摘要：介紹基於軟體工程技術的自動化控制系統教學模式的開發理論基礎，以及軟體工程技術在該教學模式中的具體應用，闡述該教學模式的開發實踐過程，並分析該教學模式的發展方向。
關鍵詞：軟體工程；自動化控制；教學模式
1基於軟體工程技術的自動化控制系統教學模式開發理論
傳統自動控制原理實驗一般採用自動控制實驗箱，在實驗箱面板上連線相應系統的類比電路圖，通過示波器觀察系統的響應曲線及各項指標。這種方式可一定程度地提高學生的動手能力，加深對課堂所學內容的理解,但觀察效果不理想，學生缺少主動性和積極性，降低了實驗教學效果。另外由於大學擴招,在校學生數量急劇增加，實驗條件遠遠不能滿足教學的要求；並且近年來學校對實驗室投入不足，實驗裝置嚴重老化，許多實驗已無法正常開展,極大地影響了教學質量和教學活動的順利進行。因此，在自動化控制系統教學中結合軟體工程技術，幫助明確開發的方向與內容。教學模式形成首先要確定一個理論體系，傳統教學模式在應用效能上不能完全滿足要求，且自動化控制在當前工業發展中應用較為廣泛，通過教學方法上的相互融合，能夠將軟體工程中的創新性體現在其中。如何完善教學模式開發的理論體系是當前重點研究的內容。自動化控制教學系統的開發以軟體工程技術為基礎，將軟體工程的基礎框架設計理念充分與教學目標融合，形成更具有創新性的自動化控制系統教學模式，使其在使用中能夠達到設計理念上的配合，同時在功能上也更加完善。開發理論也需要結合基礎框架來進行設計完善，框架完善後再根據自動化控制系統執行過程中的使用需求來對程式進行完善，達到更理想的控制效果，這也更符合未來的發展方向。
2軟體工程技術在自動化控制系統教學模式開發中的具體應用
2.1EDA軟體模擬技術的應用
在教學模式中應用EDA模擬軟體可自動在計算機中模擬出軟體系統，在開展自動化控制系統教學期間，教師可以通過操作計算機軟體來達到控制效果。模擬軟體可以模擬自動化控制系統的執行使用狀態，根據所遇到的問題不斷探討並優化解決方案，對於一些複雜的自動化控制系統，該模擬教學方法同樣十分有效，還解決了傳統教學模式中學生實踐操作機會不足的問題。模擬軟體功能的實現是結合演算法來進行的，計算機有一個特定的軟體運算程式，自動化控制系統在不同使用功能上會反饋不同的資料，配合資料基礎上達到一個更理想的控制和使用效果。近幾年EDA模擬軟體在自動化控制系統教學中得到了廣泛應用，但在技術完善程度與演算法選擇上仍然需要進一步深入，為教學任務開展營造一個更為合理的環境。
2.2軟體工程智慧化技術應用
軟體工程智慧化技術有助於提升自動化控制系統的穩定性，實現對系統的遠端智慧控制。該技術將多項技術相互整合，在進行程式彙編的同時也能發揮控制功能，這是普通方法難以實現的。智慧化技術的實現仍然需要結合計算方法來進行，檢測其中可能會存在的問題，通過自動化控制系統之間的相互配合，達到更理想的執行及使用效果。軟體工程技術在應用期間，要制定一個整體化的教學思想，並根據教學過程中所遇到的問題不斷完善自動化控制系統，形成一個具有解決實際問題能力的自動化控制系統，確保學生在日常學習中能夠接觸到更多的實踐操作，並在學習中總結經驗，提升自動化控制技術的掌握程度。
3基於軟體工程技術的'自動化控制系統教學模式開發實踐
3.1教學模式開發的時域分析應用
在自動化控制系統教學模式開發中，通過自動運算來確定其中函式值的範圍，並將運算的結果傳輸到控制系統中，這一系列的資料運算與傳輸共同構成了教學模式系統，具體的時域分析方法運算公式為：G(s)=Wn/(s2+2kWns+Wn2)式中，Wn為自動化控制系統在訊號傳輸期間的無阻尼係數，k為阻尼係數。根據該公式的運算結果，能夠確定自動化控制系統的主要訊號交流傳輸頻率，從而確定最終控制時間，以更加順利地開展後續的控制以及交流任務。這種模擬技術在應用後還可以通過波形分析來確定是否存在影響自動化控制的因素。自動化控制系統的階躍曲線如圖1所示。圖1自動化控制系統的階躍曲線在分析過程中，根據運算結果可以確定波形曲線圖變化。在同一自動化控制系統中，能夠同時完成多項控制任務，因此，傳輸的訊號也相對比較複雜，要儘量避免在控制期間出現訊號之間相互干擾的現象，否則將導致資訊傳遞出現誤差，控制指令傳輸失控。採用模擬控制系統對自動化控制的情況進行全面探討，能夠了解其中更深層次的問題，對於教學計劃的開展也能提供一個有效的系統模型，使學生了解更全面的資訊。
3.2頻域分析在自動化控制系統開發中的應用
頻域分析與時域分析是相互結合進行的，在開展過程中也需要確定系統頻域範圍。控制系統執行後，在該頻域內展開探討分析，更有利於管理人員對系統做出全面觀察，深入瞭解系統存在的各項問題，並從技術角度展開探討，促進管理計劃進一步落實實現。自動化控制系統教學模式研究與實戰性的技術操作有很大不同，教學模式研究要先明確開發方向，觀察不同使用需求對應的控制模組，並在此基礎上不斷完善系統。系統傳遞函式為：G(s)=(2s+2)/(s3+10s2+30)系統根據公式運算生成一個對應的幅度圖，在圖表的基礎上能更合理的開展各項控制。在教學模式開發中要從學生的接受能力角度思考問題，對系統的執行功能進行探討，對於一些比較常見的功能性障礙，結合軟體工程做到自動的技術性控制，使控制效果更加理想化。並且，在具體的開發研究中，提升學生綜合能力也是需要重視的，通過理論性的研究結果配合，在功能上實現進一步突破，促進自動化控制技術與軟體功能技術之間能夠更好地融合。
3.3利用Simulink模組進行自動控制原理實驗
在自動化控制的教學模式開發中，藉助模擬模組能夠達到教學實驗目標，使同學們能夠通過實驗結果對自動化控制技術有一個更全面的瞭解。藉助軟體工程模組所開展的各項任務實現系統之間的資訊交流與傳遞，達到了更理想的控制效果。自動化控制技術還有效地解決了人力資源的投放問題，達到了同一技術人員控制多項裝置的使用要求。控制過程中通過向程式系統中輸入一個需要預算的引數資料，然後自動根據該資料的特點展開運算，達到一個合理的控制效果。自動化控制系統執行中，系統功能還會受到使用環境的影響。藉助Simulink模組來開展實驗，主要的目的是對未來系統控制變化有一個更全面的掌握，達到理想的控制使用效果。當發現存在安全性障礙時，在實驗的模擬系統中會對其作出調整。
4自動化控制系統教學模式開發的未來發展方向
對於自動化控制系統的教學模式的研究與開發，未來將會向與網際網路環境結合的方向發展，在自動化控制功能實現期間將網路系統的先進性體現在其中，可以突破距離的限制，實現遠端操控。對自動化控制系統的功能檢測也可從該層面開展，根據自動上傳的資訊來檢測系統執行的安全性，並根據最終所得到的結果進一步優化所遇到的障礙，達到遠端控制系統檢測效果。自動化控制系統使用一段時間後在功能上需要更新，手動對程式進行修改比較浪費時間，可藉助網路環境實現對自動化系統的更新，達到一個更理想的控制效果。技術發展是基於需求進行的，在日常教學中也要不斷的總結學生學習興趣，將基於教學模式研究的自動化控制系統開發不斷地深化與完善。
作者:侯小毛 趙 勇 單位:湖南資訊學院電子資訊學院
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