《控制系统Matlab仿真》课程标准

《控制系统Matlab仿真》课程标准一、课程基本情况课程代码002073承担教研室生产过程控制自动化教研室课程类别公共选修课课程设计代码课程性质考查课周数计划学时20理论学时10实验（实训）学时10适用专业全校工科类专业二、课程的定位《控制系统MATLAB仿真》是电气自动化技术、计算机控制技术、生产过程控制技术等电类专业的一门实用性很强的专业课程，也是自动化专业的软件实习课程。主要任务是向学生介绍一种解决专业问题的快速有效且具有强大功能的科学与工程计算软件。它的任务就是使学生了解控制系统计算机仿真的基本概念和方法，掌握MATLAB这个仿真工具在控制系统仿真与辅助设计中的应用，其目的在于培养学生对控制系统的分析与设计能力，加深对已学过知识的消化与理解。通过本课程的学习，希望学生获得一种从专业问题中抽象出数学模型进而运用MATLAB语言去求解的思维方法，训练综合运用语言和专业知识去解决问题的能力。该课程的知识在控制系统的辅助设计及控制理论的研究中起着相当重要的作用。前导课程：自动控制原理、线性代数。后续课程：毕业设计。三、课程的设计思路按照“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求，通过任务引领项目教学，将理论和实践相结合、将知识与技能有机融入到项目任务中，融“教、学、做”为一体，综合培养学生理论知识、操作技能和职业素养。课程教学项目中在针对不同教学内容，遵循认知和学习规律，由浅入深展开以学生为主体的教学活动的同时，注重采用多媒体教学资源，引导和维持学生的学习兴趣。。此外，由于本门课程包含多门专业课程知识，因此教学过程中还会大量使用其他课程知识，在此过程中，帮助学生建立完整的知识体系，同时注重职业道德的培养和职业素养的养成。四、课程目标（一）知识目标熟悉MATLAB软件的基本使用方法。掌握MATLAB的基本操作和规则。掌握系统仿真的基本概念。了解MATLAB工具箱的基本知识理解与熟练掌握常见控制系统的数学模型、系统数学模型间的相互转换及其MATLAB的实现。掌握在Simulink下创建系统的模型并实现对系统的动态仿真，（二）能力目标通过课程学习，有效提升学生的动手能力，熟悉系统仿真的知识。掌握MATLAB语言的程序流程控制、MATLAB的绘图功能、MATLAB的数值运算、MATLAB的符号运算、MATLAB的图形界面。掌握应用工具箱的基本方法。可以根据实际对象，熟练使用MATLAB软件进控制系统设计与仿真。（三）素质目标作为一门技术应用型课程，本课程的素质培养目标为：具有良好的职业道德和敬业精神；具有较强的学习兴趣和自主学习的能力，在学习活动中获得成功的体验；具有严谨和周密细致的思维能力，形成实事求是的态度，以及进行质疑和独立思考的习惯；具有良好的心理素质，建立和谐的人际关系，具有团队协作精神和沟通协调能力；锻炼克服困能的意志，建立自信心；五、课程内容与课时安排（一）理论教学内容与课时安排教学项目一：MATLAB软件使用教学目标1、学习安装MATLAB2、掌握MATLAB的使用方法教学内容MATLAB2008安装MATLAB的功能特点MATLAB的基本操作MATLAB的控制语句MATLAB的绘图功能MATLAB的数值运算MATLAB的符号运算MATLAB的图形界面MATLAB编译器教学重点MATLAB的控制语句MATLAB的绘图功能MATLAB的数值运算MATLAB的符号运算教学难点MATLAB的控制语句课时安排2教学项目二：控制系统的数学模型及其转换教学目标1、掌握数学模型建立方法2、掌握数学模型在MATLAB中的转换教学内容线性系统数学模型的基本描述方法系统数学模型间的相互转换系统模型的连接典型系统的生成系统的离散化和连续化教学重点线性系统数学模型的基本描述方法系统数学模型间的相互转换系统模型的连接教学难点线性系统数学模型的基本描述方法课时安排4教学项目三：动态仿真集成环境——Simulink教学目标掌握Simulink方法教学内容Simulink简介模型的构造连续系统的数字仿真离散系统的仿真仿真系统的线性化模型创建子系统封装模板编辑器条件子系统教学重点线性系统数学模型的基本描述方法离散系统的仿真教学难点离散系统的仿真课时安排4（二）实验（实训）内容与课时安排实验（实训）项目一：MATLAB软件操作（1）实验（实训）目标学习安装MATLAB掌握MATLAB基本使用方法实验（实训）内容正确安装MATLAB熟悉MATLAB环境及命令窗口的使用实验（实训）场地实字3号楼212实验（实训）设备设施1.计算机；2.MATLAB软件考核要点MATLAB安装是否正确熟练使用MATLAB命令考核方式学生自评、小组成员互评、教师评价课时安排2实验（实训）项目二：控制系统仿真基础实验（实训）目标掌握MATLAB中的控制系统仿真实验（实训）内容学习数学模型在MATLAB中的表示学习数学模型在MATLAB中离散化与连续化的表示学习典型控制系统环节的建立实验（实训）场地实字3号楼212实验（实训）设备设施1.计算机；2.MATLAB软件考核要点熟练在MATLAB中建立数学模型熟练建立典型系统环节考核方式学生自评、小组成员互评、教师评价课时安排4实验（实训）项目三：基于Simulink控制系统仿真实验（实训）目标掌握MATLAB中的Simulink动态仿真模块的使用实验（实训）内容学习Simulink的基本使用方法掌握Simulink中的连续系统的数字仿真方法掌握Simulink中的离散系统的仿真掌握Simulink中的线性化模型的建立学习Simulink中子系统的建立与使用实验（实训）场地实字3号楼212实验（实训）设备设施1.计算机；2.MATLAB软件考核要点Simulink的正确操作Simulink中控制系统的仿真考核方式学生自评、小组成员互评、教师评价课时安排4六、课程实施的建议（一）教学方法与手段1、教学方法讲授法、引导教学法、演示法、案例分析法2、教学手段多媒体教学、仿真教学、网络教学（二）考核与评价1、考核方式平时测试+考勤成绩2、成绩评定方法平时测试占80%，考勤成绩占20%（三）主要参考教材1、《控制系统MATLAB计算及仿真》国防工业出版社黄忠霖等编著