MATLAB仿真在计算机控制技术课程教学中的应用.pdf

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1、远程教育研究ChlnaEducatlonlnnovs⋯tlounH～er·aludMATLAB仿真在计算机控制技术课程教学中的应用①杨蜀秦(西北农林科技大学机电学院陕西杨凌7121OO)摘要；仿真软件与专业课程结合的是现代教学发展的重要方向。本文分析了MATLAB仿真软件Simulink在课程教学中应用的特点，并通过实例展示simnIink仿真对于计算机控制技术教学在直观性、灵活性等方面的优势。关键词：MATLAB仿真计算机控制技术教学中图分类号：G642．0文献标识码：A文章编号：I673—9795(2013)1

2、2(b)一0159-02TheApplicationofMATLABSimulationintheTeachingofComputerControlTechnologyYangShuqin(NorthwestA&FUniversity，YanglingShanxi，712100China)Abstract：ThecombinationofSimulationsoftwareandspecializedcoursesisanimportantdirectionofmodernteaching．Thispaperana

3、lyzesthefeaturesoftheMATLABsimulationsoftSimulinkinteaching．AninstanceofSimulinkusedforthecomputercontroltechnologyteachingisusedtoshowitsadvantagessuchasvisualization，flexibilityandSOon．KeyWords：MATLABSimulation；ComputerControlTechnologylTea1ehing计算机控制技术是计算机技

4、术与自动系统修改和优化，以提高系统的性能。将MATLAB仿真引入计算机控制技术控制理论、自动化技术以及检测与传感技实验教学、课程设计和毕业设计等实践环术、通信与网络技术紧密结合的产物，主要1计算机控制技术课程教学MATLAB节，引导学生利用所学专业知识，自己动手研究应用计算机技术和控制理论⋯设计出仿真的特点编写函数文件或建立仿真文件来模拟实际满足工业生产过程需求的计算机控制系1．1形象直观地表现教学内容系统数学模型，在一定程度上克服仪器设统。“计算机控制技术”课程作为机电工程、借助MATLAB仿真较强的交互性和丰备

5、不足所带来的问题，不仅可以借助仿真自动化、电子信息等工科专业本科阶段的富的表现力，输出各种参数、曲线和图表，平台反复研究课堂教学中所涉及的基本原专业基础课，不仅需要学习抽象的理论知使得原来抽象、难以理解的各种控制算法理和计算方法，而且还能针对先进技术和识，而且具有较强的工程技术背景。该课程变得生动形象。对于实际控制系统，利用复杂系统，方便地增加应用性、综合性和设内容涉及到系统建立、系统分析和设计的Simulink提供的各种模块搭建数学模型，可计性的实践内容，验证创新性想法。每个仿基础理论和相关技术，具有数学含量大、

6、计以在示波器中迅速显示出精确的响应曲真模型，从构思、建立到调试通过，直至最算繁杂、作图方法多等特点。传统的教学思线，有利于观察系统的输出和中间过程，并后得出结果的实践过程，都是一次对专业路是“重点讲授基础理论和算法的推导，学同时得到各种信号的数值解，使得课程内知识复习、巩固、完善与提高。生利用大量的公式、算法及推导进行学习容更简洁直观地表达出来，加深了学生对和笔算解题”，学生无法直观地看到控制系知识点的理解。2计算机控制技术教学的MATLAB仿统的输出以及运行效果，再加上在理解和1．2增大课堂容量真巩固教学内容的时

7、候，经常要耗费很大精“计算机控制技术”课程内容涵盖众多数字控制器的设计与分析是教学中的力在数学计算和计算公式的熟练使用上，的数学理论和运算，具有绘图工作量大、概重点内容，而PID控制是控制器的经典算往往导致学生注重数学推导，却忽略变换念抽象、理论与实践密切结合等特点。从教法。它根据输出不同的情况，给控制信号加过程的物理本质，工程概念薄弱，理论与实学和创新人才培养的角度上讲，由于课程上比例(P)、积分(I)和微分(D)作用，使得系际联系不足，因而难以获得高质量的教学效中的很多作业往往需要复杂的数值计算，统获得稳定、快

8、速和准确的响应。果。为了在有限的课时内为学生阐明控制理笔算解答较为繁琐甚至无法实现，而利用图1为典型的控制系统结构图，其中论，并形象地展示控制效果，将MATLAB仿MATLAB快速精确地对控制系统进行仿真R(z)和C(z)分别为系统的输入和输出信真技术引入课程中，通过利用MATLAB可设计、调试和分析，避免了教学中将大量精号，()为连续的被控对象；D(z)为