而求上升時間，一般需要復雜的高階微分方程運算；二是頻域分析法，主要根據系統的頻率特性，從而研究系統的動態特性以及穩態特性，不需要復雜的運算，主要的方法是奈氏穩定判據；三是根軌跡分析法，在這種方法中，特征根與系統參數的數值關系主要通過用圖解來表示，適用于高階系統，運算不繁雜。在實際學習的過程中，時域分析法具有直觀以及準確的優點，使得學生更偏向于時域分析法。但是在實際的發展中，頻域分析法更具有實踐意義，有利于解決在工程中出現的實際問題。在教學過程中，通過研究發現了一種有利于學生學習的相似關系，這種相似關系的確立可以幫助學生理解不同區域的數學模型，從而建立系統的精準模型，便于學生掌握全局，具體的關系詳見圖一。

二、“自動控制理論”與課程內容相似

在課程教學的內容體系建設中，主要以“相似論”為指導，從而創建模塊化式結構，從而能夠從整體上把握每個教學環節，使每個教學內容都能夠有機結合起來，從而提高教學效率，實現教學目標。例如學生在學習正弦交流電路的相關知識時，通過向量法從而分析電路的穩態以及動態。在整體系統的教學過程中，主要的教學模式可以分為四個步驟：一是課堂教學演示，通過運用向量法，進行穩態響應以及動態響應的分析；二是課堂討論，要充分發揮學生的主體作用，通過分析正弦交流電路的穩態以及動態，從而思考頻率、幅值以及相位差的變化；三是課堂學習，在討論的基礎上，從而加深對頻率特性的理解以及掌握；四是模擬實驗，通過將理論知識運用到實際的試驗中，從而加強學生的學習。

三、“相似論”在“自動控制理論”課程教學中的運用效果

隨著現代科學技術的不斷發展，計算機技術、微電子技術、網絡技術應用的領域越來越廣泛，因此自動控制理論的內容也越來越豐富。在課程教學的不斷改革的大背景下，“自動化控制理論”在整個教學過程中起著重大的作用。由于現代教學的內容越來越偏重實踐，主要強調提高解決實際工程問題的能力，所以在實際的教學過程中，主要通過模擬相關的實驗，從而幫助學生更好地理解以及掌握知識，從而提高學生分析問題以及解決問題的能力。在將相似論運用于“自動控制理論”課堂教學中，能夠培養學生對實驗的濃厚興趣，提高學生學習的主觀能動性。同時，學生在相關模擬實驗的學習中，通過參與實驗設計方案、實驗步驟以及實驗現象分析和實驗結果談論這一整個教學過程，加深了學生對于整個知識框架的了解以及把握，能夠擴散學生的思維，有利于提高學生的動手能力以及分析問題并解決問題的能力。

四、結束語

綜上所述，隨著我國教育事業的不斷發展，將“相似論”在“自動控制理論”課程教學中充分運用起來，能夠營造良好的學習氛圍，提高學生的學習能力以及教學效率，從而能夠滿足現代市場上對于人才的要求，促進學生更好地就業。

參考文獻：

[1]耿玉茹.“相似論”在“自動控制理論”課程教學中的運用[J].成都電子機械高等專科學校學報，2012（03）.

[2]吳濤.自動控制理論課程教學探析[J].赤峰學院學報：自然科學版，2011（04）.

[3]王立紅.自動控制理論課程教學與實驗改革[J].遼寧工業大學學報：社會科學版，2010（05）.

[作者簡介]孫歆鈺（1981-），女，湖北荊門人，講師，碩士學位。研究方向：電氣自動控制。