《控制系統(tǒng)Matlab仿真》課程標準

《控制系統(tǒng)Matlab仿真》課程標準一、課程基本情況課程代碼002073承擔教研室生產(chǎn)過程控制自動化教研室課程類別公共選修課課程設計代碼課程性質考查課周數(shù)計劃學時20理論學時10實驗（實訓）學時10適用專業(yè)全校工科類專業(yè)二、課程的定位《控制系統(tǒng)MATLAB仿真》是電氣自動化技術、計算機控制技術、生產(chǎn)過程控制技術等電類專業(yè)的一門實用性很強的專業(yè)課程，也是自動化專業(yè)的軟件實習課程。主要任務是向學生介紹一種解決專業(yè)問題的快速有效且具有強大功能的科學與工程計算軟件。它的任務就是使學生了解控制系統(tǒng)計算機仿真的基本概念和方法，掌握MATLAB這個仿真工具在控制系統(tǒng)仿真與輔助設計中的應用，其目的在于培養(yǎng)學生對控制系統(tǒng)的分析與設計能力，加深對已學過知識的消化與理解。通過本課程的學習，希望學生獲得一種從專業(yè)問題中抽象出數(shù)學模型進而運用MATLAB語言去求解的思維方法，訓練綜合運用語言和專業(yè)知識去解決問題的能力。該課程的知識在控制系統(tǒng)的輔助設計及控制理論的研究中起著相當重要的作用。前導課程：自動控制原理、線性代數(shù)。后續(xù)課程：畢業(yè)設計。三、課程的設計思路按照“以能力為本位，以職業(yè)實踐為主線，以項目課程為主體的模塊化專業(yè)課程體系”的總體設計要求，通過任務引領項目教學，將理論和實踐相結合、將知識與技能有機融入到項目任務中，融“教、學、做”為一體，綜合培養(yǎng)學生理論知識、操作技能和職業(yè)素養(yǎng)。課程教學項目中在針對不同教學內(nèi)容，遵循認知和學習規(guī)律，由淺入深展開以學生為主體的教學活動的同時，注重采用多媒體教學資源，引導和維持學生的學習興趣。。此外，由于本門課程包含多門專業(yè)課程知識，因此教學過程中還會大量使用其他課程知識，在此過程中，幫助學生建立完整的知識體系，同時注重職業(yè)道德的培養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。四、課程目標（一）知識目標熟悉MATLAB軟件的基本使用方法。掌握MATLAB的基本操作和規(guī)則。掌握系統(tǒng)仿真的基本概念。了解MATLAB工具箱的基本知識理解與熟練掌握常見控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、系統(tǒng)數(shù)學模型間的相互轉換及其MATLAB的實現(xiàn)。掌握在Simulink下創(chuàng)建系統(tǒng)的模型并實現(xiàn)對系統(tǒng)的動態(tài)仿真，（二）能力目標通過課程學習，有效提升學生的動手能力，熟悉系統(tǒng)仿真的知識。掌握MATLAB語言的程序流程控制、MATLAB的繪圖功能、MATLAB的數(shù)值運算、MATLAB的符號運算、MATLAB的圖形界面。掌握應用工具箱的基本方法。可以根據(jù)實際對象，熟練使用MATLAB軟件進控制系統(tǒng)設計與仿真。（三）素質目標作為一門技術應用型課程，本課程的素質培養(yǎng)目標為：具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神；具有較強的學習興趣和自主學習的能力，在學習活動中獲得成功的體驗；具有嚴謹和周密細致的思維能力，形成實事求是的態(tài)度，以及進行質疑和獨立思考的習慣；具有良好的心理素質，建立和諧的人際關系，具有團隊協(xié)作精神和溝通協(xié)調(diào)能力；鍛煉克服困能的意志，建立自信心；五、課程內(nèi)容與課時安排（一）理論教學內(nèi)容與課時安排教學項目一：MATLAB軟件使用教學目標1、學習安裝MATLAB2、掌握MATLAB的使用方法教學內(nèi)容MATLAB2008安裝MATLAB的功能特點MATLAB的基本操作MATLAB的控制語句MATLAB的繪圖功能MATLAB的數(shù)值運算MATLAB的符號運算MATLAB的圖形界面MATLAB編譯器教學重點MATLAB的控制語句MATLAB的繪圖功能MATLAB的數(shù)值運算MATLAB的符號運算教學難點MATLAB的控制語句課時安排2教學項目二：控制系統(tǒng)的數(shù)學模型及其轉換教學目標1、掌握數(shù)學模型建立方法2、掌握數(shù)學模型在MATLAB中的轉換教學內(nèi)容線性系統(tǒng)數(shù)學模型的基本描述方法系統(tǒng)數(shù)學模型間的相互轉換系統(tǒng)模型的連接典型系統(tǒng)的生成系統(tǒng)的離散化和連續(xù)化教學重點線性系統(tǒng)數(shù)學模型的基本描述方法系統(tǒng)數(shù)學模型間的相互轉換系統(tǒng)模型的連接教學難點線性系統(tǒng)數(shù)學模型的基本描述方法課時安排4教學項目三：動態(tài)仿真集成環(huán)境——Simulink教學目標掌握Simulink方法教學內(nèi)容Simulink簡介模型的構造連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真離散系統(tǒng)的仿真仿真系統(tǒng)的線性化模型創(chuàng)建子系統(tǒng)封裝模板編輯器條件子系統(tǒng)教學重點線性系統(tǒng)數(shù)學模型的基本描述方法離散系統(tǒng)的仿真教學難點離散系統(tǒng)的仿真課時安排4（二）實驗（實訓）內(nèi)容與課時安排實驗（實訓）項目一：MATLAB軟件操作（1）實驗（實訓）目標學習安裝MATLAB掌握MATLAB基本使用方法實驗（實訓）內(nèi)容正確安裝MATLAB熟悉MATLAB環(huán)境及命令窗口的使用實驗（實訓）場地實字3號樓212實驗（實訓）設備設施1.計算機；2.MATLAB軟件考核要點MATLAB安裝是否正確熟練使用MATLAB命令考核方式學生自評、小組成員互評、教師評價課時安排2實驗（實訓）項目二：控制系統(tǒng)仿真基礎實驗（實訓）目標掌握MATLAB中的控制系統(tǒng)仿真實驗（實訓）內(nèi)容學習數(shù)學模型在MATLAB中的表示學習數(shù)學模型在MATLAB中離散化與連續(xù)化的表示學習典型控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)的建立實驗（實訓）場地實字3號樓212實驗（實訓）設備設施1.計算機；2.MATLAB軟件考核要點熟練在MATLAB中建立數(shù)學模型熟練建立典型系統(tǒng)環(huán)節(jié)考核方式學生自評、小組成員互評、教師評價課時安排4實驗（實訓）項目三：基于Simulink控制系統(tǒng)仿真實驗（實訓）目標掌握MATLAB中的Simulink動態(tài)仿真模塊的使用實驗（實訓）內(nèi)容學習Simulink的基本使用方法掌握Simulink中的連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真方法掌握Simulink中的離散系統(tǒng)的仿真掌握Simulink中的線性化模型的建立學習Simulink中子系統(tǒng)的建立與使用實驗（實訓）場地實字3號樓212實驗（實訓）設備設施1.計算機；2.MATLAB軟件考核要點Simulink的正確操作Simulink中控制系統(tǒng)的仿真考核方式學生自評、小組成員互評、教師評價課時安排4六、課程實施的建議（一）教學方法與手段1、教學方法講授法、引導教學法、演示法、案例分析法2、教學手段多媒體教學、仿真教學、網(wǎng)絡教學（二）考核與評價1、考核方式平時測試+考勤成績2、成績評定方法平時測試占80%，考勤成績占20%（三）主要參考教材1、《控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真》國防工業(yè)出版社黃忠霖等編著