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摘要：《自动控制原理课程设计》是一门综合性的实践课程。既要求学生熟练掌握自控原理的相关知识，又要求学生具有电路、电子技术等技术的相关背景，并且还要掌握仿真软件的使用。具体的改革实践表明：改革措施增强了学生的积极性，为后续课程打下良好的基础。
关键词：课程设计仿真改革
《自动控制原理》是高等学校电气类专业的专业基础课。该课程综合性强、知识覆盖面广，要求学生具有《工程数学》、《电路》等基础知识，以及较强的计算能力。而《自动控制原理课程设计》能够帮助学生进一步巩固自控基础知识，并结合电路、电子技术，加强实践操作能力。
1 改革意义
随着科技进步，计算机的应用范围已从单纯的数值计算扩展到扩展到信息处理领域，内容不断丰富，设备不断更新，对人才的要求也越来越高。传统的实验箱功能单一、易损坏，实践理念落后，无法激发学生的兴趣。计算机的出现使学生的学习方法和解决问题的方法得到极大地改进。计算机最显著的功能是高速运算，使得由于计算量过大而无法求解的问题具有解决的可能。
将Matlab/Simulink应用于课程设计中，把大量的推导设计与图形绘制，利用M语言实现；同时利用工具模块组建模型，进行动态系统仿真运行。得到的结果准确、形象，学生容易接受与掌握，使自控课程设计改革成为可能。
应用Matlab软件对课程设计改革能够激发学生兴趣、开阔他们的思路；培养学生利用计算机解决问题的能力；更好的联系理论与实践结果，为进一步创新奠定基础。
2 改革内容
2.1 数字仿真实践
分为课堂教学过程和上机实验过程。教学过程应在计算机机房进行，教师简要介绍Matlab/Simulink使用方法。上机实验过程中，学生在老师指导下以Matlab/Simulink为平台，解决设计题目中的复杂问题，以此为基础，得出课程设计的理论结果[1]。
2.2 理论与实际相结合，调动学生积极性
只要进行正确的数字仿真，学生都能得出准确的理论结果。为了更好地理解设计内容，有必要进行模拟电路的设计与调试。以往的实验箱虽然不复杂，但是容易损坏，特别是接插件部分极易松散。因此，现在完全让学生自己动手，自行设计电路图、焊接电路、调试电路。教师只需重点指导学生如何设计简易信号源、各级运算放大器[2]。
加強理论与实际相结合，要求既有严密的理论体系，又有生动的工程实例，注重对基本概念和基本方法的介绍，在理论推导中引出工程的概念，在实例分析中强化理论概念，加深学生对自动控制理论的认识和理解。如在讲解PID控制时，结合温度讲解PID参数整定的实例，将调节器的整定参数按先比例、后积分、最后微分的程序置于某些经验数值后，再给定位扰动，观测系统过渡过程曲线，若曲线还不够理想，则改变调节器的δ，Ti，Td的值，进行反复凑试，以寻求最佳的整定参数，直到控制质量复合要求为止。
在设计硬件电路的过程中，要求学生学会使用电路仿真软件Multisim 7。以往设计、分析电路都是靠用笔绘图在纸上计算来获得一个所需的电路，但往往由于要考虑到各种元器件的参数加之设计思想的不成熟，要费很大功夫，常常事倍功半。这是自下而上的设计方法。该方法的特点是必须首先关注并致力于解决系统最底层硬件的可获得性，以及他们的功能特性方面的诸多细节；在整个逐级设计和测试过程中，始终必须顾及具体目标器件的技术细节。在设计过程的任一时刻，最底层目标器件的更换，或某些技术参数不满足总体要求，或缺货，或由于市场竞争的变化，临时提出降低系统成本，提高运行速度等不可预测的外部因素，都可能使前面的工作前功尽弃，这是一种低效、低可靠性、费时费力、且成本高昂的设计方法。
因此，自上而下的设计思想在计算机仿真迅速发展的基础上应运而生，或者称为EDA(Electronic Design Automation)技术。在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直到实现既定功能。
2.3 完善教学管理
严格执行实验室相关规定，让学生养成良好的实践、实验习惯，有助于得出更加准确、客观的实验数据。
经过一个周期的教学后，要进行认真全面的分析和总结，探索出全新的、完整的、科学合理的《自动控制原理课程设计》教学实践体系，以及相关的教学文档。
2.4 建立合理的实践考核体系
除了学生上交的实践、实验报告外，还增加了学生的面试环节，有助于更加公平、客观的对学生的完成情况进行评定，有助于筛选出各个层次的学生，以便老师更好的分析总结自身的教学方法、效果，作为进一步改进、完善的依据。
3 小结
以Matlab/Simulink及Multisim平台为依托，自己编写《自动控制原理课程设计指导书》，使教学实践更有针对性；让学生同时从理论和实际操作方面理解设计内容，能够加深对控制理论的理解与掌握，增强了他们解决实际问题的能力、开拓创新的能力。同其他改革一样，虽然本课程改革已取得一些成效，但仍需在今后的教学实践活动中进一步探索与改进。
参考文献：
[1]田思庆，吴桂云.“自动控制原理”课程的教学研究与实践[J].电气电子教学学报，2008，(1):112-114.
[2]唐超颖，姜斌.”自动控制原理”课程的探究性教学实践[J].电气电子教学学报，2007，(6):91-940.
关键词：课程设计仿真改革
《自动控制原理》是高等学校电气类专业的专业基础课。该课程综合性强、知识覆盖面广，要求学生具有《工程数学》、《电路》等基础知识，以及较强的计算能力。而《自动控制原理课程设计》能够帮助学生进一步巩固自控基础知识，并结合电路、电子技术，加强实践操作能力。
1 改革意义
随着科技进步，计算机的应用范围已从单纯的数值计算扩展到扩展到信息处理领域，内容不断丰富，设备不断更新，对人才的要求也越来越高。传统的实验箱功能单一、易损坏，实践理念落后，无法激发学生的兴趣。计算机的出现使学生的学习方法和解决问题的方法得到极大地改进。计算机最显著的功能是高速运算，使得由于计算量过大而无法求解的问题具有解决的可能。
将Matlab/Simulink应用于课程设计中，把大量的推导设计与图形绘制，利用M语言实现；同时利用工具模块组建模型，进行动态系统仿真运行。得到的结果准确、形象，学生容易接受与掌握，使自控课程设计改革成为可能。
应用Matlab软件对课程设计改革能够激发学生兴趣、开阔他们的思路；培养学生利用计算机解决问题的能力；更好的联系理论与实践结果，为进一步创新奠定基础。
2 改革内容
2.1 数字仿真实践
分为课堂教学过程和上机实验过程。教学过程应在计算机机房进行，教师简要介绍Matlab/Simulink使用方法。上机实验过程中，学生在老师指导下以Matlab/Simulink为平台，解决设计题目中的复杂问题，以此为基础，得出课程设计的理论结果[1]。
2.2 理论与实际相结合，调动学生积极性
只要进行正确的数字仿真，学生都能得出准确的理论结果。为了更好地理解设计内容，有必要进行模拟电路的设计与调试。以往的实验箱虽然不复杂，但是容易损坏，特别是接插件部分极易松散。因此，现在完全让学生自己动手，自行设计电路图、焊接电路、调试电路。教师只需重点指导学生如何设计简易信号源、各级运算放大器[2]。
加強理论与实际相结合，要求既有严密的理论体系，又有生动的工程实例，注重对基本概念和基本方法的介绍，在理论推导中引出工程的概念，在实例分析中强化理论概念，加深学生对自动控制理论的认识和理解。如在讲解PID控制时，结合温度讲解PID参数整定的实例，将调节器的整定参数按先比例、后积分、最后微分的程序置于某些经验数值后，再给定位扰动，观测系统过渡过程曲线，若曲线还不够理想，则改变调节器的δ，Ti，Td的值，进行反复凑试，以寻求最佳的整定参数，直到控制质量复合要求为止。
在设计硬件电路的过程中，要求学生学会使用电路仿真软件Multisim 7。以往设计、分析电路都是靠用笔绘图在纸上计算来获得一个所需的电路，但往往由于要考虑到各种元器件的参数加之设计思想的不成熟，要费很大功夫，常常事倍功半。这是自下而上的设计方法。该方法的特点是必须首先关注并致力于解决系统最底层硬件的可获得性，以及他们的功能特性方面的诸多细节；在整个逐级设计和测试过程中，始终必须顾及具体目标器件的技术细节。在设计过程的任一时刻，最底层目标器件的更换，或某些技术参数不满足总体要求，或缺货，或由于市场竞争的变化，临时提出降低系统成本，提高运行速度等不可预测的外部因素，都可能使前面的工作前功尽弃，这是一种低效、低可靠性、费时费力、且成本高昂的设计方法。
因此，自上而下的设计思想在计算机仿真迅速发展的基础上应运而生，或者称为EDA(Electronic Design Automation)技术。在EDA工具软件平台上，对以硬件描述语言为系统逻辑描述手段完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合、结构综合（布局布线），以及逻辑优化和仿真测试，直到实现既定功能。
2.3 完善教学管理
严格执行实验室相关规定，让学生养成良好的实践、实验习惯，有助于得出更加准确、客观的实验数据。
经过一个周期的教学后，要进行认真全面的分析和总结，探索出全新的、完整的、科学合理的《自动控制原理课程设计》教学实践体系，以及相关的教学文档。
2.4 建立合理的实践考核体系
除了学生上交的实践、实验报告外，还增加了学生的面试环节，有助于更加公平、客观的对学生的完成情况进行评定，有助于筛选出各个层次的学生，以便老师更好的分析总结自身的教学方法、效果，作为进一步改进、完善的依据。
3 小结
以Matlab/Simulink及Multisim平台为依托，自己编写《自动控制原理课程设计指导书》，使教学实践更有针对性；让学生同时从理论和实际操作方面理解设计内容，能够加深对控制理论的理解与掌握，增强了他们解决实际问题的能力、开拓创新的能力。同其他改革一样，虽然本课程改革已取得一些成效，但仍需在今后的教学实践活动中进一步探索与改进。
参考文献：
[1]田思庆，吴桂云.“自动控制原理”课程的教学研究与实践[J].电气电子教学学报，2008，(1):112-114.
[2]唐超颖，姜斌.”自动控制原理”课程的探究性教学实践[J].电气电子教学学报，2007，(6):91-940.