摘要 “自动控制原理”是研究各类控制系统共性的一门基础学科，是各大院校控制类专业的一门主要专业基础课。其教学实践环节对于学生理解与掌握课程中抽象的理论概念起着至关重要的作用，而传统的自动控制原理实验课存在一些弊端：实验设备高度集成，可扩展性差；实验内容形式陈旧，不能达到实验要求和促进课程理论教学的目的；学时有限，实验室又是非开放性的，有限时间内掌握和巩固课堂内容较为困难。本文所研究的虚拟实验平台能够随时更新实验内容，紧跟学科的发展前沿，极大提高学生学习的积极性和创造性，而且使用者不必知道太多有关Matlab编程的知识，扩展了Matlab仿真软件的应用范围，同时该虚拟实验平台的实现必然会对远程教育、网上教学产生深远的影响。本设计主要应用了IIs、matlab及matlab web server，建立了一个自动控制远程教学平台，使用户能在一台没有安装matlab的计算机中也能运用matlab解决自控原理方面的习题，提供了一个交流与共享的平台。关键词：自控原理, 教学平台, matlab, 虚拟实验AbstractAutomatic Control Theory is the study of various control systems in common a basic discipline, control of major institutions is a main specialty basic course.Part of their teaching practice and master the curriculum for the students to understand theoretical concepts in the abstract plays a vital role, and the traditional principle of automatic control of experimental course there are some drawbacks: a high degree of integration of laboratory equipment, poor scalability; experimental form of the old content can not bemeet experimental requirements and aims to promote the teaching of curriculum theory; hours are limited, laboratory and non-open, limited classroom time to master and consolidate the content is more difficult.Studied in this paper to update the virtual experimental platform to test the contents, followed by the development of cutting-edge discipline, greatly improving the student learning initiative and creativity, and users do not know much about the knowledge of Matlab programming, extending the application of simulation software Matlabrange, while the realization of the virtual experiment platform bound for distance education, online learning have a profound impact.The design of the main application of the IIs, matlab and matlab web server, automatic control of the establishment of a distance learning platform that allows users to install matlab on a computer that does not also address the use of matlabs exercise self-control theory provides a communication andSharing the platform.Key words：Control principle, Teaching platform, Matlab, Virtual Experiment目 录1 绪论11.1 题目背景及目的11.2 国内外的发展研究11.2.1 网络教育平台在国外的发展11.2.2 网络教育平台在国内的发展21.2.3 MATLAB自动控制教育平台的发展前景22 MATALB软件的概述42.1 基本功能42.2 应用42.3 特点52.4 优势52.4.1 友好的工作平台和编程环境52.4.2 简单易用的程序语言62.4.3 强大的科学计算机数据处理能力62.4.4 出色的图形处理功能62.4.5 应用广泛的模块集合工具箱72.4.6 实用的程序接口和发布平台72.4.7 应用软件开发（包括用户界面）73 平台系统配置83.1 软件应用及思路框架介绍83.1.1 网络连接方式83.1.2 MATLAB Web Server的工作原理简介83.1.3 所需安装及运行的软件93.2 IIS的安装配置93.2.1 IIS的安装103.2.2 IIS的配置123.2.3 常见问题及解决方法193.2.4 其他服务器203.3 Matlab Web Server的配置213.4 Matlab Web Server应用程序的开发243.4.1 创建输入文件243.4.2 创建Matlab Web应用程序的M文件253.4.3 创建输出文件273.5 常见问题及解决方法284 自控教育平台304.1 平台功能组成介绍304.1.1 系统目录结构304.1.2 功能介绍304.2 控制系统MATLAB324.2.1 代数稳定判定及举例：324.2.2 利用matlab求控制系统的根轨迹图334.2.3 控制系统阶跃响应与稳态误差分析：354.2.4 控制系统时域分析中的求给定响应364.2.5 Simulink在系统仿真中的应用37结论40参考文献41致谢42附录 主要表单及M文件431 绪论1.1 题目背景及目的“自动控制原理”是自动控制技术的基础理论，是自动化专业重要的一门专业基础课程。该课程的理论性强、概念抽象、涉及面广，学习起来具有相当难度；同时，根轨迹等各类图形曲线一直贯穿在整个教学过程中1 ，若采用传统的教学手段，教师需花费大量课堂时间绘制这些图形曲线，传统的实验室手段已不能满足现代教学的需要；而计算机技术的发展和网络的普及，使虚拟实验室技术得以应用和发展。在机械控制工程教学中，控制系统实验同样对教学起着重要的作用。Math Works公司的Matlab软件作为工程计算的工具和教学工具也越来越多地被应用在教学当中Matlab软件为控制系统的分析和设计提供了强大的功能。然而Matlab软件本身规模庞大，组件众多，操作相对复杂并且对运行环境要求较高。如果建立一个基于Matlab的服务平台，用户(学生)通过网络终端提供的友好用户界面进行交互的学习，不仅能够有效解决这些问题，而且能够提高学习效率，改善教学效果 2,3。1.2 国内外的发展研究1.2.1 网络教育平台在国外的发展从1996年底，1997年初开始出现支持网络教学的软件平台。国际上应用比较好的有 IBM Lotus公司开发的 Learning SpaceIBM 电子学习策略的核心技术 , 作为世界领先的基于 Web的远程教学平台 ,它提供了完整的可扩展的分布式解决方案，是唯一能够在单一平台上提供自学、非同步协作学习和虚拟教室同步交互学习所有 3 种在线学习模式的分布式教学平台；英属哥伦比亚大学计算机系开发的 WebCT ,它提供了一批支持多媒体学习环境的学员、教师和技术方面的工具； WBT系统在 995 年开发的 Topclass 是一个综合的课程稀内容和教室管理系统；另外还有 BlackBoard 公司开发的 Course Info ； MadDuck 学习技术公司开发的 Web Course in a Box 以及 Asymmet rix 公司研制的支持网络培训和虚拟学习环境的集成软件 ToolBook等。这些产品都是从支持多媒体开发或网站建设等方面发展起来的 , 经过多年的积累 , 成长为综合的网络教学支撑平台。1.2.2 网络教育平台在国内的发展我国的网络教育支撑平台研究起步较晚，它的发展主要经历了五个阶段:第一阶段：基于网络课程的网络教学支持平台（特点：简单易用，适用面较窄）第二阶段：基于计算机网络的完整集成的网络教育支撑平台（特点：系统完备性、通用性、集成性、符合教学机制、支持教学策略）第三阶段：基于 “天网”、“地网”结合的网络教育支撑平台第四阶段：多元化的网络教育平台第五阶段：网络教育平台产品化和多样化的发展综上所述，我们可以看出伴随着教育需求的增长、教学理论与现代信息技术、传播技术的不断发展和完善 , 网络教学平台的研究不断地出现一些新的热点和趋势。1、 由单一的网络教育平台向支持多模式的网络教育平台发展；2、 注重新技术开发和应用，例如将移动技术、网格技术、点对点技术等应用到平台的开发中来，同时对Blog，Wiki实时通信等社会软件对网络教育平台的建设也产生了重要的影响；3、 随着智能代理，数据挖掘和虚拟现实技术在网络教育中的深入应用，网络教育平台将实现个性化和智能化；4、 注重对网络教育平台的简易型。实用性的研究，促进网络教育的快速发展。1.2.3 MATLAB自动控制教育平台的发展前景目前国内的网络教学主要是将文字、图片、表格、流媒体、多媒体动画或者教室的电子讲稿这几种信息的载体呈现给学生接受，没有利用网络的交互性使学生从被动地接受既成资料变为主动地研究性学习。在线仿真实验在美国等发达国家的高校已广泛应用于网络在线教学系统，著名的Matlab软件的网络应用就是其中之一。Matlab软件为控制系统的分析和设计提供了强大的功能。然而Matlab软件本身规模庞大，组件众多，操作相对复杂并且对运行环境要求较高。如果建立一个基于Matlab的服务平台，用户(学生)通过网络终端提供的友好用户界面进行交互的学习，不仅能够有效解决这些问题，而且能够提高学习效率，改善教学效果4。所以目前来说，这样的教育平台是教育体系中迫切需要的。2 MATALB软件的概述MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）