MATLAB语言与控制系统仿真 教学大纲

1、MATLAB语言与控制系统仿真Matlab and system simulation【学分】2 【学时】32 【性质】专业基础 【上机】 8（一）授课对象四年制本科过程装备与控制工程专业。（二）课程的性质和地位MATLAB语言是过程装备与控制工程专业一门重要的专业基础课。通过对本课程的学习，使学生掌握MATLAB软件的使用及其动态仿真集成环境Simulink，结合已学课程自动控制原理，学会运用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后的毕业设计及其他科学研究打下基础。（三）课程的教学目标通过本课程的学习，使学生掌握MATLAB基本语法结构，m文件，矩阵的输入及运算；掌握Si

2、mulink环境下系统结构图的构造与仿真，系统的时域分析及频域分析，控制系统Bode图、根轨迹图、Nyquist图的画法；系统的计算机辅助分析与设计等。（四）课程相关能力培养1运用MATLAB软件进行基本的运算能力与函数调用能力（G3，G12）；2基本图形的绘图能力（G3，G12）；3矩阵的输入与运算能力（G3，G12）；4简单m文件的编写能力（G3，G12）；5掌握Simulink环境下系统结构图的构造与仿真能力（G4，G12）；6控制系统的计算机辅助分析能力，控制系统的计算机辅助设计能力等（G4，G12）。（五）教学内容1MATLAB语言系统（G3，G12）Matlab 的启动和退出，MA

3、TLAB命令平台， MATLAB文件系统，MATLAB的m文件与m函数，Toolbox工具箱，控制系统工具箱，MATLAB的帮助系统。重点：MATLAB命令，m文件，工具箱。难点：MATLAB命令，m函数。2MATLAB的数值运算（G3，G12）基本语法结构，矩阵运算，基本数学函数，点运算，逻辑关系运算，多项式运算，线性代数方程组求解，数值求解方法。重点：矩阵运算，点运算，逻辑关系运算。难点：矩阵运算，线性代数方程组的求解。3MATLAB的符号运算（G3，G12）基本符号运算，符号运算的扩展，符号运算应用于控制理论计算。重点：基本符号运算，符号运算的扩展难点：符号运算的扩展，符号运算应用于控制

4、理论计算4MATLAB绘图（G3，G12）标准图形表现方法，控制系统仿真绘图，句柄绘图基础。重点：控制系统仿真绘图。难点：句柄绘图。5控制系统仿真研究（G4，G12）控制系统的数学模型，控制系统分析，控制系统综合，控制系统分析与设计演示实例。重点：控制系统分析。难点：控制系统综合。6SIMULINK仿真环境（G4，G12）Simulink简介，模型的构造，连续系统的Simulink仿真，仿真系统的线性化模型，子系统。重点：Simulink基本操作，在Simulink环境下的系统仿真方法。难点：子系统及其封装（六）教学实践环节安排上机实习（8学时）1MATLAB基本操作训练（2学时）通过上机练习

5、MATLAB的基本语法结构，掌握m文件的建立，函数文件的调用。2MATLAB的基本运算与绘图（2学时） 掌握矩阵的输入及运算；掌握简单图形的绘制。3基于模型的控制系统仿真（2学时）通过上机练习simulink环境下系统模型的构造；仿真模块库及控制系统工具箱的熟悉及使用；利用simulink菜单命令进行系统仿真。4控制系统的计算机辅助分析与设计（2学时）通过上机训练掌握系统的时域响应，BODE图及NYQUIST图的绘制；掌握系统的串联超前、滞后及滞后-超前校正。（七）教学方式与习题要求本课程属于计算机仿真类型，所用计算机操作较多，所以采用课堂教学与上机实习相结合的教学方法。课堂教学也以计算机演示

6、操作为主，少量的语法结构采用板书形式。为巩固课堂内容，每章应布置一定数量的上机操作练习，有电脑的同学可在自己的电脑上练习，没有个人电脑的可利用学校的机房进行练习。（八）考核办法五级制，总成绩由平时成绩、上机考核成绩和项目作业成绩共同组成。平时成绩占总成绩的20%，上机考核成绩占总成绩的40%，现场打分；项目作业以U盘或邮件的形式提交给任课老师，成绩占总成绩的40%。评分标准：优秀：平时作业全部按时提交，没有旷课记录，上机操作规范，任务完成较好，项目作业完成较好；良好：平时作业全部按时提交，没有旷课记录，上机操作规范，任务基本完成，项目作业基本完成；中等：平时作业全部按时提交，旷课不超过2次，上

7、机操作无重大失误，任务完成不彻底，项目作业基本完成；及格：平时作业未完成次数不超过2次，旷课不超过2次，上机操作有失误，任务完成不了或项目作业完成不了；不及格：平时作业2次以上未交或旷课超过2次，上机操作有重大失误或任务基本完成不了或项目作业完成不了。备注：上课表现积极，主动回答问题者可上浮一个档次。（九）推荐教材或讲义及主要参考书1孙亮主编：MATLAB语言与控制系统仿真（修订版），北京工业大学出版社，2011年；2杨莉主编：MATLAB语言与控制系统仿真，哈尔滨工程大学出版社，2013年；3刘振全主编：MATLAB语言与控制系统仿真实训教程，化学工业出版社，2009年；4李国勇主编：计算机仿真技术与CAD：基于MATLAB的控制系统（第3版），电子工业出版社，2012 年。（十）学时分配序号教学内容学时分配其中讲