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控制体系设计论文

时间:2022-05-29 15:18:58

控制体系设计论文

控制体系设计论文范文1

一、目前内控制度薄弱环节的主要表现

(一)事业单位会计基础工作不到位,监督制度不健全

会计工作中,为了相互牵制,承担财务会计工作、稽查核实工作等工作人员需要独立开来,相互之间不得干涉。但是,部分事业单位由于资金匮乏、制度缺失等等原因,单位内部并没有专业的财务部门,有些人员在承担经济事项的同时又进行财务处理工作,这实际上与会计工作的牵制制度相悖。许多单位对于财务会计档案管理工作不够重视,档案失真、丢失、缺损等等现象十分常见,这对于财务会计工作的监督核实工作十分不利。

(二)相关领导人员的法律意识淡薄

部分单位的领导本身缺乏社会责任意识及法律意识,在实际的工作过程中为了获取更多的个人利益,利用各种手段公款报销,导致行政事业单位经费超标等等不良现象频发。

(三)预算控制相对薄弱

近年来,政府财政改革不断深入,但是在实际的会计体系内控制度建设过程中,大多数行政事业单位的预算控制能力依然比较薄弱,预算编制的科学性、可行性有待提高,政府部门、单位内部财务会计部门对于资金控制缺乏一定的预见性,有的编报预算甚至不经过财务部门,这对于财务会计预算控制功能的发挥十分不利,导致大多数行政事业单位的公务卡使用效率比较低、差费实销实报等等问题出现。

(四)监督机制及内部审计不健全

行政事业单位会计监督体系内部控制制度的重要内容之一是内部审计,内部审计机制是实现内部监督控制的重要方法,但是,现阶段大多数行政事业单位的内部审计部门都不够健全,部分行政事业单位的领导对于审计工作不够重视,财务会计部门的监督制度也不够完善,会计监督工作缺乏对审计单位的监督考评,这对于行政事业单位内部财务会计体系内控制度的建立十分不利,内控制度难以发挥其监督管理的作用,严重损害了国家的经济利益。

二、内控制度建立的必要性

随着新会计法的建立,单位内部会计监督制度也更加完善,但这并不意味着单位内部控制制度就不需要建立了,尽管会计法完善了总体的会计监督制度,但是,我国行政事业单位众多,各个部门及单位的工作状况都有着比较大的区别,会计法并没有对所有单位的财务工作做出详细规定,许多单位内部可能会存在一些隐形问题会影响到财务会计监督工作的开展。为了保证财务会计监督工作能够落实到行政事业单位的方方面面,保证财务监督人员能够及时发现单位内部的财务问题,行政事业单位必须根据自身的实际情况制定出科学合理的内部控制制度。内控制度应该包括单位的财务管理制度、政府性基金管理办法、国有资本经营收益管理办法等等。行政事业单位内部财务管理混乱是财务会计工作出现问题的重要原因,合理的内控制度对于维护国家利益都有着重要意义。

三、加强内控制度建设的措施

(一)充分发挥审计职能,推进财务会计内控制度的不断完善

行政事业单位内部会计监督工作的重要内容之一就是定期进行会计资料的审计工作。财务会计资料的审查工作对于保证财务会计资料的真实、完整十分重要,通过及时推行会计资料审查,能够对单位内部财务人员起到一个很好的督促作用;通过财务资料审查,监督人员能够及时发现行政事业单位在管理过程中出现的财务问题,有利于保护国家的财务安全;定期进行的财务会计资料审查,对于促进行政事业单位人员的工作效率十分有帮助。因此,行政事业单位应重视内部审计工作,在实际的工作过程中,制定科学合理的管理方法,定期审计财务会计资料,这对于完善行政事业单位的内部控制制度十分有帮助。

(二)建立完善的内部审计机制

此外行政事业单位应该单独设立内部审计部门,完善内部审计机制建设,为外部审计工作的开展提供基础保障。为了促进审计工作的有效性,审计部门还可以将内部财务会计控制作为单独的审计项目,使审计工作更加全面具体,通过连续性、有针对性的审计监督,减少会计控制工作的薄弱点,完善事业单位内部会计监督体系的内控制度建设。内控制度监督过程中,审计部门应明确岗位责任制度,严禁出现相容岗位相互监督等等现象,保证监督工作的公平公正,重大决定应通过集体审批的方法进行确定,保证决策的科学性。

(三)积极配合财政改革

近年来我国财政部门出台了一系列的财政改革措施,目的在于加强国家行政事业单位财政资金管理,维护国家经济利益,行政事业单位必须积极配合财政部门的改革措施。实际的财务会计管理工作中,各级行政事业单位应做到以下几点:做好国库集中支付,规范财政资金的支付渠道;对公务支出项目进行规范,尽可能减少“报销腐败”等不良现象出现,危害国家利益;严格按照政府采购规定进行内部采购,做好采购预算,保证采购工作透明化,尽可能减少贪腐行为。

(四)做好会计基础工作,为会计监督管理打好基础

财务会计工作包括账目记录、总结、分析,财务档案的整理归档等等内容。行政事业单位的财务会计基础工作是保证会计监督管理工作正常开展的基础。但是,现阶段,大部分行政事业单位的财务会计基础工作都或多或少存在着一些问题,从凭证填制审核到财务会计档案的归档、销毁都有问题。因此单位相关人员必须重视财务会计基础工作,将财务会计内部控制监督工作贯穿到财务管理工作的整个过程,加强制度建设,针对现阶段行政事业单位财务会计工作存在的一些问题,必须结合单位实际,将内部监督控制工作落实到财务会计工作的方方面面,充分发挥监督控制工作的职能。

四、结束语

本文主要就现阶段我国会计监督体系内控薄弱的具体表现进行了简单的归纳总结,分析行政事业单位内部财务控制制度建立的必要性,并对如何加强行政事业单位内部控制制度的建立提出了几点建议,希望能对相关部门的工作有所启发。

作者:林丽 单位:广西贺州市平桂管理区财政局

参考文献:

控制体系设计论文范文2

一、控制理论

我国内部控制规范建设:刘玉廷论述了《规范》的制定背景、总体思路、形成过程和主要内容,并就内部控制与会计控制的关系、会计控制规范与其他相关会计法规的关系、规范的试行等问题做了说明。强调了《内部会计控制规范》作为《会计法》的配套规章,是解决当前一些单位内部管理松弛、控制弱化的重要举措,是从源头上治理腐败的一项制度安排,是适应我国加入WTO的客观要求,是新形势下加强单位内部会计监督的里程碑。

内部控制理论发展:吴水澎、陈汉文、邵贤弟从控制论原理出发,对内部控制做了多层面的理解;在研究了内部控制理论的最新进展,即COSO报告出台的背景、具体内容及创新特点之后,提出该报告对构建我国企业内部控制综合框架的启发和借鉴意义体现在五个方面:即完善企业的控制环境、进行全面的风险评估、设立良好的控制活动、加强信息流动与沟通、加强企业的内部监督;同时,建议有关部门和团体制定企业内部控制准则或指南,为企业内部控制建设提供一个框架和参考。扬胜雄从经济学、管理学、审计学等相关理论研究入手,提出内部控制研究只有运用丰富的公司治理理论并以管理控制口径来定位,才能取得突破性的进展,并形成有效指导内部控制实务的理论成果。

二、控制要素

内部控制的公司治理与组织结构研究上:杨有红、胡燕在指出内部控制系统局限性的克服不仅仅依靠系统本身的完善,还信赖于公司治理于内部控制两者间的无缝对接。公司治理与内部控制都产生于委托关系,但两者委托的层次不同。两者实现的同源性与产生背景的差异是对接的基础,公司治理规范的创新是对接的途径。

内部控制框架的建设上:阎达五、杨有红指出内部控制框架与公司治理机制的关系是内部管理监控系统与制度环境的关系。在现代企业制度的公司治理机制下,公司作为自负盈亏、自我发展的经济组织,以管理监控为己任的内部控制的目的必须要拓展到保证公司政策的贯彻和公司管理目标的实现上,采取双管齐下和分两步的战略建立内部控制框架。从我国目前企业管理的现状看,内部控制建设上一步到位地完全达到COSO委员会的理想框架的是不太可能的。因此,应该抓住关键因素,有步骤、分重点地构建内部控制体系。

会计控制方面:阎达五、宋建波指出现代企业是以所有权和经营权相分离为主要特征的,而拥有所有权的所有者和经营权的经营者都是企业的控制主体,两者统称为双元控制主体。现代企业双元控制主体的存在,体现了企业中“控制与被控制”关系的特征:这种相互依存、对立统一的两个控制主体,为实施会计控制提出了更新、更高的要求,加强会计控制是实施现代企业制度的根本保证。在加强会计控制、约束双方行为、提倡“协调”作为会计控制的基本目标,设计和实施、激励与约束并重的控制方法和体制。田培源指出内部会计控制是企业内部控制制度的核心,应从以下方面入手解决内部会计控制问题:提高企业领导对内部会计控制管理的重视程度;要建立良好的内部控制环境;健全内部会计控制制度体系;对会计人员实施工作目标控制以及及时反馈与调整,确保控制适时性等。

财务控制方面:汤谷良从“财务管理”而非“公司理财”的角度出发,要对财务控制进行重新定义,强调与传统体制相比,财务管理已经游离于财政管理而独立于政府,财务管理的微观性是基本属性。认为财务控制必须在委托理论的指导下,立足于现代企业制度和法人治理结构的要求。在财务控制的再造上,要求财务控制的主体、目标、客体和方式的重新定义,强调具体实施方式系统架构之间的融合。刘亚莉、杨兴全分析了财务报告内部控制与内部会计控制的差异,指出财务报告内部控制评价是独立审计理念的创新,是提高资本市场信息质量的重要举措。文章介绍了美国财务报告内部控制审计理论与实践的发展,并针对我国现状提出了从制定相关法规、加强对管理层监管和处罚等几点建议以改进我国内部控制。

内部控制评价方面:厦门大学林朝华、唐予华介绍了国际流行的内部控制评审的最新理念:内部控制自我评估(CSA),它克服了以往内部控制评审仅仅由审计师执行的缺陷,将管理者与操作员工引入参与自己所涉及的内部控制的评估,检查和评价内部控制效率与效果的流程的方法,为实现企业目标提供一定程度的合理保证。王立勇运用可靠性理论和数理统计方法来构建内部控制系统评价的数学分析模型,利用该模型可计算程序的可靠度和系统可靠度,从而判断内部控制的效果。通过敏感性分析得到结构重要性和可靠度重要性,据此判断程序可靠性对系统可靠性的影响程度,为内部控制系统改进提供支持。

三、内部控制实践与设计

吴水澎、陈汉文、邵贤弟运用COSO报告的标准与评价方法,从控制环境、风险评估、控制活动、信息与沟通、监督等五个方面对郑州亚细亚集团内部控制失败案例进行系统分析,从中引发改进我国企业内部控制的几点思考,即由权威部门制定内部控制标准体系,并对企业内部控制审计做出强制性安排,做到二者并举。

南京大学会计学系课题组做了有关中国企业货币资金内部控制情况的调查报告。主要围绕企业实务中现金开支审批权的分配、现金开支审批权限的划分和内部银行制度等三个货币资金内部控制实务问题。结果表明,加强我国企业货币资金内部控制制度,关键是建立货币资金控制的规范流程及重点控制环节,必须重视货币开支审批权的制度建设,同时考虑我国企业不完善的治理结构现状。

清华大学于增彪从亚新科集团的内控现场得到启发,认为内控设计应从实务出发,指出COSO只强调评价而忽略设计与执行的缺陷,并对内部控制概念进行扩展,认为它是最优化、最理性的作业标准程序。在设计上,提出建立组织、流程、项目为一体的三维立体内部控制框架。

张谏忠、吴轶伦介绍了内部控制自我评估(CSA)的构成,以及在宝钢运用的成功经验。笔者得出内部控制自我评价在实践中还可以和其他管理工作结合开展的启发,即与风险评估工具结合、与信息化管理结合、与兼并收购业务中的公司重组结合、与招募客座审计师结合。

控制体系设计论文范文3

计算机控制理论与设计课程是控制科学与工程一级学科重要专业基础课,在硕士研究生培养中起着重要作用。计算机控制理论与设计课程作为控制理论与控制工程学科学位课程,于1998年开设,已有10多年的历史,通过多年建设,在课程内容、知识体系、教学方法等方面取得显著成绩。

1 明确专业培养目标,体现智能建筑特色

沈阳建筑大学是辽宁省唯一的一所建本文由http://收集整理筑类院校,我校控制科学与工程学科以智能建筑技术为学科特色,智能建筑技术的核心计算机控制技术。随着计算机控制技术的发展,对计算机控制理论和技术要求越来越高,但多年来计算机控制理论与设计课程教材内容上没有太大变化,教材内容陈旧是主要问题之一;其二,计算机控制理论课程与实际脱节,就理论讲理论,内容枯燥,不易理解;其三,很难能找到适应建筑类院校研究生培养的教材。

为此,对该课程进行了改革,取得了良好效果。

1.1 引进前沿技术

结合计算机控制技术的发展和最新成果,引入计算机控制研究的前沿技术,不断更新教学内容,使学生能学习掌握最新的知识和技术。

1.2 注重基础教学

按照“基本原理-系统分析-系统设计”的思路讲授课程,结合实例分析和实践环节,使学生掌握计算机控制系统基本原理、方法和技术,具备计算机控制系统的应用和设计能力。

1.3 反映智能建筑特色

结合智能建筑系统工程实例讲授,使计算机控制理论与智能建筑系统设计融合,体现智能建筑技术特色。WWW.133229.CoM

1.4 重在能力培养

将计算机控制理论学习与工程案例分析、科研成果相结合,通过课堂讨论、专题报告、专家教学、科研活动等实践环节训练,培养学生的实践能力。

2 丰富教学内容,满足社会发展需求

2.1 收集相关资料,充实课程内容

注意学科发展动态,收集国内外控制理论与控制工程的相关资料,特别是控制理论方面的有重要价值的论文、参考书籍及控制理论方面的原版教材,将计算机控制技术中最新、最先进的知识引入教学,大大充实了计算机控制理论与设计课程的教学内容,扩大了学生的知识视野。

2.2 将科研成果引入教学

在课程讲授的过程中结合科研工作研究成果,将科研中成功应用的计算机控制系统的工程实例开展案例教学,通过对计算机控制系统实例进行解剖分析,从硬件设计到软件控制程序,从软硬件接口电路到大系统连接,从常规的控制方法到先进的智能控制方法,结合实际系统设计中的经验,理论联系实际,受到学生普遍欢迎。

3 改进教学方法,提高教学效果

3.1 改进教学模式,促进学生积极思考,激发创造性思维

建立以学生为主体、以教师为主导的基于探索和研究的教学模式。在课堂教学中,以国内外典型计算机控制工程实例为载体,引导学生多方位、多角度地发现问题,有效地调动学生的学习积极性,激发学生的潜能;在课堂教学中鼓励师生交流;启发式教学,引导学生通过思考、分析和探索学习,鼓励学生大胆质疑、独立思考和创新思维。教学模式的改变,调动了学生学习的积极性,又激发了学生的创造性思维;开展研究型教学,开展学科前沿知识研讨、理论难点研讨、系统设计难点研讨等专题讨论。具体方法是:事先布置研讨内容,让学生查阅资料,针对实际问题,阐述自己的观点,每个研究主题指定主讲述人,并进行专题研讨,通过多媒体等现代化教学手段激发学生学习的兴趣,通过与学生互动,包括课程介绍、图片和录像资料、系统实例分析等教学资料,进行深度思考。

3.2 案例教学收到良好效果

在课堂教学中,将基本理论、设计方法、实例分析等按模块化进行归类,采用模块化教学分析方法,每章归纳出知识结构,从知识结构了解各个知识点之间的联

转贴于

系,以及模块中的各个知识单元到模块与模块之间的内在联系,深入浅出,由理论到工程应用,使学生易于掌握。

3.3 教学方法和手段的多样化,提高了学生的学习兴趣

深入实际:到中科院沈阳自动化所、科学家花园智能工程现场等单位进行现场教学。事先布置一些思考题,让学生带着问题学习,把课堂的理论知识和实践知识有机地结合起来。请专家讲解计算机理论在机器人控制、智能建筑中的应用技术,并通过现场的演示和实际操作,从理论到实践,展示了计算机控制理论在实际对象中的应用情况,更真实、直观,使学生更加真实地了解了计算机控制理论的重要性。

专家讲座:聘请有智能建筑实际工作经验的专家到校内做学术报告,做计算机控制技术发展国内外发展状况及计算机控制技术在智能建筑技术中的应用方面的报告,扩大了学生的知识视野开阔了学生的知识视野。

将现代技术与教材有机结合:现代技术与教材有机结合,形成立体化的教学环境。多媒体课件、网络教学软件、文字引导学生开展科研训练,学生自主选题,搜集资料,开展科研训练计划,鼓励研究生开展研究性学习,以巩固学生课程所学知识,并使课堂教学与科学研究融为一体,激发他们的科研和创新热情。

多种教学方式的融合:如课本文由http://收集整理堂讨论教学与教师讲授相结合,学科前沿知识与教材基本内容相结合,理论与工程实际相结合,科研成果与教学内容相结合,课堂教学与实践教学相结合等,大大提高了讲课效果。

(1)采用模块分析方法,深入浅出。系统设计要结合科研工作实际,从理论到实践,通过工程实例讲述,使设计更贴近实际;(2)将抽象的理论描述转化为形象化的描述。利用图形、图像信息资源使学生能够尽可能的接近实际系,从而提高学生认知度和学习兴趣。(3)在分析系统特性时,采用对比的分析方法,有助于学生深入理解各种分析方棕的特点、区别、适用条件及相互之间的关系。

3.4 理论联系实际,培养学生的解决实际问题的能力

控制体系设计论文范文4

关键词:计算机控制技术;宽口径;教学改革

作者简介:孙坚(1978-),女,山西运城人,三峡大学电气与新能源学院,副教授;王强(1974-),男,江西抚州人,三峡大学电气与新能源学院,副教授。(湖北 宜昌 443002)

基金项目:本文系三峡大学教学研究项目(项目编号:J2011057和1143)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)28-0130-02

当前科学技术呈现出多学科、多领域相互交叉发展的现象,加上人才市场体制的建立,按行业培养学生专业技能的格局,已越来越难以适应人才市场化需求。而当前大学生就业已成为社会关注的焦点,直接关系到家庭、社会与高校的和谐及可持续发展。[1]因此,从培养行业专业人才转变为重基础、宽口径、可适应不同行业需求的高素质、复合创新型人才是保证高校毕业生就业的有力基础。建立与实施大类培养,优化课程结构,加强学科课程和教学教改建设,紧跟技术进步,主动适应人才市场需求是高校教学改革不断深入的基本原则和方向。“计算机控制技术”是工科类电气相关专业主干课程之一,了解和掌握典型控制器件性能,学会以其为核心构建物理控制系统和基本应用技术,是该课程培养学生分析问题、解决问题和创新能力的关键所在,使其学会并掌握使用基于典型控制器进行工业控制系统的设计、安装、调试和参数整定等一般方法和过程以促进毕业生就业质量,增强社会适应力。

一、“计算机控制技术”宽口径平台构建

由教育部1998年7月颁布的《普通高等学校本科专业目录》,把504种专业调整到249种,这为高校拓宽专业口径,改善就业,积极探索新型素质教育,培养复合型人才提供了指导依据。要实现高素质复合型人才培养,就有必要淡化小专业意识,树立起大专业思想。打破工科类电气相关专业近似课程的差异壁垒,求同存异,充分挖掘专业课程的内在联系,对专业基础课、专业综合类课程及实践类课程进行整合,甚至重新设计制订,着力构建完善的“一纲、两体、三化”教学平台,实现理论教学与实践教学、课堂教育与课外自学的相互融合及补充。

“一纲”,即一门课程一份教学计划大纲。它对理论课程教学目的、深度及知识体系、教学进度和教学法进行了统一规定。以2011教学大纲为例,热能与动力工程、机械工程及其自动化、电气工程及自动化、自动化、电子信息等专业都开设“计算机控制技术”课程。原教学大纲分专业设置,教材、教学时数略有差异,现学大纲和教学要求。采取就高不就低的原则,教材和教学内容以自动化专业为标准,统一调整为32学时,并整合教师资源成立课程教研组,负责课程的建设与教学实施。

“两体”,即实践环节主体和理论教学主体。专业导师通常在“计算机控制技术”理论课程接近尾声时,根据专业设置情况开设专业导论课,介绍各专业最新前沿发展动态,以帮助学生更好地了解各专业学习内容及研究方向,使其结合自身兴趣爱好和能力,合理选择后期实践性教学内容。

“三化”,即教学过程的全程化、全员化和个性化。全程化,指的是不论在理论教学环节,还是在实践教学环节,每个工作日都安排老师进行答疑。全员化即“计算机控制技术”课程教研组成员人人参与,建立面向全体学生服务意识和健全答疑制度。个性化指导,主要以提高学生专业技能和就业竞争力为目标,对每一专业、每一个实践小组进行“综合设计一对一,指导服务一对一”的培养模式。

二、“计算机控制技术”理论教学模式改革

1.教改原则

在以往的计算机控制教学实践中,大多采用条块分割,按章逐节进行讲解。本次教改过程中,把计算机控制课程视为一个完整的系统(如图1所示),通过引导学生用系统的观念去认识和把握该门课程。[2]即系统建模是理论分析基础;典型控制器件和电路或附件组成系统的硬件结构;依据工控对象特性及数量,选择适宜的控制策略和系统结构层次。在实际教学中,以某一工程实例为背景,教学结合工程实例,遵循从上到下的原则,按照图1每个模块的层次依次展开。但由于在现实设计中,由于工控机的高度模块化和插板结构,在“数据通信技术”模块的教学中,对通信原理无需作为重点,学生学会如何组建“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四种典型控制系统即可;同样,在计算机接口电路方面,如输入/出通道、通信接口等,教学内容以标准主流板级产品为主,把主流产品的工作原理、技术参数及应用方法进行重点介绍。

2.理论教学案例

讲授完“系统数学建模基础”后,将以“电炉温控系统”为工程实例。教师首先讲解工作原理图和系统的工作过程及重要相关概念,对整体系统进行说明后,再将系统按功能模块给予分割,如:硬件结构包括典型控制器(计算机)、接口电路、检测电路、调理电路和执行机构等,软件部分可使用汇编语言或高级语言进行编程;带学生到实验室演示已设计好的系统,同时明确指出每个功能模块所对应的教学知识点,将理论知识与实物对应起来,化抽象为具体,把课本上枯燥的文字叙述转变为直观的物理系统。这样,就很容易调动学生主动学习的欲望和动手实践的激情。不过,值得注意的是,在课程讲授初时,不宜过多使用专业术语,尽可能采用通俗易懂的教学语言。

学生建立起计算机控制技术的“系统”概念后,教师在“教”的过程中有意识地“以面谈点,逐个突破”,即:从“电炉温控系统”再次回归到图1对应的“理论模块”。在讲解每一功能模块时,都结合“系统”展开,明确概念,强调重点和说清难点。在学生掌握了基于PID控制算法后,根据教学内容改变被控对象和数量,引申出其它知识点进行讲解。如此这般,通过“系统-理论教学模块-系统”螺旋式循环过程,不仅有助于学生对“计算机控制技术”这门课程核心思想的深刻理解,还有利于学生切身感受从性能指标出发到方案构想、系统设计的全过程,无形中加强了分析问题、解决问题能力的锻炼。

三、“计算机控制技术”实验体系

1.实验体系构建思想

在大专业教改原则下的“计算机控制技术”实践教学中,构建一个对立统一的实践体系是保证课程连续性和区别性,以满足不同专业特点的内在需求。教学团队在实际操作中,把握“一个基本点,两条途径,三种层次”的从下到上教学思想。[2]即一个基本点是指以培养学生应用创新能力为中心;学生从物理实验和仿真实验两条途径获取互补学习的方法;三种层次是指实验教学体系包含有验证性实验、设计性实验和特色性综合设计实验三个层次的递进。

2.实验教学案例

第一层次验证性实验主要针对学生所学的“计算机控制技术”相关知识进行,这部分实验内容又分为限选项目和自选项目。限选项目主要有“数字量输入输出通道”、“模拟量输入输出通道”、几类“经典控制算法”等,主要定位为通识教育。学生可通过物理性和仿真性实验,达到帮助理解课堂所学知识,对课程重点加深认识和把握。而对于复杂控制系统,如“PC+Fieldbus、DCS、PC+PLC、PC+SLC”四种典型控制系统的组建、复杂控制算法归为自选项目,这部分内容主要由学生自主在开放实验室仿真平台上完成。

第二层次设计性实验主要有“交流电动机速度控制”、“水塔水位控制”、“彩灯控制系统”等。学生可根据自身爱好和能力,进行自主选题和难易取舍,初步要求学生能查阅相关专业文献,培养学生运用学过的知识和方法,发挥自己的思考和想象,自行编制控制算法程序来实现性能指标。如某学生选择精确型“交流电动机速度控制”,在进行辅导时,指出交流电动机是一非线性、多变量、强耦合的控制对象,其数学模型较难精确建立,为克服常规模糊控制器隶属函数不变的缺陷,可考虑设计一种具有自学习功能的控制器,[3]更为详细内容可通过查找相关文献途径获取。

特色性综合设计实验为第三层次,一般在完成第一层次和相关理论课程教学后,以兴趣爱好或专题形式进行。经过学生报名和教师筛选,让一部分有能力、有潜力的本科同学进入实验室学习和研究。在这一过程中,教给他们科学的工作方法,使他们学会利用图书馆、网络等资源查阅资料,提出解决方案并进行论证。[4]每个特色性综合设计实验题目均以工程实际需求为背景,如:综合设计性题目“程控型高稳定输出交流电压源研制”,教师组织兴趣组学生对方案的总体设想和技术路线进行引导;在系统装置控制策略的把握上,提醒同学使用输出电压瞬时值反馈可提高输出的稳态精度满足性能指标要求,但这可能带来系统的不稳定,用并联微分校正——引入滤波电容器电流反馈可达到改善系统稳定性的目的。[5]这种启发式、互动式的教学方式,有利于培养学生科学的工作方法和缜密的研究习惯,达到高素质创新人才培养的目的。

四、结束语

本文从宽口径“计算机控制技术”人才培养需求出发,对理论和实践教学进行改革。从系统层面上有效认识和把握各模块间的内在联系,实现了认识层面从孤立到统一的转变,有助于学生的融会贯通。实践教学体系的构建和实验内容的设置,既保持了课程的统一性,又体现了不同专业的对立性。而通过特色性综合设计实验,将对立与统一进行了很好的融合。

参考文献:

[1]陈建.基于四个“创新—提升”视阈下的高校毕业生就业工作研究[J].就业指导,2012,(24):47-51.

[2]王强,孙坚.“电力电子技术”教学的改革与实践[J].中国电力教育,2011,(6):177-178.

[3]王强,林刚勇,冯林,等.直接转矩控制系统中自学习控制器的研究[J].东华理工学院学报,2007,30(1):92-95.

控制体系设计论文范文5

论文关键词:智能家电,洗衣机,仿真,AT89S51,PDIP

 

1引言

随着Internet的日益普及,人们通过Internet不仅可以获得现实世界各种状态的实时变化情况,还可以通过Internet实现远程控制和处理工作,可以从全球的任何一个角落实现对设备的监控,可以使用通用的网络浏览软件访问设备,将消费电子、计算机和通信融为一体,而家用电器的网络化、智能化管理越来越突显需求。

智能家居远程控制系统的核心部分是一个嵌入式Web服务器,系统集有线和无线Web服务器于一体计算机论文,用户可以利用办公室的PC或者手机登录家中的Web服务器,在通过用户名和密码验证后,便可以查看并控制家用电器;系统带有LCD和键盘,具有良好的人机界面;用户还可以通过键盘来设定系统的任务;系统留有丰富的功能扩展接口,通过这些扩展接口将来还可以实现防火防盗和智能抄表等应用。系统结构框图如图1所示。

图1 智能家居系统的总体结构

本文旨在研究智能家电管理系统中基于AT 89S51芯片的洗衣机控制系统的模拟实现。

2 AT89S51芯片概述

AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗,高性能CMOS 8位单片机, AT89S51具有4k在线系统编程(ISP)Flash闪速存储器,采用全静态工作模式,具有三级程序加密琐,32个可编程I/O口线,2个16位定时/计数器,能够采用全双工串行UART通道,具有灵活的在系统编程功能,可灵活应用于各种控制领域。

AT89S51根据封装方式不同,大致分为3种型状,本系统的设计中AT89S51采用PDIP封装模式,如图1所示。

图2 AT89S51封装模式

3 洗衣机控制系统模拟实现

3.1洗衣机控制系统的总体设计

在本系统中,硬件主芯片采用意法半导体的STR710,是整个系统的核心。它作为一个嵌入式网关,将外部网络与内部洗衣机控制器连接在一起,是整个系统运行的平台论文格式。在远程操纵洗衣机方面,STR710负责从GPRS接收到短消息和网络芯片上接收到的以太网数据中提取出用户指令,然后根据该指令操纵相应的网络家电或者查询其运行情况,最后将执行结果反馈到用户终端。系统的软件设计采用分层设计,包括硬件设备驱动层、操作系统层、应用程序接口层和应用软件层。

3.2洗衣机控制器系统设计

根据需求设计的洗衣机控制器的系统逻辑结构设计图如图3所示:

图3 系统总体框图

3.3洗衣机控制器电路设计

采用AT89S51作为控制核心。其中计算机论文,P1.0和P1.1分别用于控制洗衣机的进水阀和排水阀;P1.2和P1.3用于控制洗涤电机的正反转;P1.4~P1.7、P3. 0、P3.1用于驱动7个LED,分别作为工作程序、浸泡和强弱洗指示灯。P3.2接暂停/ 启动键;P3.3分别用于开盖/不平衡中断输入;P3.4被用作输入线,用于监测水位开关状态,为CPU提供洗衣机的水位信息;P3 .5 接程序选择键;P3.7采用分时复用技术,具有两个功能,一方面接强弱选择/浸泡选择键,在洗衣机未进入工作状态时,按触该键可选择强弱洗或开启关闭浸泡功能,另一方面在进水和脱水时,又作为告警声的输出口。

3.4洗衣机控制器软件设计

系统上电复位后,首先进行初始化,洗衣机进入工作程序后,系统首先根据RAM中27H单元的特征字判断洗衣机的洗衣工作程序,洗衣机进入洗涤子程序wash。洗涤是通过驱动电机的正反转实现的。洗涤结束后,退出wash子程序,调用water_out子程序进入排水进程。排水阀排水时间采用动态时间法确定计算机论文,其原理是:根据常用的空气压力水位开关的特性排水结束后,系统调用y子程序进行脱水操作,维持置位状态,保持排水阀开启,离合器在排水阀的带动下使电机主轴与脱水桶联动,实现衣物脱水。然后判断整个洗衣工作是否结束。其原理是:洗衣机在每次洗涤或漂洗工作环节结束后,将存放洗衣工作程序标志的寄存器减1,在脱水工作环节结束后,系统即对该单元进行检测,当检测到为0时,说明整个洗衣工作结束。软件设计主流程图如图4 。

图4 软件主流程图

4 洗衣机控制器仿真工作原理

首先,在通电时蜂鸣器长鸣一声,VD1 被点亮,这表示系统已经准备好接收指令可以开始准备工作了。单片机一直在读取由嵌入式WEB模块通过IIC通道发送过来的状态,当收到嵌入式WEB模块发送的指令后,将得到的数据作为第一项的设置内容计算机论文,即洗涤强度。蜂鸣器短鸣一声进入等待洗涤时间的设置,这个数据同样来自嵌入式WEB模块发送的指令。蜂鸣器短鸣两声进入等待洗涤方式的设置,过程都是相同的长鸣一声后洗衣机按事先的设置开始洗衣, VD1 快速闪烁表示洗衣状态,洗衣机控制器会完成初洗、浸泡、洗涤的工作,之后长鸣表示洗衣结束。洗涤期间单片机的 P2.1 和 P2.3 两个引脚会不断输出高、低电平来操作两个继电器让电机正、反转,同时还要接收嵌入式WEB模块发送的中断信号,以暂停或结束洗涤论文格式。当洗涤过程结束,蜂鸣器长鸣,系统又回到了开机时等待嵌入式WEB模块发送指令的状态。

其次,控制洗衣机可模拟的具体功能有:1、多种程序选择,用户可根据洗涤衣物的材质选择不同的程序,如浸洗、标准、羊毛和快速等。每种洗涤方式有不同的洗涤模式、时间和顺序。2、过程选择,用户可以选择单独洗涤以保留带有洗涤剂的水进行重复使用,可选择单独脱水,犹如脱水机一样计算机论文,等等。3、预约洗涤,用户可根据需要选择几小时后进行洗涤,时间选择范围为1-24小时。4、剩余时间显示,用户可以直接掌握洗涤时间。5、温度控制,可以显示模拟的水温控制。

5 结论

本文设计的洗衣机仿真控制系统连入嵌入式web服务的支持,就能够通过普通PC或GPRS手机访问Internet实现,通过远程控制命令完成对洗衣机参数的设定,对洗衣机进行操作,大大地简化了操作程序。利用单片机AT89S51作为洗衣机的控制器,能充分发挥AT89S51的数据处理和实时控制功能,使系统工作于最佳状态,提高系统的灵敏度。

参考文献

【1】郭维芹.模拟电子技术[M]. 北京: 科学出版社, 1993。

【2】童诗白,华成英,《模拟电子技术基础》,北京高等教育出版社,2001。

【3】吴小许,孙瑜,黄敏.数字量调节阀的控制算法研究与应用[J]. 化工自动化及仪2004。

【4】宋建国.AVR单片机原理及应用.北京:北京航空航天大学出版社,1998。

【5】胡汉才,《单片机原理及其接口技术,清华大学出版社,1996。

【6】李庆利陈曙薛永祺,洗衣机仿真系统的设计与实现计算机工程2006。

控制体系设计论文范文6

一、课程背景与面向制造业与汽摩产业的项目导学定位

我校针对本科机电类本科专业开设了《机电一体化系统设计》、《机电传动控制》、《数控技术》等机电类课程,于2010年,通过学院组织的广泛调研,参考国内多所重点大学课程设置,对机械工程涉电类专业研究生开设了《伺服驱动与控制技术》课程,体现研究生在机电方向的专业特点,在与本科课程进行衔接印证同时,进行伺服驱动技术的深入研究。

由于我校机械工程学科培养的研究生,择业行业背景主要是广义的制造业,特别是汽车摩托车产业这一特点,因此《伺服驱动与控制技术》课程重点将向这一方向偏重,通过与企业工程案例紧密结合,以面向制造业和汽摩产业的实际工程项目为教学案例,理论联系实际,学以致用,使课堂教学为企业服务,是本课程建设改革的重点方向。

二、基于案例导学的课程教学框架

《伺服驱动与控制技术》是我校机械设计及理论、机械制造及其自动化、车辆工程、机械电子工程、地面武器机动系统工程等专业研究生的专业选修课程,旨在培养学生运用现代计算机技术,解决现代伺服系统的稳态设计、动态设计、总体软硬件设计、伺服系统数字仿真等重要问题的能力。课程理论性和实践性均强,系统地介绍伺服系统传递函数的建立,机械谐振和摩擦对系统的影响与补偿、系统的稳动态设计原则与实现,结合工程实际,培养学生综合运用控制理论、自动控制元件、电机及电力拖动、电子技术等基础知识,熟练掌握伺服系统的原理及应用,掌握时下典型流行伺服系统设计技术和设计方法,能熟练进行基于PLC的运动控制系统、基于PC运动控制卡的运动控制系统的设计,成为一个合格的现代工程设计研究人员。

课程的理论性以及涉及传递函数、稳态设计、机械谐振、动态设计等知识的抽象性,使学生在学习过程中容易感到枯燥乏味,必须借助于工程科研项目的实践性来进行合理疏导,以实现抽象知识的有效串联,激发学生对《伺服驱动与控制技术》课程的学习兴趣,提高在今后工作中不断学习的后劲儿。

在与本科相关知识的衔接上,进一步注重糅合工程设计实例,进行抽象理论的理性化解。如在进行第二章“伺服系统的稳态设计”教学过程中,将伺服系统的稳态设计化为负载的分析计算,再化为力学的分析,进一步化为公式与定理应用的数学现象,一步步抽丝剥茧,简化复杂的伺服系统设计理论和过程,使教师易教,学生易学。解决了现有教学体系中普遍存在的重理论轻实际、教学过程中缺乏工程实践和工程设计的引入、教与学均是纸上谈兵等教学问题。图1所示为以“伺服系统的稳态设计”章节为例,基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程教学框架。

如图1所示,在进行伺服系统稳态设计章节教学时,简略引入“数控机床开环伺服进给系统的PLC控制”、“PLC在数字伺服电机控制中的应用”等实例进行与本科《机电传动控制》、《机电一体化系统设计》、《数控技术》等课程的知识渗透与验证;引入“BBF-SPG系列主轴伺服驱动系统 刚性攻丝 任意点定位”、“直流伺服电动机控制数控机床工作台”进行负载分析、执行元件选择、检测装置选择、信号转换电路设计等知识点的抽象理论与工程实践的引导与有效梳理;深入引入“摩托车喷漆伺服系统案例”、“高精度交流伺服定剪系统”等实际企业工程项目进行一个伺服系统稳态设计的实际工作流程、快速上手经验、注意禁忌等方面的教学,增强学生的工程实践意识、工程设计能力和工程创新能力,使学生进入企业后能大大缩短企业的二次培养时间,加速人才的成长。

三、教学实施与效果

基于《伺服驱动与控制技术》课程的理论性,以及传递函数、动态设计、线性与非线性补偿等知识点的抽象性,我校《伺服驱动与控制技术》课程在教学中综合运用了辅助基于案例导学的各手段,收到了良好的效果。

1.现场教学。由于课程教学学时有限,现场教学转为开放现场的教学方式。通过基于运动控制系统的现场教学,使学生从系统组件元件软件,建立关于伺服系统的理论与实践紧密结合的综合课程体系。

2.强调创新能力,讨论启发式教学。创新能力的培养是《伺服驱动与控制技术》课程的重中之重,具体方法为结合教师的企业工程背景,安排学生对一个具体伺服系统设计案例,课外广泛搜集网络资料,对此进行消化理解,提出多种方案,进行创新设计,在课堂上提出自己的看法,相互讨论、启发,教师点评其优劣,将学生在课题上的发言及表现能力作为评定其成绩的重要依据。

3.综合运用网络手段。我校《伺服驱动与控制技术》通过网络教学,建立了工程案例库、试题库、作业库,以及专题BBS等功能,充分发挥了信息技术的作用,实现了课程教学资源的全程上网,并做到每三个月对上网资源进行有针对性的更新,学生可以通过重庆理工大学的校园网随时查询有关课程学习的最新参考资料。各专题BBS充分调动了学生学习的主动性和积极性,目前建立的如负载分析BBS、补偿BBS、机械谐振对系统影响及补偿BBS、随动系统传递函数BBS等专题模块都收到了非常好的效果,学生实践应用能力与理论分析能力得到了逐步培养。

四、结语

我校基于案例导学的《伺服驱动与控制技术》课程注重使用先进的教学手段,改革考核方法,把教师课堂授课、课堂讨论、课外实践等有机结合起来,充分发挥信息技术的作用,在教学中收到了非常好的教学成效。从进入企业的毕业生反馈看,该课程理论不抽象、实践不生拗,进入企业所接触即为课堂所学所用,大大缩短了企业的二次人才培养。我们在实施过程中,还每学年派1~2名教师外出参加学术交流活动,及时了解兄弟院校在“伺服驱动与控制技术”课程教学与改革方面所取得的成绩和经验,冷静分析,不断总结,期望能为培养符合现代企业要求的伺服技术人才做出贡献。

参考文献:

[1]杜柳青.面向汽摩产业的机械工程类专业特色人才培养――以重庆理工大学机械设计制造及其自动化专业为例[J].西南师范大学学报:自然科学版,2014,8(39):149-154.

[2]杜柳青,余永维,周康渠,米林.以培养学生工程设计能力为目标的机械工程系列核心课程教学改革研究[J].教育教学论坛,2014,(36):42-44.

[3]生龙,马晓雨,郭云飞,王星亮.研究生《人工智能》课程教学方法改革浅析[J].教育教学论坛,2016,(6):98-99.

[4]郑传涛,叶玮琳,杜巧玲,王一丁,张大明.电子专业硕士研究生信息论课程教学改革探索[J].教育教学论坛,2016,(6):131-132.

[5]胡雷,高明,胡茑庆,李俭川,秦国军.研究生课程体系评价方法探索[J].教育教学论坛,2016,(5):178-181.

控制体系设计论文范文7

关键词:卓越计划;伺服控制;综合实训

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)44-0058-02

一、前言

“卓越工程师教育培养计划”是借鉴世界先进国家高等工程教育的成功经验,创建具有中国特色工程教育模式的一项重要举措。

杭州电子科技大学机械工程学院于2010年获批建立浙江省“机电工程综合实验教学示范中心”。中心制定了与知名企业合作实施“卓越工程师教育培养计划”的人才培养方向。通过“知识-能力-素质”一体化培养的课程体系,以学生的理论知识、个人素质与发展能力、团队协作能力、在企业与社会环境下的工程综合能力为培养目标,系统地培养学生掌握机械设计、机械制造、电子技术、自动化技术及计算机技术的基本理论及专业知识,开展工程技能训练和项目综合训练,培养学生对科学知识的综合运用能力和创造思维能力,进行机械产品和系机械设计制造及其自动化专业统设计、制造及设备控制、生产组织管理的工程实践能力,以及较强的沟通能力和协调能力,为社会培养出具有现代工程师的知识、能力和素质,具有可持续发展潜力的新世纪卓越工程师后备人才。

本示范中心致力于培养卓越工程师后备人才,培养目标是:通过中心已有的或正在开发的实验教学项目和设备,使学生具备以下的知识、能力与素质。

1.系统地掌握数学、工程科学技术等基础知识以及机械设计、机械制造、自动化技术等专业知识;

2.具备扎实的专业技能、创新能力、社会意识、团队合作精神、专业精神以及企业家的敏锐性;

3.能够在越来越依赖于复杂技术系统的环境中保持高效、创新和卓越工程师所必需的素质。

二、面向“卓越计划”的实验教学体系

示范中心结合合作企业的需求对以往的实验教学体系进行了大量的改革,从教学计划、教学目标,到教学设备、教学手段都做了针对“卓越计划”的调整与更新。

中心在改革中,研究如何正确处理实验教学过程中各种因素的相互影响和制约的关系,将传统的“教学实验”理念转变为“实验教学”理念。坚持全过程实践能力培养模式,即通过基础课实验、专业课实验到专业实践性教学环节的循序渐进,课内课外相结合,形成包括认知型、基础型、验证性、综合设计型、研究型和开放创新型等实验在内的实验教学系列。图1给出中心的实验教学平台的系统框图。

图1 实验教学平台系统框图

从图1看出,本示范中心将实验教学平台分为多个层次:第一层次为基础实验;第二层次为综合性实验;第三层次为创新实践。在培养学生实践能力方面,强调“以基本实验技能为基础,以独立设计能力为中心,以研究创新能力为目标”,循序渐进、促进实验教学水平的提高。

三、伺服控制实验教学课程改革与实施

下面以合作企业急需的伺服控制技术人才实验教学模式改革为例,阐述中心的实验体系改革。

目前示范中心面向全校的理工科学生开设了多种涉及伺服控制理论的专业课程,如:机电一体化、机电传动与控制、机器人技术等。但是,在实际的实验教学过程中,并没有完全符合伺服教学需要的专用实验设备以及相应的教学理论模式,因而也无法让学生得到专业化的技能培训和理论培育。

上述课程原有6学时的伺服控制类课内实验,实验设备是一套自制的继电接触式伺服控制实验箱,以单片机来控制直流伺服电机,功能简单,可操行不强,与“卓越计划”合作企业的需求相差甚远。因此,示范中心新增了16学时的“伺服控制综合实训”课程,由专职实验教师与企业指导教师共同授课。制定了全新的课程教学计划、实验项目,编写了实验指导书。设计了综合实训考核方式,丰富了教学手段,如图2所示。

图2 实验教学考核体系

然而,本示范中心建设前的大多数实验设备依旧是常规的理论课配套设备,其实验模式和培养手段还是以让学生通过实验了解理论知识(概念、公式等)为主要目标,是为了学习理论常识而开发的实验设备,无法让学生通过实验真正接触到工程项目中实际需要的理论知识,自然也无法培养卓越工程师的工程实践经验和动手能力。

为支持“伺服控制综合实训”实验课程的顺利开展,示范中心组织实验教师自行开发、研制了一套实用性强、技能培训作用突出的伺服控制实验教学平台,据此深入研究伺服控制的教学模式,做到切实符合“卓越计划”专业技术人才实验教学需要。

示范中心教师开发、设计的伺服控制教学平台融合“卓越工程师”的理念,采用实际的工业控制伺服设备,如三菱MR-J3-40A伺服放大器、三菱HF-KP43伺服电机、西门子S7-224XP PLC、西门子SMART1000触摸屏等,伺服电机通过涡轮蜗杆减速驱动一个时钟指针式定位机构,控制器产生所需的伺服信号并驱动伺服电机运转。该实验系统硬件结构如图3所示。

图3 伺服控制实验教学装置结构框图

实验系统采用模块化的设计方法,设置成开放式的接口模式,让学生自行动手组建伺服控制平台,并自由开发多种控制模式,在做中学,从而提高学生的专业技能水平。

该实验系统注重学生的实际动手能力的培养,全部电气连接都采用了易于插拔的接插件形式,根据不同实验内容,让学生自行进行电气硬件部分的连接,经教师检查无误后再开始实验;如果遇到硬件问题,可以实时地指导学生改正错误,加深其实际工程认识,更加深入地领会伺服控制硬件系统的结构。该实验系统具有开放式软件编程界面,在西门子触摸屏上面设计了如图4所示的上位机界面。

图4 伺服控制实验教学上位机界面

伺服控制实验程序在计算机中编写,通过通信接口与伺服系统相连接。学生在上位机界面中设定参数后,可以实时运行系统并观察指针式定位机构的运行位置,从而直观地检测到学生伺服控制系统的精度

四、结论

综上所述,本文提出了关于在本科实验教学示范中心开展“卓越计划”的改革思路和措施。针对实验教学的模式进行改革,建立面向“卓越计划”的实验教学体系。

实践证明,在“机电工程综合示范中心”实施“卓越工程师教育培养计划”,对提升我校机械工程人才培养质量,促进我校工程教育,培养符合浙江省传统产业转型升级和船舶及港口新兴产业发展需求的卓越机械工程师预备人才具有重要的现实意义。

参考文献:

[1]龚仲华.交流伺服驱动从原理到完全应用[M].北京:人民邮电出版社,2010.

[2]张晓杰,等.基于触摸屏PLC及伺服驱动器的伺服系统[J].微特电机,2010,(3):53-54.

[3]郑励.用PLC完成对伺服轴的运动控制[J].橡塑技术与装备,2007,33(10):52-54.

[4]陈国金.工科类大学生创新教学实践[J].实验室研究与探索,2010,(3).

[5]纪华刚,等.卓越计划校企联合机制的研究与实践[J].长春工业大学学报(高教研究版),2011,(9).

控制体系设计论文范文8

论文摘要:探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位,结合控制类课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。

对于电气及自动化信息类专业学生来讲,控制类相关课程具有重要地位,主要包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动控制系统的共同规律,为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门专业基础课该课程,是一门重要的控制类专业的基础课,具有较强的理论性,对于工程实践具有重要的指导作用,因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业,越来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大,是本科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一,加之未接触专业课,没有具体应用的物理模型,仅以数学模型为基线讲,学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣,这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象,以控制器为核心,以电力电子功率变换装置为执行机构,在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程,使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专业课的理论支撑,从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”,“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究,从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践,将对教学质量和人才培养方面有明显效果。

本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容,保证教学内容的系统性、先进性和实用性,以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程,包含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。

一、教学内容、方法及形式改革

1.教学设计

近年来,不断更新观念,压缩精简陈旧过时的教学内容,加强现论及现代方法的内容,很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题,避免内容的重复,进一步优化课程体系。建立一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。

2.教学方法

将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来,并充分利用多媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容取材时,不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系,还体现课程群之间的相互关系。

3.教学手段

在教学组织过程中,积极采用现代信息技术改进传统的教学手段,在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和CAI课件,并将授课课件在课程网页上,可供学生课余预习、浏览、复习等。另外,教学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式,密切授课教师与同学之间的联系,使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑,也可通过网上答疑相互交流,打破班级与时间的束缚,在平行班级中实行听课和答疑共享。

4.教学改革与教学研究

精简教材和教学内容,教学组定期进行集体备课,加大对该课程与前后各门课程之间的衔接研究,避免内容上的重复,使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体系结构,充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性;配合新的教材和课程体系,研究并建立配套的新实验体系,强化自主性、设计性、综合性和创新性;以MATLAB软件为基础,构造开放式小车倒立摆综合实验平台,将分析、设计、仿真、虚拟实验、模拟实验融为一体;开发先进的多媒体课件,将MATLAB平台和虚拟实验融入到教学过程中,使教学更为直观生动,更具趣味性和吸引力;完善了课程网站,完成了课程辅助教材的修改和编写,各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验内容的扩展及网络版的开发等;使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的园地;教考分离,采用试题库出题,统一考试,流水阅卷,考后进行详细的试卷分析。

二、实践教学改革

实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技术知识外,还要有较强的实际动手能力。

1.改革实验课教学,建立体化实验教学体系

实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析问题和解决问题的能力,验证所学理论,而且对所学内容能够提出一些新的见解。为了适应教学改革的需要,在实验室建设方面的指导思想是:将传统的模拟实验与MATLAB环境下的仿真实验相结合,将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型实验相结合,将基本实验与创新实验相结合,建立一个立体化的实验教学体系,从而满足不同阶段实践教学的需要,为激发学生的创新意识提供硬件平台。

由于实验课内容和形式的多元化,大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创新性,学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验,进行理论验证、性能分析和综合设计,对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。

课程组织形式与教师指导方法,对于教学大纲规定的必做实验,由任课教师和实验教师共同指导完成;对于设计性、综合性、创新性实验,学生自己利用课余时间完成,可以预约指导教师给予宏观上的指导。

2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目

引导学生积极参加大学生科研实训项目,吸引有兴趣的学生参与教师的科研活动,培养学生严谨的科学态度、创新意识、创业和团队合作精神,提高学生初步的科学研究能力以及工程实践能力,培养学生获取知识及撰写论文的能力。

三、控制理论专题授课方案

根据“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”课程大纲的要求,在适当时候,以某一专题讲座的方式授课。将各种教材进行比较、处理、揉合,组织成各个专题,以高质量、高水平、高效率来达到最佳教学效果。由于专题授课具有综合性、整体性和探讨性,使其信息量得以加大,知识在综合和分析中得到延伸,既提升授课内容,使之浓缩为精华,又吸引了学生的注意力和参与兴趣。

四、应用现代教育技术

开发研制了计算机辅助教学课件。教学课件以教材为蓝本,包含简明、清晰的授课讲义、重点、难点、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容,既有课本内容的直接再现,又增加很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体,既可用于课堂教学,又可通过上网,供学生进行自学和课后复习使用。控制理论的分析方法有很多图解法,如频域分析、根轨迹法、状态空间法等。利用计算机强大的计算能力仿真能力和丰富的色彩,可轻而易举地准确绘制出清晰美观的画面。采用动画技术后,图形的来龙去脉可用动态演示。计算机的图形演示与教师的讲授相结合,使教学内容形象化、具体化和生动化,增进学生的理解,提高学生的学习兴趣。

计算机仿真技术在实验教学中的应用为实验教学带来极大的方便。仿真实验具有建模方法简单、参数调整方便、结果可视性好等优点,克服常规实验内容单调、缺乏变化、元器件制约参数调整以及实验设备数量有限等不足。在教学中适当介绍并应用MATLAB软件,并设计出计算机辅助实验教学软件包,提供一个方便易用的图形用户界面,将MATLAB控制工具箱的相关功能集成一体。

网络教学平台开发。网络教学能真正体现学生的主体作用。在网络中,学生可以利用网络的交互性、检索性等特点来选择自己需要的内容进行独立学习。学生可以在任何时间进行自主学习,并且与教师在网上交流,探讨问题,在教学中发挥积极作用。

五、建立科学、有效的教学信息回馈

坚持洛阳理工学院本科毕业班所有学生中,实施“‘控制理论’相关课程的学习调查”制度。不定期进行相关问卷,包含这门课程是否易学、学习难点、学习方法、是否能学以致用等几个方面的内容,充分了解学生学习这门课的基本情况,为课程改革提供必要的依据,收到良好的效果。

六、结束语

在新世纪中,控制类学科将具有更加光明的前景,控制类研究内容将具有挑战性,研究的范围将更加广阔,电气自动化专业控制类课程的内容将不断地发展和更新,电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究也将进一步进行下去。

参考文献:

[1]王瑛.控制理论实验开放式教学的探索[J].实验室研究与探索,2002,

4(21):15-17.

[2]黄缘虹,等.从倒立摆装置的控制策略看控制理论的发展和应用[J].广东工业大学学报,2001,9(18):49-52.

控制体系设计论文范文9

一、会计系统结构模型理论基础

( 一) 方法论基础——系统论20 世纪60 年代以来, 系统论、信息论和控制论被引入到会计学科研究中, 中外学术界及准则制定机构以此为方法学基础, 深入研究探讨了关于会计定义、会计本质和会计目标与职能等会计基本理论问题。系统论的方会计毕业论文法学意义体现在用于区分现象描述的各个层次。第一个层次表现为类比, 不同事物现象表面存在一定相似性; 第二个层次表现为逻辑的相应, 虽然事物现象所包含的因果关系的因素不同, 但可能受结构上相同的定律支配; 第三个层次是严格意义上的解释, 即对存在于个别事例中的条件合理的陈述, 以及由此推出的定律的陈述。系统论可以作为一种分析相似事物或理论的工具, 以建立合理的概念模型, 使一个领域的定律转换为另一个领域的定律, 选择适当的概念模型就能阐述出精确的定律。本文在分析会计问题时采用系统分析的方法, 将会计作为一个系统、以整体的观点来分析相关问题, 并采用模型分析法构建相关的会计系统结构模型。

( 二) 会计理论基础———管理活动论20 世纪80 年代初, 我国会计学界在关于会计本质、目标和职能的讨论中形成了两种具有代表性的观点“管理活动论”和“信息系统论”。管理活动论是对会计本质的一种认识。基于对会计双重属性的认识,“会计管理活动论”得以提出, 该理论认为, 会计是人们管理生产过程的一种社会实践活动, 会计的基本职能是反映和监督。管理活动论从管理职能主体本身来对待会计工作和会计理论研究, 为会计理论方法体系的构建奠定了坚实的理论基础, 并成为我国会计界一种有代表性的观点。“管理活动论”提供了指导会计活动的目标, 也提供了会计系统目标的理论基础。本文坚持会计“管理活动论”的观点, 在会计的反映和监督职能中, 强调并着重分析会计管理活动对企业生产经营活动、投融资活动的监督管理作用, 同时, 受财务会计和管理会计融合理论的启发, 本文所设计的结构模型也力图实现财务会计与管理会计理论的有机融合, 需要强调的是,本文所构建的会计系统结构模型重点讨论微观的企业会计系统。

二、会计系统结构模型概述

( 一) 会计系统及会计系统结构模型的概念会计系统是为了实现一定的会计目标, 由所有相互作用、相互依赖的会计要素, 按照一定的规则和结构结合在一起形成的、具有特定功能的有机整体。会计系统的输出, 一是向企业内外部会计信息需求者提供本企业财务信息, 二是通过会计系统的运行对企业的生产经营活动、投融资活动按企业既定的要求进行控制。在本文构建的会计系统模型中, 更着重强调为实现一定的目标, 通过可行的操作策略和风险控制措施, 对企业生产经营和投融资活动进行会计控制。会计系统结构是会计系统的构成部分及其相互关系, 是为了实现对会计系统的认识和利用, 通过会计系统内部结构推测会计系统的功能, 采用文字、图表和图像的方法对会计系统的要素定义、过程描述和框架结构进行系统某些属性的描述。会计系统结构模型是建立在会计系统网络模型多维会计概念之上的, 强调系统的控制结构的模型。其中, 网络模型是将初始的非结构化的数据库问题和数据要求的集合作为一种输入并使用, 从而扩展出有层次的数据结构, 而这个数据结构将以最小化记录的数量来回答一组期望的问题。会计系统结构模型是研究会计系统各构成部分及其相互关系的模型。

( 二) 会计系统结构模型目标及设计原则模型目标是通过设计一套有用的会计系统理论框架, 使系统能够正常运行, 一方面体现会计的监督管理职能, 另一方面能为利益相关者提供决策有用的信息, 从而实现会计的最终目标——优化资源配置、提高企业经济效益。会计系统结构模型设计原则如下: 一是整体性原则。系统论强调用系统整体的观点来研究问题, 针对会计系统的模型设计首先要做到整体的最优化。会计系统模型首先着眼于系统所强调的主要属性要全面完整地描述系统的某一个主要属性, 必须用系统的整体的观点来仔细分析与属性相关的各要素以及要素之间的相互关系。二是层次性原则。会计系统由若干层次组成的多层次的组织体系。在会计管理上第一层次体现为会计技术, 第二层次指会计准则要解决的问题, 第三层次属于会计对“过程控制”的内容。从动态上看, 影响会计某一要素的变化将可能引起其他要素相应的变化, 各要素共同作用形成互相关联的结构层次。三是可操作性原则。操作概念是研究某一具体问题时对理论定义进行严格的限定和具体说明, 使之程式化, 以运用于实际研究。虽然会计系统中的确认、计量技术越来越复杂, 可采用的会计方法也有多种, 但其一系列的核算、计量和记录都需要有严格的限定, 以利于会计人员实际应用, 会计系统设计也要求科学合理。

三、会计系统结构模型要素分析系统的复杂性要求研究和分析系统时, 更注重对整个系统抓住其本质特性来构造一个相对简单的宏观模型, 并将此模型与微观分析方法结合起来以解决问题。会计系统结构模型是由一系列的构件和要素组成的模型。

( 一) 目标层目标层是会计系统所要实现的目标, 也是财务会计与管理会计系统共享的要素层。按照现有会计目标研究的思路, 会计系统的目标分为总目标和具体目标。会计系统的总目标是通过系统的正常运行, 实现会计的最终目标———优化资源配置、提高企业经济效益。具体目标可以概括为以下三个方面: 通过建立结图1 会计系统结构图———金字塔模型目标会计概念框架层会计控制层基本理论层环境层财务会计与管理会计共享要素层财务会计要素层管理会计要素层财务会计与管理会计共享要素层17• 综合2008 年第4 期研究与创新study and innovation财会通讯构模型, 构建会计管理理论体系; 实现系统目标和要素之间关联,强调对会计系统的控制和反馈; 通过会计系统运行和输出, 向利益相关者提供决策有用的信息。

( 二) 会计概念框架层会计概念框架层是系统结构模型构成的必要因素, 本层主要基于财务会计相关内容。会计系统所涉及的财务会计概念框架包括会计客体, 会计目标, 会计要素, 会计的确认、计量与报告, 会计信息质量特征。

( 1) 会计客体可以理解为会计工作所作用的对象。会计所要反映和监督的是企业生产经营、资金筹集和管理的全过程, 会计客体是企业的生产经营活动全过程。

( 2) 会计目标是会计系统运行所期望达到的目的, 是一种主观要求。由于会计信息使用者的多样性, 会计理论研究的学派不同, 会计目标在会计实践和理论研究中有不同的理解, 对于“决策有用学派”而言, 会计目标是向信息使用者提供有助于进行经济决策的数量化信息, 对于“受托责任学派”来说, 会计目标则是以尽可能准确的方式反映和报告经济资源受托者的受托经济责任及其履行情况。根据我国会计准则对会计目标的解释, 综合以上两个学派的观点, 笔者认为, 会计的总目标是通过会计系统的运行, 为利益相关者提供决策有用的信息, 并最终实现优化资源配置、提高企业经济效益。

( 3) 会计要素是按照一定标志对经济

--> 业务的分类, 会计要素的基本特征包括同质性、独立性和系统性。根据我国2006 年颁布的《企业会计准则——基本准则》规定, 会计要素包括资产、负债、所有者权益、收入、费用和利润六项。

( 4) 会计的计量与报告。会计的计量要求企业将符合确认条件的会计要素登记入账并列报于会计报表及其附注。目前, 对会计要素中资产的计量属性已由历史成本转为以公允价值计量。会计的报告需要遵循充分披露原则, 定期提供反映某一特定日期的企业的财务状况和经营成果等会计信息的文件, 并在会计报表附注中披露相应的会计政策等。

( 5) 会计信息质量特征。会计目标的实现, 有赖于用于决策的会计信息, 会计真实、准确计量、记录直接影响到企业会计信息的质量。会计信息质量特征最主要的两个特征是相关性和可靠性。

( 三) 会计控制层会计控制层也可理解为操作层, 任何一个系统的运行都强调有反馈的控制机制, 会计控制是一种管理活动,控制是会计管理过程的关键环节, 整个会计控制过程包括预测( 也称为预算或计划) 、决策、控制、检查、考核、分析、提出新预算这样一个循环的过程。会计的控制系统需要根据控制系统的要求和控制的标准, 结合企业生产经营特点, 建立相应的会计控制模式, 其主要步骤有: 确定企业经营活动及其核算过程为被控对象;对被控对象进行定性分析; 对被控对象进行定量分析; 形成对企业会计活动进行控制的模式。在会计控制过程中, 风险控制措施的制定及执行、及时监督反馈是相当重要的环节。

( 四) 基本理论层会计理论所提供的是一套以逻辑为导向的前后一贯的原则, 提供了一个用以评价和开发会计实务的参考框架。研究会计的理论基础涉及到范围更广的哲学基础、方法学基础、经济学基础等。科学的认识论和历史辨证唯物论是研究会计系统结构模型的哲学基础; 涉及系统论方面的理论包括系统工程理论、控制论; 与会计制度相关的理论包括制度经济学中的交易成本理论和组织契约理论等; 与会计相关的理论包括管理活动论、会计控制论等。

( 五) 环境层环境层包括宏观环境和微观环境。会计的宏观环境包括法律环境、经济基础环境和技术环境等。法律环境涵盖了会计法律、会计准则体系、会计制度; 经济基础环境包括与制度体制、企业组织形式和所有制形式; 技术环境则是支持会计信息系统建设的基本要素。微观环境主要是指企业及其内部对会计系统有影响作用的系统, 包括企业的内部管理和会计控制系统。

四、会计系统结构各要素层之间的关系

( 一) 目标层与其他各层的关系目标层是结构模型的最高层。“会计目标起点论”是20 世纪60 年代后期以来, 会计理论界较普遍接受的观点, 会计目标成为会计理论研究的逻辑起点。根据系统论的观点, 研究系统的目的在于调整系统结构和各要素关系, 使系统达到优化目标。对于任何一个系统, 首先要考虑系统目标的问题, 不明确会计系统的目标, 这种人造系统将失去存在的意义, 系统运行也将失去方向。目标可以说是一门理论学科需要研究解决的根本问题。

( 二) 会计概念框架层与其他各层的关系会计概念框架层是结构模型的第二层, 其内容主要涵盖财务会计相关基本理论。会计对象、会计假设及会计信息质量特征等基本财务会计理论问题研究需要在明确的会计目标指导下展开, 会计信息系统输出的会计信息是提供会计管理活动的重要依据。

( 三) 会计控制层与其他各层的关系会计控制层是会计系统结构模型的核心层, 主要强调管理会计相关基本理论。会计系统不仅是一个对会计信息收集、存储、处理和传输的信息处理系统, 而且还是一个控制系统。该系统要求把财务会计信息提供的数据进行处理, 遵循一定的控制规则进行会计管理活动, 并按照设定的标准对收集或处理的信息做出反馈, 达到控制的目的。

( 四) 基本理论层与其他各层的关系缺乏理论支持的结构模型是无法接受实践检验的, 基本理论层属于会计系统结构模型的第四层, 是财务会计与管理会计系统共享的要素层。基本理论层在环境层的基础上, 涵盖了结构模型设计的方法学、应用经济学和会计学理论。它既受到环境层的影响, 又对会计基本理论研究起支持作用。

( 五) 环境层与其他各层的关系环境层是结构模型的最基层,是财务会计与管理会计系统共享的要素层。任何事物的产生和发展都离不开环境的影响, 环境决定着制度的执行力、体系的运行效率和风险控制措施的有效性。会计理论和实践是随着会计环境的发展而发展的, 会计发展对会计环境又具有一定的反作用。如会计概念框架层中财务会计的信息质量特征对资源配置起着越来越重要的作用, 会计控制层中强调的会计监督则有利于维护经济秩序等。企业制度的不断演进、相关基础理论研究的不断深入都促进了会计环境的发展变化, 也使得会计工作得到相应发展和改善。会计环境层在整个系统结构模型中起着基础性作用, 系统运行的成败与否受系统结构最基础的宏观、微观环境的影响。

五、会计系统结构模型评价会计系统结构模型具有一定的优点, 但也有一定的局限性。其最主要的优点是尝试建立一个涉及财务会计信息管理和控制的全面的理论框架, 为利益相关者提供更加全面的信息。

( 一) 模型设计的合理性合理性包含合乎理性和内在逻辑的一致性两个方面的含义。关于系统结构模型设计的合理性则可以从形式、程序和内容等方面来评价。一是形式的合理性。是指一种关于不同事实之间的因果关系判断, 是纯形式的、客观的、不包含价值判断的合理性, 主要表现为手段和程序的可计算性、形式的合逻辑性。本文所构建的会计系统结构模型以一定的方法学为基础,18• 综合2008 年第4 期研究与创新study and innovation财会通讯坚持会计管理活动论的观点, 强调会计控制的作用, 设计形式是合理的。二是内容的合理性。内容的合理性表现为模型设计的合目性。本文的会计系统结构模型自始至终以会计目标为分析问题的逻辑起点, 构建的五层三维模型均围绕该核心问题进行分析, 并以系统工程方法, 对模型应用进行分解, 会计系统管理内容详实完整。

( 二) 模型设计的现实性模型设计的现实性主要是指模型的可实现性和可操作性。模型设计得再完美, 如果缺乏应用的基础,无法在实践中运用, 就不具备基本的现实性。任何一个模型都是具有历史阶段性的。在现阶段, 本文所设计的会计系统结构模型所涵盖的各项内容是适用的, 但随着社会经济环境的变化, 企业所处的宏微观环境的变化都会使模型中的某些要素发生变化, 模型中的原则和计量属性等可能存在不适应性, 则需要对模型进行相应调整。任何一项模型应用都涉及到一定的成本, 即模型所指向的制度运行实施过程中所支付的各种人力、物力、财力和时间等资源。本文会计系统结构模型厘清了会计的目标、财务会计概念框架和会计管理活动的层次, 便于会计工作者理解会计相关制度, 有利于节约制度执行成本, 提高制度效率。

( 三) 会计系统结构模型的价值模型设计提供了一个理论分析框架。按照规范会计学派的观点, 会计理论为会计研究人员寻求扩大会计应用范围以及由于社会发展的需要扩展会计学科的范围时, 提供一个有用的框架。本文会计系统结构模型根据会计的内容、特点, 对会计目标、

--> 会计计量与记录、会计报告等要素进行解释, 并强调会计管理控制的作用, 为企业会计制度的制定执行提供了一个有用的理论分析框架, 该理论框架也体现了财务会计和管理会计相融合的特点。此外, 模型设计是一种方法学应用创新。综观现有会计理论研究方法, 以规范研究法和实证研究法为主导, 更多的是围绕会计概念、会计概念框架、会计要素、会计准则制定等。本文会计系统概念模型则是应用系统工程方法, 将会计视为一个会计子系统, 围绕系统运行进行理论构建, 在方法学上有一定的应用创新意义。

参考文献:

[ 1] 薛惠峰、张骏主编:《现代系统工程导论》, 国防工业出版社2006 年版。

[ 2] 王世定、徐玉德:《it 环境下会计系统重构: 一种融合理论及模型构建》,《会计研究》2004 年第9 期。

[ 3]会计毕业论文范文 [美]艾哈迈德•里亚希—贝克奥伊著, 钱逢胜等译:《会计理论》, 上海财经大学出版社2004 年版。[ 4] 王世定:《我的会计观———关于会计理论的探索》, 人民出版社1996 年版。

控制体系设计论文范文10

关键词:计算机控制技术;自动化;微型计算机

作者简介:康胜武(1973-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,讲师;毛哲(1957-),男,湖北武汉人,武汉工业学院电气信息工程系,教授。(湖北武汉430023)

中图分类号:G642     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)16-0033-02

一、计算机控制系统应用现状

随着现代化工业生产过程复杂性与集成度的提高,计算机控制系统得到了迅速的发展。计算机控制系统是自动控制系统发展的高级阶段,是自动控制系统中非常重要的一个分支。计算机控制系统利用计算机的软件和硬件代替自动控制系统中的控制器,它以自动控制理论和计算机技术为基础,综合了计算机、自动控制和生产过程多方面的知识。由于计算机控制系统的应用,许多传统的控制结构和方法被替代,工厂的信息利用率大大提高,控制质量更趋稳定。当前,计算机控制系统已成为许多大型自动化生产线不可缺少的重要组成部分,生产过程自动化的程度以及计算机在自动化中的应用程度已成为衡量工业企业现代化水平的一个重要标志。这就要求从事自动控制的工程技术和研发人员不仅要掌握生产工艺流程和自动控制理论的基础知识,而且还必须掌握计算机控制系统有关硬件、软件、控制规律、数据通信、现场总线网络技术和数据库等方面的专业知识和技术,从而达到设计和应用计算机控制系统的目的。[1,2]

二、课程特点及教学现状

“计算机控制技术”是电气自动化专业的重要专业骨干课程,是计算机技术、自动控制技术、自动检测与传感技术相结合的综合应用技术,它是面向实际工程控制领域,融合了计算机技术和控制理论后发展起来的理论性和实践性都很强的一门学科。该课程要求学生对前期所学的PLC、电机拖动、传感器技术、自控仿真、微型计算机原理、程序设计和自动控制等理论知识要有一个全面的掌握,有承上启下的作用。正确处理本课程与其他课程的关系以及它们之间的内在联系,形成完整而系统的知识体系,是本课程的主要作用;它要求学生从工程技术角度出发,注意理论和实践相结合,设计和仿真相结合,掌握计算机控制系统的基本分析和设计方法。由于本课程有一定的工程应用要求,与实际工业的生产过程紧密结合,所以实践性较强。在讲授过程中,教师应当综合有关课程的基本内容,将学生学到的知识通过本课程有机结合在一起,使学生在学完本课程后了解并掌握如何正确地选择和组织计算机控制系统的软件、硬件、设备和接口通道以及控制管理生产过程的基本原理和方法,将控制对象,硬件(微处理器、存储器、接口通道和自动化仪表等)和软件(系统软件和应用软件)组织成一个有机的整体,形成完整的计算机控制系统,达到预定的控制目的。因此,如何提高教学效果,在规定学时内既要让学生掌握相关的理论知识,又要培养学生的动手实践能力成为教学的重要任务。目前教学过程中的现状和存在的问题主要体现在以下几个方面:

1.“计算机控制技术”是一门与多课程相关、实践性很强的课程

该课程既要求学生有较好的控制理论基础,又要求学生有硬件电路设计和软件程序设计仿真的能力,能将所学的知识融会贯通。学生普遍反映学时较少,大部分时间用在了理论和方法的学习上,这就制约了学生应用理论知识解决实际工程问题的能力,难以在规定的课时内达到该课程的教学要求。

2.该课程对学生能力的培养

由于学生在先期的课程学习中忽视了动手能力的培养,又缺乏相应的工程实践机会,在遇到实际问题时,往往从书本中找答案,不能灵活应用知识来解决问题,这也说明平时实践动手能力培养的重要性。

3.缺乏资金,实验设备落后

实验箱硬件电路接线方式固定,缺乏灵活性,实验项目偏少,软硬件环境限制了实验内容多以验证性实验为主(如A/D、D/A转换实验,采样与保持实验,平滑与数字滤波实验,积分分离PID控制实验和最小拍控制系统等),综合设计性实验偏少(主要为直流电机闭环调速实验,温度闭环控制实验和步进电机调速实验),试验箱配套的软件相对简单且容易出错,没有相应的自控仿真工具,软硬件基本脱节,限制了对学生自主动手设计能力的训练,理论教学与实验教学不能有机结合。

4.教学效果方面

在讲授硬件接口技术时,由于与微型计算机技术课程内容有部分重复所以学生注意力不是太集中;但在讲授控制规律过程中由于理论性较强比较枯燥学生又很难理解。比如数字控制器设计方法中有大量的公式推导,过程比较烦琐,学生不易掌握,从而缺乏学习兴趣,课堂教学效果不理想。

三、教学方法探讨

针对“计算机控制技术”课程教学的现状及存在的以上问题进行深入分析,结合目前实际现状,应该采取以下措施来解决这些问题以提高计算机控制技术课程的教学质量。

1.合理进行课程体系设置

“计算机控制技术”课程涉及的课程较多,“自控原理”是理论基础,“微型计算机原理”、“电路设计”和“PLC”等是硬件基础,“C语言程序设计”、“数据库理论”、“自动仿真”是软件基础,而“计算机控制技术”则提出相应的控制方法,各课程之间有一定的关联但内容又是相对独立的,它们构成了自动化控制类学科的基本教学体系。在传统教学模式中强调各课程的相对独立性和完整性,忽略了它们之间的关联性,导致学生在综合应用时往往无从下手。教研组应对整个学科的课程体系有一个合理的设置,在时间安排上尽量保证各课程之间的无缝衔接,教师在授课时也要注意本课程在整个体系中的承上启下作用,在部分章节内容和实验计划中应注意与其他课程的关联性。

2.改革考核方式

本课程工程实践性较强,不能按其他基础理论课程的考试方式来考核学生,那样的方式只能使学生死记硬背书本理论知识,为考试而学习;应加大实验考核的比重,强调实验环节的重要性。教师要对学生的实验报告严格审核把关并记入总评成绩,实验报告要求内容完整、实验方案合理、步骤清晰、实验数据真实可靠、结果分析逻辑严谨。同时,教师应鼓励学生提出自己的新思路和新方案,并在考评时给与额外加分。笔试应重点考查学生的综合分析能力,避免学生对基础理论知识的死记硬背。

3.合理选择实验项目

现有的一些专业课程实验内容多以验证性实验为主。计算机控制实验是培养理论联系实际、动手能力的重要手段,在教学中应减少验证性实验内容,增加综合性和设计性的实验内容。如,温度闭环控制系统,直流电机闭环调试控制系统就要求学生根据系统的功能和性能指标完成系统的总体设计,在实验平台上搭建硬件系统。在计算机上安装Keil、Matlab和Protues等软件,要求学生在Matlab环境中建立控制系统的理论仿真模型,加深对控制理论的理解。在Proteus平台和Keil软件的支持下,要求学生完成系统电路设计,程序编写、调试和仿真的整个过程,锻炼学生的软硬件动手实践的能力。

4.增设创新型实验

为了培养学生的动手能力和创新能力,可以组织一些动手能力强的同学成立兴趣小组,指导老师提出一些以工程应用为背景的实际项目,如步进电机调速系统、炉温控制系统等设计,给出具体的功能和性能指标,要求学生完成从理论设计、硬件选型、制板、电路焊接,系统调试运行和撰写实验报告的全部工作,鼓励学生在设计制作过程中有创新性,实验室提供相应的设备支持,学生在完成过程中遇到困难,老师可提供适当的指导。可以要求学生以组为单位,通过分组评比,调动学生实验的积极性和主动性,提高学习效果。

5.充分利用多媒体教学手段

将工业制造过程中的自动化生产和监控视频作为教学录像搬入课堂,使学生能在较短的时间内了解计算机监控系统的现场知识,以弥补感性认识的不足,扩大知识面。在讲授控制规律时应用Matlab软件,将枯燥的理论知识通过仿真模型以图形化的方式给学生演示,让学生对控制过程和结果有一个清楚的理解。同时,多媒体进行教学可以提高教学效率和教学质量,使学生更加直观地学到知识,提高学生的学习兴趣。

6.课堂授课方式灵活化

基本的理论和方法由老师讲授,布置一些工程案例供学生讨论,采用分组方式,要求学生课下准备材料,在课堂上每组学生可以上台讲述自己的设计思路和方案,其他同学可以进行分析评比并提出疑问。因为同一问题可以有多种解决途径,通过讨论可以开拓大家的思路,集思广益,有利于学生更好地掌握工程案例的解决方法。如果学生认真投入,老师善于引导,这种课堂讨论方式就会收到很好的教学效果,它既活跃了学生的思想,激发了学生学习的积极性和创造性,又提高了其分析问题和解决问题的能力。

7.提高教师业务能力

教学改革中,教师必须不断探索这门理论性和实践性都很强、内容更新快的专业课的教学规律。及时总结教学中的经验体会,及时跟踪本专业在国内外的技术动态和学术发展趋势,不断学习该门学科的最新成果,在讲课中将有关计算机控制技术的发展动态介绍给学生,并在讲课内容方面不断引进新理论和新技术,使学生对本专业领域的现状有一个大致的了解并清楚国内与国外先进技术的差距;不断改善教学方式,积极采用多种手段来提高课堂教学效果。

四、结束语

通过对“计算机控制技术”课程教学的研究,在教学方法、教学内容和教学手段等方面做了一些探索尝试,在教学实践过程中取得了较好的教学效果,提高了教学质量和学生的学习效果,培养了学生独立动手和分析解决问题的能力。随着计算机技术的发展和教学手段的进步,该课程的任务还会不断地被修改和完善。

参考文献:

控制体系设计论文范文11

关键词:理论体系 智能建筑 课程建设 实验体系

中图分类号:T017 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(b)-0204-02

近年来,智能建筑在我国得到了迅猛的发展,并且已经成为全球规模最大的智能建筑市场。伴随着智能建筑市场的兴起,市场对智能建筑技术人才需求也迅速增长。然而,我国在智能建筑这方面的人才极度缺乏,在人才培养方面也明显滞后智能建筑业的发展。因此培养智能建筑技术人才成为当务之急。为了满足社会对智能建筑人才的急切需求,同时结合学校的特色,桂林电子科技大学建筑环境设备与工程专业在建环专业指导委员会提出的《建筑环境与设备工程专业本科(四年制)培养计划总体框架》的基础上,以建筑环境与设备工程为主干学科,加大了自动化学科的课程。在此背景下,我们“智能建筑设备系统”是建环专业专业主干课程,计划学时为48学时。开课时间为第7个学期。

自课程开设开始,建环专业的同学就表现出对“智能建筑设备系统”的浓厚兴趣。由于课程开设时间较短,并且是涉及多学科的一门交叉课程,因此到现在为止还没有教学大纲以及教材能很好地适用于该学科。所以,要更进一步的对该学科进行深入研究,直至有该学科的系统教学体系建立。本文从理论体系建设、实践体系建设、课程设计体系建设等三个方面进行探讨“智能建筑设备系统”的课程建设,希望起到抛砖引玉的作用,共同建设好这门新课程。

1 理论体系建设

智能建筑是以建筑物为平台,兼备信息设施系统、信息化应用系统、建筑设备管理系统、公共安全系统等,集结构、系统、服务、管理及其优化组合为一体,向人们提供安全、高效、便捷、节能、环保、健康的建筑环境。从智能建筑的定义可知,智能建筑设备系统主要表现为现代信息技术在建筑领域中的具体应用,因而“智能建筑设备系统”课程具有多学科交叉的典型特点,不仅涉及计算机技术、现代控制控制、网络通讯技术,而且涉及建筑技术、建筑环境技术、建筑设备技术等诸多技术,是多学科的典型结合。

根据智能建筑设设备系统的多学科交叉的特点,本课程的理论体系分为基础理论、专业理论和工程技术三大部分。基础理论是针对智能建筑设备自动化领域之中析取的理论部分,主要包括自动控制原理和计算计算机控制与网络等内容。基础理论具有承前启后的功能,起到温故和铺垫的作用。专业理论则是面向建筑设备自动化领域在基础理论上形成的具有本课程特色的专有理论,具有创新的功能,起到知识延伸和扩展的作用。专业理论主要包括智能建筑集成技术、建筑建设监控技术和综合布线技术。专业理论是本课程的核心内容,体现了本课程的特色。工程技术具有理论与实践相结合的功能,起到学以致用的作用。工程技术主要包括智能建筑、智能小区的设计以及智能建筑设备系统的运行和管理。智能建筑设备自动化的理论体系框架如图1所示。根据上述理论体系,就可以进行教学大纲和讲义、课本、电子课件、参考书和实验指导书等立体化教材的建设。

课程具体讲授的内容如下。

(1)智能建筑设备系统概述。建筑与建筑智能化的基本概念;智能建筑的体系结构;建筑智能化技术;智能建筑的发展趋势。

(2)智能建筑的信息传输与网络。信息的分类和表示、传输介质和方式,PABX通讯网络、公用电信通讯网络。

(3)智能化建筑内的计算机网络与控制信号网络。建筑内的信息交换平台、建筑内的Internet;建筑内电话网及相关技术。

(4)智能建筑综合布线技术。综合布线系统的组成、典型综合布线系统。

(5)智能建筑设备及其控制特性。供配电系统、照明系统、空气的物理性质、空调系统、给排水系统、冷热源系统。

(6)智能建筑设备自动化技术。建筑设备自动化系统的功能、集散控制、建筑设备自动化系统的体系结构。

(7)智能建筑的安防技术。门禁管制系统、防盗报警系统、电视监视系统、智能建筑防盗报警系统。

(8)消防及联动控制技术。火灾控测器、火灾报警控制器、消防联动控制、智能消防系统。

(9)智能建筑的系统集成技术。将智能化系统从功能到应用进行开发和整合,从而实现对智能建筑全面和完善的综合管理。

(10)工程实例。培养学生的工程概念,介绍1~2座典型的楼宇设备控制系统。

2 实验体系的建设

实验体系是综合培养学生知识、能力和素质的重要环节,可以培养学生的动手能力、创新能力和理论联系实际的能力。因此实验体系应避免验证性和演示性的内容,应是具有设计性、综合性和创新性的内容。“智能建筑设备系统”是一门实践性很强的课,为了加强学生的实践能力,我们很注重实验体系的建设。在本课程中实验课程约占总学时的20%,其中综合设计性的内容占70%以上,实验内容基本覆盖了理论课的授课内容。在安排上也围绕住专业理论进行,使理论课和实验课成为有机的整体,其目的要求如表1所示。通过这些实验,学生基本上达到以下的要求:(1)具备能熟练操作本专业常用仪器仪表进行测试的能力;(2)具备熟练测试本专业常规参数的能力;(3)具备能独立进行实验设计,对系统、设备及环境进行综合实验测试、研究和数据处理方面的能力。

3 课程设计体系的建设

课程设计是实践教学的关键环节之一,是学生综合应用所学理论知识和基本技能分析解决实际问题,促使其学习深化与升华的重要过程;是强化工程意识,进行工程训练,培养学生创新能力和科研能力的重要途径,进行综合素质教育必不可少的环节。同时,通过课程设计的训练,为今后的毕业设计的顺利进行奠定基础,同时也为学生参加实际的设计和管理工作奠定良好基础。

通过课程设计,学生应达到的要求为:(1)熟悉有关智能建筑和智能小区工程设计与施工的国家标准和规范;(2)掌握对设计对象功能进行分析和研究的基本方法;(3)掌握确定智能建筑设备系统方案,并进行技术和经济分析的基本方法;(4)学习和掌握选择智能建筑设备的型号和规格的计算方法;(5)学习绘制智能建筑设备自动化施工图及编制设计、施工、运行维护和使用说明书。

4 结语

以上是笔者通过学习建环专业培养目标,结合我们电子院校的特色,根据多年来的教学经验,对建环专业核心课程“智能建筑设备系统”的课程教学体系建设的点滴看法,仅起着抛砖引玉的作用,以供同仁们参考。

参考文献

[1] 高等学校建筑环境与设备工程专业指导委员会.全国高等学校土建类专业本科教育培养目标和培养方案及主干课程教学基本要求[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[2] 董春桥,袁博,张亚男.“建筑设备自动化”课程建设探讨[J].暖通空调,2006,36(7):49-51.

控制体系设计论文范文12

论文关键词:电锅炉,温度控制,模糊PID控制,仿真

在工业生产过程中,温度控制在生产过程中占有相当大的比例,准确的测量和有效的控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的重要条件。

电锅炉是将电能直接转化为热能的一种能量转换装置。本文研究对象为直热式水锅炉,采用电阻式加热采用电阻式加热。本文的研究目的是结合电锅炉水温上升的特点,对它的温度进行控制,达到调节时间短、超调量小且稳定误差小的技术要求。

2.硬件设计概述

具体的硬件设计框图如图1所示:主要分6个功能模块:89C51单片机、温度检测模块、触发模块、过零检测模块和显示模块及报警模块。

图1 硬件电路设计总体框图

本文选用AT89C51作为核心芯片,这样不仅提高了系统的总体性能,而且降低了成本。本设计选用的传感器型号为DS18B20温度传感器。补偿器型号为AD590JH温度转换器。图2为数据采集及A/D转换模块。控制输出模块主要包括D/A转换和光电耦合模块,主要由芯片DAC0832、运算放大器和光耦实现,具体设计如图10所示。另外还进行了键盘输入模块和报警显示模块的设计,由于篇幅不再赘述。

图2 数据采集及A/D转换模块

图3 控制输出模块

3.算法的实现

由于纯PID控制对有较大的超量和过渡时间,为了解决这一难点,本系统将模糊控制算法和PID的实用性相结合,研究出一种参数模糊自整定PID控制系统,以此减少超调量,调节时间和系统的振荡性,提高温度调节系统的整体控制性能[10]。

参数模糊自整定PID控制系统能在控制过程中对不确定的条件、参数、延迟和干扰等因素进行检测分析,这种控制方法不仅保持了常规PID控制系统的原理简单、使用方便、鲁棒性强等特点,而且具有更大的灵活性、适用性、精确性等特性。典型的模糊自整定PID控制系统的结构如图4所示。

图4 参数自整定模糊PID控制器设计图

该模糊控制器输入输出的隶属函数均选灵敏度高及在论域范围内均匀分布的等距离三角函数。隶属函数曲线如图5、图6所示。

图5 偏差E及偏差变化率EC的隶属函数图 图6 Δkp、Δki、Δkd隶属函数图

模糊决策一般采用Mamdani's(min-max)决策法。反模糊化,也就是模糊量的精确化,本设计采用重心法计算公式如(1)式所示:

(1)

重心法比较全面的反应了各个控制信息,它的缺点是运算量较大,不过在实际的控制过程中,输出论域的元素一般不会太多。再次,清晰化方法选择重心法。此设计的模糊控制输入输出曲面如图7所示:

( a)(b)

(c)

图7 模糊PID控制器输入输出曲面图

4.仿真

在MATLAB命令窗口中键入“Simulink”,在Simulink环境下,建立模糊PID的仿真模型如图8所示,模糊PID的仿真结果曲线如图9所示。

图8 模糊PID控制器的仿真模块

图9 模糊PID控制系统仿真图

根据仿真结果可知,采用模糊控制策略整定PID参数相对于普通PID控制策略,其系统的鲁棒性增强,响应时间大大减少,超调量也得到了一定的改善,提高了系统的总体性能[6]。

5.总结

本文以电锅炉的温度作为研究对象,采用了较新的控制方法——模糊PID控制。该控制系统选用单片机AT89C51作为控制芯片。完成数据采集、参数整定、LED显示、键盘输入、报警等功能,由理论向实际迈出了一步,具有一定的理论和实用价值。

参考文献

[1] 李朝青.单片机原理及接口技术[M]..北京:北京航空航天大学出版社,2005

[2] 陈杰,黄鸿.传感器与检测技术[M]..北京:高等教育出版社,2002.8

[3] 谢仕鸿.MATLAB R2008控制系统动态仿真实例教程[M]. 北京:化学工业出版社,2009.1

[4] 王正林,王胜开等.MATALB/Simulink与控制系统仿真[M].北京:机械工业出版社,2008.7