最新Matlab基础及应用的教学大纲资料

《Matlab基础及应用》教学大纲

执笔人：肖顺根课程编号：

总学时数：36学时（其中授课18学时，实验18学时）

学分：2 学分

一、本课程的地位、作用与任务：

本课程是电气工程及自动化专业基础的必修课程。是电气工程及自动化专业的重要实践性课程。通过本课程的学习，可以使得本专业学生掌握Matlab这一现代的科学计算和系统仿真语言的基本编程思想和方法，并利用Matlab对所学基础课程进行上机模拟实验和数值计算，从而通过Matlab编程实验来验证和巩固所学的数学和工程理论。

二、课程教学基本要求

MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，可以解决工程、科学计算和数字信号处理、通信、数学等学科中许多问题。本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，循环和条件分支等控制流语句。课程最后简介MATLAB语言中的几个主要工具箱，为后续的专业课程提供有力的工具。本课程以讲课为主，结合上机实验，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。三、先修课程的要求

《高等数学》、《线性代数》、《自动控制原理》等。

四、教学方法及建议

1、本课程是电气工程及其自动化专业的实践性基础课程，应采用多媒体教学方式，结合Matlab仿真软件进行课堂演示。力求生动有趣，并随时通过提问等方式调动学生的学习积极性。

2、MA TLAB软件在电气工程及自动化专业中的应用非常广泛和实用，应结合《自动控制原理》知识尽可能发挥MATLAB软件的功效。

五、教学要求的层次

了解Matlab 的特点；

理解Matlab 的数值计算、程序设计、绘图功能及在通信工程的科学计算和建模中的应用；

掌握Matlab语言的基本编程思想和方法。

六、教学内容、要求及学时安排

第一单元MATLAB 概述（2学时）

1. Matlab 的特点、绪论

2. Matlab 快速入门

要求：了解MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理，MATLAB帮助系统。掌握命令行的输入及编辑，用户目录及搜索路径的设置。

重点和难点：命令行的输入，用户目录及搜索路径的设置

第二单元MATLAB数据和数值计算（4学时）

1.矩阵的生成

（1）标量的赋值和计算

（2）向量的赋值和计算

（3）矩阵的生成

2.数组运算

（1）数组的加法和减法运算

（2）数组的乘法和除法, 乘方运算

（3）数组的函数运算

（4）数组的关系和逻辑运算

3.数据分析和统计分析函数

4.矩阵运算

（1）矩阵的加减法运算

（2）矩阵的转置

（3）矩阵乘法

（4）矩阵的求逆和矩阵除法

（5）矩阵的结构变换

5.多项式运算

（1）多项式的表达方式

（2）多项式的因式分解- 多项式方程求根

（3）多项式的乘积展开

（4）多项式相乘

（5）多项式的除法

（6）多项式的部分分式展开

6.代数方程求解

（1）多项式方程的求根

（2）线性方程组的求根

（3）非线性方程式求实根

（4）一般非线性方程组求根

7.函数的极值问题求解

（1）固定区间上单变量的函数的最小值

（2）固定区间上多变量的函数的最小值

（3）函数的最大值问题求解

8.函数的微积分问题求解

（1）函数的数值差分和微分运算

（2）函数的数值积分运算

9.数据插值运算

要求：了解MATLAB数据的特点。熟悉MATLAB变量的命名，赋值语句，数据的输出格式。掌握矩阵的建立、拆分及冒号表达式，MATLAB运算，结构数据和单元数据，字符串。熟悉傅立叶分析，常微分方程的数值求解，非线性方程度数值求解。掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。

重点和难点：MATLAB点运算，关系运算及逻辑运算，冒号表达式。掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。

第三单元MATLAB程序设计（6学时）

1.M 文件简介

2.程序控制流语句

（1）顺序结构

（2）循环结构-for 和while 语句

（3）条件分支结构-if 和break 语句,switch 语句

3.数据和文件的输入输出

（1）交互输入指令

（2）利用文件输入输出数据

4.Matlab 编程特点和技巧

（1）脚本文件编程

（2）Matlab 函数编程

（3）测定程序执行时间和时间分配

（4）提高程序执行速度的原则

要求：了解M文件的建立与编辑，全局变量和局部变量。熟悉数据的输入输出。掌握选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用。

重点和难点：选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用

第四单元MATLAB绘图（2学时）

1.二维图形的绘制

（1）常用的二维图形绘图函数

（2）图形的线型和颜色控制

（3）图形的标注

（4）坐标轴的控制方法

2.三维图形的绘制

（1）三维曲线的绘制

（2）三维曲面的绘制

3.子图的绘制

4.图形窗口的创建

5.将Matlab 生成图形输出到文件

要求：了解三维图形的精细处理，图像和动画。熟悉创建二维图形的其他函数及其他三维图形。掌握绘制二维图形、三维图形及三维曲面的基本函数。

重点和难点：绘制二维图形、三维图形及三维曲面。

第五单元介绍仿真软件Simulink工具箱（4学时）

1.Simulink概述

2.Simulink基本模块简介

3.Simulink电力系统模块简介

4.Simulink建模方法和步骤

5.Simulink仿真运行及结果分析

要求：了解Simulink的基本操作。熟悉Simulink的几类基本模块，子系统的建立与封装。掌握模型参数的设置，在命令窗口中创建模型。

重点和难点：在命令窗口中创建模型，学会分析仿真结果。

七、实验项目及学时安排（18学时）

实验一熟悉Matlab工作环境（2学时）

实验目的:熟悉Matlab工作环境，为进一步学习Matlab软件奠定基础。

实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。

实验内容:了解MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理，MATLAB 帮助系统。

实验二Matlab数值数组及其矩阵操作的运用（4学时）实验目的:学会运用Matlab软件进行数值及其矩阵的计算。

实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。

实验内容:利用Matlab软件学习数据的操作，包括矩阵的生成、数组运算数据分析和统计分析函数、矩阵运算多项式运算、代数方程求解、函数的极值问题求解、函数的微