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1附件三：实验课程教学大纲基本格式MATLAB与数字仿真实验课程教学大纲课程名称：MATLAB与数字仿真课程编码：英文名称：MATLAB/SIMULINK学时：16其中必做：16学分：0.5开课学期：第6学期适用专业：计算机科学与技术、网络工程课程类别：选修课程性质：专业课先修课程：高等数学、线性代数、C语言程序设计一、课程性质及任务《MATLAB与数字仿真》是计算机科学与技术的专业选修课。MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。它集数值计算、图形显示、信号处理、图像处理、控制工程、系统仿真等功能于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境，其强大功能为各个领域提供了基本的学习和应用工具。本课程旨在使学生初步掌握MATLAB的使用，并应用MATLAB进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，加深对系统的设计、分析与仿真的理解，具备在后续专业课程和工程应用中使用MATLAB作为计算和仿真工具的初步能力。二、课程的教学要求通过本课程的学习，了解和熟悉MATLAB的开发环境；掌握MATLAB的语法和基本编程特点；掌握MATLAB的数学计算的基本知识；了解和掌握MATLAB/SIMULINK的初步应用。实验前应对实验内容进行认真预习，了解实验目的，提前编写相关程序；通过调试程序，发现错误，排除错误，最终使得程序能正确运行，达到实验知识和理论知识的融会贯通；实验完成一周内整理并完成实验报告。要求内容齐全，文字流畅，图表、格式规范，并交指导老师批阅。三、实验项目与学时分配序号项目内容提要学时性质要求1MATLAB熟悉使用及编程基础MATLAB环境、矩阵运算、Matlab中表达式的组成、简单图形的绘制数值计算和数值分析。2验证必做2MATLAB语言基础实验学习了解MATLAB的语言环境，练习MATLAB命令的基本操作，练习m文件的基本操作。2验证必做3基本矩阵运算学会矩阵转置、相乘、求逆等运算，学会采用多种方法求解方程和方程组。2验证必做24点运算与多项式运算通过练习点乘与点除、标量函数运算与作图、多项式乘与求根，掌握MATLAB语言点运算与多项式运算。2验证必做5基本二维、三维绘图学习利用MATLAB进行二维绘图，掌握向量绘图、函数绘图，了解多种二维绘图，掌握图形注释的方法；了解多种形式的三维绘图，了解图形的表面修饰、透视与消隐等图形处理方法。2设计必做6SIMULINK下系统数学建模的基本方法与模型处理技术相似原理，建模方法学，确定型系统的数学模型，系统建模举例，非线性模型的线性化处理，高阶模型的降阶处理，连续系统模型的离散化处理2设计必做7模型建立与转换、面向方程的数值积分方法MATLAB仿真语言建立系统仿真模型、各种模型之间的转换、数值积分。2设计必做8连续系统的数字仿真通用算法基于离散相似原理的数字仿真算法，基于Taylor级数匹配原理的仿真算法，微分方程数值积分的矩阵分析方法，数值积分法稳定性分析，数值积分法的选择与计算步长的确定，实时半实物仿真，采样控制系统的仿真方法2综合必做9数值分析与函数优化通过练习基本统计、快速傅里叶变换、函数最小值求取等，学会利用MATLAB进行数值分析和函数优化。2设计选做10控制系统的阶跃响应和脉冲响应掌握阶跃响应和脉冲响应曲线的绘制方法，掌握时间响应分析的一般方法。2设计选做11控制系统的根轨迹图绘制与分析掌握根轨迹绘制的编程方法，了解控制系统根轨迹图的一般规律，学会利用根轨迹进行系统分析。2设计选做12BODE图和极坐标图绘制与分析学会利用MATLAB绘制系统的伯德图与极坐标图，了解控制系统开环频率特性分析和极坐标图系统分析。2设计选做13结构图控制系统仿真学会利用SIMULINK进行系统仿真，了解子系统的创建方法及简单应用，运用SIMULINK实现混沌控制系统仿真。2综合选做14离散事件仿真离散事件系统与模型，离散事件仿真，排队系统的仿真，Petri网络仿真，随机数和随机变量的生成综合选做315频率法系统校正综合实验综合运用结构图仿真、时域仿真、根轨迹绘制、伯德图绘制等仿真手段，独立确定满足频域性能指标的校正装置的传递函数。通过仿真结果验证校正设计的准确性，并给出实现的具体参数。2创新选做16SIMULINK仿真实验学会系统设计结构图编写、结果输出等。2综合选做注：项目性质：演示、验证、综合、设计、创新项目要求：必做、选做四、考核及成绩评定1、考核方式：操作2、考核标准及比例：预习:10%、实验纪律：10%、操作：30%、实验报告50%五、主要教材、参考书1、肖田元张燕云陈加栋.《系统仿真导论》.北京:清华大学出版社.2000年2、薛定宇.《控制系统计算机辅助设计MATLAB语言与应用》.北京:清华大学出版社.1996年3、薛定宇陈阳泉.《MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》.北京:清华大学出版社.1999年.4、孙亮.《MATLAB语言与控制系统仿真（修订版）》.北京：北京工业大学出版社.2006年.制定人：薛耀红审定人：赵建平2012年07月