MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真 教學(xué)大綱

1、MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真Matlab and system simulation【學(xué)分】2 【學(xué)時】32 【性質(zhì)】專業(yè)基礎(chǔ) 【上機(jī)】 8（一）授課對象四年制本科過程裝備與控制工程專業(yè)。（二）課程的性質(zhì)和地位MATLAB語言是過程裝備與控制工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。通過對本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握MATLAB軟件的使用及其動態(tài)仿真集成環(huán)境Simulink，結(jié)合已學(xué)課程自動控制原理，學(xué)會運用MATLAB語言進(jìn)行控制系統(tǒng)仿真和輔助設(shè)計的基本技能，為今后的畢業(yè)設(shè)計及其他科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。（三）課程的教學(xué)目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握MATLAB基本語法結(jié)構(gòu)，m文件，矩陣的輸入及運算；掌握Si

2、mulink環(huán)境下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)造與仿真，系統(tǒng)的時域分析及頻域分析，控制系統(tǒng)Bode圖、根軌跡圖、Nyquist圖的畫法；系統(tǒng)的計算機(jī)輔助分析與設(shè)計等。（四）課程相關(guān)能力培養(yǎng)1運用MATLAB軟件進(jìn)行基本的運算能力與函數(shù)調(diào)用能力（G3，G12）；2基本圖形的繪圖能力（G3，G12）；3矩陣的輸入與運算能力（G3，G12）；4簡單m文件的編寫能力（G3，G12）；5掌握Simulink環(huán)境下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)造與仿真能力（G4，G12）；6控制系統(tǒng)的計算機(jī)輔助分析能力，控制系統(tǒng)的計算機(jī)輔助設(shè)計能力等（G4，G12）。（五）教學(xué)內(nèi)容1MATLAB語言系統(tǒng)（G3，G12）Matlab 的啟動和退出，MA

3、TLAB命令平臺， MATLAB文件系統(tǒng)，MATLAB的m文件與m函數(shù)，Toolbox工具箱，控制系統(tǒng)工具箱，MATLAB的幫助系統(tǒng)。重點：MATLAB命令，m文件，工具箱。難點：MATLAB命令，m函數(shù)。2MATLAB的數(shù)值運算（G3，G12）基本語法結(jié)構(gòu)，矩陣運算，基本數(shù)學(xué)函數(shù)，點運算，邏輯關(guān)系運算，多項式運算，線性代數(shù)方程組求解，數(shù)值求解方法。重點：矩陣運算，點運算，邏輯關(guān)系運算。難點：矩陣運算，線性代數(shù)方程組的求解。3MATLAB的符號運算（G3，G12）基本符號運算，符號運算的擴(kuò)展，符號運算應(yīng)用于控制理論計算。重點：基本符號運算，符號運算的擴(kuò)展難點：符號運算的擴(kuò)展，符號運算應(yīng)用于控制

4、理論計算4MATLAB繪圖（G3，G12）標(biāo)準(zhǔn)圖形表現(xiàn)方法，控制系統(tǒng)仿真繪圖，句柄繪圖基礎(chǔ)。重點：控制系統(tǒng)仿真繪圖。難點：句柄繪圖。5控制系統(tǒng)仿真研究（G4，G12）控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，控制系統(tǒng)分析，控制系統(tǒng)綜合，控制系統(tǒng)分析與設(shè)計演示實例。重點：控制系統(tǒng)分析。難點：控制系統(tǒng)綜合。6SIMULINK仿真環(huán)境（G4，G12）Simulink簡介，模型的構(gòu)造，連續(xù)系統(tǒng)的Simulink仿真，仿真系統(tǒng)的線性化模型，子系統(tǒng)。重點：Simulink基本操作，在Simulink環(huán)境下的系統(tǒng)仿真方法。難點：子系統(tǒng)及其封裝（六）教學(xué)實踐環(huán)節(jié)安排上機(jī)實習(xí)（8學(xué)時）1MATLAB基本操作訓(xùn)練（2學(xué)時）通過上機(jī)練習(xí)

5、MATLAB的基本語法結(jié)構(gòu)，掌握m文件的建立，函數(shù)文件的調(diào)用。2MATLAB的基本運算與繪圖（2學(xué)時） 掌握矩陣的輸入及運算；掌握簡單圖形的繪制。3基于模型的控制系統(tǒng)仿真（2學(xué)時）通過上機(jī)練習(xí)simulink環(huán)境下系統(tǒng)模型的構(gòu)造；仿真模塊庫及控制系統(tǒng)工具箱的熟悉及使用；利用simulink菜單命令進(jìn)行系統(tǒng)仿真。4控制系統(tǒng)的計算機(jī)輔助分析與設(shè)計（2學(xué)時）通過上機(jī)訓(xùn)練掌握系統(tǒng)的時域響應(yīng)，BODE圖及NYQUIST圖的繪制；掌握系統(tǒng)的串聯(lián)超前、滯后及滯后-超前校正。（七）教學(xué)方式與習(xí)題要求本課程屬于計算機(jī)仿真類型，所用計算機(jī)操作較多，所以采用課堂教學(xué)與上機(jī)實習(xí)相結(jié)合的教學(xué)方法。課堂教學(xué)也以計算機(jī)演示

6、操作為主，少量的語法結(jié)構(gòu)采用板書形式。為鞏固課堂內(nèi)容，每章應(yīng)布置一定數(shù)量的上機(jī)操作練習(xí)，有電腦的同學(xué)可在自己的電腦上練習(xí)，沒有個人電腦的可利用學(xué)校的機(jī)房進(jìn)行練習(xí)。（八）考核辦法五級制，總成績由平時成績、上機(jī)考核成績和項目作業(yè)成績共同組成。平時成績占總成績的20%，上機(jī)考核成績占總成績的40%，現(xiàn)場打分；項目作業(yè)以U盤或郵件的形式提交給任課老師，成績占總成績的40%。評分標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)秀：平時作業(yè)全部按時提交，沒有曠課記錄，上機(jī)操作規(guī)范，任務(wù)完成較好，項目作業(yè)完成較好；良好：平時作業(yè)全部按時提交，沒有曠課記錄，上機(jī)操作規(guī)范，任務(wù)基本完成，項目作業(yè)基本完成；中等：平時作業(yè)全部按時提交，曠課不超過2次，上

7、機(jī)操作無重大失誤，任務(wù)完成不徹底，項目作業(yè)基本完成；及格：平時作業(yè)未完成次數(shù)不超過2次，曠課不超過2次，上機(jī)操作有失誤，任務(wù)完成不了或項目作業(yè)完成不了；不及格：平時作業(yè)2次以上未交或曠課超過2次，上機(jī)操作有重大失誤或任務(wù)基本完成不了或項目作業(yè)完成不了。備注：上課表現(xiàn)積極，主動回答問題者可上浮一個檔次。（九）推薦教材或講義及主要參考書1孫亮主編：MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真（修訂版），北京工業(yè)大學(xué)出版社，2011年；2楊莉主編：MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真，哈爾濱工程大學(xué)出版社，2013年；3劉振全主編：MATLAB語言與控制系統(tǒng)仿真實訓(xùn)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2009年；4李國勇主編：計算機(jī)仿真技術(shù)與CAD：基于MATLAB的控制系統(tǒng)（第3版），電子工業(yè)出版社，2012 年。（十）學(xué)時分配序號教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配其中講