计算机仿真技术-MATLAB在电气、自动化专业中的应用 教案 教学内容设计

1、计算机仿真技术MATLAB在电气、自动化专业中的应用教学内容设计课程学分：2学分 总学时数：36 教学周9周 每周2次课每次课 2学时教 学 周 次课 时 安 排校内课堂教学在线开放课程资源使用（列出在具体的每次课中是否使用，以及如何结合实体课堂教学采用合 适的一种或多种教学活动形式来使用在线开放课程中的讲授视频、拓 展资源等）主讲 教师教学进 度（章节 讲/知 识单 元）课前1 ,使用的在线课程 资源（章节讲/知识 单元/拓展资源）及 学习要求；2.学习 活动布置及要求）课中1.使用的在线课程资 源（章节讲/知识单元 /拓展资源）及学习要 求；2.线上线下相结 合的多种形式教学活 动组织安排

2、及实施要 求）课后作业要求、课后测试 测验评价要求、讨论 话题等）第1周第1次 课隋涛第。章 计算机 仿真技 术课程 介绍 第一章 计算机 仿真的 基础知 识基本 概念发布在线学习任务1.0计算机仿真技术 课程的工程教育课 程培养体系中的达 成要求.1系统与系统模型.2仿真及计算机仿 真三要素建议看一下“国家使 命”电视剧具体要求：.在课前完成所推 送视频的预习（每次 课前均要完成所推 送视频的预习任务, 不再列出）；.按照预习任务单 要求，查找讨论相课堂授课.介绍计算机仿真技 术的在培养体系的定 位.案例引入:生活中的 锅炉运行仿真；中国的 探月工程“嫦娥工程” 线上线下教学.以水箱液位为例

3、介 绍系统的系统及其属 性等内容，引入儿种建 模方法并演示。.以直线一级倒立摆 为例介绍系统建模方 法。.仿真及计算机仿真 三要素课堂讨论课后讨论：我国领先的计算机仿 真技术有那些 思政切入点：通过介绍计算机仿真 技术开展史和课堂及 课后讨论，让学生深 切感受到计算机仿真 技术的开展在国家综 合实力中所发挥的重 要作用，从科技新成 果中了解专业的前景 和方向，产生学好专 业报效祖国的浓浓爱 国之情和使命感，坚 定“四个自信”。课后作业：1 .完成小节测验；关资料完成生讲 生评小组任务（后 面每次课只简要列 出需完成的任务, 不再详细说明）。试举例说明生活中和 计算机仿真技术相关 的有哪些？2.

4、预习：剩余视频。第 2 次 课隋涛第 一章 计算机 仿真的 基础知 识计 算机仿 真算法发布在线学习任务1. 3连续系统仿真概 论1.4计算机仿真软件 具体要求：完成视频预习任务；线上线下教学1 .结合专业特色介绍 常见的连续系统模型 2.从计算机仿真理论 的角度出发，简单介 绍了的计算机仿真算 法及其相应的误差3.介绍一些常见的计 算机仿真软件，并进 行简单的分类课堂讨论：还有那些计算机仿真 技术的软件和硬件技 术？课后讨论：结合自己的专业课和 参加创新比赛的过 程，了解计算机仿真 设计的应用？各有何 特点？课后作业：1,完成第一章测验2,预习：第二章。第2周第 3 次 课隋涛第-* 一早M

5、atlab 基础知 识Matlab 基本语 法变量 及常用 函数发布在线学习任务2. 1 MATLAB 简介2.2 MATLAB的基本 操作2.3 MATLAB变量及 运算2. 4常用函数和初 等矩阵计算具体要求： 完成视频预习任 务；课堂授课按照工程教育要求， 介绍本章培养体系中 的定位。线上线下教学.介绍MATLAB的基本 内容，着重提出介绍 其在专业中的应用.介绍变量及运算， 尤其是其基于矩阵的 特点边讲边练.针对MATLAB的操作 界面，以演示的方式 让学生进行学习。,介绍常用函数和初 等矩阵计算并进行演 示课堂讨论：课后讨论：结合线性代数知识， 考虑MATALB中的元素 群运算和矩阵

6、运算的 区别课后作业：1.完成一些常见矩阵 运算和元素群运算MATLAB和C语言运算 有什么异同？第 4 次 课隋涛第二章 Matlab 基础知 识，基 本绘图 方法及 人机交 流与基 本输入 输出发布在线学习任务基本绘图方法常见人机交流 和输入输出函数 具体要求：完成视频预习任务；线上线下教学.介绍二维平面图形 的函数.介绍三维立体图形 及其他绘图知识边讲边练.利用plot函数,完 成线、图、窗口的设计 和修饰。.演示并介绍mesh surf函数用法.介绍常见人机交流 和输入输出函数并演 示课堂讨论：Meshgrid函数的作用课后讨论：结合c语言的绘图指 令，体会MATLAB工程 或科学研究

7、中画图的 优点课后作业：.完成第二章测验.预习：第三章第3 周第 5 次 课隋涛第三章 M文件 和 Matlab 编程环 境发布在线学习任务1 MATLAB 的 M 文 件流程控制语句MATLAB与其他 软件的关系MATLAB的文件 管理系统具体要求：完成视频预习任务；课堂授课L按照工程教育要求， 介绍本章培养体系中 的定位2.介绍MATLAB支持的 编程语言介绍Coder 功能线上线下教学MATLAB的M文件 及其作用域三种程序流程及 try控制语句MATLAB与其他软件 的关系MATLAB的文件管理 系统边讲边练L针对For循环进行 多角度的演示演示MATLAB与其课后讨论：结合c语言的绘

8、图指 令，比拟流程的异同 课后作业：.完成第三章测验.任选一常见软件完 成和MATLAB的交互.预习：第四章他excel软件的关系4.演示 MATLAB 的 path 操作课堂讨论：For循环对实时仿真 的影响第 6 次 课李艳 苏航第四章 Matlab 的其他 常规函 数库， 数据分 多项式运 算发布在线学习任务4.1数据分析函数库4.2多项式函数库2具体要求：完成视频预习任务；课堂授课按照工程教育要求，介 绍本章培养体系中的 定位边讲边练：.数据分析函数库在MATLAB中如何求数 据的最大值和最小值、 和与积以及平均值与 中值。.在MATLAB中如何求 数据的累加和与标准 方差与相关系数和

9、排 序。. MATLAB中多项式的 四那么运算、多项式拟合 和数据插值。课堂讨论：多项式的在MATLAB中 表达形式课后讨论：MATLAB基本运算和矩 阵运算的异同 课后作业：1 ,完成课堂上未完成 的例子2.预习：符号运算第4周第 7 次 课隋涛 苏航实验1MATLAB 入门与 基本运 算第 8 次 课李艳 苏航第四章 Matlab 的其他 常规函 数库， 多项式 运算，发布在线学习任务4. 3.数值微分和数 值积分函数库4. 4.字符串函数库4. 5.符号数学工具箱具体要求：完成视频预习任务；线上线下教学，边讲边 练. MATLAB中任意函数 的数值积分和数值微 分。.介绍MATLAB中字

10、符 串语句的赋值、转换和课后讨论：了解符号衣达式和字 符串数学表达是异同。课后作业：.完成课堂上未完成 的例子.完成第四章测验符号运算执行. MATLAB中符号变量 和表达式的建立.本节介绍MATLAB中 符号表达式的运算和 操作课堂讨论：符号运算和数字运算 在MATLAB中的精度3,预习：第五章第5周第 9 次 课隋涛 苏航实验2MATLAB的绘 图功能第 10 次 课李艳 苏航第五章simulink 基础基 本操作发布在线学习任务5. 1 Simulink 仿真 基础5.2子系统的创立 与封装具体要求：完成视频预习任务；课堂授课按照工程教育要求，介 绍本章培养体系中的 定位线上线下教学，边

11、讲边 练. Simulink模块构造 和工作原理、Simulink 的启动、系统仿真模型 的创立.仿真参数的设置。.本节介绍子系统的 创立和子系统的封装。 课堂讨论：仿真算法对系统仿真 的影响课后讨论：Simulink仿真算法中 那个是容格库塔法的 算法，有什么特点 课后作业：.完成课堂上未完成 的例子.预习：s函数第6周第11次 课隋涛 苏航实验3 函数库 及M文 件第12 次李艳 苏航第五章 simulink 基础S 函数发布在线学习任务5. 3 S-函数具体要求：完成视频预习任务；线上线下教学，边讲边练1.S函数的必要性2.S函数的基本架构课后讨论：s函数中对状态空间表达式的实现课后作业

12、：课和模板3.简单传递函数的s 函数实现课堂讨论：积分S函数实现的例 子和标准积分模块运 算的区别.完成课堂上未完成 的例子.完成第五章测验.预习：第六章第7周第13 次 课隋涛 苏航实验4MATLAB 在LTT 系统中 的应用第14 次 课刘秀 芝弟八单Matlab 在自动 控制原 理中的 应用控 制工具 箱中的LTI对 象，系 统模型 的连接发布在线学习任务控制系统的数 学模型控制系统工具 箱和LTI对象控制系统模型 的组合连接具体要求：完成视频预习任务；课堂授课按照工程教育要求，介 绍本章培养体系中的 定位线上线下教学，边讲边 练.线性定常连续系统 的状态空间模型、传 递函数模型、零极点

13、 增益型数学模型、极 点留数型数学模型的 建立以及它们之间的 转换。.利用控制系统工具 箱生成各类LTI对象、 LTI对象的转换、连续 系统模型和离散系统 模型间的转换。.利用MATLAB进行 串联、并联、反应控制 系统以及任意复杂控 制系统数学模型的建 立。课堂讨论：系统的串并联的输入 输出端口的连接关系课后讨论：LTI对象的属性和普通 数学模型有什么异同 课后作业：1.完成课堂上未完成 的例子2,预习：控制系统的分 析方法第8周第15 次 课隋涛 苏航实验5 MATLAB 在自动 控制原 理中的 应用第 16 次 课刘秀 芝第八早Matlab 在自动 控制原 理中的 应用控 制系统 分析发

14、布在线学习任务控制系统分析 函数控制系统分析 及校正MATLAB在现代 控制论中的应用 具体要求：完成视频预习任务；线上线下教学，边讲边 练.时域分析函数：阶跃 响应函数、脉冲响应函 数、根轨迹分析函数.频域分析函数:波特 图函数、奈奎斯特函 数、尼科尔斯函数.利用MATLAB线性定 常系统的时域稳定性 分析方法、频域稳定性 分析方法以及线性系 统的频域校正方法.利用MATLAB对 系统的状态空间模型 进行能控能观结构分 解、李雅普诺夫稳定 性分析以及对系统进 行极点配置和观测器 设计课堂讨论：MATLAB在经典控制理 论和现代控制理论应 用范围课后讨论：查找MATLAB在智能控 制中的例子课

15、后作业：.完成课堂上未完成 的例子.完成第五章测验.预习：第七八九章第9周第17 次 课隋涛第七、 八、九 章Matlab 在过程 控制运 动控制 中的应发布在线学习任务MATLAB在过程控 制中的应用MATLAB在电力电 子技术中的应用MATLAB在交直流 调速系统的具体应 用线上线下教学.介绍过程控制中常 用的仿真模块、延迟特 性模块、PID模块.举例说明Mat lab在 过程控制中的应用.电力电子器件、常用 电力电子仿真模块课后讨论：查找MATLAB在智能控 制中的例子课后作业：.完成课堂上未完成 的例子.预习回顾整个课程用简介具体要求：完成视频预习任务； 本节主要是演示4、举例说MATL