时间：2022-12-05 22:59:08
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇自动控制理论论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：控制理论；系统化；比较教学
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0042-02
控制理论是自动化及其相关专业的一门重要核心专业基础课程，在武汉理工大学华夏学院（以下简称“我院”）自动化专业，控制理论所授主要内容为以经典控制论为核心的“自动控制原理”和以卡尔曼的状态空间分析法为核心的“现代控制理论”。
其中，“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律，并为系统的分析和综合提供基本理论和方法的专业基础核心课程。该课程又是“现代控制理论”“过程控制系统”“运动控制系统”“计算机控制技术”“智能控制”等许多后续课程的基础。而作为其后续课程的“现代控制理论”仍作为硕士研究生“线性系统理论”与“最优控制”等学位课程的基础。这两门课程理论性强，概念多且杂，对学生的数学基础要求较高。而我院作为一个三本院校，自动化专业的学生相比较一本和二本的学生而言，数学基础较为薄弱，故学好这两门课对学生来说至关重要且具有一定的难度。
而教好上述两门课程也是教师必须思考和解决的重要问题。笔者经过几年的教学实践，摸索出一套比较适合三本院校学生的系统化教学方法，致力于培养学生的系统观，进行了一些尝试，且取得了一定的效果。
一、工程背景系统性
任何一种理论的产生都有其历史背景，都是在实践中产生的。自动控制技术萌芽在18世纪，在第一次世界工业革命期间，自动控制技术逐渐应用到现代工业中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）发明的蒸汽机离心调速器，一种凭借直觉的实证性发明。飞球调节器有时使蒸汽机速度出现大幅度振荡，其他自动控制系统也有类似现象。
由于当时还没有自控理论，所以不能从理论上解释这一现象。为了解决这个问题，盲目探索了大约一个世纪之久。1868年英国麦克斯韦尔的“论调速器”论文指出：不应单独研究飞球调节器，必须从整个系统分析控制的不稳定。麦克斯韦尔的这篇著名论文被公认为自动控制理论的开端，接着就进入了经典控制理论发展的孕育期。1875年，英国劳斯提出代数稳定判据。1895年，德国赫尔维兹提出代数稳定判据。1892年，俄国李雅普诺夫提出稳定性定义和两个稳定判据。1932年，美国奈奎斯特提出奈氏稳定判据。战中自动火炮、雷达、飞机以及通讯系统的控制研究直接推动了经典控制的发展。1948年，维纳出版《控制论》，形成完整的经典控制理论，标志控制学科的诞生。维纳成为控制论的创始人。
经典控制理论的主要内容包括：系统数学模型的建立、时域分析法、频率特性法、根轨迹法、系统综合与校正、非线性系统和采样控制系统分析法等。
从四十年代到五十年代末，经典控制理论的发展与应用使整个世界的科学水平出现了巨大的飞跃，几乎在工业、农业、交通运输及国防建设的各个领域都广泛采用了自动化控制技术（可以说工业革命和战争促使了经典控制理论的发展）。科学技术的发展不仅需要迅速地发展控制理论，而且也给现代控制理论的发展准备了两个重要的条件――现代数学和数字计算机。现代数学，例如泛函分析、现代代数等，为现代控制理论提供了多种多样的分析工具；而数字计算机为现代控制理论发展提供了应用的平台。[1]
在二十世纪五十年代末，计算机技术的飞速发展推动了核能技术、空间技术的发展，并且为多输入多输出系统、非线性系统和时变系统的分析和设计提供了新的手段。
五十年代后期，贝尔曼（Bellman）等人提出了状态分析法，在1957年提出了动态规划。1959年卡尔曼（Kalman）和布西创建了卡尔曼滤波理论；1960年在控制系统的研究中成功地应用了状态空间法，并提出了可控性和可观测性的新概念。
由上面的历史背景介绍可以看出，现代控制理论是在自动控制理论的基础上发展得到的，尽管两种理论在方法和思路上有显著的不同，但是在教授的时候不能将两者视为单独的个体。笔者每次在绪论部分都会系统化地讲解理论的产生，以让学生对两门课程形成一个初步的比较清晰的认识。
二、理论教学的系统性
在这两门课程的理论教学过程中，虽然涉及到的知识点有差异，但是经笔者研究，在具体教学中，两门课程的教学有些许共性，比如说两门课程的教学流程就基本一致。如图1所示：相对于现代控制原理而言，自动控制原理理论推导较少，同时其工科背景较强，实例较多。在学习之初，可先帮助学生搭建起分析问题和解决问题的基本框架，形成一个较为初步的系统观。
自动控制原理分析问题的核心是数学建模，稳定性判断和性能指标的计算，[2]主要分析方法是时域分析法、频域分析法和根轨迹分析法。时域分析法直观易懂，频域分析法是自动控制原理的核心，根轨迹分析法在目前的工程实践中已用的很少，在学时有限的情况下可略讲。在实际讲解的过程中，要合理安排学时，适当加快时域分析法的讲授，略讲根轨迹分析法，重点讲解频域分析法及系统校正。
现代控制理论包含了大量的理论概念机数学公式，在实际讲授中，应弱化理论推导，在教学过程中可结合倒立摆工程实例，从建模、稳定性分析、能控能观性分析、极点配置到状态反馈，形成一个较为完整的分析过程。[3]
总而言之，在讲解的过程中，注重引言，初步建立系统观，结合实例，比较异同，突出重难点，最后再通过总结强化各知识点之间的联系。[4]
三、实践教学的系统性
1.重视实验，理论教学和实验教学的系统化[5]
以往，控制理论的实验课和理论课教学是独立的，理论课教师和实验课教师各行其道，相互交流匮乏。目前，学院已明确提出，理论课教学和实验课教学的一致性，理论课教师必须参与进实验教学，教学手段要丰富、系统。
2.实验箱教学和仿真教学的系统化
首先在实验箱上搭建模拟电路，利用信号发生器、示波器等测量波形和数据。同时引入MATLAB仿真，先引出数学模型，利用MATLAB强大的系统工具箱分析并绘制各种相应曲线，利用Simulink工具箱进行校正和状态反馈设计。[6]最后，对比电路测试波形和仿真结果，可让学生深入了解理论和实际参数之间的差异，进而寻找原因，加深理解。
四、今后教学方向
在今后的教学过程中，可进一步加强比较，加强学生的系统观，并且尝试迁移到其他相关学科，加强学生对整个学科的理解。
参考文献：
[1]万雄波，杨方.基于“自动控制原理”与“现代控制理论”课程异同点分析的教学探索[J].科教文汇，2013，（7）：56-57.
[2]孙韵钰.“相似论”在“自动控制理论”课程教学中的运用[J].消费电子，2013，（7）.
[3]王斌，李斌.“现代控制理论”教学改革与实践[J].中国电力教育，2013，（10）：61-62.
[4]李长云.“自动控制理论”的系统化教学实践[J].电气电子教学学报，2013，（8）：75-77.
论文摘要：自动控制原理课程不仅是控制类专业而且是电子信息类专业的重要专业基础课。主要介绍了自动控制原理课程建设与改革的实践和体会。总结了教学、教改工作中所取得的成果，提出了一些具体做法和措施，着重对课程教学内容、教学体系的整合和优化以及实验内容、实验教学方法与实验组织方式进行了讨论，旨在突出教学重点，增强学生的动手能力，提高教学质量。实践证明，效果良好，并对该课程的进一步改革提出了一些设想。
引言
自动控制理论发展的历史并不长，从二十世纪三十年代开始，不过几十年的发展，而真正进入高等学校课程还是二十世纪五六十年代。它的出现给高等教育注入了新的活力，目前这门理论课程已是控制类和电子信息类专业的主要专业基础课之一，是一门知识覆盖面广、课程内容多、更新发展快且应用性很强的课程，该课程对学生建立系统和工程的概念具有十分重要的意义。
1改革教学内容，提高教学质量
随着控制理论的发展和计算机技术的应用，新的控制方法和控制手段也越来越多，为了适应时代要求，根据本科专业培养目标和专业特点，我们对自动控制课程的内容进行了重新整合，选用优秀教材，制定了新的教学大纲、实验大纲和考核大纲。适时地把一些新内容、新的教学成果、应用实例融合到教学内容中，做到课程内容的基础性和先进性相结合，把握经典与现代、本课程与其他相关课程内容的关系处理。大幅度减少了学时数，将经典控制理论与现代控制理论结合起来讲授，重点讲解控制理论的基本知识及应用，理清思路，了解方法，增强系统性。
自动控制原理的教学内容有一条主线：系统分析和系统设计。围绕这条主线，把教学内容划分为六大块：自动控制的一般概念、数学基础与数学模型、系统的分析、系统的设计、采样控制系统的分析和非线性系统的分析。对于系统分析是重点讲解部分，介绍了各种分析方法：时域分析法、根轨迹法、频域分析法，状态空间法等，进行有关系统的动态、静态分析，以及能控性和能观性分析；在系统设计这一重点部分的讲解中，介绍了根轨迹设计法、频域设计法和状态控制设计法，与系统分析相呼应，使学生在整个学习过程中，围绕“系统分析和设计”这条主线进行，做到举一反三，从而对自动控制理论有一个完整清晰的理解。
在分析设计这个主线下，以稳定性指标为辅线。在各个有关章节的小结中对稳定性都予以重点讨论，通过对各种稳定性判断方法的分析，把前后的知识点加以衔接联系，并综合应用。
在讲清系统物理概念的基础上，结合课程内容，引入先进的计算机辅助教学手段。将Matlab软件在控制系统中的应用引人课堂教学，在诸多课堂教学环节中实现了Matlab仿真演示，增强了学生对抽象理论的感性认识，收到了良好的教学效果。
为体现教学内容的先进性、科学性和前沿性，引导学生进一步学习的兴趣，对目前控制理路研究的热点和发展趋势作一些简要介绍，如模糊控制、智能控制等。
2改革教学方法，提升教学手段
自动控制原理对学生的定性分析能力、定量估算能力、综合运用能力、数—形结合能力有一定的要求，并需具有扎实的数学基础，学生在学习中经常会感到困难而产生畏难情绪，影响学习效果。因此，改革传统教学方法和教学手段，进而提高教学质量，是课程改革的重中之重
2．1采用现代教育技术与手段提高教学效果
在以信息、知识爆炸为特征的今天，传统的教学手段以不能适应时代的需要，教学手段的改革势在必行。在《自动控制原理》课的多媒体教学实践中，我们努力探索如何使多媒体这一先进的教学手段更好地服务于课堂教学。开发了《自动控制原理多媒体课件》、(Mat—lab仿真软件包》等CAI课件，．采样了多媒体与板书相结合的教学方法，既充分利用了多媒体教学的生动、逼真、容量大的优点，又充分利用了板书教学的严谨性、逻辑性强的优点。实践证明，这一方法取得了良好的教学效果，受到了学生的认可，对教学质量的提高起了一定的积极作用。
2．2加强实践教学环节，增强学生的动手能力
注重实践能力的培养，坚持理论联系实际的原则，加强学生动手训练，培养学生的创新能力。学生对新知识的理解，仅仅通过课堂讲解还很不够，必须通过实践教学这一环节，使学生对知识有一个感性认识。
实践教学是提高学生创新精神和能力的重要途径，在教改过程中，我们加强实验室建设，彻底改造了原有的实验内容，开发了综合设计实验及课程设计，目的在于通过实践教学，培养学生应用控制理论的方法解决实际问题、将实际问题抽象为理论问题的能力。实验只提目标和要求，没有详细的实验步骤和实验电路图。学生根据个人情况自主选择难度等级不同的实验，根据系统的性能要求，独立完成系统设计，系统搭建和调试，记录原始数据和图形，写出实验报告。所有这些都极大地调动了学生学习的主动性和积极性，巩固了课程理论，激发了学生学习的热情，培养了学生的动手能力和独立思考的能力，使其观察、分析和解决问题的能力都有很大的提高。
为了加强学生理论联系实际的能力，在教学过程中还增加了课程设计这一教学环节，通过课程设计，使学生了解到了Matlab软件在自动控制系统中的应用，拓宽学生的知识面，加深学生对(lf动控制原理》这门课程的基本概念，基本的分析方法及设计方法的理解。
3以教学推动科研，以科研促进教学
对于普通高等教育来说，教学固然重要。科研也不可以忽视。教学和科研是相辅相成的两个方面，两者不可分割。从自动控制理论来讲，它近几十年才建立起来，与工程实际联系较广，特别是在发展过程中，数学和计算机起了很大的作用，成为控制理论的重要工具。因此可以说，控制理论是工程与数学、计算机科学相互作用的前沿。在教学中讲授理论知识的同时，可以增加一些与科研结合的内容，如在同学中选一些成绩较好，对科研又有一定兴趣的同学，参加有关教师的科研项目，也可为学生科技活动中心提供一些课题，指导学生参与科研。这样，一方面调动了学生的积极性，培养了学生的动手能力，另方面，也可为科研活动的开展打好基础。学生通过参与科研，学习兴趣更加浓厚了，求知的欲望更强了。
4下一步改革设想
该课程的教学改革已在我校实施。取得了良好的教学效果，学生的基本知识、专业能力、实践技能乃至学习兴趣等。都较以往有较大的提高。教学改革的路子还很长。尚需继续探索和实践，使之不断完善，下一步改革的设想有四点：
(1)从课程的实际及教学规律出发，以培养和提高学生的创新精神和实践技能为宗旨，真正探索出一种新的实践教育模式。
由于机器人具有可靠性高、适应性强、功能强大的特点使其成为执行高危险任务的理想平台，具有步行能力的机器人更是该领域研究的前沿课题。
本论文为6腿机器人控制系统研究与设计，采用了1种分层控制系统结构，采用1点对多点的串行通信模式。论文对单关节控制器的数学模型进行了简单研究并采用PID控制算法对关节的位置控制进行控制。完成了基本的硬件设计，包括主从控制器的设计，主从通讯设计，延时及驱动电路的设计，传感器及其信号处理的设计。在软件设计方面，给出了主从通讯，步态算法的软件实现程序框图。
关键词：6腿机器人、Motorola MCU、PID控制、主从通讯、编码器、步态
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
机器人学是迅速发展的交叉性学科，但世界各国对机器人的定义各不相同，联合国标准化组织采纳美国机器人协会给“机器人”下的定义:“1种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、0件、工具的操作机；或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程的动作的专门系统”。
机器人技术成为高科技应用领域中的重要组成部分。可以预言，机器人技术具有广阔的发展前景，它正向着具有行走能力、对环境的自主性强、具有多种感觉能力的智能机器人的方向发展。机器人技术的进展与其在各个领域的广泛应用，引起了各国专家、学者的普遍关注。许多技术先进国家均把机器人技术的开发、研究列入国家高科技发展计划，进行大力研究。机器人学作为1门边缘学科，成为当前高科技发展的前沿学科，它与高等动力学、材料科学、近代电子学、计算机科学、自动控制理论与系统、传感技术、人工智能、仿生学、系统工程等学科关系密切，相互渗透，共同发展。机器人的要害是自动控制，是计算机与人工智能的结合，它解决CAD, CAM, CAE等1系列问题。机器人先进程度和功能的强弱，通常直接受到其控制技术的影响。由于机器人动力学模型具有变参数强耦合、高度非线性的特点，机器人控制要求精度高与速度快;并具有通用性、柔软性与灵活性，它在很大程度上依赖于机构运动学和动力学分析、感知能力与伺服技术。现代控制理论的发展、高级控制策略的探求，新1代计算机的出现与人工智能开发将给机器人技术带来新的生机。
机器人学是迅速发展的交叉性学科，但世界各国对机器人的定义各不相同，联合国标准化组织采纳美国机器人协会给“机器人”下的定义:“1种可以反复编程和多功能的，用来搬运材料、0件、工具的操作机:或者为了执行不同的任务而具有可改变的和可编程的动作的专门系统”。
机器人可分为固定式和行走式。1般的工业机器人如立柱式、机座式和屈伸式机器人大部分为固定式.但是随着海洋科学、原子能工业及宇宙空间事业的发展甚至人类娱乐的需要，可以预见，具有智能的可移动机器人、能够自行的柔性机器人肯定是今后机器人的发展方向。
Abstract： Automatic Control Principle is an integral part of automation specialty. It has the characteristics of more content， strong theory， and students generally feel difficult to study. Combined with years of teaching reform， with the help of excellence course construction plan， we build a set of student-oriented normalized dynamic teaching system with diversified teaching and comprehensive teaching platform， focusing on inspiring the creative thinking. It effectively improves the teaching effect.
关键词： 自动控制原理；卓越课程；动态；教学改革
Key words： automatic control principle；excellence course；dynamic；teaching reform
中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）29-0213-02
0 引言
为较好地发挥学生学习的主动性，激发其自觉学习、主动发现问题和积极探索问题的能动意识。江南大学借鉴苏格兰经验[1]，设计并启动了“卓越课程”的建设工程，《自动控制原理》作为专业核心课，被列入第一批卓越课程的建设项目。一年的实践证明，卓越课程深受学生欢迎，能够调动起所有学生的学习积极性，把输入型的学习转换为输出型的应用，把被动应付性学习转化为主动创造性学习，使学生真正成为学习和创造的主体。
1 目标要求
课程建设是教学改革的突破口，也是提高教育质量的关键环节。江南大学卓越课程的建设宗旨，就是支撑和实践国家人才培养的卓越计划和课程本身的价值标准，通过不同的教学方式充分发挥学生的潜力，提升其学习期望，帮助其储备基础知识和实践经验，使之成为能为社会做贡献，博学而有责任心的现代人才。《自动控制原理》卓越课程的建设目标就是，以启发性、主动性、趣味性、实践性为原则，结合本课程特色，追求高素质、创新型和工程型人才培养目标。通过本课程的全部教学过程，使学生能够掌握基础知识、追踪科技前沿，开发创新思维，学会把课本、课堂的知识用于实践和工程设计。以课内、外结合，师生换位互动和产生问题为驱动力，以理论基础、实例分析、实际应用为基本点，使教学过程能真正发挥引导和启发作用，把被动灌输性学习转化为主动探索性学习，以增强课程魅力，提高教学效果。
2 实施办法
《自动控制原理》卓越课程的实施过程，在遵循江南大学卓越课程建设要求的基础上，结合本课程特色设计实现方法。具体如下：
2.1 组织措施 成立卓越课程建设小组，由教学经验丰富的副教授及以上职称教师承担，采取30人左右的小班授课，每个班级又分成5～6个学习讨论小组。我校自动化专业的5个班级同时开设卓越课程，教学队伍由7位教师和5位研究生助教组成。7位教师中，5位分别为5个班的主讲教师，负责课程内容的组织、课堂教学和答疑，1位教师负责网络课程建设和网络答疑，1位教师负责实验和实践活动的内容组织和指导；要求5位助教参与讨论课的学习，同时负责批改学生课外作业，协助教师分别负责5个班学生实践活动的指辅导、检查和督促。每个班级的教学活动由主讲教师统一负责管理。
2.2 教学方法 为做到以学生为本，加强能力培养，提高学生自主学习能力和积极性，卓越课程的教学活动采用专题式和探究式教学相结合的教学方法[2]。专题式教学法是基于自动控制原理课程自身特点而设计的。其特点是将课程内容糅合编制成几个专题，由主讲教师精讲。每个专题包括：一个或几个核心内容（观点、难点）目前国内外发展及研究热点在实践中的应用提出需思考的问题和学习奋斗的目标。在教学时注重每个专题的完整性和各专题之间的紧密联系，使整个课程内容紧密衔接，增强了控制理论的系统性。探究式教学是基于反馈控制的基本思想设计的。其特点是师生双方共同参与的一种“双主式”教学，教学研究的重心从知识传授转向能力培养，从重视结果转向重视过程。方法是在教师的启发引导下，针对每个章节中的重点和难点问题及其在工程实际中的应用问题，以学生独立思考和合作讨论为主，在“发现提出问题—思考分析问题—初步解决问题—反馈解决情况—完整解决问题”的闭环探究过程中，通过师生之间的合作与互动，使学生能从不同的角度理解和掌握自动控制系统的共同规律，并学会用控制理论的思想方法解决工程实际问题；同时，能从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观念等方面培养与提高学生的科学兴趣和主动探究能力。
2.3 考核形式 卓越课程的考核注重过程，考核成绩由课堂互动、随堂作业和测试、期末考试等多元化形式组成，以全面评价学生对知识的掌握程度和运用能力。上课听讲和主动发言（10%）；随堂作业和测试（10%）；讨论探究（10%），以讨论小组为单位由学生自主打分，教师把关；自主学习（10%）：包括自主学习的笔记、答辩记录、心得报告或小论文等；实验与操作（10%），由实验指导教师打分；课外实训（10%）：包括参加实训的次数、仿真过程的积极主动性，对仿真软件使用的熟练程度、系统设计情况、系统仿真结果、仿真分析能力等，由负责课外辅导的助教打分；课后作业与答疑（10%）：包括完成课后作业的数量和质量，以及学生参与答疑的次数和所问问题情况；期末考试（30%）。
3 内容组织
卓越课程的教学要求精讲多练，增加课外学习训练任务，为学生提供更多自主思考和探索的空间。为此《自动控制原理》卓越课程的整个教学过程共由课堂学习、讨论探究、自主学习、课外实践、课外辅导、课后作业等6大模块组成，以营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。按教学计划，本课程共72学时，其中理论教学64学时，实验8学时。另外，按照与课堂教学时数不低于1：1的比例安排课外辅导内容和实践训练活动。每部分的具体内容和所占时数由课程组共同设计，由主讲教师和辅导教师具体负责实施，详见表1所示[3]。
3.1 教师精讲模块 课程的重点和难点由主讲教师精讲，重在使学生掌握扎实的理论基础。目前，这部分内容占课程总学时的60%，将逐步过渡到30%。
3.2 讨论探究模块 以学生为主，实行分组讨论，学生自主讲解、自主提问，或者教师启发式提问，学生间互相讨论，老师参与，重在引导和解答，以提高学生自主学习、发现问题和解决问题的能力。这部分内容占总课时的30%，将逐步过渡到60%。
3.3 课外实践模块 这部分内容主要在开放的实验室完成，是指在教师或助教的指导下，学生利用所学知识完成一些课外科技活动，包括基本实验教学、项目教学、系统仿真和科技兴趣活动等。实验教学是以学生为主，通过各类实验电路板、试验箱，完成对所学理论的试验验证，以加强对课堂所学基础理论的理解；项目教学是学生参与教师的科研项目，或者教师指导学生完成大学生创新训练和创新基地项目，或者由教师指导学生参加各类创新设计大赛，以锻炼和提高学生科学研究的兴趣和动手操作的能力；系统仿真是在老师或助教的指导下，由学生自我完成自动控制系统的设计与模拟仿真，以提高使用控制系统应用软件分析问题、查找问题和解决问题的能力；科技兴趣活动是专门针对基础较弱、学习动力不足的同学而设计的。凡没有参加以上科技活动的同学自由分小组组成科技兴趣活动小组，对自己感兴趣的内容和课题，进行分析、研究和制作，激发学习兴趣。
3.4 课外辅导模块 由教师或助教对每一位学生进行有针对性、面对面的课外辅导，以帮助学生在提高学习能力的同时，扩充知识面。
4 结束语
自动控制原理卓越课程的建设与实施，是一种新的尝试和体验，大大激发和提高了学生自主学习的兴趣和能力，使学生不但深刻领会了本课程的理论知识和实践应用，而且充分认识了专业基础课的学习价值，掌握了专业课的学习方法，懂得了学习什么和为什么学习的问题，对后续课程的学习是一个极大的促进，因此，有着深远的意义。当然，它需要学校和教师花大力气做好充分的准备，包括各环节的内容设计和组织形式，以尽力展现课程的价值和魅力，为培养创新人才做出积极贡献。
参考文献：
[1]罗娜.苏格兰卓越课程改革研究[D].华东师范大学硕士学位论文，2011，5.
关键词 工程教育认证；现代控制理论；复杂工程问题；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）18-0106-03
Abstract Engineering education certification is the professional cer-tification for the higher education institutions to set up specialized education， and it requires the undergraduate education to be aimed at the analysis and solution of complex engineering problems. In this
paper， the characteristics and purse of modern control theory course are pointed out， the problems existing in teaching this course for under-
graduates are stated， and some detailed methods of teaching reform on modern control theory are proposed. Using a multi-disciplinary method stimulates the students’ interest in learning， improves the tea-ching effect， and enhances the students’ analysis and solving ability for the complex automation engineering problem.
Key words engineering education certification； modern control theory；complex engineering problems； teaching reform
1 引言
近年来，由于我国设立工科专业的本科高校、开设的工科本科专业、工程教育本科在校生等规模比较大，工程教育认证得到越来越多工科院校的广泛关注与积极申请[1]。2015年3月，中国工程教育认证协会修订了《工程教育认证标准》，包括通用标准和各专业补充标准，并在“毕业要求”上做了重大改变，增加为12条要求，而且重点突出本科教育要落实在“复杂工程问题”的分析与解决[2]。虽然没有明确定义“复杂工程问题”，但认证标准对“复杂工程问题”特征属性进行了详细说明[2]。
作为控制理论的基础知识，现代控制理论是众多高校自动化相关专业的高年级本科生的必修课程，其课程教学也引起越来越多的重视[4-7]。江南大学自动化专业和电气工程及其自动化专业每年有近250名学生必修现代控制理论课程，所以探讨工程教育认证背景下现代控制理论课程的教学改革迫在眉睫。笔者根据多年从事现代控制理论课程教学的实践经验，深入分析该课程的特点、目的以及教学中存在的难点，针对如何提高学生对复杂工程问题的分析与解决能力，介绍一些具体的解决办法与途径。
2 课程特点及教学目的
现代控制理论是工科自动化相关专业的必选专业课程，其目的是使学生在学习自动控制原理基础上，对控制理论的有更深入、更广泛的学习与掌握。作为专业必修课程，现代控制理论的课程特点是：理论性偏强，过于抽象；内容丰富，综合性强。对于大学本科生而言，通过本课程的学习应该能够掌握状态空间分析方法的基本概念，在时域中建立控制系统的状态空间表达式数学模型的方法，求解控制系统的状态空间表达式的解，线性控制系统的能控性和能控性分析，线性控制系统的李雅普诺夫稳定性分析方法，线性定常系统的综合法，线性离散系统的分析和综合方法，并为毕业后从事自动化及其相关专业的学习和研究奠定坚实的理论基础。目前，工程教育认证要求现代控制理论课程要切实解决自动化复杂工程问题，提高学生对自动化复杂工程问题的分析与解决能力。
3 现代控制理论教学的特点与存在的问题
作为自动化、电气工程等专业的必修课程，现代控制理论是在完成自动控制原理、线性代数等基础课程之后开设的，使学生更深入了解本专业的基础理论知识、应用前景与发展方向。因此，教学过程中要注重教学内容的复杂工程应用性、实践性、针对性和专业性。参照工程教育认证标准，本科现代控制理论课程教学普遍存在如下问题，亟待改革。
理论性强，课堂教学沉闷 由于现代控制理论具有理论性强和内容抽象的特点，讲课重点通常落实在理论知识、概念和公式推导上，忽视对学生工程实践能力的引导与培养，从而学生很难将现代控制理论应用于实际工程系统的设计中，很难提高复杂工程问题的分析与解决能力。此外，很多教师采用多媒体课件进行教学，课堂上一味地播放演示文稿，缺乏与学生的交流和互动，致使课堂气氛沉闷，教学效果差。
教材内容单一，脱离工程实践 现有教材的特点主要有：内容重点关于理论概念和公式演算，通过简单示例来演示，包括RLC电路、电机系统、牛顿运动定律等[3]，其他专业相关的复杂工程示例偏少；概念抽象，公式复杂，从而缺失了工程形象感官，脱离了工程实践，教学效果往往达不到预期；与经典控制相比，现代控制理论对解决多变量复杂控制系统具有优越性，而这一特点在教学过程中往往被忽视，同时这一点也是解决复杂自动化工程问题的有力手段；此外，与经典控制理论之间的联系不够紧密。
课程时间安排滞后 以江南大学为例，在教学中，学生对该课程内容的学习效果还取决于基础数学线性代数的掌握情况，但是现代控制理论课程安排滞后于线性代数至少4个学期，大部分学生对线性代数的内容已经陌生，所以教学效果没有达到最好。
学生对仿真设计软件陌生 随着计算机技术的快速发展，虚拟仿真技术在自动化类专业课程教学中起到越来越重要的作用，且自动化相关专业所涉及的仿真软件非常多，如MATLAB[8]、LabVIEW[9]、Multisim[10]等。现代控制理论课程中的数学模型所针对的实际对象可以通过仿真软件来模拟，如电路、水箱等，尤其针对复杂自动化工程问题，仿真实验可以加强学生对控制理论的掌握，加深对控制理论的理解，同时增强学生的学习兴趣，如四旋翼无人直升机、倒立摆控制系统、球杆控制系统等[7]。然而，大多数本科生对这些仿真软件比较陌生，很难对控制理论问题进行仿真研究，尤其无法对复杂工程问题进行仿真研究。
4 教学改革措施与途径
由于现代控制理论课程存在对数学基础要求高，理论性偏强，课程安排滞后数学基础课程，缺乏工程实践验证等问题，教与学的过程中都存在问题，尤其在学生学习过程中存在数学推导枯燥无味、缺乏工程背景、所学知识难以理解等问题。由于是自动化相关专业的本科培养计划的必修课程，现代控制理论的教学改革研究引起众多高校教师的关注[4-7]。结合多年从事现代控制理论教学工作的经验，笔者从自身实践出发，参考工程教育认证中的毕业要求，提出相应的课程教学改革研究的思路与想法。
注重理论思维，简化理论推导，选取典型示例 教材是学生学习的主要参考，现代控制理论课程的教材和教学内容的适当选择对教学效果有至关重要的影响。在教学内容的选取方面应该做到：强调控制思想的逻辑贯通，弱化数学公式的推演，演示丰富有趣的实际示例，从而激发学生的学习兴趣。针对数学模型，选择示例演示也要根据具体内容进行安排、难易适中，实际教学中可以采用学生易接触和易掌握的示例，如RLC电路、质点运动等。
呼应经典控制，切合工程实践，解决复杂工程问题 现代控制理论是基于线性代数与矩阵论的专业基础课程，旨在增强学生的控制理论基础，加强和提升学生的控制思想和控制方法。教师在教学过程中应该将现代控制理论联系经典控制理论，不时将两者进行对比、对照（如数学模型、运动轨迹、稳定性、控制器设计等），从而使学生对现代控制理论基本概念的理解得以加强。此外，任课教师须从工程应用角度来提出现代控制的重要概念，如能控性、能观性、稳定性等，增强学生对理论概念的理解和激发学生的学习热情。针对现代控制理论教学内容，再结合教师自身的科研与学术经验，应安排一定的课时来着重阐述如何利用现代控制理论来解决复杂工程问题，如四旋翼飞机的控制器设计问题、复杂过程控制系统的分析与控制器设计等。
课内课外综合教学 借助于多媒体技术的快速发展，教学方法和手段也得到不断改进，但如何采用适当的教学方法与手段来活跃课堂气氛，进而达到比较好的教学效果，仍然需要进一步探讨。获得良好教学效果的首要前提：授课者必须明确教学大纲，深刻理解与掌握教学内容，备课充分。同时，课堂教学中除了演示文稿或抄写板书，必须注重教学方法的改进，结合多种教学方法来活跃课堂气氛，从而激发学生的学习兴趣：针对教学内容，设计构造性问题来激发学生思考、讨论和回答，通过互动交流来活跃课堂气氛；随着计算机与通信等技术的发展，多媒体教学多姿多彩，不再是单一的播放幻灯片，动画、音响和录像等其他多媒体形式也得到广泛应用，尤其在复杂工程问题的引入与讲解过程中更具有生动性和真实性，多样的教学内容来吸引学生的关注和学习兴趣；为加强现代控制理论课程的掌握，教师需要学生在课后进行习题演练，利用现有的一些课后作业辅导APP，及时与学生进行辅导交流，学生能够实时与教师交流，增强学习兴趣和学习效果。
虚拟实验教学改进 现代控制理论的教学目标除了要求学生学习与掌握理论知识，还要求学生能够应用控制系统的设计方法解决实际问题，为本科毕业设计（论文）和研究生阶段学习打下坚实基础，因此，现代控制理论教学需配备相应的实验（或虚拟实验）教学。现代控制理论主要考察多变量系统，为了增强学习效果，可以通过仿真软件对多变量系统进行仿真实验，应用相对比较广泛的软件有MATLAB、LabVIEW、Multisim等仿真软件。运用MATLAB和LabVIEW软件所包含的控制工具箱和库函数，可以简单快捷地设计控制器，并应用到系统数学模型或实际模型的控制中，更能直接体会与感受控制器的性能特点与控制效果。使用LabVIEW软件可以设计前面板，模拟实际对象，更具有可观赏性；使用Multisim软件可以设计复杂电路，模拟真实电路，观察电流、电压变化情况，对系统的分析与综合更具有直观性，加强学生对所学内容的理解。同时，MATLAB软件的M语言和LabVIEW软件的G语言的程序编写控制算法程序可以加深学生对工程实践中控制算法的实质与具体实现的理解。由于课时的局限性，大部分院校都没有开设实验课程，但可以通过教师展示实验流程和提供实验方案，安排学生课后完成相应实验内容。
5 结语
针对《工程教育认证标准》中毕业要求强调的复杂工程问题的分析与解决，笔者结合现代控制理论课程的教学特点和目标，根据自身教学经验分析教学过程中的关键问题，给出相应的教学改革策略。根据本文的教学改革方案，对现代控制理论课程进行教学实践，并从教学过程中不断总结与分析，使得学生掌握现代控制理论的理论知识与设计应用，增强复杂工程问题的解决能力。
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关键词： 线性系统 实践教学 理论教学 实际操作
1.引言
“线性系统理论”是控制科学与工程专业、机电类专业以及其他研究生专业的一门非常重要的专业课程。在控制系统理论的研究领域中，线性系统是研究的主要对象，而在此基础上形成的线性系统理论是现代控制理论中最基本、最重要也最成熟的一个分支，所涉及的内容包括生产过程控制、信息处理、通信系统、网络系统等多个方面。线性系统理论所涉及的概念、方法、原理和结论对于系统和控制理论的许多学科分支，如最优控制、随机控制、非线性控制、系统辨识、信号处理、故障检测和滤波等都具有十分重要的作用[1]，[2]。作为控制工程与控制科学方向研究生从事科研的一门基础课程，开设“线性系统理论”课程的目的就是培养其运用所学到的专业基础知识，包括控制理论，机电课程，电子技术等，以解决实际问题[3]，[4]。该课程的开设，不仅可以帮助他们开展科研工作，还对他们今后从事本专业工作奠定了很好的基础。
“线性系统理论”课程在国内许多控制学科的研究生专业都有开设，无论在教学内容、教学方法和手段、学生实践等方面都各有所长，有许多值得我们学习，也为我们进行教学提供了参考依据。安徽大学电气工程与自动化学院，现设有控制理论与控制工程，检测技术与自动化转置以及模式识别和智能系统等硕士研究生专业。自开展“线性系统理论”课程以来，一直得到学生们的支持。实际上，很多院校“线性系统理论”教学都会存在或多或少的问题，主要有：1.1忽视了实验教学环节，理论课程远远多于实践课程，导致理论与实践脱节；1.2教学内容相对简单，实验课时非常少，导致学生做科研时，不能学以致用。研究生教育作为我国教育结构中最高层次的教育，肩负着为现代化建设培养高素质、高层次人才的重任。研究生的教育主要包含课程学习和学位论文研究两个重要阶段，其实就是学和做两个层面。所以，我们在对研究生学习能力、创新精神的培养同时，也必须对他们的课程学习阶段予以同等重视。因此，我们在教学过程中，需要结合线性系统理论课程的特点，有意识、有目的、针对性地把系统控制理论中的研究方法贯穿于教学中。
本文拟从理论教学和实践教学两个方面，有针对性地对线性系统理论的教学工作进行课程教改探讨，以增强教学的效果。以期对研究生进行学习、研究问题方法的培养和熏陶。并加强实践教学，提高学生理论和实际操作的能力，更好地为研究生的科研工作服务。
2.理论教学的改革分析
2.1形成完整的理论教学体系。
实际上，“线性系统理论”可以看成本科课程“自动控制原理”、“现代控制理论”和“控制系统仿真”等课程的延伸。那么，怎么样将这些本科课程进行整合，并结合各个具体研究生专业，有机地处理好各课程之间的关系，是亟待解决问题。因此，在进行本课程教学时，需要结合不同专业，加入能反映或联系学科的新思想、新概念和新成果，构建并完善由经典控制理论与线性系统理论基础为主组成的控制理论课程体系，为相应的研究生研究专业和方向服务。同时，要避免与本科课程的重复，增设相关研究方向的内容、完善课程体系，以适应了学科发展需要，更有利于研究生人才的培养。以下分别从课程研究方法和教学方法两个方面进行阐述。
2.1.1课程研究方法分析。
线性系统理论着重于研究线性系统状态的运动规律和改变这种运动规律的可能性和方法，以建立和揭示系统结构、参数、行为和性能间的确定和定量的关系，即研究系统的分析和综合问题。由于线性系统的数学模型主要包括时间域模型和频率域模型，所以综合线性系统的发展过程（主要包括经典线性理论和现代线性理论两个过程），主要的研究方法包括状态空间法、几何理论法、代数理论法和多变量频域法四个方面。
状态空间法是线性系统理论形成最早和影响最广泛的一个分支，分析的对象是系统的状态方程和输出方程，属于时间域方法，主要的数学基础是线性代数和矩阵理论。几何理论法就是将对线性系统的研究转化为状态空间中的几何问题，并采用几何语言对系统进行描述，分析和综合，其数学工具是以几何形式表述的线性代数。代数理论法即采用抽象代数工具表征和研究线性系统，该方法起源于卡尔曼，并在模论方法的影响下，形成了相应的线性系统代数理论。而多变量频域法，其实质是以状态空间为基础，采用频率域的系统描述和计算方法，分析和综合线性时不变系统，主要包括简单的频率域方法和多项式矩阵方法。相比较状态空间法而言，多变量频域法物理直观性强，便于综合和调整。
2.1.2教学方法。
从线性系统理论和研究方法可知，其研究基础以线性代数和微分方程为主要数学工具，并以状态空间法为基础来分析与设计控制系统，内容比较抽象，涉及的研究方法很多。因为，为突出问题的背景和增强说服力，我们在教学过程中增加工程实际系统范例，并通过对实际系统的讲解给出抽象的定义，使得抽象的理论概念与实际系统相结合。这样，可以让学生在学习理论知识的同时，做到理论与实践相结合，适应专业发展需要。我们的课程教学团队在授课过程中，将倒立摆、双容水箱、机械手和电力系统等复杂的控制系统作为例子始终贯串在整个教学过程中，并在各个章节的教学中加以深化。采用机理建模方法建立这些复杂系统的数学模型，并通过线性化分析方法建立系统的状态控制表达式，并根据各个章节的教学内容分析研究，主要包括判别能控性和能观测性；判别系统的稳定性；设计出状态反馈控制器和观测器，进行极点配置分析；设计镇定控制器和二次型优化控制器，进行优化控制等等。通过各个章节循序渐进的学习，以达到理论和实际的结合。不仅有助于将实际系统贯彻到理论学习中，也有助于学生对抽象理论知识的理解和学习，得到了学生的普遍欢迎。
3.实践教学的改革分析
3.1多媒体教学和仿真实验工具结合。
我们的课程教学团队在授课过程中，主要结合多媒体技术、板书推导和教师讲解三个方面进行教学。很多画图和表格可以通过使用多媒体课件来展示，这样既减少板书量，又增加了教师课堂讲解的时间，提高了课堂教学效率。对一些重要的公式推导和理论证明，通过板书书写，可以让学生跟着老师的思路，加强学习。而且，我们可以利用多媒体技术在课堂上借助Matlab/Simulink[5]、VRML、CACSD和CAI等仿真平台，适当地插入有仿真工具编程实现一个实际系统的数学模型的表示、能控性能观性和稳定性分析，以及状态反馈实现极点控制等。其实通过这些仿真工具的课堂教学引入，不仅可以很方便地求解高阶系统的状态转移阵、特征值和特征向量等，还可以借助仿真教学辅助方式，使学生从实际的程序分析和图形描述中更形象地理解和掌握现代控制理论分析系统的方法，从而激发他们的学习兴趣。很多学生表示，通过多媒体技术、板书推导和教师讲解三个方面的教学，并结合实验仿真的动态演示，极大地激发了他们的学习热情和兴趣。
3.2网络资源学习和数据库资源利用。
为了学生更好地消化和吸收课堂内容，我们的课程教学团队拟建立相应的教学网站，学生通过教学网站获取学习资料，包括课程课件，教学教案，习题答案和实验指导等，还可能通过网络工具和教师进行在线交流和讨论。通过这种网上学习和交流，可以进一步巩固学习，加大学习空间。同时，作为研究生，必须会使用数据库资源进行科研学习。对此，我们通过课程论文写作环节的训练，使得学生掌握了利用网络电子资源，如中国知网、万方数据库、Springer、Elsevier、IEEE/IEE和ISI等数据库进行检索文献的方法。虽然加大了本课程学习的难度，但是为攻读学位期间顺利发表核心期刊论文奠定了基础，受到了学生的一致好评。
3.3教学实验和教学实践。
根据课程的安排，我们课程教学团队的教学实验主要包括基础性实验和设计性实验。其中，基础性实验主要是通过Matlab/Simulink等仿真平台的应用，研究线性系统的动力学分析，系统的能控制和能观测性分析、稳定性分析、极点配置和观测器设计等。综合性研究性实验包括直线倒立摆的控制实验。对于设计性实验，让学生自己提出实验方案，并选择合适的控制方法，自己动手设计实验程序，并进行实验结果测试验证，主要包括直线倒立摆的控制，双容水箱的控制和机械手臂的运动轨迹优化设计等。
在加强学生基本工程实践能力培养的同时，鼓励学生走出课堂，到专业实验室、校企共建实验实习基地和校外工厂的自动化生产线参观学习，了解所从事专业的特点，明确科学研究生产实践与所学课程的关系，开阔视野，提高学习兴趣，并增强学习意识。
4.结语
本文针对线性控制理论课程的特点，并结合我们的教学团队，提出了本课程在理论教学和实践教学中的一些改革举措，并通过本校的实际情况进行了分析说明。从目前的情况而言，不少学生反映效果很好。课程教改是一个需要不断完善的过程，永无止境。我们需要在教学过程中，不断地加快教学改革，改进教学方法，提高教学质量，为国家培养更多的优秀的研究生人才。
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论文摘 要: 概括说明机械电子控制产业发展的情况,重点介绍计算机技术在机械电子控制产业领域以及工业生产制造和人们日常生活中的广泛应用。
0 引言
现代科学技术的发展极大地推动了机械工业领域的变革,同时给相关生产产业带来了巨大的影响,提高了生产水平和技术。随着各种技术之间相融合的发展,以计算机电子技术、机械技术为核心的机电控制领域将给工业及科研等领域带来更多的实际应用。
1 计算机技术与机电控制技术的发展概况
1.1 计算机控制理论的形成与技术的发展
忽略数字信号的量化效应,可以将计算机控制系统看成采样控制系统,在这一系统中,将其中连续的环节离散化,则整个系统又可看成由不同的离散系统构成。计算机控制理论的发展主要是将采样理论、差分方程、变换理论、状态空间理论和系统辨识自适应控制等理论综合应用到控制技术中,使计算机控制系统有了初步发展。对于结构复杂、时变的非线性系统,控制系统则融入了鲁棒控制、模糊控制、预测控制等多种新型理论,逐步形成了工业过程控制系统的一个新方向。
自世界第一台电子计算机问世后,计算机首先被用来自动检测化工生产过程的过程参量并进行相关的数据处理,同时也研究了计算机的开环控制。到二十世纪六十年代,出现了用于过程控制的计算机,实现了直接数字控制。后经集中式计算机控制系统发展到现在的以微处理器为核心的分层式控制系统控制,通过计算机对生产过程进行集中监视、操作和管理控制等。伴随着计算机处理器等技术的发展,计算机控制技术也随之发生相应的变革,最终应用到工业生产中并对其产生巨大影响。
1.2 机械和电子控制技术的发展和现状
在生产、科研等诸多领域里,有大量的物理量需要按某种变化规律进行控制。在二十世纪三十年代之前,工业生产多处于手工操作的状态。最初采用基地式仪表控制压力温度等在一恒定范围内,初步有了对工业生产的机械控制实践。随着电子技术的迅速发展和计算机控制系统的出现,直接实现了工业生产中各参量和过程的数字控制。计算机的微型化使控制技术更加智能化,同时将机械、电子、计算机技术和控制技术有机结合的机电一体化技术也得到迅猛发展,且越来越被广泛的应用到各生产领域。目前主要形成并应用的机电控制技术主要有PID控制,PID是经典控制理论的代表,它吸收了智能控制思想并利用计算机的优势,形成了自适应PID和非线性PID等更利于控制的变种PID控制器。另外还有模糊控制(FLC)、变结构控制等,均随着计算机领域的发展在不断地拓宽。
2 机电一体化的发展及在工业上的广泛应用
2.1 机电一体化的简介和生产应用
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及计算机软件系统集合起来所构成的系统总称,综合运用机械技术、微电子技术、计算机技术、电力电子技术等对各生产领域的控制过程进行监督操作。它主要应用领域有数控机床,通过相应的数控技术,在工业操作上结构、功能、操作精度上都有明显的提高。采用多CPU和多主线的体系结构,丰富了数控功能,也提高了生产效率。
柔性制造系统的应用是计算机技术和制造系统在机电控制工业的应用,是计算机化的制造系统。它主要由计算机、数控机床、自动化仓库等组成。在工业上,它可以随机地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,更适用于多品种,小批量等的离散零件的批量生产。
交流传动技术的发展也是随着电子技术和计算机技术的发展在工业上有了重要的应用,尤其是在钢铁工业中,使复杂的矢量控制技术得以实现,无论是大容量电机还是小容量电机现均可使同步电机或者异步电机实现可逆滑调速。也使交流传动系统在轧钢生产中得到广泛的应用。
可编程控制器(PLC)是集计算机技术和自动控制化技术于一体的新型控制系统。这一系统解决了工业控制系统中大量开关控制的问题,逐渐取代了耗能多、故障率高的继电器控制系统。随着PLC技术的进步,其应用领域更是不断扩大,可采集存储数据,还可对控制系统进行监控。PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。这种过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。此外,随着工厂网络自动化的发展,PLC可实现通信及联网功能,更有助于工业生产的控制过程的监控。如今,PLC技术已经被广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保以及文化娱乐等各行各业。
2.2 计算机在机械和电子控制产业的应用实例
计算机技术和机械电子控制技术一体化的有机结合,不断使相关的新技术应用到更多的领域中去,这些应用到的领域已经不再局限于工业的生产,更多技术是切身关系到我们日常的工作和生活。下面举几个具体实例来介绍计算机技术和机电控制相结合的实际应用。
PLC实现了机械手移动工件的控制过程。随着世界经济和技术的发展,人类活动的范围不断扩大,机器人的应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展,并从制造领域转向非制造领域,各种各样的机器人产品随之出现。随着机器人的生产和大量应用,很多领域,许多单一、重复的机械工作由机器人(也称机械手)来完成。工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作机,广泛采用工业机器人,不仅可提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善 劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本有重要意义。与计算机及网络技术相结合应用的工业机器人的广泛使用正在日益改变着人类的生产和生活方式。
农业方面,机械作业过程中驾驶室内的仪表盘正迅速由电子监视仪表取代并逐步由单一参数显示方式向智能化信息显示终端过渡,以此来改善人机交互界面。这种智能化显示终端又被称为虚拟化仪器显示终端(Virtual Display Terminal),它代表了当代仪器与控制装置发展的主流方向。它可通过屏幕任意选择显示机组中不同部分的终端信息,在屏幕上按操作者的需求,调用数据库信息,显示数据、图形、语音等多媒体信息。另外,还可以将数据信息动态存入类似信用卡尺寸大小的高密度智能化数据存储卡,将农业作业过程的数据信息通过智能卡带回办公室,由计算机应用高级软件进行处理。也可以将管理者的决策和操作指令通过智能卡传送到拖拉机上的智能控制终端,实现自动控制农机的操作。
PLC在自动售货机中的应用。自动售货机通过顾客选择商品开关,投入的硬币值由PLC驱动数码管显示,经过光传感器识别,通过判断,进行下一步操作,经过PLC的系统控制和信号输出完成售卖过程。计算机技术和机电自动控制在自动售货机中的这项应用极大方便了人们的生活,也使PLC的应用更加广泛。
交通信号灯系统也是微机软件应用到电子控制系统中的典型实例。通过主要应用PLC技术控制十字路口的信号灯动作。准确无误的完成信号灯的变灯动作来控制时间,这项应用更是极大方便了人们日常生活工作的出行。
电脑横机中计算机技术的应用给机械编织行业带来了巨大的变革。现在的电脑横机是一种涉及到计算机、机械、电子、控制等诸多领域的复杂系统。电脑横机的编织是一个极其复杂的过程,最初的横机是手动横机,只能胜任比较简单的编织过程。随着计算机技术应用到电脑横机中,通过电脑的自动控制,设计人员可对编织花型进行数字化设计,通过计算机数字直接控制机械的退圈、垫沙、脱圈、弯沙等相应的机械编织动作,由计算机指令控制系统完成整个设计的编织,极大地提高了工业生产效率。
与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势。
3 总结
在机械生产领域,电子技术和计算机技术的融入发展,机电一体化的形成是机械工业中的重要变革。通过不断发展的计算机技术,使机电一体化相关的技术在诸多领域中得到了广泛的应用。
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关键词：测控技术；温度；智能测控系统
引言
物体的许多物理现象和化学性质都与温度有关，温度是工农业生产、科学实验研究以及日常生活中需要普遍进行测量和控制的一个非常重要的物理量，如：在冶金、石油化工、机械、电力等工业生产中的温度控制；在蔬果大棚、温室花房、粮仓等农业生产中的温度测控；高等院校实验室微机测控系统中将温度作为被测参数，供学生做综合实验、实训或课程设计等。温度控制对于小到人民的日常生活、大到钢铁等大型工业生产工程都具有广阔的应用前景。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件，所以对温度进行控制是非常必要且有意义的。
1. 现代测控技术的特点
1.1 网络化
Internet 为代表的计算机信息网络的快速发展和技术的逐渐完善，突破了地域和事件上的限制，使现代测控技术得到很大的进步。现代测控技术具有网络化的特点，测控技术与网络技术的结合，使组建网络化、分布式的测控系统变得十分方便快捷。随着现代网络信息技术的迅猛发展及许多相关技术的不断完善，网络信息系统的规模得到越来越快的壮大。现代测控技术的广泛应用，使得国防、通信、气象和航空航天等领域也得到广泛、有效的运用。
1.2 智能化
现代测控系统中所应用的设备都是智能化的，具有方便灵活、快捷、功能多样等特点，使得现代测控技术得到很大的提高。随着人工智能技术的不断引进和发展以及微电子技术的发展，智能化的仪器设备越来越高科化，其计算方法和计算能力都得到很大的加强和提高。
1.3 数字化
数字化的测控特点在现代测控技术中起着非常重要的作用。数字化在测控领域中的主要应用体现在多个方面：传感器的数字化控制，控制器到远程终端设备的数字化控制，信号处理、通信等过程的数字化控制等。
1.4 分布式化
现代测控技术设备可以分布设在多个地方，可以有效地检测出最符合和最需要仪器设备的地方。分布式化测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础的， 采用将系统内所使用设备分布式地连接起来，组合成为最符合要求的分布式测系统。在仪器设备生产过程的控制过程中，分布式的测控系统可以实现测量―控制―管理的全自动化，能够在很大程度上降低测控成本，提高测控效率。分布式测试系统有许多优点：安全可靠，某一部分出现故障不会影响其他部分系统的正常运作；可以不断开发增加新的功能模板或者是新的接口，加强系统功能；采用并行处理，运行速度相当快速；使用方式灵活，可以单模块系统，也可以多模块系统组网等。
2. 温度测控系统控制方案
温度测控系统常用的控制方案有以下三类经典控制方案、基于现代控制理论的设计方案和智能控制方案。
2.1经典控制方案
经典控制方案采用常规气动、液动和电动仪表，对生产过程中的温度、流量、压力和液位等进行控制，控制系统以单回路结构、PID 策略为主，同时针对不同的对象和要求，设计了一些专门的控制算法，如根轨迹法、模型跟踪法、达林算法和 Smith预估器算法等。经典控制方案能较好地解决生产过程中单输入单输出的问题，主要用于线性定常系统，是目前工业过程控制领域中占统治地位的一种控制方案。
2.2基于现代控制理论的设计方案
现代控制理论以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础来分析和设计控制系统。此类设计方案主要有：最优控制、系统辨识、自校正控制等。这类设计方案适用范围广，适合于多输入多输出系统、某些非线性时变系统和一些具有随机扰动的系统。该方法优点是理论严谨，控制品质较好。缺点是需要知道被控对象确定的数学模型，对于许多结构复杂，随机干扰因素多而不易获取对象模型的系统，此方法的使用受到限制。
2.3智能控制方案
智能控制方案无需人的干预就能够针对控制对象的状态自动地调节控制规律以实现控制目标。智能控制避开了建立精确的数学模型和用常规控制理论进行定量计算与分析的困难性，是一种无模型控制方案，具有判断决策、信息处理、非线性、自寻优、变结构等特点及能力，适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定性和不存在已知算法的生产过程。
总结
现代测控技术是现代工业技术中的重要支柱，现代测控技术的迅猛发展可以为整个社会技术的进步和产业的升级起到改造和推动提升的巨大作用，越来越多的创新、高科技测控自动化的成果得到广泛应用。现代测控技术的未来发展将朝着智能化、标准化、系统化及系统功能的综合性等趋势发展，并更加标准化、开放化和全球化推动技术水平的提高。随着对生产效率的要求不断提高，对温度检测的要求也越来越高，融合现代检测技术和控制理论的智能检测是当今温度检测的一大趋势，研究和开发适用场合多样化、测温对象多样化、检测设备数字化以及检测元件新型化的测温仪表是国内外测温仪表研究的重点。
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作者简介：
论文关键词：自考机械过程控制基础，教学
《机械工程控制基础》课程，是全国高等教育自学考试机电一体化工程专业（独立本科）必考的一门专业基础课。并且是一门重要专业基础课。工程控制论实质上是研究工程技术中广义系统的动力学问题[1]。机械工程控制基础课程的主要内容就是根据控制论的理论基础，研究机械工程技术中广义系统的动力学问题。
本课程的主要目的在于培养学生以动态、整体、联系的观点研究分析一个机械工程系统，运用控制论中的基本概念和方法，解决机械工程领域中有关自动控制及系统动力学方面的问题。其特点是从信息的传递、转换和反馈角度来分析系统的动态行为；为采用控制的观点和思想方法解决生产过程中存在的问题以及为了使系统按预定的规律运动，达到预定的技术指标，实现最佳控制打下基础；并且也可以为后续的机械类相关课程的学习打下一定的理论基础[2]。
机械工程控制基础研究的问题带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义，该课程的开设对培养学生运用控制原理的基本方法教育教学论文，提高分析和解决各种工程问题的能力奠定扎实的理论基础。为后续专业课学习和今后从事控制工程实践奠定基础。
本课程要求考生掌握经典控制理论的基本概念，基本原理和基本方法。在牢固掌握控制理论基本概念和典型自动控制系统的特点的基础上，具备对简单机电系统进行分析的能力，深刻理解并熟练掌握典型系统（特别是一阶系统）的时域和频域特性；能判别系统的稳定性；了解系统辨识的基本原理及相应的方法怎么写论文。
但是，由于该课程比较抽象，学生的学习热情不高，学习效果也不理想，甚至产生厌学的情绪。本文针对自考生的这种现象，提出了与普通本科教学不同的教学方法和教学手段。针对非自学型自考学生，从教师的讲解思路和方法出发，结合本课程的特点，浅谈笔者的教学体会，以供同行商榷。
1、了解学生学习现状
自考学生普遍是，在高中时期学习相对较差，但是，又具有想学会心态。因此，这是最大的一个矛盾，本身的基础薄弱，又想学会教育教学论文，通过考试。这就需要教师的辛勤付出去帮助学生解决这一矛盾。
本门课程要求以物理，电工学，高等数学为基础，这些前期课程，学生本身可能就没有学精通，所以，学习气机械工程控制基础就会更难。作为授课教师，一定要充分了解学生学不会，是什么原因造成的。当了解的现状后，就应该吧学生不会的内容再给补充上。当然这里也存在一个课时的问题，不可能把前期的课程全部都再教一遍，能做到的只是，当本门课程用到哪部分内容后，就把那一部分内容补充上，绝不可能通篇全讲。
例如：在第二章讲授拉普拉斯变换时，就必须把高等数学中积分和求导的基本公式补充上，不然学生就会因为积分求导不会，而导致拉普拉斯变换学不会。
例如：在讲第三章系统的数学模型时，就必须把物理的受力分析教育教学论文，牛顿定律等补充上。这样学生才可以分析一个机械系统的受力，才可以建立微分方程。在这一章的内容中还要补充上基尔霍夫电压定律，电流定律，不然学生就很难建立电网络系统的微分方程。
在补充上述的内容时，主要是要注重对这些基础理论如何应用。可以通过多讲例题，讲简单的例题，来使得学生能会用这些基础理论。
2、树立学生学习信心
改变学生对机械工程控制基础的厌学心理，解除对这门课产生恐惧的精神压力，营造出一种比较轻松愉快的心理环境；还应该排除心理障碍，尽快的熟悉本门课程中处理问题的方法，转变学习观念。
学生在学习时，刚刚开始学，就会觉得不会，因为，开始部分就是拉普拉斯变换。但是，这一章必须要让学生学会！这是磨刀不费砍材功。这里当然要用到较多的高数知识，用什么就补什么，这里即使用的课时较多，也必须学会怎么写论文。一方面这是整个课程的数学基础教育教学论文，另一方面如果开始学生就没学会，那么就会导致学生放弃这门课。可以通过一些简单的练习，让学生感觉自己会做题，在心理上，学生就会慢慢的建立起信心来。在这样的一个基础上，学生才可以不恐惧，也就不放弃了。教师讲课的过程中常常通过一些暗示给学生，这门课简单，易学会，易通过。这对于学生树立学会的信心和通过的信心，是很有帮助的。
每年都会有一部分考生在听课过程中或听完全课程后，进入复习阶段时感到心中没底，加之时间紧，就放弃了，很可惜。所以，进入复习阶段，教师更应多给学生鼓鼓劲，让学生树立“我能行” 的信心。树立考试成功的信心，不打 “退堂鼓”。
3、提高学生应试能力
一般这个阶段要放在全课程学完之后教育教学论文，提高学生应试能力是至关重要的，也是提分最快的方法。
首先，要掌握考试重点，不能通篇用劲。在全面阅读教材的基础上，掌握重点章节内容，着重掌握系统传递函数、方块图、误差分析、时域分析、频域分析、稳定性判别。从知识点分布来看，本课程试题覆盖了教材七章的全部内容。单选题覆盖面最广，基本上每章都能涉及。填空题覆盖面广，覆盖了教材的七章内容，主要是考查学生掌握基本概念的能力，也有少部分是计算的。简答题考查学生掌握基本概念，最近几年的简答题多数都是概述、识记基本概念。计算题分布很广，主要是考查学生的综合应用能力。从整体来看，教材七章内容知识点分布不均匀，重点章节主要是第3章，第4章，第5章，第6章。而第1章、第2章和第7章是知识点考查较少的章节。
其次，全面分析历年考题教育教学论文，了解考试中的题型规范，试题难度，学生在学习的过程中要熟练掌握各种典型的例题。熟练掌握出现在历年考题中典型题型的解题思路，并多次练习，历年考题可以反复练习多次怎么写论文。
例如：劳斯稳定判据的题目，一部分题目为直接运用劳斯判据来判断稳定性，还有一部分题目为，求取系统中某参数的稳定范围。但是这类题目，只要多做练习，学生基本都可以掌握。
最后，学生在应试中总是存在一些问题。因此，要求学生要做到：1.排除一切思想杂念，一心一意答题。2.拿到试卷后，迅速浏览试卷。同时要快速浏览考题和相应的分值，按难易程度确定做题的顺序，首先做最熟悉的题目和内容；主观题中如有得心应手题，应先做，然后再按顺序答题，遇到一时难答的题果断跳过教育教学论文，答后面的题，以防在某道题上耽搁时间，影响后面的答题。3.答完卷后别忘记重新考虑最初没确定答案的那些题，另外要至少全部检查一遍看有没有因疏忽而出错的地方。4.不要盲目提前交卷，在确保没有漏题的情况下经过两遍检查方可交卷。
4、激发学生学习潜能
学完本课程后，进入复习阶段，一般说来至少要留出一个月的总复习时间。在总复习期间，教师给学生鼓劲，教给学生复习方法，把学生的学习潜能最大限度的挖掘出来。要提醒学生注意：1.制定详细的复习计划，按部就班地复习，提高效率。在复习时更应注意经常翻阅和回忆教材摘要认真领会，揣摩并加以熟练掌握。
参考文献
[1]杨叔子，机械工程控制基础（第五版），武汉：华中科技大学出版社，2005.2。
[2]陈康宁，机械工程控制基础（1999年版），西安，西安交通大学出版社，2008.218。
关键词：运动控制；课程群；教学方法：评价体系
作者简介：陈岚萍（1974-），女，四川内江人，常州大学信息科学与工程学院，副教授；马正华（1962-），男，江苏昆山人，常州大学信息科学与工程学院，教授。（江苏 常州 213164）
基金项目：本文系江苏省科技计划立项项目（项目编号：BY2011125）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0112-01
“课程群”是指针对某类专业人才培养，课程体系中具有某种性质或担负类似功能几门课程的小集群，将这些具有相关性的课程组合在一起进行整合优化，删除重复过时内容，增加适应社会发展可提高素质培养的新内容，以提高教学效率，实现课程建设的规模效益。为了实现课程体系结构的优化，需要制定结构优化的目标体系，建立综合评价的数学模型，从多个备选方案的相互比较中做出科学抉择。
一、 课程群的特色与教学目标
课程群建设是基于系统角度，根据学科发展和人才培养的规律进行建设的，有了课程群的概念，就可以按“课程体系课程群主干课程”递阶控制的方式，分三个层次来组织并优化运动控制专业的课程体系。传统的运动控制专业课程设置缺乏对运动控制理论与现代信息技术关系的系统性研究，在调整及规划新的专业课程体系时，采取如下策略：一是对需要保留的原有课程，从新的要求出发进行课程交叉，内容重组，体现学科的继承性；二是加强系统科学、可持续发展等新兴课程，体现运动控制学科发展的新动向；三是重视能力培养和素质提高，加强实践、实习课的教学。
课程体系改革的核心问题是优化课程体系的内部结构，以培养运动控制专业学生实际应用能力为根本，就需要有针对性、循序渐进地围绕运动控制专业课程群的相关课程进行实践教学改革研究。
专业的课程体系应是一个开放性的知识技术系统，以往的课程体系规划多具有盲目性，各门课程之间彼此孤立，缺乏有效联系，独立性、创新性的实践环节偏少，由于对科学技术发展缺乏深入分析，致使教学内容陈旧，对社会经济需求了解不够，造成教学内容与社会需求脱节，培养的学生不适合社会需要。
二、课程群教学体系改革与优化
课程体系的改革及优化是一项复杂的系统工程，需要分析课程体系内部的结构，即专业基础课、专业理论课、专业技能课或课程群之间的相互关系，科学组织各课程的教学内容及学时分配。在此基础上建立与社会需求、科技发展相适应的，功能最优、结构合理、内容完整的课程体系。
一是将MATIAB语言融合到后续的专业课程“控制系统仿真”、“自动控制原理”和“运动控制课程设计”中，不再单独开课，结合专业课讲，学生能学以致用。因为MATLAB语言是一个高效的数学分析与运算软件，可用作动态系统的建模与仿真，且能非常简易、形象地验证自动控制理论和控制系统设计，便于学生对深奥的控制理论的学习与掌握。
二是将运动控制课程群的三门核心课程“电机与拖动”、“DSP电机控制”以及“运动控制”进行无缝衔接，将知识整合，专业课程设计中要求学生开发一个实际的电机运动控制系统，既包括硬件电路设计，又含有DSP的软件编程工作，可反映学生使用MATLAB以及电路设计软件PROTEI的熟练程度以及灵活运用能力，提高学生分析以及解决问题的能力。
三是将“现代控制理论”中的离散部分及“信号与系统”转移到后续的“计算机控制技术”课中，既压缩了枯燥难懂的理论部分，又利于通过相对容易的编程学习来掌握现代控制方法及信号分析。
四是为了提高学生的科研兴趣、增强科研能力，取消应用性较强的“微机原理与应用”、“计算机控制技术”、“PLC与电气控制”等课程传统的期末考试，取而代之的是课程设计，将学生分成3～5人一组，每组给予不同的设计题目，让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论，在教师指导下完成项目，同时撰写科研报告，并通过分组答辩评定成绩。
三、课程群教学改革与研究
课程群体系由“专业型向综合性转变”，形成工程导向的一体化课程体系。围绕工程素质、工程科学、工程实践一体化设计专业课程体系，促进课程之间的相互联系和相互支持，从原先相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程和工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系。在课程体系中加大工程实践课程比例，强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。课程群体系的构建考虑“服务地方行业的产业结构全面转型升级”对工程人才的需求。
面向实际应用制定教学计划，以本专业教学大纲和教学标准为基础进行合乎实际的课程教学大纲修订。根据重点引导学生关注工程问题、重点培养学生实践能力的教学思想，探索和研究适应本专业培养要求的教学方法、考核方法改革。
1.探究性教学方法
在专业基础课、实验课中重点探索研究性教学方法改革，
如：PLC与电气控制，将教师的研究成果和研究思维融入教学，通过课题研究带动教学，培养学生探究精神、科学思维方法，为大学生到企业接受实践教育打好基础。
2.项目式教学方法
运动控制专业方向设置贯穿四年的工程实践项目，使学生系统得到构思、设计、实现、运作的整体训练。借助校内外的学科竞赛和创新创业活动，如：全国、江苏省的机器人大赛、智能小车大赛及仿真大赛，使学生在创新能力方面得到有效锻炼，参与教师科研和企业工程师团队的工程问题处理，结合科研项目、企业实际问题、创新创业项目完成毕业设计。
3.改变考核评价方式
在考核评价方面，改变重理论考试、轻实践环节考核的考核方式，专业根据培养目标提出新的能力要求，提高对工程实践能力的要求，加大平时成绩所占比例，增加小测验、小论文、报告、讲演等环节，从考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变，引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变，增强学生学习主动性，提高学生学习能力、研究能力和工程实践能力。
四、课程群结构优化的指标及评价体系
课程群是一个由众多课程组成的知识、技术系统，通过专家咨询、层次分析、综合评价方法是进行这类系统研制优化的可行方法。本着此原则，对运动控制专业所应开设的专业课程以及各课程重要性进行调查咨询，然后采用系统方法确定各课程的权重。课程群结构优化评价的指标体系是一个多层次、多目标的指标体系，进行权重分配时，由于各指标之间是不等权的，每类目标又包括2-4个评价准则。权重分配考虑科学性，可采用层次分析法计算得出，同时咨询专家意见，通过这两种方法比较来确定。依据以下权重分配原则计算运动控制课程群的各专业课程权重系数，为课程群体系优化及学时分配提供理论支持。
（1）强化基础，权重系数0.15，包括三方面：基础知识的完整性0.4，基础理论的完整性0.4，基础技能的完整性0.2。
（2）加强技能，权重系数0.2，包括三方面：信息技术应用技能0.4，系统控制方案设计技能 0.4，检测数据分析技能0.2。
（3）结构合理，权重系数0.15，包括两方面：理论与实践结合0.5，知识与技术结合0.3。
（4）增强应用，权重系数0.15，包括三方面：社会发展适应性0.3，经济发展适应性0.3，学科发展适应性0.4。
（5）拓宽专业，权重系数0.2，包括三方面：专业技能宽度0.3，专业理论广度0.3，专业知识宽度0.4。
（6）顺应发展，权重系数0.15，包括三方面：新技术的吸收程度0.2，新理论的吸收程度0.4，新知识的吸收程度0.4。
由于目标体系及评价准则均为模糊概念，各学校各专业的培养方案及专业规格互不相同，所涉及的专业课程及课程群也不相同，具体的量的寻找比较困难，考虑通过建立在模糊集合基础上的加权叠加模型来实现课程体系的综合评价。如课程体系反映学科发展现状，可采用专家打分方法，经统计平均可得单一因子满足程度评价值，然后通过单一因子权重×满足程度评价值=课程体系的综合评价值。
参考文献：
[1]曾庆军，徐绍芬，韦中利.自动化专业控制类课程群实验教学改革[J].实验室研究与探索，2006，（5）：632-634.
关键词：专业认证；系统工程师；自动化专业
中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）08-0070-02
随着我国产业结构转型的深入发展，以专业技术知识传授为主的传统高等教育模式已经跟不上我国经济高速发展的步伐，强化高等工程教育已成为我国高等教育的一种必然选择。工程教育认证是国际上通行的工程教育质量保证制度，是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我国成为《华盛顿协议》正式会员，该协议是工程教育本科专业认证的国际互认协议，加入该协议能促进我国工程师按照国际标准培养，提高工程技术人才培养质量。工程教育本科专业认证能提高我国在工程技术领域的国际竞争力，具有极其重要的意义。
一、自动化专业认证标准与自动化系统工程师资格认证考试要求
专业认证是注册工程师制度的基础。国外对专业认证的开展非常重视，专业认证与注册工程师制度的紧密结合，能够使工程师职业管理更加规范、科学及国际化。我国已逐步认识到专业认证在人才培养质量保障体系中的作用，专业认证成为联系专业教育和职业资格制度的桥梁。自动化专业认证标准分为通用标准和补充标准两部分，通用标准包括七个方面，分别是专业目标、课程体系、师资队伍、支持条件、学生发展、管理制度、质量评价。在补充标准中结合自动化专业特点提出了具体的要求，包括人才培养的知识要求、能力要求和工程要求。知识要求：掌握自动化专业必要的基本理论、知识、实验技能及工程基础知识，包括：工程制图、电路理论、信号分析与处理、计算机技术基础、电子技术基础、自动控制原理、网络与通信技术等。能力要求：分析、实验、开发及工程设计方法；具有对本专业相关系统与设备进行分析、研究、开发和设计的初步能力。工程要求：了解国家对于本专业相关领域生产、设计、研究与开发、环境保护等方面的政策和法规。受到电子、电路、计算机、网络等技术以及科学研究与工程设计方法的基本训练。我国在开展工程教育专业认证的同时也逐步实施了专业资质注册制度。自动化系统工程师资格认证（Automation System Engineer Accreditation，简称ASEA）是中国自动化学会按照国际惯例，推行的一种专业技术资格认证。资格等级分为三级，依次为助理ASE、ASE、注册ASE。自动化系统工程师资格认证考试内容如下。专业基础知识：掌握和熟练运用自动控制系统理论和方法，包括数字仿真技术、古典和现代控制系统、常规和先进控制系统、系统的综合与分析及设计与实现等专业基础知识。专业技术知识：掌握并能熟练运用计算机技术基础及应用、网络与现代通信技术、计算机控制技术等专业技术知识。专业技能知识：结合自身所在行业和典型领域的特点，应用自动化技术具体解决该行业自动化系统设计及解决工程实际问题的能力，这是自动化系统工程师资格认证考试的重点组成部分。通过对比自动化专业认证标准及自动化系统工程师资格认证考试要求，可以归纳为以下两点：
1.自动化专业认证的标准口径宽，重视理论基础，符合自动化系统工程师资格认证考试的要求。自动化专业认证标准要求学校根据自身的办学特色自主设置课程，只对四类课程的内容提出基本要求。数学与自然科学类课程（至少32学分），主要包括数学和物理。程基础类课程（至少38学分），主要包括工程图学基础、工程电磁场、电路理论、电路原理实验、计算机语言与程序、电子技术基础及实验、信号与系统分析、现代通信原理、计算机原理与应用、计算机网络与应用、自动控制原理（经典控制理论部分）。专业基础类课程（至少16学分），主要包括自动控制原理（现代控制理论部分）、运筹学、检测原理、电力电子技术、过程控制、电力拖动与运动控制。各校自动化专业可根据不同的专业背景选择上述6门课程中的至少4门课程。专业类课程（至少14学分），该类课程根据专业方向不同，设置专业必修课程，其中至少4门核心课程。专业认证标准要求设置的课程基本包含自动化系统工程师资格认证考试中的专业基础知识、专业技术知识。
2.自动化专业认证标准中实践环节要求较高，符合自动化系统工程师资格认证考试要求。专业认证标准要求实践环节不少于15个学分（每周算1学分），必修实践环节包含以下内容：金工实习（至少2学分）、课程设计（至少3学分）、专题或综合实验（至少5学分）、专业实习（至少5学分）。选修实践环节包含以下内容：科技实践与创新（2学分）、社会实践（1学分）。自动化系统工程师资格认证在实践方面是要专业技术人员结合自身所在行业，应用自动化技术具体解决该行业工程实际问题。这些行业包括机械制造、冶金、石油化工、轻工业、电力发电等。
二、自动化专业认证与自动化系统工程师资格认证制度的衔接
目前我国注册工程师制度仍需进一步完善，且与专业认证制度有些脱节。专业认证对职业规划的考虑有些缺乏，导致培养的工程技术人才很难适应社会发展，且与完善的专业认证体系所需的专业评估制度相差较远。自动化专业认证制度与自动化系统工程师资格认证制度的衔接需要教育主管部门以及行业协会相互沟通，联合推动，采取以下切实可行的措施，逐步实现二者之间的衔接。
1.标准制定。在制定专业认证标准时，就要充分发挥行业和企业协会的作用，标准的评价、修订过程要有行业和企业专家参与，在自动化专业认证标准体系中包含自踊系统工程师资格获得的所需要的基本标准及要求，着重培养学生解决复杂工程问题的能力。
2.政策扶持。制订自动化系统工程师资格认证优惠政策，作为衔接两者的过渡性方案。例如，通过自动化专业认证的该专业毕业生在申请自动化系统工程师资格时，可减免一定的申请费用，这样能体现出通过自动化专业认证高校和没有通过自动化专业认证的高校之间的差别，在一定程度上提高了学校进行专业认证、学生进行自动化系统工程师资格认证的积极性。
3.制度保障。要想自动化专业认证制度与自动化系统工程师资格认证制度衔接取得实效，需要制定相应的政策法规，从制度上保障两者的关联性。
三、结语
“工程教育专业认证”是我国与国际高等教育接轨的一个教育计划。本文阐述了自动化专业认证对人才培养的知识要求、能力要求和工程要求以及自动化系统工程师资格认证的考试内容所要求的专业基础知识、专业技术知识、专业技能知识，分析了自动化专业认证标准与自动化系统工程师资格认证考试要求的相符度，对二者之间的衔接提出了几点建议，以期能对同类专业实施工程教育专业认证和职业资格认证有一定的借鉴作用。
参考文献：
[1]严宗诚，陈砺，吴妙娴，王秀军.工程教育专业认证背景下的化工专业工程教育培养机制探索[J].化工高等教育，2015，（5）：7-10.
[2]赵文玉，，彭青林.环境工程专业认证标准与注册环保工程师考试要求相符度浅析[J].高教论坛，2015，（7）：49-50.
自动化专业具有应用面宽、知识更新和拓展速度快的特点，多年来，自动化专业人才作为国家经济建设中的急需人才，为现代化生产和科技发展起到了推动和促进作用。以兰州工业学院自动化专业建设为例，从人才培养目标定位与专业建设思路、教学计划制定、课程群建设、实验室建设、学科竞赛、产学研基地建设等方面，研究应用型本科自动化专业人才的培养模式，提出了自动化专业人才培养方案，并在实践中进行了应用，并提出了自动化专业发展的几点建议。
关键词：应用型本科，；自动化专业；人才培养
兰州工业学院是普通本科院校，毕业后直接面向社会就业的学生占多数，毕业生一般到工矿企业、科研院所从事设计、生产、运行、维护、管理等工作。我院的自动化专业人才培养定位于应用技术主导型型人才的培养，要求培养的学生具有较扎实的基础理论和专业基础知识、宽阔的专业知识、较强的实践动手能力、一定的创新意识和独立分析解决的能力，毕业后能较快地适应和胜任工作岗位。根据我院实际情况、区域经济特点和社会需求，提出了自动化专业应用型人才的培养目标、知识结构、实践能力培养模式、自动化专业发展的几点建议等。 [2]
1.人才培养目标
自动化本科培养适应社会主义现代化建设和甘肃地方经济发展需要，德、智、体、美全面发展，具备电工技术、电子技术、控制理论、自动检测与仪表、信息处理、计算机技术与应用和网络技术等领域的工程技术基础和专业知识，具有较强的解决实际工程问题的能力，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理等领域从事系统分析、设计、运行、科技开发及研究等方面工作的工程应用型人才。
2.理论课程体系
人才培养总体上体现知识、能力、素质协调发展的原则；课程体系遵循“实基础、适口径、强能力、善应用、高素质”；课程设置遵循“反映科技进展、突出工程需要、注重技术应用”的原则。
课程设置采用“两模块、四平台、多方向”课程体系。 “两模块”为“学科基础模块”和“专业方向模块”。在“学科基础模块”上设置“公共课程”和“学科课程”两个平台；在“专业方向模块”上设置“专业理论课程”与“实践课程”两个平台。课程体系结构及学分分配表见表1。
2.1公共课程平台
以培养学生的综合素养为目的，是学生学习学科专业基础课和专业课的基础。包括公共必修课、公共选修课及实践环节等三个部分。公共选修课包括综合类、理工类、管理类、人文艺术类四个类别，要求学生跨类别选修。
2.2学科课程平台
以学生掌握学科专业基础知识和能力为目的。按本科专业目录中的专业类设置各专业方向必需的基础理论与知识和基本技能系列课程，解决多个专业方向发展的需要，同时还要满足学生不同层次发展和进一步提高的需要，为学生适应社会多变的需要打下坚实的基础。
表1 课程体系结构及学分分配表
课程模块课程平台课程类别总学时理论学时实践学时学分占总学分比例
学科基础模块
公共课程学科课程
必修课7485781703620%
选修课969663.3%
公共实践64064（6周）42.2%
小计9086742344625.5%
必修课132211681548145%
专业方向模块
专业理论课程实践课程
必修课13612888.54.7%
选修课646442.2%
小计2102028137.2%
创新实践646442.2%
集中实践5765763620%
小计6406404022.2%
总计308020441036180100%
总学分180各课程课内外实验（实践）、公共实践、创新实践和集中实践学分之和为64.75，占总学分的36%。
2.3专业理论课程平台
以学生掌握专业知识和专业能力为目的，使学生在某个领域（方向）具有比较深入的专门知识和技能。自动化专业设置2个专业方向。每一方向的课程包括专业必修课和专业选修课；每个方向设置两组（每组4学分）专业选修课供学生选修。
2.4实践课程平台
以培养学生的工程意识、实践动手能力和创新意识为目的。由课程课内外实验（实践）、创新实践和集中性实践环节组成。
3.培养计划实施中的几点改革建议
3.1深化课程教学改革，加强课程群建设
自动化专业课程的设置并不是简单的罗列，而是存在着一定的系统性和连续性。每门课程都有前续课和后续课，研究课程内在的联系，形成条理清晰而又相互融合的专业体系是必需的。
因此，建议我校深化课程教学改革，提倡课程群建设。根据自动化专业特点，专业课程可划分为四个课程群：（1）电工电子技术课程群，主要包括电路基础、模拟电子技术和数字电子技术等；（2）计算机应用课程群，主要包括计算机文化基础、C语言程序设计、微机原理及应用、单片机与接口技术、计算机控制技术、嵌入式系统开发技术和计算机网络与通信等；（3）自动控制课程群，主要包括自动控制原理、现代控制理论、传感器原理与检测技术、自动化仪表与过程控制、智能控制等；（4）电机与供电系统课程群，主要包括电力电子技术、电机与拖动基础、电气控制与 PLC、运动控制系统和工厂供电等。
3.2实践教学模式改革
构建应用型实践教学体系，使实践教学贯穿于教学全过程，在保证基本专业规格的前提下，根据不同专业类别、人才培养规格特点、专业办学历史、区位优势和资源条件等，结合行业、区域经济发展需求和国家卓越人才培养等要求，突出人才培养的专业特色和行业特色。
图1 自动化专业实践教学体系图
进行实践教学模式改革，首先是要充分重视实践教学，把实践能力培养看成与理论知识教育同等重要。自动化专业具有为理论性和实践性紧密结合的特征，创新源于实践，从培养学生的创新精神着眼，实践教学比理论教学更为有效，更能激发学生的创造潜能。其二，针对诸如电路、模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动基础等电类基础课程的验证性实验，需要求学生熟练掌握，以积累实践经验，夯实基本技能 ；其三，在中高年级阶段，
在掌握一些专业及专业基础知识的基础上，开设一些技能应用型试验，使学生能够自行完成从设计、制作、调试、测试的全部过程以锻炼学生。其四，设置一些开放性实验室，让学生自我设计一些综合的、与工程实际问题结合紧密的、具有一定研究性质的大型试验，这类实验并不依附于某一门具体的课程，而是多门课程知识的融合，依据学生选题的不同、兴趣侧重的不同具有鲜明的独立性，可以活跃学生的创新思维，提高科研技能。其五，鼓励和支持学生积极参加学校“第二课堂”活动，如：大学生挑战杯大赛、电子设计大赛等，从而锻炼他们的动手能力、创新能力以及团队协作意识。
3.3 教学评测机制的改革
自动化专业是实践性较强的专业，其教学评测机制要多样性，除传统的闭卷和开卷考试形式外，还应增加课程设计、口头答辩、实践操作和论文撰写等形式，具体选择可以根据不同课程的特点而决定。在评测的内容上，既要包含基本理论、基本知识和基本技能，更要涉及对实际问题的分析与解决 ；在评测的形式上，少一些死记硬背的客观题，多一些主观性、综合性的论述题，以充分发挥学生的主观能动性 ；在测评时间上，不要集中在课程结束时一次进行，而是在教学的中间、章节的结束之时，分期分批地进行。这样，既可反映学生的真实水平，又能体现学生的创新能力。
4.结语
总之，设置本专业的宗旨就是要培养在自动控制产品和设备及信息技术应用领域具有本科水平的理论基础和较强的专业操作技能，具有“思想品质好、基础知识扎实、动手能力强”的特点，能进行自动化行业技术开发，能解决现场技术问题，能实现设计方案的大学本科层次的高级应用技术人才和管理人才。
[参考文献]
[1]田思庆， 王越男， 翟洪波. 地方高校自动化专业教学模式和课程建设的研究与实践[J]. 中国电力教育， 2008（5）：74- 75。
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[3]贺廉云. 自动化专业本科应用型人才培养方案探索. 实验技术与管理， 25（7）： 142-145， 2008。
