计算机仿真技术课程设计指导书
计算机仿真技术实验指导书
《计算机仿真技术》实验指导书中北大学电气与控制工程学院2019.6实验一 面向方程的数值积分方法仿真一、实验目的通过实验，学习4阶龙格-库塔法的基本思路和计算公式，加深理解4阶龙格-库塔法的原理及其稳定域。
加深理解仿真的稳定性，仿真步长对仿真精度的影响。
二、实验内容1、线性定常系统[]1112223332010002001010060000600x x x x x u y x x x x -⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=-+=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦；)(1000)0()0()0(321t u x x x =⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡2、非线性系统 ()()()()()()()()x t rx t ax t y t y t sx t bx t y t =-⎧⎨=-+⎩其中：r=0.001, a=2⨯10-6, s=0.01, b=1⨯10-6, x(0)=12000, y(0)=600。
三、实验原理运用SIMULINK 仿真工具进行实验。
四、实验设备和仪器微型计算机、MATLAB 软件。
五、实验方法运行MA TLAB ，在MA TLAB 窗口中按SimuLink 按钮，启动SimuLink 库浏览器，在浏览器窗口上选create a new modem 命令，得到一个空模型，从Library: SimuLink 窗口中找到需要的模块，将这些模块拖到空模型窗口中。
将空模型窗口中的排好，并按要求连接。
在保存好的模型窗口中，选Simulation\Paramters 命令设置各模块的参数和仿真参数。
给模型取一个名字，保存起来。
选Simulation\Start 命令，进行仿真。
六、实验报告1、所采用方法的基本思路和计算公式。
2、仿真步骤及说明。
3、仿真过程及仿真结果分析要点：（1）学习4阶龙格-库塔法的基本思路和计算公式；（2）为了保证仿真的稳定，分析线性定常系统，其最大仿真步长为多少?4、实验的心得体会。
计算机仿真课程设计
附件1：北京理工大学珠海学院《计算机仿真》课程设计说明书题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真学院：信息学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年6 月16 日附件2：北京理工大学珠海学院课程设计任务书2011 ～2012 学年第2学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：信息学院一、课程设计题目《控制系统建模、分析、设计和仿真》本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。
学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。
例如，学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。
二、课程设计内容[0号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[1号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用一阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[3号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用一阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[4号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
计算机仿真试验指导书
计算机仿真技术实验指导书1计算机仿真技术实验指导书MATLAB是一种交互式的以矩阵为基本数据结构的系统。
在生成矩阵对象时，不要求明确的维数说明。
所谓交互式，是指MATLAB的草稿纸编程环境。
与C语言或FORTRON语言作科学数值计算的程序设计相比较，利用MATLAB可节省大量的编程时间。
本实验指导书主要讨论四个实验。
实验一信号与系统的时域分析以及信号合成与分解1. 实验目的(1) 连续时间信号的向量表示法和符号运算表示法，典型离散信号表示；(2) 连续信号和离散信号的时域运算与时域变换；(3) 连续系统和离散系统的卷积，以及冲激响应、阶跃响应、单位响应、零状态响应；(4) 周期信号的傅立叶级数分解与综合（以周期方波为例）；2. 实验原理与方法(1) 信号在MA TLAB中的表示方法MATLAB用两种方法来表示连续信号，一种是用向量的方法来表示信号，另一种则是符号运算的方法来表示信号。
用适当的MATLAB语句表示出信号后，就可以利用MATLAB的绘图命令绘制出直观的信号时域波形。
向量表示法表示信号的方法是：MATLAB用一个向量表示连续信号的时间范围，另一个向量表示连续信号在该时间范围内的对应样值。
如下列代码p=0.001;t=-pi:p:pi;f=1+cos(t);plot(t,f)title('f(t)=1+cos(t)')xlabel('t')axis([-pi,pi,-0.2,2.4])执行后即可绘制连续信号1+cos(t)的时域波形。
借助于符号运算以及符号绘图函数ezplot，也可以绘制连续信号时域波形。
如下列代码syms tf=sym('1+cos(t)') %定义符号表达式ezplot(f,[-pi,pi]) %绘制符号表达式波形set(gcf,'color','w') %设置当前图形背景颜色为白色执行后即可绘制连续信号1+cos(t)的时域波形。
《计算机仿真技术》课程教学大纲
计算机仿真技术课程教学大纲（ComputerSimu1ationTechno1ogy）学时数：40其中：实训学时：12学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程与自动化专业的专业选修课。
本课程开设的主要目的是提供系统仿真分析与优化的解决方法。
通过本课程的学习，使学生能够掌握控制系统计算机辅助分析，综合系统仿真和参数最优化技术等有关知识。
二、课程教学的基本要求（一）理解系统仿真与计算机仿真的概念。
（二）理解MAT1AB的数据结构，掌握矩阵的表示与运算方法、流程控制结构和m文件的编写以及基本的绘图方法。
（三）了解SimUIink模块库的组成，理解仿真环境中各参数的含义，掌握SimU1ink模型建立和线性系统的计算机仿真方法。
（四）掌握常用模块的封装技术、应用技巧以及功率电子系统的仿真以及电机系统的仿真方法。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章系统仿真技术与应用一、系统仿真和计算机仿真的概念二、仿真软件的发展状况三、MAT1AB语言的特点及应用第二章MAT1AB语言程序设计基础一、MAT1AB语言的使用环境二、MAT1AB语言的数据结构三、MAT1AB矩阵的运算四、矩阵的表示与运算，五、流程控制结构六、MAT1AB函数的编写与技巧七、MAT1AB语言下图形绘制与技巧八、三维图形的绘制方法第三章MAT1AB/Simu1ink下数学模型的建立与仿真一、Simu1ink模块库二、SinIUIink模型的建立三、线性系统的计算机仿真第四章Simu1ink常用模块介绍与应用技巧一、常用模块的应用二、输出模块库三、子系统与模块封装技术四、电力系统模块集与电子线路仿真五、非线性系统控制设计模块集四、课程各教学环节要求本课程的教学环节包括课堂讲授，上机实训，习题，答疑，期末考试等。
（一）本课程设置1个实训项目，共12学时，目的是使学生更深刻了解所学的内容。
通过本课程的实训，要求学生达到如下要求：1 .具有运用MAT1AB语言编写和调试m文件的能力。
计算机仿真课程实验指导书要求
1
实验 1
数据和函数的可视化
实验要求 ⒈掌握二维绘图指令； ⒉掌握图形标识和精细指令； ⒊学习用编程器编程、程序调试、程序保存和运行程序进行仿真 实验内容 1. 在例 3—3 的程序的基础上，加入坐标控制、分格线和图形标识等指令，并运行； 2. 在例 3—5 的程序的基础上，采用精细指令，并加入必要的文本，运行； 3. 1-4 章其它例题和课后习题，自己选择练习。 用编程器编辑如下程序，加入注释，分析运行结果； 参考程序 略 实验报告要求 ⑴按自己的设想编制程序，给出每句程序的注释； ⑵附上仿真的结果；
实验报告要求 ⑴绘出自己绘制的仿真框图，并附上仿真的结果； ⑵分析频率响应的特点。 第 2 项：直流电动机闭环调速系统框图仿真 已知晶闸管—直流电动机单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。其中，电枢电 阻 Ra ＝ 0.5Ω ，系统主电路总电阻 R ＝ 1Ω ，额定磁通下的电机电动势转速比 Ce ＝ 0.1925V.min/r，电枢回路的电磁时间常数 Ta＝0.017s，系统运动部分飞轮矩相应的机电时 间常数 Tm＝0.075s，系统测速反馈系数 Kt＝0.01178V.s /min，整流触发装置的放大系数 Ks＝44，三相桥平均失控时间 Ts＝0.00167s， 比例放大器的放大系数 Kp＝10。
sys=ss(a,b,c,d); step(sys) 实验报告要求 绘出自己绘制的仿真框图，并附上编写的程序和仿真的结果；
上机时间 2013-11-7（周四晚上） 上机地点：
18:00-21:00
机电工程学院实验楼南楼 2 楼机房
附：实验报告格式
计算机仿真课程实验指导书
7
计算机仿真课程实验报告 （按照学校标准格式，校园网上下载）
《计算机仿真技术》实验指导书
中南林业科技大学物流学院实验报告书（实验）课程名称计算机仿真技术学生姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：中南林业科技大学森林工程教研室制表前言计算机仿真技术实验习题中总共六组实验，要求同学课前认真预习，独立完成实验。
作完相应的实验后，将matlab/simulink相应的程序文档、运行过程和运行结果填到题目下方的空白处。
第一节上机初步掌握save和load命令的使用；熟悉文件管理命令；学会设置路径方法.第1题：题目：输入变量a＝5.3，b＝［1 2；3 4］，在工作空间中使用who,whos,exist,clear 命令，并用save命令将变量存入“D:\exe0101.mat”文件.程序文档、运行过程和运行结果：第2题：题目：使用文件管理命令dir,matlabroot,what,type,which查看“..\matlab”目录下的文件信息.程序文档、运行过程和运行结果：第3题:题目：学习设置MATLAB搜索路径的方法,将“D：\exe”目录添加到搜索路径中。
第二节矩阵操作熟练掌握MATLAB变量、矩阵的创建、运算等操作；熟悉多项式运算。
第1题：题目：输入矩阵A＝［1，2，3；4，5，6；7，8，9］使用全下标方式取出元素“3”，使用单下标方式取出元素“8”，取出后两行子矩阵块，使用逻辑矩阵方式取出［1 3；7 9］。
写出程序文档、运行过程和运行结果：第2题：题目：输入A 为3×3的魔方阵，B 为3×3的单位阵，由小矩阵组成3×6的大矩阵C 和6×3的大矩阵D ，将D 矩阵的最后一行构成小矩阵E 。
写出程序文档、运行过程和运行结果：第3题：题目：求解方程组123412412341234232836877225x x x x x x x x x x x x x x x -++=⎧⎫⎪⎪++=⎪⎪⎨⎬-++=⎪⎪⎪⎪+-+=⎩⎭写出程序文档、运行过程和运行结果：第4题：题目：计算函数()()2sin 4t f t t -=的值，其中t 的范围从0到2π步长取0.1π；z 为0.707；f1（t ）为f （t ）＞＝0的部分，计算f1（t ）的值。
计算机仿真技术课程设计指导书
《计算机仿真技术》课程设计指导书一、设计目的本课程设计是用实验的方法帮助学生更好地熟悉和掌握计算机仿真的基本原理和方法；通过综合应用所学知识，实现一些智能优化算法的经典方法，以及智能优化算法的基本应用；同时提高学生编写实验报告、总结实验结果的能力；使学生对计算机仿真和智能优化算法的相关理论和方法有更深刻的认识。
二、设计题目与设计内容1. 用遗传算法求解TSP问题TSP问题是一个典型的组合优化问题，遗传算法在求解这类问题上具有很好的表现。
学生必需自己设计染色体的编码和适应度函数的定义，在此基础上实现最优解的搜索。
设计要求如下：(1)能输入城市的数目；(2)实现寻优过程的动态演示；(3)合理设计交叉变异算子，避免出现非法路线；(4)能对选择、交叉和变异等的概率进行设置；(5)能显示历代最优、最差和平均解的统计图。
2. 差异进化算法求解约束优化问题约束优化问题是工程和科学领域经常会遇到的一类优化问题。
差异进化算法已被广泛应用于求解这类问题。
约束优化问题的任务是在可行域内找到指定目标函数的最优解。
学生要求设计惩罚函数和优化算法中的算子。
具体设计要求如下：(1)用惩罚函数处理约束优化问题中的约束条件；(2)用差异进化算法完成求解；(3)对结果进行分析，并发现算法可能存在的问题，并对算法进行改进；(4)对算法中存在的参数进行敏感性分析；(5)给出不同搜索算法的对比结果。
3. 粒子群优化算法求解多目标优化问题现实生活中的优化问题大都存在多个目标，因而研究多目标优化问题的求解具有十分重要的理论与实际意义。
多目标优化问题的最优解一般为无穷多个。
粒子群优化算法是模拟鸟群寻找食物而产生的一种智能优化算法。
学生要求利用粒子群优化算法求解多目标优化问题。
设计要求如下：(1)深刻理解多目标优化问题的求解思路；(2)设计多目标优化问题的适应值函数；(3)设计粒子群优化的进化算子；(4)利用粒子群优化算法求解多目标优化问题；(5)分析算法中参数的敏感性并进行试验比较。
计算机仿真技术第二版课程设计 (2)
计算机仿真技术第二版课程设计1. 课程介绍计算机仿真技术是指利用计算机进行模拟和仿真，并通过仿真结果来分析、设计或改进事物。
计算机仿真技术在工程、医学、军事等领域都有广泛应用。
本课程旨在介绍计算机仿真技术的基本概念、基本方法和应用实例。
本课程设计旨在通过实践，帮助学生深入理解计算机仿真技术的应用。
2. 课程设计目标通过本次课程设计，学生应该能够：1.掌握计算机仿真技术的基本概念、基本方法和应用实例。
2.熟悉MATLAB仿真软件的使用方法。
3.了解计算机仿真技术在不同领域的应用。
3. 课程设计内容本次课程设计分为三个部分。
3.1. MATLAB基本操作通过线下课堂教学，学生应该能够掌握MATLAB仿真软件的基本操作技能。
包括：1.MATLAB的安装和配置。
2.MATLAB界面的介绍。
3.MATLAB的基础语法、变量、数据类型、矩阵和数组操作。
4.MATLAB图形界面工具介绍。
3.2. 计算机仿真技术基本概念和基本方法1.计算机仿真技术的基本概念和应用。
2.计算机仿真技术的分类和方法。
3.计算机仿真技术的数学基础，包括微积分、偏微分方程等。
4.计算机仿真技术的最优化方法和优化问题求解。
3.3. 计算机仿真技术在不同领域的应用1.计算机仿真技术在工程领域的应用。
2.计算机仿真技术在医学领域的应用。
3.计算机仿真技术在军事领域的应用。
4.计算机仿真技术在其他领域中的应用。
4. 课程设计评估本课程设计采用定量评估方式，考核学生在课程设计中的实践能力，以及学生对于计算机仿真技术的理解和应用能力。
评估方式包括：1.完成课程设计作业。
2.课程设计中的报告撰写和答辩。
3.课程设计中的实验操作与调试。
4.课堂决策和汇报。
5. 课程设计资源本课程设计所需的资源包括：1.计算机仿真技术第二版教材。
2.MATLAB软件安装包和教程。
3.计算机仿真技术相关论文。
6. 总结本次课程设计旨在通过实践让学生更好地理解计算机仿真技术的应用。
计算机仿真实验指导书(自编)
《计算机仿真》实验指导书陕西科技大学造纸工程学院过程装备与控制系前言《计算机仿真技术》课程的教学内容为MATLAB软件的基本编程与应用操作，由于该软件功能太多，使用范围和涉及的应用领域较广，是一门实用性很强的专业技术课程，要使学生学习好本门课，除在课堂上做基本应用方法的学习外，还必须有针对性的学习与专业理论知识相关的应用方法，由于该课程的特殊性，要求学生边学习边上机操作和练习，通过具体的专业问题来掌握和熟练该软件的基本使用方法，所以上机实验是必不可少的一个掌握软件操作方法的重要学习环节。
MATLAB软件是一种进行科学与工程计算的交互式程序语言，能够方便地进行矩阵运算及控制和信息处理领域的分析计算，它是用于自动控制系统分析设计、系统辨识和信号处理的仿真工具。
为了使自动化专业与电气工程与自动化专业的学生更好的掌握计算机仿真技术，根据教学要求，我们特编写了《计算机仿真技术》实验指导书，与理论课程的教学配套使用。
根据我校《计算机仿真技术》课程教学大纲的要求，在学生学习完相关课程并对所学的基本知识有了初步的了解后，再经过实验训练，掌握所学理论的实际应用方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。
本实验指导书是根据学校教学大纲要求掌握的内容编写的,有实验项目十个，任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。
本实验指导书可供过程装备与控制专业、自动化专业和电气工程与自动化专业的学生使用。
本实验指导书在编写过程中，由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。
陕西科技大学造纸学院过程装备与控制系目录实验一M a t l a b环境语法及数学运算 (2)实验二M a t l a b数值运算与绘图 (3)实验三M a t l a b基本编程方法 (4)实验四控制系统仿真（一） (8)实验五控制系统仿真（二） (8)实验六S I M U L I N K仿真 (10)实验七三相桥式全控整流仿真实验 (13)实验八P W M脉宽调制电路的仿真实验 (13)实验九单闭环直流调速系统的MATLAB仿真 (14)实验十双闭环直流调速系统的MATLAB仿真 (15)实验一 Matlab环境语法及数学运算（验证性实验）一、实验目的1、掌握 Matlab 软件使用的基本方法；2、熟悉 Matlab 的数据表示、基本运算方法；3、熟悉 Matlab 绘图命令及基本绘图控制。
计算机仿真实验指导书
计算机仿真实验指导书计算机仿真实验指导书主编：范为幅中原工学院电子信息学院二 0 一二年十月前言《计算机仿真》课程是近几十年发展的一门综合性技术学科，尤其对自动控制系统进行分析设计和综合研究提供了先进的手段，这门课程涉及到计算机原理、数值分析、自动控制理论以及控制系统设计等诸方面的内容，是一门综合性与实践性较强的专业课。
由于本门课程是一门综合性实验学科，具有很强的实验性的特点，在教学过程中应特别注意加强实验环节，配合课堂教学的进程，加强理论与实践紧密结合，学以致用。
为此我们编写了计算机仿真实验指导书，作为上机实验参考。
《计算机仿真》实验包括六个上机实验，供我院自动化类专业教学选用。
实验内容包括：面向系统结构图的仿真程序调试、初试MATLAB、基于MATLAB的系统时域分析、系统的根轨迹与频域分析、SIMULINK设计、基于MATLAB的系统分析与设计。
本书由范为福老师编写，王东云、王小雷、张谦老师审核。
1目录第一章概述……………………………………………………………………3 第二章实验要求及注意事项…………………………………………………4 第三章实验项目………………………………………………………………5 实验一面向系统结构图的仿真程序调试……………………………………5 实验二初试MATLAB ……………………………………………………………9 实验三基于MATLAB的系统时域分析…………………………………………12 实验四系统的根轨迹与频域分析……………………………………………15 实验五 SIMULINK设计…………………………………………………………13 实验六基于MATLAB的系统分析与设计………………………………………13 第四章上机实验涉及的程序清单及常用命令函数..............................16 第五章参考文献 (22)2第一章概述控制系统的计算机仿真是分析、研究、设计自动控制系统的一种快速而经济的辅助手段，同时它还是控制系统教育和训练的一种有效方法，是从事自动控制研究与工程设计技术人员必须掌握的一门技术,因而在自动控制领域中已得到广泛的重视与应用。
计算机仿真技术课程设计
计算机仿真技术课程设计简介计算机仿真技术是一门应用计算机技术模拟真实系统行为的学科，它是一种将现实世界的问题抽象化后通过计算机模拟进行求解的方法。
通过利用计算机对事物进行模拟和计算，可以更好地认识问题，并对问题进行分析和解决。
本次课程设计将围绕计算机仿真技术展开，旨在让学生深入了解仿真技术的应用，亲手实践和掌握仿真模型建立、仿真计算以及仿真结果分析等方面知识，提高学生解决实际问题的能力。
课程设计目标•了解计算机仿真技术的基本原理和应用领域；•掌握仿真模型的建立方法、仿真计算和结果分析；•能够运用计算机仿真技术解决实际问题。
课程设计内容任务一：仿真模型建立首先，学生需要了解仿真模型的基本原理，掌握仿真模型的建立方法。
本次课程设计以一个简单的物理实验为例，考虑一个简单的物体自由落体运动的仿真模型，模拟出物体从静止开始自由落体运动的过程。
学生可以利用Matlab等软件，通过建立精细的数学模型，利用计算机仿真技术进行模拟，得到物体自由落体过程中的速度和位移。
任务二：仿真计算完成了模型的建立后，学生需要掌握仿真计算的方法，进一步确定模型重要参数（如速度、位移等），然后对仿真模型进行计算。
在计算过程中，可以利用一些常见的数学方法，如欧拉法、龙格库塔法等，来计算模型的仿真结果。
学生需要按照课程设计要求进行计算，并展示出计算结果。
任务三：仿真结果分析仿真结果的分析过程是学生掌握计算机仿真技术的重要环节。
在完成了仿真计算后，学生需要对仿真结果进行分析，以确定仿真过程中各种参数的变化和影响。
学生需要综合运用各种数据可视化方法（如散点图、多线图等），对所得到的仿真结果进行分析和比较。
学习方式本次课程设计采用“理论结合实践”的教学方式，旨在培养学生的实践能力。
具体方法包括：•线上课程讲解和线下实验操作相结合，帮助学生深入了解计算机仿真技术；•利用Matlab等仿真软件进行仿真实验，加深学生对仿真原理的理解；•引导学生进行仿真计算和结果分析，注重实践和应用。
计算机仿真技术基础课程设计 (2)
计算机仿真技术基础课程设计一、设计背景计算机仿真技术是一种通过计算机模拟真实系统或过程的方法，以便研究其行为或结果的技术。
随着计算机技术的不断发展，计算机仿真技术已经成为了许多领域的重要工具，如航空、汽车、化工、医学等。
因此，在计算机专业的教学中，引入计算机仿真技术的基础课程意义重大。
二、课程目标与结构2.1 课程目标本课程旨在使学生：•理解计算机仿真技术的基本概念、基本原理和方法；•掌握计算机仿真技术的主要工具和技能，包括计算机语言、特定软件和硬件平台的应用；•具备利用计算机仿真技术进行系统分析、优化和决策的能力，逐渐培养其创新意识和实践能力。
2.2 课程结构本课程包括以下几个部分：2.2.1 基本概念介绍计算机仿真技术的基本概念，如仿真、模型、模拟等概念；介绍计算机仿真技术的发展历史和应用领域。
2.2.2 基本原理介绍计算机仿真技术的基本原理，包括离散事件仿真、连续系统仿真、混合仿真等原理；介绍计算机仿真技术的主要理论和方法。
2.2.3 基础技术介绍计算机仿真技术的基础技术，包括计算机语言的应用、特定软件的使用和硬件平台的组装；介绍计算机仿真技术的主要工具和技能，如MATLAB、Simulink、Arena等工具的应用。
2.2.4 应用案例介绍计算机仿真技术在不同领域的应用案例，如工业控制、智能交通、医学模拟等案例；介绍计算机仿真技术在应用中的优点和不足。
三、课程教学方法3.1 讲授教学法通过讲授基本概念、基本原理、基础技术和应用案例等知识点来让学生掌握计算机仿真技术的基础知识和技能。
3.2 实践教学法通过具体的实践操作，如编程实现模型、使用仿真工具进行系统仿真等，来让学生掌握计算机仿真技术的应用技巧和实践能力。
3.3 研讨教学法通过研讨和讨论计算机仿真技术的应用案例和实践经验，来让学生深入了解计算机仿真技术的优缺点和发展趋势。
四、课程评价方式本课程的主要评价方式为课堂讨论和实践作业，其中包括：•课堂参与度：对学生在课堂上的表现进行评价；•实践作业：通过实践作业来检验学生对计算机仿真技术的掌握程度；•期末考试：综合考察学生对课程内容的理解和应用能力。
计算机仿真技术课程设计大纲 2020-02
《计算机仿真技术》课程设计教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：15021841学时学分：2周/2课程设计题目：直流电动机的电力拖动仿真绘制适用专业：电气工程及其自动化开课单位：电信分院二、课程设计的目的及要求目的：1、通过课设熟悉Matlab/Simulink的基本使用2、掌握基本的Matlab语法，用Matlab语言编写较完整的实用程序。
3、将计算机仿真技术综合运用于《自动控制原理》、《电机学》等课程中，掌握用Simulink实现对直流电动机的电力拖动仿真绘制。
要求：在课设室完成仿真程序的调试，得到相应的输出。
整理数据，完成课设报告的书写。
三、课程设计的内容内容如下：1.直流电动机的机械特性仿真；2.直流电动机的直接起动仿真；3.直流电动机电枢串联电阻启动仿真；4.直流电动机能耗制动仿真；5．直流电动机反接制动仿真；6.直流电动机改变电枢电压调速仿真；7.直流电动机改变励磁电流调速仿真。
要求：编写M文件，在Simulink环境画仿真模型原理图，用二维画图命令画仿真结果图或用示波器观察仿真结果，并加以分析。
四、课程设计的进度安排安排2周时间，每周8节课，编写M文件，在Simulink环境画仿真模型原理图，用二维画图命令画仿真结果图或用示波器观察仿真结果，并加以分析。
小组讨论，完成课设报告。
五、课程设计的考核方式与标准课设成绩评定方法成绩单独按五级记分评定方法评定。
凡课设成绩不及格者，该门课程必须重修。
评定各级成绩时，可参考以下标准：⑴优秀能正确理解课设的目的要求，能独立、正确地完成各项课设操作；能熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理课设中遇到的问题，能掌握所学的各项课设技能；课设报告及其它各项课设作业完整、正确，文字通顺，书写工整，图表齐全，符合要求，质量较高；具有一定的创造精神和能力；工作努力，遵守纪律，表现好。
⑵良好能较好地理解课设的目的和要求，能认真、正确地完成各项课设操作；较熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理课设中遇到的一些问题，能掌握所学课设技能的绝大部分；课设报告及其它各项课设作业完整、正确，文字通顺，书写工整，图表齐全，符合要求；具有初步的创新意识和能力；工作努力，遵守纪律，表现较好。
计算机仿真技术第二版课程设计
计算机仿真技术第二版课程设计设计目的本次课程设计旨在运用计算机仿真技术，模拟出一个物理过程，并展示仿真结果，通过此过程加深对计算机仿真技术的理解和掌握。
设计背景计算机仿真技术已经是现代科学技术不可或缺的一部分，仿真技术可以帮助我们更好地理解现象的本质和规律，也可以为科学家、工程师提供更好的工具和方法。
设计内容本次课程设计主要涉及以下内容： - 有限元方法 - 计算流体力学 - 多体动力学 - 离散元方法本次课程设计以有限元方法为主进行实现，设计一个弹性体结构的模拟，通过改变载荷、结构参数等进行仿真分析。
具体实现过程如下：1.弹性体结构建模首先，我们需要在建模软件中建立一个弹性体的结构模型，这里以一个圆柱体为例。
建模流程如下：1.新建物体：在建模软件中，选择一个二维平面并新建一个圆形物体；2.拉伸：将圆形物体拉高，形成一个圆柱体，并调整柱高、直径等参数；3.分割单元：将圆柱体划分为多个单元，方便进行有限元法仿真；2. 有限元法建模有限元法是一种常见的计算弹性体变形和应力的方法，本次课程设计也采用有限元法进行弹性体仿真。
具体流程如下：1.建立分析模型：使用有限元分析软件，将圆柱体接口导入分析模型，并设定分析模型、材料参数、裂纹参数等；2.仿真前处理：在设置边界条件后，进行网格划分，将物体分解为有限个元素，并给予每个元素材料参数、弹性参数等一些基本的物理特性；3.仿真计算：在完成前期准备工作后，进行实际的仿真计算；4.仿真结果处理：通过仿真结果分析，可以获取每个单元的形变、应力等参数。
3.仿真结果分析完成以上步骤后，即可得到弹性体受载状态下的形变、应力分布等结果。
根据仿真结果，可以进一步对物体设计进行修正，提高其强度和稳定性。
设计展示在本次课程设计中，我们将使用Python软件和第三方库进行实现，具体操作如下：1.材料参数设定：首先设定材料参数，其中包括弹性模量、泊松比、密度等参数；2.圆柱体网格化：将圆柱体进行网格化，并生成节点和单元信息；3.静态力学计算：设定载荷、边界条件等，并进行静态力学分析计算；4.结果处理与展示：通过结果分析，生成形变、应力等图像，并输出结果。
计算机仿真技术第三版教学设计
计算机仿真技术第三版教学设计前言计算机仿真技术作为现代科技的重要成果之一，对于各个领域的应用都有着重要的意义。
近年来，随着科技的发展，计算机仿真技术的应用范围不断扩大，对于工程、医学、航空、动画等领域都有着重要的意义。
本文旨在介绍计算机仿真技术的教学设计，帮助读者更好地了解该领域。
教学目标本教学设计的目标是让学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识，能够熟练应用计算机仿真技术进行工程、医学、航空、动画等领域的应用，并且对于计算机仿真技术的未来发展有着清晰的认识。
教学内容第一章基础知识1.1 计算机仿真技术的概述1.2 计算机仿真技术的基本原理1.3 计算机仿真技术的应用领域第二章计算机模型与仿真2.1 计算机模型的基础知识2.2 三维建模软件的应用2.3 计算机仿真的基本流程第三章计算机图形学3.1 计算机图形学的基本原理3.2 图形渲染和光照效果3.3 图像处理和纹理映射第四章计算机模拟技术4.1 计算机模拟的基本原理4.2 计算机模拟的应用领域4.3 计算机模拟的参数确定和优化第五章计算机仿真与应用5.1 工程应用5.2 医学应用5.3 航空应用5.4 动画应用教学方法1.理论讲解在教学中，需要对计算机仿真技术的相关理论进行讲解，使学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识。
2.实践操作计算机仿真技术属于实践性强的学科，需要在教学中加强实践操作的环节，使学生能够真正掌握相关技能。
3.项目实战在教学中，需要设置相关项目，让学生能够将理论知识运用到实践中，进一步提高学生的实战能力。
教学评估在教学中，需要设置相关考核，对学生的掌握程度进行评估。
评估内容包括：1.课堂表现评估：包括课堂听讲、课堂提问等方面。
2.作业评估：包括课后作业、实验报告等方面。
3.项目评估：对学生项目完成情况进行评估。
教学资源在教学中，需要提供相关教学资源，包括：1.PPT课件：对教学内容进行讲解，方便学生掌握相关知识。
2.实践操作指导书：对实践操作进行指导，方便学生实际操作。
计算机仿真课程设计
北京理工大学珠海学院《计算机仿真》课程设计说明书题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真学院：信息学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2012年 6 月 16 日北京理工大学珠海学院课程设计任务书2011 ～2012 学年第 2学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：信息学院一、课程设计题目《控制系统建模、分析、设计和仿真》本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。
学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。
例如，学号为8xxxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。
二、课程设计内容（一）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容最少拍有波纹控制系统[0号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[1号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用一阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[2号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用零阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
具体要求见（二）。
[3号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真设连续被控对象的实测传递函数为：用一阶保持器离散化，采样周期取秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。
《计算机仿真技术》课程教学大纲
《计算机仿真技术》课程教学大纲Computer Simulation Technology课程编号：2000502适用专业：电气工程及自动化学时数：32 学分数：2执笔者：编写日期：一、课程的性质与目的课程性质：《计算机仿真技术》是电气工程及自动化专业选修的技术应用课。
主要任务：通过本课程的学习使学生能够对系统建立仿真模型，并会用Saber进行系统仿真。
掌握利用系统仿真常用的计算方法，掌握用Saber求解系统的时域和频域特性的方法。
了解系统病态问题基本概念和基本解决方法。
二、课程教学内容第一部分绪论（讲课2学时）明确本课程的内容、性质和任务以及学习本课程的意义，掌握计算机仿真的相关概念、方法、原则和步骤。
了解常用仿真软件。
介绍Saber仿真软件的基本情况。
第二部分模型与仿真（讲课4学时）掌握连续系统的数学模型，理解等价性原理。
重点：连续系统的数学模型。
第三部分数字仿真原理(讲课8学时)掌握插值法、数值微分、数据拟合法、数值积分等常用的计算算法的基本概念和建立方法、求解方法和相互间的关系。
掌握数字仿真的特点，掌握数值积分法和离散相似法的基本原理，掌握误差估计与步长控制。
了解病态系统的基本概念和基本解决方法。
重点：数值积分法。
难点：R-K法。
第四部分 Saber仿真软件（讲课10学时，上机8学时）了解Saber仿真软件的使用环境。
掌握Saber仿真软件的基本编程、系统的时域和频域特性的仿真。
重点：系统的时域和频域特性的仿真。
难点：系统的时域和频域特性的仿真。
三、课程教学的基本要求本课程的教学环节包括：课堂讲授和课外作业、课堂测试和上机实验。
（一）课堂讲授1．教学方法：由于本课程侧重于实际应用，理论部分理论性较强、内容广泛且抽象，同学理解起来较困难，因此，授课时不追求对仿真理论的全面介绍，而是从实际应用出发使学生掌握基本的理论和方法。
2．教学手段：采用电子教案与上机动手操作相结合的方法，以达到形象直观的效果。
《计算机仿真技术》课程教学大纲
《计算机仿真技术》课程教学大纲Computer Simulation Technology一、课程类别专业选修课。
二、教学对象电气工程及其自动化专业本科三年级学生。
三、教学目的计算机仿真技术是一门利用计算机软件模拟实际环境进行科学实验的技术。
它具有经济、可靠、实用、安全、灵活、可多次重复使用的优点，已成为对许多复杂系统进行分析、设计、试验评估的必不可少的手段。
他是以数学理论为基础，以计算机和各种物理设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的综合技术。
通过本课程的学习使学生能够建立仿真模型，掌握系统仿真常用的计算方法，并会用MA TLAB进行系统仿真。
四、先修课程高等数学，自动控制理论，计算机软硬件的件相关知识。
五、教学安排及学时数本课程总学时32，一个学期完成，其中讲课28学时，上机4学时。
讲课学时分配如下表：（仅供参考）六、教学内容及基本要求（一）教学内容1、概论系统、模型、仿真的基本概念，计算机仿真的发展历史与研究现状，计算机仿真的技术今后的发展方向。
2、系统建模的基本方法与模型处理技术系统数学模型的建模原理、建模方法，以及模型间的转换和处理方法。
3、连续系统仿真的通用方法基于离散相似法建立的欧拉法、梯形法、Adams法和基于Taylor级数匹配原理建立的Runge-Kutta 方法、线性多步法等，并介绍实时半实物仿真的原理和采样控制系统的仿真方法。
4、MATLAB语言基础与Simulink仿真MATLAB的基本运算、函数、绘图和编程方法。
Simulink的模块库、仿真模型的建立和仿真方法。
(二) 课程的基本要求1、掌握系统、模型、仿真的基本概念，了解计算机仿真的发展历史、研究现状及今后的发展方向。
2、深入理解相似原理，熟悉系统建模的基本方法。
3、掌握连续系统数学模型的类型及相互间的转换方法。
4、熟悉非线性模型线性化和高阶模型降阶处理的方法。
5、掌握连续时间模型的离散化方法，并能够较为熟练的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《计算机仿真技术》课程设计指导书
一、设计目的
本课程设计是用实验的方法帮助学生更好地熟悉和掌握计算机仿真的基本原理和方法；通过综合应用所学知识，实现一些智能优化算法的经典方法，以及智能优化算法的基本应用；同时提高学生编写实验报告、总结实验结果的能力；使学生对计算机仿真和智能优化算法的相关理论和方法有更深刻的认识。
二、设计题目与设计内容
1. 用遗传算法求解TSP问题
TSP问题是一个典型的组合优化问题，遗传算法在求解这类问题上具有很好的表现。
学生必需自己设计染色体的编码和适应度函数的定义，在此基础上实现最优解的搜索。
设计要求如下：
(1)能输入城市的数目；
(2)实现寻优过程的动态演示；
(3)合理设计交叉变异算子，避免出现非法路线；
(4)能对选择、交叉和变异等的概率进行设置；
(5)能显示历代最优、最差和平均解的统计图。
2. 差异进化算法求解约束优化问题
约束优化问题是工程和科学领域经常会遇到的一类优化问题。
差异进化算法已被广泛应用于求解这类问题。
约束优化问题的任务是在可行域内找到指定目标函数的最优解。
学生要求设计惩罚函数和优化算法中的算子。
具体设计要求如下：
(1)用惩罚函数处理约束优化问题中的约束条件；
(2)用差异进化算法完成求解；
(3)对结果进行分析，并发现算法可能存在的问题，并对算法进行改进；
(4)对算法中存在的参数进行敏感性分析；
(5)给出不同搜索算法的对比结果。
3. 粒子群优化算法求解多目标优化问题
现实生活中的优化问题大都存在多个目标，因而研究多目标优化问题的求解具有十分重要的理论与实际意义。
多目标优化问题的最优解一般为无穷多个。
粒子群优化算法是模拟鸟群寻找食物而产生的一种智能优化算法。
学生要求利用粒子群优化算法求解多目标优化问题。
设计要求如下：
(1)深刻理解多目标优化问题的求解思路；
(2)设计多目标优化问题的适应值函数；
(3)设计粒子群优化的进化算子；
(4)利用粒子群优化算法求解多目标优化问题；
(5)分析算法中参数的敏感性并进行试验比较。
4. BP网络解决XOR分类问题
BP网络是目前前馈式神经网络中应用最广泛的网络之一，实现BP算法训练神经网络完成XOR的分类问题，设计要求如下：
(1)能够设置网络的输入节点数、隐节点数、网络层数、学习常数等各项参
数；
(2)能够输入训练样本；
(3)实现BP算法的训练过程；
(4)实现训练过程的动态演示；
(5)训练完成后可输入测试数据进行测试。
三、设计步骤
整个设计过程在两周内完成，设计按以下步骤进行：
(1)熟悉程序设计开发环境
(2)设计
(3)编程
(4)书写文档
四、课程设计报告主要内容和要求
1. 课程设计报告主要内容
(1)封面；（封面格式见附页）
(2)概述：设计目的，完成的主要任务和解决的主要问题；
(3)设计的基本概念和原理；
(4)总体设计：实现的方法和主要技术路线；
(5)详细设计：使用主要控件、函数；
(6)运行结果：包括典型的界面、输入和输出数据等；
(7)简要的使用说明；
(8)总结：特色、经验、教训和感受；
(9)参考文献；
(10)附录：包括主要程序清单，要有适当的注释，使程序容易阅读。
2. 课程设计报告编写的基本要求
(1)采用A4纸打印；
(2)报告正文小标体采用宋体四号，正文采用宋体小四号字；
(3)字数不少于2000字。
五、设计的考核
课程设计必须由每个同学各自独立完成，不能相互拷贝，凡发现抄袭（源程序或课程设计报告），抄袭者与被抄袭者的成绩皆以零分计，并向学院报告。
课程设计完成后，验收步骤如下：
(1)上机检查，运行所设计的系统
(2)回答老师的提问
(3)提交设计文档
教师根据设计报告、软件的运行演示、学生回答问题的情况和平时的考勤记录评定成绩。
其中上机检查考核结果占总成绩的50%，文档评阅结果占总成绩的30%，考勤占总成绩的20%。
具体组成如下：
附：课程设计报告封面：
《计算机仿真技术》课程设计报告（小三，粗）XXXX（设计题目，小一，粗）
姓名：
班级：
学号：
指导教师：
完成时间：。