实践教学组织

“机械工程控制基础”课程实践教学的主导思想是，充分发挥本课程已有的实验条件，不断开发适合学生的实验设备，通过基础验证型实验、设计型实验、综合开发型实验、创新型实验等分阶段递进的实验体系，在不同的层次上给学生提供理论与实践相结合的机会，一方面加深学生对课堂所学知识的理解和掌握，另一方面锻炼学生实际动手能力，树立工程实践的观念，学以致用，培养高素质的控制专业人才。

实践教学活动的设计思想是，配合教学进程，设置验证型、设计型、综合型实验，分层次、逐次递进地提高学生动手和工程实践能力。达到通过实验初步掌握给定物理系统建立数学模型的方法，学习分析工程系统暂态响应过程、稳定性、控制精度及频率特性的测量方法，并能熟练掌握常用实验仪器设备的正确使用方法，掌握运用Matlab进行控制系统辅助分析设计的基本技能和利用仿真工具、相似系统概念进行实验研究的能力。在巩固和加深对课程基本内容理解的基础上，设置两周的控制系统综合课程设计，进一步培养学生控制系统设计、分析、调试能力。实验课程教学采用实验教师和主讲教师共同指导实验、与学生展开讨论的方法。

课程的实践教学环节中的验证型实验、综合设计型实验、参观实践是必做部分，创新型试验是选做部分。验证型实验采用机械工程控制理论教学实验系统、自动控制理论虚拟实验系统完成。综合课程设计依托运动控制系统平台、水位温度控制系统平台、机器人实验室等综合实验设备完成。参观实践则走出课堂到校外的工厂、研究所等实践基地完成。创新型实验注重培养学生的自主学习能力。

（1）验证型实验

利用自动控制理论实验教学系统和控制理论虚拟实验系统，验证课堂教学中的基本理论和结论，加深理论学习的认识和理解。我们根据课程内容设计了6个验证型实验，学生可以选做其中的四个，每个实验2学时，共8学时：典型环节的模拟研究；典型系统瞬态响应与稳定性实验；控制系统的频率响应实验；线性系统校正实验。二阶系统特征参数对系统性能的影响；开环增益与零极点对系统性能的影响。

（2） 控制系统综合课程设计

控制系统综合课程设计，实行导师制，由有经验的教师进行指导，控制对象为：电梯模型、机械手、机器人模型、运动控制系统、液位控制系统、温度控制箱等。学生在导师指导下，分组设计，针对不同的控制对象发挥自主性，自行设计、自主实验完成各种控制系统综合设计；学生可在设计过程中，进行不同控制算法、控制技术的比较和研究，进行自主创新。综合设计实验为4学时。

（3）创新型实验

创新型实验针对少部分有意愿进行创新研究的学生，他们在导师指导下参与导师科学研究项目或在实验室进行自主研究。依托自动控制实验设备及平台，通过创新型实验训练，学生多次在机电大赛，数学建模大赛中获奖。

以上三部分实践教学环节将控制理论传统的验证性实验与综合性自主实验相结合，培养学生的创新能力；将现代化的计算机辅助工具用于实验教学过程中，使学生学会如何应用现代化手段仿真和解决实际系统的控制问题，调动学生对课程的学习的积极性；将课堂教学与参观实践相结合能够加深本科生对自动控制理论和控制工程的了解，提高理论与实验研究相结合的能力和意识，极大地提高学生学习的兴趣；将自动控制理论教学辐射到课程设计、毕业设计、科技制作、电子竞赛、数模竞赛、实验室建设以及科研项目等方方面面，保持自动化教育的一贯性和连续性，形成学生动手能力、创新能力培养的系统化、立体化体系结构和培养模式。