基于卓越工程师教育培养计划“运动控制系统”教学改革探索与实践-

论文导读：事半功倍效果，如矢量变换仿真、转差频率控制的矢量控制系统仿真和直接转矩控制系统仿真等，使学生对交流调速系统变频控制内容感到不再抽象，容易理解。三、实践教学环节的探索运动控制系统课程的实验教学环节包括实验教学、课程设计和毕业设计。实验教学有助于增进学生对理论的理解。但是传统的实验多是验证性的，为提
摘 要：本文从培养卓越工程师的需求出发，对运动控制系统课程的教学改革进行探索。课堂教学采用以学生为主，以问题为导向的探究式教学模式，同时课堂教学和实验、课程设计教学实践环节相呼应，为毕业设计打下基础。
关键词：运动控制系统； 教学模式； 工程师培养； 工程应用性； MATLAB仿真
1006-3315（2012）08-132-001
教育部提出的“卓越工程师培养计划”是我国高等教育中长期发展规划中的一个重要计划，通过教育和行业、高校和企业的密切合作，以实际工程为背景，以工程技术为主线，使学生在走出校门后，具有分析问题、解决问题、将好的设想和概念转化为现实的能力。而现行的教学方法，在培养高素质综合能力人才方面，还有着种种的不足，高校教育内容及方式方法的改革势在必行。
运动控制系统是自动化专业的一门核心专业课程。该课程集电机及拖动基础、检测技术、电力电子技术、自动控制原理和计算机控制技术等课程相关基础知识于一体，课程的理论性和实践性都非常强，因此课程的教学难度较大，学生理解和接受知识困难多，不能很好地掌握和进行实际系统的设计，所以有必要从教学理念、教学内容、教学方式等方面进行改革，达到学以致用解决实际问题的目的。

一、课堂上建立探究式的教学模式

课堂教学由单纯的教师讲授方式转化为以问题为导向的探究式、讨论式的教学模式。讲课中教师始终以学生为主体，激发学生学习的主动性。课程讲授方式贯彻由浅入深、循序渐进的原则，如讲矢量控制系统，首先给出静止三相坐标系下异步电动机的动态数学模型，让学生思考如何转化为直流电动机物理模型，提出解决方法，引出坐标变换的方法。引导学生推导同步旋转坐标系下异步电动机的动态数学模型，引出矢量控制系统原理。建立矢量控制系统结构，通过仿真实验分析系统性能。使学生不断的思考，思维紧紧跟着课程内容进行，参与到教师的讲课中。

二、理论教学内容和教学方法的组织

1.合理安排与更新教学内容

随着交流调速技术在实际中广泛的应用，交流调速有取代直流调速的发展趋势。因此，在教学安排上，交流调速内容应占主导地位，在学时上应占课程的60％以上。课程教学内容改革不仅要淘汰陈旧落后的调速方法，还要适当补充新的内容。例如在交流调速中，转差功率消耗型系统只做简要介绍，重点介绍高性能的异步电动机矢量控制和直接转矩控制系统。

2.多媒体教学和板书教学相结合的教学手段

利用多媒体教学手段，一方面可加大课堂信息量，节省课堂现场画图时间。另一方面也可从网上下载实际案例的彩色实物图片和原理图进行讲解，使“运动控制系统”的抽象概念和复杂过程形象化，采用动画技术可以生动地将概念和复杂过程讲清楚。但多媒体课件在需要回顾前面内容时不太方便，这时可用板书来弥补，将一些关键公式写在黑板上，与课件上内容相结合，有助于学生抓住重点、更好地衔接新内容。

3.充分发挥Matlab在教学中的作用

将Matlab/Simulink仿真软件引入教学活动中，可增强教学效果。仿真实验尤其是用于交流调速系统可起到事半功倍效果，如矢量变换仿真、转差频率控制的矢量控制系统仿真和直接转矩控制系统仿真等，使学生对交流调速系统变频控制内容感到不再抽象，容易理解。

三、实践教学环节的探索

运动控制系统课程的实验教学环节包括实验教学、课程设计和毕业设计。实验教学有助于增进学生对理论的理解。但是传统的实验多是验证性的，为提高学生的创新能力，应引进开放实验设备，适当增加综合设计性实验，培养学生动手能力和工程实践能力。课程设计环节弥补了理论教学和实验教学在系统设计方面的不足，使学生初步体验运动控制系统的设计过程。课程设计的题目可有两个方向：(1)分析设计：根据控制对象模型和性能指标要求进行方案确定、原理电路设计、元器件参数计算和选择、控制电路图等[3]，提高学生源于：毕业论文www.7ctime.com
运用理论知识解决实际问题的能力；(2)仿真验证：如交流调速系统的矢量控制和直接转矩控制，建立仿真模型对控制算法进行仿真，加深对SVPWM控制技术和坐标变换的理解，提高学生计算机仿真能力。
毕业设计环节要求学生综合运用本专业各课程的理论知识，通过查阅有关文献，确定设计中计算机类型，选择转速、电流传感器，设计数字PI调节器，完成调速系统硬件电路设计及元器件选型。在实验室对调速系统关键部分进行调试，编制出调速系统程序并调试通过，最终独立设计出一个符合实际生产需要的调速系统。注重校企合作，教师和企业工程师联合指导毕业设计，与实际紧密结合，为工程应用性提供保障。
四、结语
运动控制系统课程涉及的专业基础课多、综合性强，实验教学手段落后等实际情况，导致教与学的难度较大，本文针对传统的教学模式存在的问题，在课程教学模式、课程内容、教学实践环节、教学方法等方面做了一些探索，提出了一些有益的方法。
参考文献：
卢秉娟.运动控制系统课程教学突出工程实际应用性研究，洛阳理工学院学报（自然科学版）第21卷，第3期，2011年9月，pp88-90
倪超，邹红艳.运动控制系统课程实验教学改革探索，科技信息。2010年第31期，pp25
[3]鲍建宇，刘毅华，崔家林.运动控制课程群的实践教学改革研究，合肥工业大学学报(社会科学版)第24卷第l期2010年2月pp113-115