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2023年12月18日发(作者：sscanf十六进制转数字)
HEBEINONGJI新闻•視界摘要:“自动控制原理”是电气与自动化专业重要的专业基础课，内容抽象、复杂，学生理解困难。近年来，随
着MATLAB引入自动控制原理教学实践中，利用其强大的数值计算及绘图功能，对教学形式和内容进行了有力改
革,从而有效地提高了课堂教学效率及教学效果。关键词：自动控制原理;MATLAB;教学改革MATLAB在“自动控制原理力课程中的应用研究河北农业大学
引言自动控制原理是电气与自动化专业一门重要的专业技术基
李珊珊孔德刚弋景刚袁永伟刘江涛1.2创新发展的理念党的十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”五
础课，该课程在内容体系中起着承上启下的作用。主要介绍讨论
大发展理念，其中创新被置于首位。随着互联网技术的迅速发
展，知识更新换代速度加快，对复合创新型人才的需求愈发强
烈，人才培养要摒弃传统的知识灌溉模式,应将教学重点转移到
重视研究方法学习、培养创新精神上。了单输入一单输出定常系统的控制问题，讲授经典控制理论的
三大分析方法一时域分析法、根轨迹分析法和频域分析法，自
动控制系统综合与校正的一般方法和非线性系统等内容，课程
具有一定的抽象性，包含大量的数学内容和复杂计算。通过学
习,要求学生系统掌握自动控制的基本原理和基本方法，并能对
1.3OBE教育理念OBE
为"Outcomes-based Education"的缩写，OBE
教育理念
即基于成果导向的教育理念。美国的Spady在《基于产出的教育
模式:争议与答案》一书中把OBE定义为“关注和组织教育体
控制系统进行定性分析、定量计算和综合设计。学生普遍反映难
以理解，内容枯燥。基于此，需要对教学内容及教学方法进行更
新，在教学中引入了
MATLAB编程语言。系,以确保学生在未来的生活中获得实质性的成功经验”。OBE
教育理念强调了学习结果的重要性，教学者要规划学生的学习
1现代教育理念1.1以学生为中心美国人本主义心理学家卡尔•罗杰斯于1952年提出“以学
水平，根据学生的具体情况和现代社会需求保证学习目标的顺
利达成。上述这些教育理念归根结底都要以学生为中心，培养学生
的创新能力,要求培养出的学生适应社会的发展。而MATLAB语
言的弓I入就是以学生为中心，为学生创新能力和实践能力的发生为本”的教育理念，主张促进学生个性发展、人格完善和潜能
发挥,使他们能够愉快地、创造性地学习和工作。目前,这种教育
理念仍然作为一种基本的现代教育理念。注
3:
R3=(R3i
x
S31+R32
x
S韵注
4:
R4=(R4i
x
S41+R42
x
SQ注
5
：砖[0,20,40,60,80,100]
平、C级代表国内领先水平、D级代表国内先进水平、E级代表
国内一般水平、F级代表国内落后水平。[0
~
100]4结语目1W场上觸销售的拖拉机根据拖拉机蛛水平划分可评
为D级，代表国内先进水平;拖拉机作为一种典型的具有代表性的
3评价基准3.1
一级指标评价等级Ri一级指标
"90A级70
W50
W30
W10W农机产品，其技术水平有待提高争取早0步入国际先进水平。Ri<90RiV70Ri<50RiV30B级Ri<10F级参考文献：[1]
GB/T
6960(所有部分)拖拉机术语.C级D级评价等级E级[2]
NY/T
2207轮式拖拉机能效等级评价.[3]
吴清分.近期国外拖拉机的技术发展新动向口拖拉机与
农用运输车,2017(01).3.2综合评价等级RRM9070WRV9050WRV7030WRV5010WRV30R<10综合
[4]
吴勇,王建军.国外农机化发展历程及拖拉机发展现状Q].
农业机械,2016(06).[5]
耿占斌，廖汉平.拖拉机能效等级评价标准研究IJ].农机质
B级评价
A级等级C级D级E级F级量与监督,2013(01).[6]
件建涛.大中型轮式拖拉机安全性现状分析口中国农机
监理,2016(10).3.3等级划分拖拉机技术水平分为A级、B级、C级、D级、E级和F级
六个等级，其中A级代表国际领先水平、B级代表国际先进水2021年第3期
斫*衣如
25
新闻•視界低驾
HEBEINONGJI展提供了空间。2
MATLAB软件及其特点MATLAB编程语言是20世纪80年代美国MathWorks公司
推出的一种教学软件,具有开放的环境、强大的数值计算能力和
图形绘制功能，数据可视化性强。工作区包括矩阵运算、图形渲
染、数据处理、各种工具箱以及类似“草稿纸”的多种模块。
MATLAB编程语言作为一种工程计算软件已成为许多高校自动
控制课程的教学工具。具有以下优点。2.1强大广泛的应用MATLAB的基本单位是语言矩阵，可用于各种矩阵操作。
MATLAB在自动控制、语言处理、图像信号处理及建筑、航空航
天、机械设计、流体力学、计算机技术中都有广泛应用，工程人员
可以借助该语言提供的工具箱解决复杂的工程问题，对系统实
施动态仿真，并显示计算结果。2.2编程效率高,语言简洁高效MATLAB是一种简洁的高级语言，可以用数学语言编写程
序，用MATLAB编写程序更接近于书写计算公式的思维方式，好
像在草稿纸上列出公式与求解问题，编写简单、编程效率高，初
学者易于掌握。此外,MATLAB编程语言提供了丰富的库函数,
用户编程时可以根据需要宜接调用，也可以根据自身需要扩展
新的库函数，从而大大提高了编程速度和编程效率。2.3图形功能强大便捷MATLAB编程语言提供了图形手柄上的低级绘图操作和基
于低级绘图操作构建的髙级绘图操作两个级别。使用图形处理
功能可对图形元素执行各种操作。2.4自动控制工具包功能齐备MATLAB是控制行业常用的计算机语言，在控制领域几乎
所有研究都有相应工具箱。如控制系统工具箱、系统识别工具
箱、鲁棒控制工具箱和神经网络工具箱等,这些工具箱构成了强
大的自动控制工具。3教学现状及改进方法“自动控制原理”课程内容抽象分散、理论性强，有大量的公
式和数学运算，要求学生前期需要掌握许多物理学和高级数学
的相关知识，而这些内容对于绝大多数学生来说属于薄弱环节。
传统的以教师为主的多媒体与板书相结合的满堂灌式教学方式
让学生普遍觉得内容抽象、枯燥乏味、理解困难,学生很难对教
学内容产生兴趣，不能达到预期的教学效果和课程设置目标。基
于此，为了改变传统的教学方式，教研组在课程中引入了
MAT-
LAB编程语言，进而激发和提高了学生的自主学习能力和学习
兴趣。4
MATLAB在自动控制原理学习中的应用实例根据课程理论知识,介绍的内容主要包括控制系统建模、控
制系统分析及控制系统综合标定和设计三大部分。建模部分主
要是使用MATLAB编程语言在计算机上实现各种模型的输入以
及形式转换和绘制不同的响应曲线,MATLAB软件提供了有理
分式传递函数模型、零极点增益模型、状态方程模型等线性系统
的多种数学模型函数，学生使用MATLAB语言可以进行根轨迹
分析、频率特性分析、控制系统稳定性等分析。“MATLAB及其应用技术”作为选修课与“自动控制原理”在
26
斫*衣祖
2021年第3期同一学期开设，学生在学习完MATLAB后可以在自动控制原理
中进行实践应用,更好地掌握软件知识，将抽象内容以学生易于
了解、掌握的形式呈现出来。在课堂教学中，学完理论知识后，抽
出一定时间介绍MATLAB相关内容，主要介绍关键语句、简短模
拟程序,以及如何利用特定语言辅助学习相关理论知识,要求学
生利用课后时间练习一些句子和程序，进而完成数学模型、响应
曲线、根轨迹图、频率特性曲线等的建立。通过两门课程内容相
互融合、验证的形式，学生可以更深入系统地了解和掌握软件应
用方法，拓展知识面。5
MATLAB应用于课程改革的成效自动控制系统性能主要通过图形进行分析，绘制系统响应
曲线通常需要花费大量时间，引入MATLAB语言后,利用其强大
的计算功能，学生可以快速轻松地绘制系统曲线，调整相关参
数,观察曲线的动态变化趋势。此外,MATLAB在课程中的应用
活跃了课堂氛围，使学生对自动控制不再有恐惧感，对所学知识
有了深刻了解，听课效率和学习效果有了显著提高。同时培养了
学生实践能力，便于学生在实践操作中巩固理论知识的学习。6结语MATLAB的引入从根本上改变了自动控制原理的传统教学
模式，使其从纯理论教学转变为与实际工程控制案例紧密结合
的生动教学，使许多抽象的知识形象具体化，充分调动了学生的
学习兴趣。但是,基于自动控制原理课程的自身特点，部分理论
推导和计算过程依赖于传统教学方式，便于学生掌握。因此，课
程采取传统教学和MATLAB应用教学相结合的模式，取长补短，
以达到更好的教学效果。参考文献：[1]
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析[J].湖北农机化,2019(23):88.[2]
乔永凤，王凯.MATLAB在自动控制原理教学中的辅助应
用[J]•电脑开发与应用,2012,25(01):30-31.[3]
齐琳，王剑.MATLAB在自动控制原理教学中的应用°].实
验室科学,2010,13(02):156-15&[4]
刘艳红.基于Matlab的探究式教学在自动控制原理中的
应用[J].中国高新技术企业,2010(01):184-185.
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