自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)Matlab實(shí)驗教學(xué)探索論文

　　一、Matlab實(shí)驗教學(xué)探索

　　實(shí)驗教學(xué)環(huán)節是培養學(xué)生把理論知識應用于實(shí)踐的重要過(guò)程，這里將理論知識、軟件仿真平臺和工程式實(shí)驗三者結合起來(lái)進(jìn)行實(shí)驗教學(xué)新探索，引導學(xué)生應用實(shí)踐能力的發(fā)展。

　　1.建立虛擬仿真平臺

　　利用Matlab具有可視化編程能力的圖形用戶(hù)界面、Simulink仿真功能和控制系統工具箱中豐富的庫函數等，開(kāi)發(fā)基于Matlab的虛擬仿真實(shí)驗平臺。典型控制系統案例都可以直接在這個(gè)虛擬仿真平臺進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真演示。另外利用Matlab提供的圖形用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)環(huán)境GUIDE，可以快速創(chuàng )建圖形用戶(hù)界面，這個(gè)界面可以實(shí)時(shí)反映當前控制系統運行參數，并將運行結果進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。將可視化的仿真圖形融入到理論知識的數學(xué)運算中，作為課程教學(xué)的EDA輔助教學(xué)工具，可以簡(jiǎn)化繁雜的公式運算，在動(dòng)態(tài)虛擬仿真中幫助學(xué)生直觀(guān)地理解和掌握控制系統的工作原理�；�于Matlab開(kāi)發(fā)的仿真實(shí)驗平臺主要分為：操作平臺和演示平臺。演示平臺作為教師解算案例的演示，共享給每個(gè)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習；操作平臺是教師對控制系統進(jìn)行理論分析和參數設置的軟件環(huán)境，也可以作為學(xué)生進(jìn)行控制系統設計的虛擬環(huán)境。學(xué)生可以獨立或協(xié)同設計，根據自己對原理的理解和系統設計要求在操作平臺上搭建外圍電路，采用不同的控制算法對控制系統的功能和效果進(jìn)行評價(jià)，完成設計，最終提交設計到演示平臺，教師在演示平臺可以實(shí)時(shí)考核學(xué)生實(shí)驗課程的效果，將設計的優(yōu)點(diǎn)和不足展示給學(xué)生，提高學(xué)生自主實(shí)驗的接受程度。

　　2.協(xié)同工程式實(shí)驗

　　在實(shí)驗進(jìn)程中，采用小組討論的方式，協(xié)同完成實(shí)驗項目，使得組員都能積極參與到實(shí)踐教學(xué)中來(lái)，提高學(xué)生掌握Matlab的工程應用能力。減少驗證性實(shí)驗，開(kāi)展基于工程、項目、設計的綜合性實(shí)驗項目，由示范向參與轉變，突出以學(xué)生為主的實(shí)驗教學(xué)環(huán)節，課堂分組討論、課后團隊設計，鍛煉學(xué)生的工程能力，提高理論知識的應用水平。

　�。�1）課程實(shí)驗。以軟、硬件系統平臺的認知實(shí)驗內容為主，例如：自動(dòng)控制原理實(shí)驗、單片機原理實(shí)驗、傳感器實(shí)驗、PLC實(shí)驗等。

　�。�2）課程設計�；�于硬件實(shí)驗裝置和Matlab仿真平臺，分析計算方法的正確性和硬件裝置運行的有效性，比較實(shí)驗效果的優(yōu)劣，嘗試探索新的解決方法，比如水箱液位控制實(shí)驗、鍋爐內膽水溫控制實(shí)驗等。

　�。�3）綜合設計。學(xué)生組合成一個(gè)設計團隊，根據受控對象的特點(diǎn)和專(zhuān)業(yè)知識的掌握程度，以最小功能模塊的運行參數和指導教師指定的系統性能指標為項目驅動(dòng)，選擇相應性能的模塊進(jìn)行系統構建，包括傳感器、控制器、執行器的設計。完成理論分析、Matlab仿真模型建立、硬件設計、軟件編寫(xiě)等實(shí)踐內容，最終進(jìn)行功能驗證，完成一個(gè)完整的控制系統綜合設計實(shí)踐。

　　二、總結

　　將Matlab的應用深入到實(shí)驗教學(xué)過(guò)程，有助于學(xué)生理解和掌握自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)核心專(zhuān)業(yè)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。融合協(xié)同工程式實(shí)驗內容并應用Matlab建立虛擬仿真平臺，可以極大提高學(xué)生自主學(xué)習的積極性，從單純理論驗證進(jìn)化到實(shí)踐應用，全方位考核學(xué)生對專(zhuān)業(yè)知識的掌握程度和個(gè)體創(chuàng )新效果，收到了良好的教學(xué)效果。

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