《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)》教學(xué)大綱

PAGEPAGE4《計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)（雙語(yǔ)）》教學(xué)大綱課程編號(hào)：0502016課程性質(zhì)：選修英文名稱：適用專業(yè)：ComputerSimulationTechnology測(cè)控技術(shù)與儀器開課部門：學(xué)院開課學(xué)期：第6學(xué)期總學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)總學(xué)分：2學(xué)分理論學(xué)時(shí)：24學(xué)時(shí) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8學(xué)時(shí)課外學(xué)時(shí)：0學(xué)時(shí)先修課程：高等數(shù)學(xué)、自動(dòng)控制原理、C語(yǔ)言、電路原理、數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)、大學(xué)物理、大學(xué)英語(yǔ)等后續(xù)課程 現(xiàn)代控制理論、最優(yōu)控制與智能控制基礎(chǔ)參考教材：《SimulationwithMATLABandSIMULINK》，自編英文教材參考書目：MATLAB/SIMULINKMATLAB薛定宇：《控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)》，清華大學(xué)出版社，2006一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務(wù)本課程為測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的專業(yè)課，屬于檢測(cè)與控制模塊的專題選修課。教學(xué)目的和任務(wù)：掌握計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的數(shù)學(xué)建模、模型的計(jì)算求解等基礎(chǔ)理論與基本原理；以MATLAB語(yǔ)言為背景，掌握MATLAB語(yǔ)言的基本應(yīng)用，包括運(yùn)算、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)編寫、圖形繪制等；熟練掌握SIMULINK下數(shù)學(xué)模型的建立與仿真方法及常用模塊的應(yīng)用技巧；初步了解SIMULINK具有對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析的能力。隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真語(yǔ)言的種類也很多，在短時(shí)間要掌握幾門的仿真語(yǔ)言或者是一門語(yǔ)言的所有內(nèi)容幾乎是不可能的。因此，本課程目的是拋磚引玉，開拓思路。二、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)及教學(xué)要求第一章 ComputerSimulationRunge-Kutta等數(shù)值求解方法。重點(diǎn)：控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立。難點(diǎn)：數(shù)值求解的方法。教學(xué)要求：掌握系統(tǒng)建模的基本方法，理解數(shù)值求解中的一些問(wèn)題第二章 IntroductiontoMATLAB教學(xué)內(nèi)容：MATLAB窗口以及一些工具欄和菜單欄的作用，以及MATLAB的幫助功能。重點(diǎn)：軟件的操作界面。難點(diǎn)：幫助功能的使用。教學(xué)要求：熟練掌握MATLABMATLABMATLAB的操作環(huán)境。第三章 SimpleCalculationandGraphs算，多項(xiàng)式運(yùn)算，二維圖形的繪制與圖象處理方法，特殊二維圖形的繪制，三維圖形的繪制。重點(diǎn)：數(shù)組與矩陣的運(yùn)算，二維圖形的繪制與圖象處理方法。難點(diǎn)：特殊矩陣的生成，三維圖形的繪制。教學(xué)要求握建立矩陣的方法以及MATLAB維和三維圖形的高層繪圖函數(shù)，了解圖象處理的基本方法。第4章 ProgramminginMATLAB：M循環(huán)結(jié)構(gòu)，函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)和函數(shù)的調(diào)用，程序調(diào)試。重點(diǎn)：程序的編寫和調(diào)用。難點(diǎn)：程序的編寫。教學(xué)要求：掌握建立和執(zhí)行M文件的方法，掌握利用If語(yǔ)句、Switch法，利用forWhile語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)循環(huán)結(jié)構(gòu)的方法，掌握編寫和調(diào)用MATLAB函數(shù)的方法。第5章 CreatingaModel教學(xué)內(nèi)容：Simulink概述，Simulink技術(shù)，仿真方法與參數(shù)選擇，仿真舉例。重點(diǎn)：模塊的操作，模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置，仿真模型的建立。難點(diǎn)：仿真模型的建立。教學(xué)要求：熟悉Simulink握子系統(tǒng)模塊的建立和封裝。第6章 SimulationandAnalysis教學(xué)內(nèi)容：典型的工具箱，實(shí)際學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例，系統(tǒng)的仿真與分析。：系統(tǒng)的仿真與分析。：系統(tǒng)的仿真與分析。教學(xué)要求：綜合利用所學(xué)的MATLAB靈活掌握利用MATLAB解決實(shí)際問(wèn)題的方法，熟悉MATLAB在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容（若有課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)的填寫此項(xiàng)，無(wú)課內(nèi)實(shí)驗(yàn)的不填此項(xiàng)內(nèi)容）實(shí)驗(yàn)一) （2學(xué)時(shí)：1、實(shí)驗(yàn)類別：必做2、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：MATLAB下矩陣的運(yùn)算和函數(shù)的編制。熟悉MATLAB工作環(huán)境、基本功能的設(shè)置以及基本指令的使用掌握MATLAB（3）掌握MATLAB中函數(shù)的編制方法，并進(jìn)行實(shí)際操作。4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生全面掌握語(yǔ)言的特點(diǎn)，MATLAB使學(xué)生達(dá)到能夠熟練使用MATLAB語(yǔ)言解決常見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題的能力。5、實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)。上機(jī)進(jìn)行程序編寫。對(duì)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)事先做出估計(jì)，對(duì)程序中自己有疑問(wèn)的地方做出標(biāo)記。6、主要儀器設(shè)備：微型計(jì)算機(jī)軟實(shí)驗(yàn)二) （2學(xué)時(shí)：1、實(shí)驗(yàn)類別：必做2、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：MATLAB下二維和三維圖形的繪制。MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行二維和三維圖形的繪制要標(biāo)注的地方加以說(shuō)明。4MATLAB并對(duì)所得到的仿真圖形進(jìn)行處理。5、實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)。上機(jī)進(jìn)行程序編寫。對(duì)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)事先做出估計(jì)，對(duì)程序中自己有疑問(wèn)的地方做出標(biāo)記。6、主要儀器設(shè)備：微型計(jì)算機(jī)軟實(shí)驗(yàn)三) （2學(xué)時(shí)：1、實(shí)驗(yàn)類別：必做2、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性3、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：SIMULINK下數(shù)學(xué)模型的建立與仿真。熟悉MATLAB工作環(huán)境下的SIMULINK模塊的使用方法。掌握SIMULINK模型。4SIMULINKSIMULINK在用戶窗口下建立系統(tǒng)仿真模型的方法。5、實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)。上機(jī)進(jìn)行SIMULINK模塊的搭建。對(duì)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)事先做出估計(jì)，對(duì)仿真中自己有疑問(wèn)的地方做出標(biāo)記。6、主要儀器設(shè)備：微型計(jì)算機(jī)軟實(shí)驗(yàn)四) （2學(xué)時(shí)：1、實(shí)驗(yàn)類別：必做2、實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性3SIMULINK高級(jí)模塊的應(yīng)用技巧及在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。熟悉SIMULINK高級(jí)模塊的使用方法。掌握SIMULINK析。4、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目的：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解更多SIMULINK模塊的工作原理和使用方法，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)建立仿真模型，并對(duì)實(shí)際自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)及分析。5、實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求：復(fù)習(xí)和掌握與本實(shí)驗(yàn)有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮腿蝿?wù)。針對(duì)實(shí)際自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行SIMULINK模塊的搭建。對(duì)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的問(wèn)題應(yīng)事先做出估計(jì)，對(duì)仿真中自己有疑問(wèn)的地方做出標(biāo)記。6、主要儀器設(shè)備：微型計(jì)算機(jī)，MATLAB軟件學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容1 ComputerSimulation理論2實(shí)驗(yàn)課外2 IntroductiontoMATLAB23 SimpleCalc