《計算機仿真技術》教學大綱

PAGEPAGE4《計算機仿真技術（雙語）》教學大綱課程編號：0502016課程性質：選修英文名稱：適用專業(yè)：ComputerSimulationTechnology測控技術與儀器開課部門：學院開課學期：第6學期總學時：32學時總學分：2學分理論學時：24學時 實驗學時：8學時課外學時：0學時先修課程：高等數學、自動控制原理、C語言、電路原理、數字電子技術、模擬電子技術、大學物理、大學英語等后續(xù)課程 現代控制理論、最優(yōu)控制與智能控制基礎參考教材：《SimulationwithMATLABandSIMULINK》，自編英文教材參考書目：MATLAB/SIMULINKMATLAB薛定宇：《控制系統(tǒng)計算機輔助設計》，清華大學出版社，2006一、課程在培養(yǎng)方案中的地位、目的和任務本課程為測控技術與儀器專業(yè)的專業(yè)課，屬于檢測與控制模塊的專題選修課。教學目的和任務：掌握計算機仿真技術的數學建模、模型的計算求解等基礎理論與基本原理；以MATLAB語言為背景，掌握MATLAB語言的基本應用，包括運算、數據結構、函數編寫、圖形繪制等；熟練掌握SIMULINK下數學模型的建立與仿真方法及常用模塊的應用技巧；初步了解SIMULINK具有對實際控制系統(tǒng)進行設計、分析的能力。隨著科技的發(fā)展，計算機仿真語言的種類也很多，在短時間要掌握幾門的仿真語言或者是一門語言的所有內容幾乎是不可能的。因此，本課程目的是拋磚引玉，開拓思路。二、課程的教學內容、重點難點及教學要求第一章 ComputerSimulationRunge-Kutta等數值求解方法。重點：控制系統(tǒng)數學模型的建立。難點：數值求解的方法。教學要求：掌握系統(tǒng)建模的基本方法，理解數值求解中的一些問題第二章 IntroductiontoMATLAB教學內容：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：軟件的操作界面。難點：幫助功能的使用。教學要求：熟練掌握MATLABMATLABMATLAB的操作環(huán)境。第三章 SimpleCalculationandGraphs算，多項式運算，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：數組與矩陣的運算，二維圖形的繪制與圖象處理方法。難點：特殊矩陣的生成，三維圖形的繪制。教學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，了解圖象處理的基本方法。第4章 ProgramminginMATLAB：M循環(huán)結構，函數文件的基本結構和函數的調用，程序調試。重點：程序的編寫和調用。難點：程序的編寫。教學要求：掌握建立和執(zhí)行M文件的方法，掌握利用If語句、Switch法，利用forWhile語句實現循環(huán)結構的方法，掌握編寫和調用MATLAB函數的方法。第5章 CreatingaModel教學內容：Simulink概述，Simulink技術，仿真方法與參數選擇，仿真舉例。重點：模塊的操作，模塊的參數和屬性設置，仿真模型的建立。難點：仿真模型的建立。教學要求：熟悉Simulink握子系統(tǒng)模塊的建立和封裝。第6章 SimulationandAnalysis教學內容：典型的工具箱，實際學科領域的應用實例，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。教學要求：綜合利用所學的MATLAB靈活掌握利用MATLAB解決實際問題的方法，熟悉MATLAB在相關學科領域的應用實例。三、實驗教學內容（若有課程內實驗的填寫此項，無課內實驗的不填此項內容）實驗一) （2學時：1、實驗類別：必做2、實驗性質：驗證性3、實驗教學內容：MATLAB下矩陣的運算和函數的編制。熟悉MATLAB工作環(huán)境、基本功能的設置以及基本指令的使用掌握MATLAB（3）掌握MATLAB中函數的編制方法，并進行實際操作。4、實驗教學目的：通過實驗，讓學生全面掌握語言的特點，MATLAB使學生達到能夠熟練使用MATLAB語言解決常見實際問題的能力。5、實驗教學要求：復習和掌握與本實驗有關的教學內容，明確實驗目的和任務。上機進行程序編寫。對運行中可能出現的問題應事先做出估計，對程序中自己有疑問的地方做出標記。6、主要儀器設備：微型計算機軟實驗二) （2學時：1、實驗類別：必做2、實驗性質：驗證性3、實驗教學內容：MATLAB下二維和三維圖形的繪制。MATLAB語言進行二維和三維圖形的繪制要標注的地方加以說明。4MATLAB并對所得到的仿真圖形進行處理。5、實驗教學要求：復習和掌握與本實驗有關的教學內容，明確實驗目的和任務。上機進行程序編寫。對運行中可能出現的問題應事先做出估計，對程序中自己有疑問的地方做出標記。6、主要儀器設備：微型計算機軟實驗三) （2學時：1、實驗類別：必做2、實驗性質：設計性3、實驗教學內容：SIMULINK下數學模型的建立與仿真。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、實驗教學要求：復習和掌握與本實驗有關的教學內容，明確實驗目的和任務。上機進行SIMULINK模塊的搭建。對運行中可能出現的問題應事先做出估計，對仿真中自己有疑問的地方做出標記。6、主要儀器設備：微型計算機軟實驗四) （2學時：1、實驗類別：必做2、實驗性質：設計性3SIMULINK高級模塊的應用技巧及在自動控制系統(tǒng)中的應用。熟悉SIMULINK高級模塊的使用方法。掌握SIMULINK析。4、實驗教學目的：通過實驗，讓學生了解更多SIMULINK模塊的工作原理和使用方法，根據實際系統(tǒng)建立仿真模型，并對實際自動控制系統(tǒng)進行仿真設計及分析。5、實驗教學要求：復習和掌握與本實驗有關的教學內容，明確實驗目的和任務。針對實際自動控制系統(tǒng)進行SIMULINK模塊的搭建。對運行中可能出現的問題應事先做出估計，對仿真中自己有疑問的地方做出標記。6、主要儀器設備：微型計算機，MATLAB軟件學時教學內容學時教學內容1 ComputerSimulation理論2實驗課外2 IntroductiontoMATLAB23 SimpleCalc