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《MATLAB与控制系统仿真》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码课程性质：专业选修课

学分：2学分

学时：32学时（理论16学时，实验16学时）

先修课程：工程力学、流体力学与传热学基础、电工与电子技术、机械控制工程等

后续课程：机电传动控制与PLC等

适用专业：机械电子工程

开课单位：电气工程与自动化学院

一、课程说明

《MATLAB与控制系统仿真》是机械电子工程专业的一门专业选修课。本课程主要传授控制系统仿真的基本原理、方法和特点，以及仿真软件MATLAB（含Simulink）的典型仿真程序，为学习其他有关课程及以后从事技术工作打下必要的基础。本课程注重基本理论知识的深入学习，强调培养运用基础理论知识解决生产实际中问题的能力，兼顾新技术、新工艺及其发展方向的介绍，培养“厚基础、宽口径、高素质、强能力”的人才。

二、课程目标

通过本课程的学习，使学生达到如下目标：

课程目标1：掌握MATLAB/SIMULINK仿真的基本原理，控制系统各种分析方法的仿真技术，及控制系统校正和综合设计的仿真技术。

课程目标2：基本具备科学的思维方法、创新精神和较高的专业技能；具有利用MATLAB

/SIMULINK软件在控制工程问题方面进行系统表达、建立模型、分析求解、论证优化的初步能力。

课程目标3：具有健康的身心、良好的人文素养和团队合作精神、有效的沟通与表达能力及工程项目管理能力，能够胜任团队工作中的相应角色。

三、课程目标与毕业要求

《MATLAB与控制系统仿真》课程教学目标对机械电子工程专业毕业要求的支撑见表1。

表1课程教学目标与毕业要求关系

毕业要求

指标点

课程目标

支撑

强度

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

2.1能应用数学、自然科学和工程科学的基本原理和标准规范，识别与表达机械相关的复杂工程问题；

2.2能根据数学、自然科学和工程科学的基本原理分析机电领域复杂工程问题，获得多种解决方案。

课程目标1：掌握MATLAB/SIMULINK仿真的基本原理，控制系统各种分析方法的仿真技术，及控制系统校正和综合设计的仿真技术。

课程目标2：基本具备科学的思维方法、创新精神和较高的专业技能；具有利用MATLAB

/SIMULINK软件在控制工程问题方面进行系统表达、建立模型、分析求解、论证优化的初步能力。

M

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对机电工程领域相关复杂工程问题进行研究，包括问题的提出与判断，研究方案的设计与实施，实验数据和相关信息的分析与关联，通过研究得到合理有效的结论。

4.1能够对机电工程相关的各类物理现象、材料特性进行研究和实验验证；

4.2能够基于科学原理并采用科学方法对机电工程领域相关的复杂工程问题选择研究路线，设计实验方案。

课程目标1：掌握MATLAB/SIMULINK仿真的基本原理，控制系统各种分析方法的仿真技术，及控制系统校正和综合设计的仿真技术。

课程目标2：基本具备科学的思维方法、创新精神和较高的专业技能；具有利用MATLAB

/SIMULINK软件在控制工程问题方面进行系统表达、建立模型、分析求解、论证优化的初步能力。

M

5.使用现代工具：能够针对机电工程领域复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，包括对复杂工程问题的预测与模拟，并能够理解其局限性。

5.1掌握机电工程领域常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法；

5.2能够选择和使用恰当的仪器、信息资源，工程工具和专业模拟软件等，用于机电工程领域复杂工程问题的分析、计算与设计。

课程目标2：基本具备科学的思维方法、创新精神和较高的专业技能；具有利用MATLAB

/SIMULINK软件在控制工程问题方面进行系统表达、建立模型、分析求解、论证优化的初步能力。

课程目标3：具有健康的身心、良好的人文素养和团队合作精神、有效的沟通与表达能力及工程项目管理能力，能够胜任团队工作中的相应角色。

H

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

1.理论部分

理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。

表2教学内容、基本要求与学时分配

教学内容

教学要求，教学重点难点

理论学时

实验学时

对应的课程目标

1.自动控制系统与仿真概述

1.1自动控制系统的基本概念及分类；

1.2控制系统仿真的基本概念；

1.3MATLAB/Simulink下的控制系统仿真。

教学要求：理解自动控制系统的基本概念及分类；掌握控制系统仿真的基本概念；掌握MATLAB/Simulink下的