建模与仿真教学大纲

建模与仿真ModelingandSimulation教学大纲课程编码：M812002课程学分：32学时，2学分适用学科/专业：电子信息-控制工程、电气工程开课学院：电气与控制工程学院一、课程性质本课程为非全日制控制工程专业研究生的专业选修课。二、课程教学目的通过本课程的学习，使学生对系统数学模型的建立有较深刻的理解，介绍系统建模的理论基础与方法论，培养学生从整体、系统、全局的角度考虑问题的思维方法。掌握控制系统相关的系统建模、系统分析、系统仿真和模型检验原则，使学生掌握系统建模与仿真工具Matlab，Simulink,Arena等，使学生掌握一定的系统分析与综合能力。重点介绍建模与仿真控制工程中应用的范例，包括过程控制系统、工业网络控制、生产管理方面、交通控制管理系统等建模案例，培养学生用建模与仿真方法解决面临的工程实际问题。三、教学基本内容及基本要求课程内容：介绍建立在相似性原理基础上的模型化思想，构建一个工程系统的可计算模型。基于不同系统对象的数学模型之间的相似性，建立不同类别实际系统的数学模型，分析模型中可控关键变量的选取和控制目标的确定，利用计算机仿真技术对实际系统性能实现分析和预测，进行模型检验。采用Matlab和Simulink以及Arena建模仿真软件，对连续系统、离散系统、混合系统与复杂系统模型和计算机仿真手段，使学生们掌握对复杂系统建模的基本方法和仿真分析的基本技能。课程要求：学完本课程后，学生对系统建模方法与仿真技术有一定的认识和理解。学生应能够利用所学的系统建模方法与系统仿真技术对实践工程系统进行系统分析与优化设计，对其中的连续系统与离散系统、混合系统建模与仿真有比较深入的学习和了解。面对各自领域的工程实际问题，完成一个工程系统建模与仿真案例分析。四、本课程与其他课程的联系与分工在学习本课程之前，对经典控制理论与现代控制理论的基本知识有初步的了解。本课程的先修课程：电路、电子技术、控制理论基础。本课程的后续课程：计算机控制系统、专业领域技术及应用。五、实践环节教学内容的安排与要求1.实验内容（课程内选作8学时）实验一Matlab系统建模 2学时实验二Simulink模型仿真 2学时实验三Arena离散系统模型与仿真2学时实验四混合系统模型与仿真 2学时2.实验要求根据系统分析与设计要求，选择合适的功能模块、结构和参数，通过仿真软件分析验证设计结果是否满足各项系统性能指标。分析仿真和实验验证结果并写出实验报告。六、本课程课外练习的要求布置一定的思考题和设计性问题，要求学生建立系统结构或参数模型，并通过仿真验证模型的合理性。七、本课程的教学方法及使用现代化教学手段方面的要求1.本课程以课堂讲授为主，以Matlab仿真和实验教学为辅。2.使用MSPowerPoint幻灯片作为主要教学辅助工具。八、本课程成绩的考查方法及评定标准本课程成绩主要根据期末考试或大报告成绩和平时成绩进行评定。课程成绩以百分制计算。平时成绩50%（其中作业、考勤成绩占25%，实验报告成绩占25%）九、教材及参考书［1］《系统建模与仿真》张晓华编著清华大学出版社［2］《建模与仿真》控制工程研究生教材王红卫2005［3］《过程控制工程及仿真》，郭阳宽王正林编，2009.电子工业出版社

十、课程各章节学时分配章节内容讲授课时备注第1章系统建模与仿真概述建模与仿真基本原理4第2章控制系统建模与仿真MATLAB模型转换模型辨识4Matlab建模第3章连续系统数学模型与MATLAB仿真非线性系统特性4Simulink仿真第4章离散事件系统建模与仿真4Arena建模第