微機(jī)控制技術(shù)論文(2)
微機(jī)控制技術(shù)論文篇二
微機(jī)控制與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探討
一、前言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，微機(jī)控制與接口技術(shù)逐漸成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用中最有潛力和最為活躍的一個(gè)領(lǐng)域。面對(duì)挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存的發(fā)展形勢(shì)，不但電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)、信息工程專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的高年級(jí)本科生、研究生，而且許多工程技術(shù)人員也急需掌握微機(jī)控制與接口技術(shù)的研究與開發(fā)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造，研制新型特別是智能化的工業(yè)產(chǎn)品。
二、微機(jī)控制與接口技術(shù)的教學(xué)現(xiàn)狀
微機(jī)控制與接口技術(shù)這門課涵蓋了微機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)造、接口技術(shù)與輸入/輸出通道、開環(huán)數(shù)字程序控制、數(shù)字PID控制、數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計(jì)方法、模糊控制技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、遺傳算法、微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容，主要采用課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)的方法，通過課堂討論、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與調(diào)試、測(cè)驗(yàn)與講評(píng)，使學(xué)生在掌握基本原理的基礎(chǔ)上，并通過實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)加以應(yīng)用。
微機(jī)控制與接口技術(shù)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的專業(yè)技術(shù)課程，具有理論要求高、實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。大部分學(xué)生都感覺到這門課程的理論課知識(shí)點(diǎn)不僅枯燥，而且非常抽象，不容易理解。為了解決這一方面的矛盾，應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的力度，使知識(shí)點(diǎn)在一個(gè)一個(gè)的模塊中體現(xiàn)。這樣，才能在有限的理論教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)和有限的實(shí)驗(yàn)條件下達(dá)到很好的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生不僅可以學(xué)到系統(tǒng)知識(shí)，也可以形象地了解到知識(shí)點(diǎn)的具體使用，為后續(xù)的動(dòng)手實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。
然而現(xiàn)在很多高校的實(shí)驗(yàn)課上，都是學(xué)生照著老師的步驟連接好各種線路，再把現(xiàn)成的程序錄入、調(diào)試運(yùn)行，觀察結(jié)果寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告就行了。最后導(dǎo)致所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告都是一個(gè)結(jié)論。基本上學(xué)生沒有自主的創(chuàng)新環(huán)節(jié)。而實(shí)踐教學(xué)的目的除了驗(yàn)證基本理論和掌握基本應(yīng)用外，更主要的應(yīng)該是培養(yǎng)學(xué)生研究能力、創(chuàng)新能力和和思維方式以及工程實(shí)踐能力。為此在微機(jī)控制與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上應(yīng)充分考慮上述能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步加強(qiáng)理論與實(shí)踐的結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維方式，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)，才能適應(yīng)“工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才”的培養(yǎng)要求。
三、微機(jī)控制與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)置
微機(jī)控制與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)該先從過程通道和數(shù)據(jù)采集處理著手，再開展系統(tǒng)的數(shù)字程序控制、數(shù)字PID閉環(huán)控制、數(shù)字調(diào)節(jié)器直接設(shè)計(jì)方法的實(shí)驗(yàn)研究，隨后再引入智能控制實(shí)驗(yàn)和CAN總線實(shí)驗(yàn)，這樣才能使學(xué)生對(duì)新型的控制算法有所了解和認(rèn)識(shí)。最后還要開展控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，并提供快速(直流電機(jī))和慢速(溫度)兩種實(shí)驗(yàn)對(duì)象，這樣便于構(gòu)成不同的閉環(huán)系統(tǒng)，才能讓學(xué)生對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的整體構(gòu)成有所認(rèn)識(shí)，并能針對(duì)不同的對(duì)象選擇不同的控制策略或控制參數(shù)，從而對(duì)真實(shí)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
為了達(dá)到以上的微機(jī)控制與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，可以具體劃分成7大實(shí)驗(yàn)單元，以及每個(gè)單元下所要完成的具體實(shí)驗(yàn)任務(wù)，
由于受實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的限制，有些實(shí)驗(yàn)室不能都完成以上的7大實(shí)驗(yàn)單元中的所有實(shí)驗(yàn)任務(wù)，但是在最基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件下，我們必須在緊扣課程教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱的前提下，結(jié)合幾個(gè)典型應(yīng)用，把全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精簡(jiǎn)濃縮成以下的3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，才能基本達(dá)到微機(jī)控制與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目標(biāo)。下面我們就對(duì)分別對(duì)這3個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的描述。
1.數(shù)/模轉(zhuǎn)換與模/數(shù)轉(zhuǎn)換。①實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)：熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟硬件的使用方法;熟悉模/數(shù)、數(shù)/模信號(hào)轉(zhuǎn)換的基本原理;掌握ADC0809、TLC7528芯片的使用方法;掌握模/數(shù)轉(zhuǎn)化的量化特性。②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：編寫實(shí)驗(yàn)程序，將-5V—+5V的電壓作為ADC0809的模擬量輸入，將轉(zhuǎn)換所得的8位數(shù)字量保存于變量中;編寫實(shí)驗(yàn)程序，實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換產(chǎn)生周期性三角波，并用示波器觀察波形。
2.信號(hào)的采樣。①實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)：熟悉信號(hào)的采樣過程;掌握采樣周期對(duì)輸出波形的影響。②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：編寫程序，實(shí)現(xiàn)信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送到控制計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再把數(shù)字量送到D/A轉(zhuǎn)換器輸出。
3.積分分離PID控制實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)：了解PID參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響;學(xué)習(xí)湊試法整定PID參數(shù);掌握積分分離法PID控制規(guī)律。②實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行正確接線，用湊試法可以整定出控制參數(shù)，然后選擇這一組控制參數(shù)進(jìn)行控制，觀察控制效果。改變積分分離值，重新觀察控制效果。
以上3個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)是以問題為基礎(chǔ)來(lái) 展開教學(xué)，以學(xué)生為中心，能使學(xué)生的自學(xué)能力得到培養(yǎng)，并且能 發(fā)展學(xué)生解決實(shí)際問題的能力、綜合思考能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組都以2人為一組，在實(shí)驗(yàn)室教師和任課教師的共同指導(dǎo)下合作完成實(shí)驗(yàn)，而指導(dǎo)教師僅在關(guān)鍵的時(shí)刻起到點(diǎn)撥和引導(dǎo)的作用。
四、結(jié)束語(yǔ)
隨著 計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛 應(yīng)用， 社會(huì)對(duì)微機(jī)控制與接口技術(shù)人才的需求不斷的增加，不斷完善微機(jī)控制與接口技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于培養(yǎng)和提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生良好的學(xué)習(xí)行為和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，同時(shí)還提高了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力。我們將在微機(jī)控制與接口技術(shù)的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中不斷地 總結(jié) 經(jīng)驗(yàn)和不足，不斷地更新和改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容更貼近工程實(shí)際應(yīng)用，這樣才能夠更好地培養(yǎng)出符合現(xiàn)代社會(huì)需求的工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才。
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