综合性自动控制实验的设计

摘

  要：针对理科院校非自动控制专业自动控制课程与实验的不足，介绍了一个新设计的综合性自动控制实

验，可涵盖自动控制系统的执行元件与受控对象、控制方法与控制电路以及系统稳定性分析与校正三大部分

内容。一般通过

6 课时的理论学习和 1～2 次实验，学生即可对自动控制系统有较为系统和完整的认识，起到

事半功倍的效果。

关键词：自动控制；实验；综合性；设计

自动控制是现代工业、科技、军事等领域的一项关键技术，是现代化的重要内容和标志。

国内众多的工科院校都设有自动控制专业，其理论课程与专业实验都很系统和完善

[1−9]。虽

然一些理科院校非自动控制专业也开设诸如自动控制原理等课程，但主要偏重于校正原理，

且又无自动控制实验相配套，故理科学生对自动控制的了解是不够系统、全面和深入的，这

和自动控制技术在现代控制领域中的地位以及现代社会对综合性人才的需求不相适应。为了

在不开设自动控制的众多专业课程情况下，使理科学生能对自动控制技术有比较系统的了解

我们在电工学实验中增设了一个自动控制实验

[10]

，实验前仅需作

6 课时左右的理论介绍，即

可完成实验，起到事半功倍的效果。由于工科的自动控制专业实验基本由多个分立的原理性

实验构成

[6−9]，直接引用并不合适，如何将自动控制的各种知识浓缩在一个实验中，而且还

要使学生能对自动控制系统有比较完整的认识，实验的设计相当困难。本文介绍了该实验的

设计思想和实验结果，以供同行斧正。

1 综合性自动控制实验的设计

1.1 总体考虑

    我们期望通过一个实验使学生初步掌握自动控制系统的核心技术和整体概念，这就要求实

验必须具有综合性、实用性和先进性的特点。综合性即要求包含自动控制系统的三大部分内容，

即执行元件与受控对象、控制方法与控制电路以及系统稳定性分析与校正。实用性即要求实验

系统应是一实用的自控设备，以便于学生了解自控技术的整体性和实际用途。先进性即所采

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