机械工程控制基础的多层次实验教学体系改革

发布时间：2021-06-16 23:06

　　针对机械工程控制基础课程内容抽象,知识点多以及理论与实践脱节等问题,西安交通大学机械学院对机械工程控制实验教学体系进行了改革。确定了机械工程控制基础实验教学目标,构建了多层次的实验教学体系,建立了机械控制实验教学模式体系,形成以过程考核为核心的考评体系,从而让学生通过基础性实验了解阶次响应等基本概念,通过综合性实验锻炼学生将控制应用到工程系统中的能力,通过创新性实验培养学生独立搭建控制系统的实践能力。该体系培养了学生运用机械工程控制领域新技术新方法对复杂机械工程中的系统控制问题进行理论分析和实验研究的能力。 

【文章来源】：实验室研究与探索. 2020,39(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

多层次机械工程控制基础实验教学体系

控制系统的各个典型环节的动态模拟仿真是一项控制基础实验，学生采用机械工程控制基础课程实验软件模拟仿真系统特性。学生通过这项控制基础实验，可以深刻理解控制系统中不同的参数选取对系统稳定性等参数影响很大[12-15]。图2所示为采用实验软件模拟仿真一阶系统的阶次响应实验结果。本实验为时域响应、频域特性仿真实验。图2中设计的实验软件模拟传递系统的时域响应，同时可见系统的伯德图、奈奎斯特图和根轨迹曲线，通过虚拟仿真学生可以实际了解不同传递函数下对系统的影响，通过图像直观了解超调量、上升时间、调整时间、峰值时间、稳态误差、幅值与相位裕度等概念。3.2 综合性实验

这项实验流程如图3所示，学生自行建立球杆系统的传递函数，通过Matlab/Simulink软件的应用，对系统进行分析，进一步根据课堂学习的控制算法，确定根轨迹的参数，最终达到球杆系统中小球能够平稳运动。球杆实验系统由电动机、横杆、小球组成，电动机通过皮带带动轮盘旋转，从而控制横杆位置，让小球在杆上左右滚动，其机械结构如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于工程活动链的智能盆栽养护平台的设计与制作[J]. 杨立娟,陈雪峰,张楠,郭艳婕,田绍华.  实验室研究与探索. 2018(04)
[2]面向卓越工程师培养的自动控制原理实验教学改革[J]. 夏静萍.  实验室研究与探索. 2017(12)
[3]计算机在自动控制理论实验中的应用[J]. 庄天红,田作华.  实验室研究与探索. 2017(11)
[4]基于LabVIEW的数字伺服原理实验系统[J]. 何俊,邓成军.  实验室研究与探索. 2017(09)
[5]机电传动与控制开放式综合实验平台开发及实践教学应用[J]. 许明,倪敬,孙珺,陈国金.  实验室研究与探索. 2017(06)
[6]基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索[J]. 于晓琳.  教育教学论坛. 2016(35)
[7]工程教育专业认证下的机械基础实验课程改革[J]. 窦艳涛,蔡晓君,曹建树,顾艳红.  大学教育. 2016(07)
[8]基于Matlab/Simulimk的直流调速系统虚拟实验教学[J]. 张厚升,董硕,姜吉顺,邢雪宁.  实验室研究与探索. 2016(06)
[9]基于虚拟仿真实验的模拟集成电路实验教学[J]. 蔺智挺.  实验技术与管理. 2016(01)
[10]建设虚拟仿真实验平台 探索创新人才培养模式[J]. 杜月林,黄刚,王峰,高翔.  实验技术与管理. 2015(12)



本文编号：3233961