針對機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程內(nèi)容抽象,知識點(diǎn)多以及理論與實(shí)踐脫節(jié)等問題,西安交通大學(xué)機(jī)械學(xué)院對機(jī)械工程控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革。確定了機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo),構(gòu)建了多層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系,建立了機(jī)械控制實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式體系,形成以過程考核為核心的考評體系,從而讓學(xué)生通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)了解階次響應(yīng)等基本概念,通過綜合性實(shí)驗(yàn)鍛煉學(xué)生將控制應(yīng)用到工程系統(tǒng)中的能力,通過創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立搭建控制系統(tǒng)的實(shí)踐能力。該體系培養(yǎng)了學(xué)生運(yùn)用機(jī)械工程控制領(lǐng)域新技術(shù)新方法對復(fù)雜機(jī)械工程中的系統(tǒng)控制問題進(jìn)行理論分析和實(shí)驗(yàn)研究的能力。 

【文章來源】：實(shí)驗(yàn)室研究與探索. 2020,39(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

多層次機(jī)械工程控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

控制系統(tǒng)的各個典型環(huán)節(jié)的動態(tài)模擬仿真是一項(xiàng)控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生采用機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)軟件模擬仿真系統(tǒng)特性。學(xué)生通過這項(xiàng)控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，可以深刻理解控制系統(tǒng)中不同的參數(shù)選取對系統(tǒng)穩(wěn)定性等參數(shù)影響很大[12-15]。圖2所示為采用實(shí)驗(yàn)軟件模擬仿真一階系統(tǒng)的階次響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)為時域響應(yīng)、頻域特性仿真實(shí)驗(yàn)。圖2中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)軟件模擬傳遞系統(tǒng)的時域響應(yīng)，同時可見系統(tǒng)的伯德圖、奈奎斯特圖和根軌跡曲線，通過虛擬仿真學(xué)生可以實(shí)際了解不同傳遞函數(shù)下對系統(tǒng)的影響，通過圖像直觀了解超調(diào)量、上升時間、調(diào)整時間、峰值時間、穩(wěn)態(tài)誤差、幅值與相位裕度等概念。3.2 綜合性實(shí)驗(yàn)

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)流程如圖3所示，學(xué)生自行建立球桿系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，通過Matlab/Simulink軟件的應(yīng)用，對系統(tǒng)進(jìn)行分析，進(jìn)一步根據(jù)課堂學(xué)習(xí)的控制算法，確定根軌跡的參數(shù)，最終達(dá)到球桿系統(tǒng)中小球能夠平穩(wěn)運(yùn)動。球桿實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電動機(jī)、橫桿、小球組成，電動機(jī)通過皮帶帶動輪盤旋轉(zhuǎn)，從而控制橫桿位置，讓小球在桿上左右滾動，其機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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