控制系统仿真教学大纲
控制系统仿真大纲
《控制系统仿真》课程教学大纲一、课程名称：控制系统仿真Control System Imitation二、教学方式：讲授、自学、讨论结合三、课程类别：选修课四、考核方式：考查，综合作业＋上机作业＋课堂表现五、学时与学分：32/2六、先修课程：电路、自控原理、电力系统分析七、课程教学目标1)帮助学生获得必要的系统仿真的基本知识，掌握系统仿真的一般方法；2)帮助学生掌握matlab语言的基本使用方法，及在控制系统仿真上的应用；3)了解学科发展前沿，引导学生建立科学研究的基本思想，提高科学研究的基本素养。
八、适用学科专业电气工程及其自动化九、基本教学内容与学时安排（讲课22课时，上机10课时）1)仿真基本概念（2学时）系统、模型、仿真的概念；系统建模与仿真的发展历史；系统建模与仿真的发展趋势；系统建模与仿真的应用；2)Matlab 语言基础（4学时）使用matlab的窗口环境；Matlab的矩阵运算及多项式处理；绘图简介；Matlab的程序设计入门；3)基于matlab的控制系统的数学描述与建模（2学时）4)基于matlab的控制系统分析（4学时）基于matlab的控制系统稳定性分析；基于matlab的控制系统时域分析；基于matlab的控制系统频域分析；基于matlab的控制系统根轨迹分析；5)连续系统建模与仿真（4课时）连续时间系统的基本概念；微分方程建模方法；频域建模方法；连续系统数值仿真方法；6)simulink仿真基础（4学时）7)图形界面的应用（2学时）图形界面编程的实现；8)离散事件系统的建模方法（2学时）离散事件系统基本构成部件；离散事件系统仿真模型基本构成部件；离散事件系统的建模方法：petri、活动循环图法和实体流图法。
9)离散事件系统仿真方法（4学时）离散事件系统仿真基本策略：事件调度法、活动扫描法和进程交互法；仿真时钟推进机制。
10)实验与上机安排（10学时）Simulink熟悉及其应用十、教材及参考书1)魏克新. MATLAB语言与自动控制系统设计.机械工业出版社，19972)薛定宇.反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用.清华大学出版社，2000.3)齐欢、王小平.系统建模与仿真.清华大学出版社，20044)王红卫.建模与仿真.科学出版社，20025)肖田元、张燕云、陈加栋.系统仿真导论.清华大学出版社，20006)王中群. MATLAB建模与仿真应用.机械工业出版社，2010。
控制系统仿真实验教学大纲
控制系统仿真实验教学大纲
一、实验基本信息
课程编号：201404137
中文名称：控制系统仿真
英文名称：Control system simulation
课程性质：专业选修课程
面向专业：自动化
开设学期：7
课程总学时：32
实验学时：8
是否独立设课：否
二、实验目的和任务
本实验是控制系统仿真课程开设的实验。
控制系统仿真是控制工程领域工程师必须熟练掌握的重要知识和技能，培养学生进行控制系统计算机辅助分析、设计与研究的思维和开发实施及协作创新能力，以解决实际问题为驱动，激发学生的学习兴趣，通过实验设计，使学生获得综合运用专业知识和计算机技术解决实际问题的方法。
三、实验教学基本要求
控制系统仿真是一门针对控制理论课程的实践性应用型非常强的课程，要求学生要理论联系实际，在熟练掌握基本概念原理、基本方法和应用后，重点应放在与工程实际的结合应用能力上，上机操作是本课程重要的教学环节。
通过实验培养学生具备进行控制系统仿真的知识、能力和创新素质。
1、具有应用控制系统仿真知识的能力。
2、能够解决实际工程工作中控制系统计算机辅助分析、设计与研究问题。
3、具备研究思维、独立研发实施和协作创新等基本素质。
四、实验项目基本情况
五、实验教材（指导书）或网络资源
[1]管凤旭，姜倩. 控制系统仿真实验技术, 北京：清华大学出版社，2015
六、考核方式
实验部分成绩占课程总成绩40%，共40分。
实验部分成绩包括三部分，包括实验出勤4分，实验操作情况12分，实验报告24分。
Matlab与控制系统仿真课程教学大纲
Matlab与控制系统仿真课程教学大纲（总学时数：32，学分数：2）一、课程设计的性质、任务和目的本课程是车辆工程专业选修课程。
通过本课程的学习，使学生初步掌握MATLAB语言的基本知识，结合所学《控制工程基础》课程，学会运用MATLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后从事科学研究打下较好的基础。
二、课程设计的内容和基本要求第一章计算机仿真和辅助设计概述了解控制系统计算机仿真和辅助设计的必要性、可能性以及计算机仿真与辅助设计的基本思路、基本方法和发展现状。
第二章MATLAB语言基础第一节使用MATLAB的窗口环境1．MATLAB语言特点2．MATLAB命令窗口掌握语句的输入、语句的显示与否、多行命令、方向键的使用、分页命令。
3．变量和数据显示格式掌握变量的命名方法、数据显示格式的控制命令format、一些特殊的变量。
4．常见的数学运算符及基本的数学函数+、-、*、/、\abs,sin,cos,asin,acos,tan,atan,sqrt,exp,imag,real,sign,log,log10,conj5．MATLAB工作空间掌握who, whos, clear, save, load, quit, exit等命令的使用了解workspace浏览器6．文件管理掌握常用文件管理命令what, delete, dir, type, cd, which掌握MATLAB工作路径的设置7．使用帮助学会用下列帮助和演示命令自学MATLAB语言：help matfun ：矩阵函数－数值线性代数help general：通用命令help graphics：通用图形函数help elfun：基本的数学函数help elmat：基本矩阵和矩阵操作help datafun：数据分析和傅立叶变换函数help ops：操作符和特殊字符help polyfun：多项式和内插函数help lang：语言结构和调试help strfun：字符串函数help control：控制系统工具箱函数helpwin：帮助窗口helpdesk：帮助桌面，浏览器模式lookfor命令：返回包含指定关键词的那些项demo：打开示例窗口第二节MATLAB矩阵运算及多项式处理1．矩阵的输入掌握在命令窗口中用键盘输入掌握用语句生成矩阵：[from:step:to]；linspace；logspace掌握一些常用特殊矩阵生成：eye(m,n)；zeros(m,n)；ones(m,n)；diag(V)；随机矩阵rand() 2．矩阵的运算掌握矩阵的转置、四则运算、逆矩阵与行列式运算：inv()，det()；矩阵乘方^，.^矩阵的大小：[m,n]=size(A,x)；length(A)=max(size(A))；矩阵求秩：rank（A）了解矩阵超越函数3．矩阵操作矩阵的下标：定位矩阵元素A(m,n)，A(:,n)，A(m,:)，A(m1:m2,n1:n2)，A(:)矩阵的翻转4．多项式处理多项式的建立与表示方法：用降幂系数的行向量来表示；roots求解多项式等于零的根；poly根据多项式等于零的根求解多项式。
系统仿真技术教学大纲+考试大纲
系统仿真技术教学大纲一、课程简介1.1 课程名称：系统仿真技术1.2 学分：3学分1.3 先修课程：无1.4 课程类型：必修课二、教学目标2.1 理论目标：- 了解系统仿真技术的基本概念和原理- 掌握系统仿真建模的方法与技巧- 熟悉系统仿真软件的使用2.2 技能目标：- 能够应用系统仿真技术解决实际问题- 具备系统仿真实验的设计和分析能力- 能够进行系统仿真结果的可视化展示和报告撰写三、教学内容3.1 系统仿真技术概述- 系统仿真技术的发展背景和应用领域- 系统仿真技术的定义和分类- 系统仿真技术在工程领域中的重要性和作用3.2 系统建模与仿真- 系统建模的基本原理和方法- 离散事件仿真和连续仿真的比较与选择- 系统建模中常用的数学模型和统计方法3.3 系统仿真软件- 常用的系统仿真软件介绍和比较- 系统仿真软件的基本操作和功能- 使用系统仿真软件进行实际案例分析3.4 系统仿真实验设计与分析- 系统仿真实验的目标和方法- 系统仿真实验的设计和参数设置- 分析系统仿真实验结果和优化方法四、教学方法4.1 理论课程- 教师讲授课程中的基本概念、原理和方法- 学生通过阅读相关教材和文献进行自学和讨论 - 教师指导学生进行系统仿真建模和实验设计4.2 实践课程- 学生使用系统仿真软件进行实际仿真操作- 学生独立完成系统仿真实验和结果分析- 学生进行实验结果的报告撰写和展示五、教材与参考书目5.1 教材：- 《系统仿真技术导论》作者：张三，出版社：XX出版社5.2 参考书目：- 《系统仿真理论与技术》作者：李四，出版社：XX出版社 - 《系统仿真软件与应用》作者：王五，出版社：XX出版社六、考核方式6.1 平时成绩：包括课堂讨论和实验报告等6.2 期末考核：闭卷考试，占课程总成绩的70%6.3 实验成绩：学生使用系统仿真软件进行的实验和实验报告，占课程总成绩的30%七、教学进度安排7.1 第1周：系统仿真技术概述7.2 第2周：系统建模与仿真7.3 第3周：系统仿真软件介绍7.4 第4周：系统仿真实验设计与分析7.5 第5周：复习与总结八、其他事项8.1 学生应自觉遵守学术道德和实验室安全规定8.2 学生可根据自身兴趣和实际需求，选择具体的系统仿真案例进行研究和实验8.3 学生对系统仿真技术及其应用领域进行深入了解和研究，可作为研究课题或未来的就业方向考试大纲一、考试形式1.1 闭卷考试1.2 考试时间：120分钟二、蓝本内容2.1 系统仿真技术概述- 系统仿真技术的基本概念和应用领域（20分）- 系统仿真技术在工程领域中的作用和意义（30分）2.2 系统建模与仿真- 系统建模的基本原理和方法（20分）- 离散事件仿真和连续仿真的比较与选择（30分）2.3 系统仿真软件- 系统仿真软件的基本操作和功能（30分）- 使用系统仿真软件进行实际案例分析（20分）2.4 系统仿真实验设计与分析- 系统仿真实验的设计和参数设置（20分）- 分析系统仿真实验结果和优化方法（30分）三、参考书目- 《系统仿真技术导论》- 《系统仿真理论与技术》- 《系统仿真软件与应用》四、注意事项4.1 考试过程中禁止交流和抄袭4.2 考试结束后，将试卷和答案整齐放在桌面上，离开考场时禁止携带任何试卷或草稿纸等物品以上为系统仿真技术教学大纲和考试大纲的详细内容，希望能够为学生提供系统学习系统仿真技术的指导和评估依据。
《系统仿真》教学大纲
《系统仿真》教学大纲一、本大纲适用专业自动化专业二、编写本教学大纲的说明(一)本课程的性质和任务本课程是一门综合性与实验性较强的专业主干课，为今后控制系统的研究工作提供一个有力的工具，提高学生MATLAB的应用水平。
(二)本课程的基本要求掌握控制系统仿真的基本原理和方法：包括控制系统模型的建立，仿真模型的建立，用MATLAB语言编程，上机仿真并分析结果，掌握Smulink在控制系统仿真中的应用等。
(三)本课程与其他相关课程的联系和后续课程前修课程：《自动控制理论》，《现代控制基础》。
本课程可应用于《过程控制系统》，《计算机控制技术》，课程设计和毕业设计等后续课程中。
(四)学时、学时分配安排讲授完本课程所需总学时为32学时，其中课堂授课24学时，实验8学时，各部分内容分配见以下教学大纲。
(五)本课程的教学方式和其他教学环节的安排本课程的教学采用课堂讲授和上机实验相结合的方式进行，并适当安排一些课外作业上机完成。
三、教学大纲第一章系统仿真的基本概念(2学时)1. 系统仿真技术的发展概况。
2. 计算机仿真技术的应用。
要求一般理解与掌握的有： 1. 系统仿真技术的发展概况。
第二章仿真软件MATLAB(4学时)1. MATLAB软件的简介及其基本操作讲解。
2. MATLAB语言的矩阵运算语句和向量运算。
3. 语句MATLAB语言的控制语句和绘图语句。
要求一般理解与掌握的有：1. MATLAB软件的简介及其基本操作讲解。
要求重点掌握的有：3. 语句MATLAB语言的控制语句和绘图语句。
第三章控制系统的数学模型及其转换（4学时）1. 线性系统的数学模型及其相互转换和连接。
2. MATLAB中的典型线性系统的生成、离散化和连续化。
要求重点掌握的有：1. 线性系统的数学模型及其相互转换和连接。
难点：1. 线性系统的数学模型及其相互转换和连接。
第四章连续系统数字仿真 (6学时)1. 数值积分原理：欧拉法、梯形法、龙格-库塔法。
控制系统仿真 教学大纲
控制系统仿真教学大纲控制系统仿真教学大纲控制系统仿真是现代工程领域中一项重要的技术手段，它通过构建数学模型和仿真环境，对实际控制系统进行模拟和分析。
作为一门综合性学科，控制系统仿真在工业自动化、航空航天、能源等领域都有广泛的应用。
为了培养学生的控制系统仿真能力，制定一份科学合理的教学大纲是非常必要的。
一、课程简介本课程主要介绍控制系统仿真的基本概念、原理和方法。
通过理论讲解和实践操作，使学生能够掌握仿真软件的使用技巧，了解仿真模型的建立过程，掌握仿真结果的分析与评估方法，培养学生的问题分析和解决能力。
二、教学目标1. 掌握控制系统仿真的基本概念和原理；2. 熟练使用常见的仿真软件，如MATLAB/Simulink；3. 能够建立控制系统的数学模型，并进行仿真实验；4. 能够分析仿真结果，评估系统性能，并提出改进方案；5. 培养学生的团队合作和创新思维能力。
三、教学内容1. 控制系统仿真概述a. 控制系统仿真的定义和意义b. 控制系统仿真的基本流程和方法c. 常见的仿真软件及其特点介绍2. 数学建模与仿真环境a. 控制系统的数学建模方法b. 仿真环境的选择与搭建c. 仿真模型的参数设置和输入输出分析3. 控制系统仿真实验a. PID控制器的仿真实验b. 系统辨识与模型预测控制的仿真实验c. 状态空间控制的仿真实验4. 仿真结果分析与评估a. 仿真结果的可视化分析方法b. 性能指标的计算与评估c. 仿真结果与实际系统的对比分析5. 仿真实验设计与报告撰写a. 仿真实验设计的基本原则和方法b. 仿真实验报告的撰写要点和格式规范四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，让学生了解控制系统仿真的基本概念和原理。
2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲自动手建立仿真模型，进行仿真实验。
3. 课堂讨论：通过课堂讨论，让学生分享仿真结果，互相学习和交流。
4. 课程设计：通过课程设计，让学生能够独立设计控制系统的仿真实验。
0904070控制系统仿真课程教学大纲
0904070控制系统仿真课程教学大纲《控制系统仿真》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号：0904070课程中文名称：控制系统仿真课程英文名称：Control system simulation课程性质：专业选修课程考核方式：考查开课专业：自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化、探测制导与控制技术、生物医学工程开课学期：7总学时：32 （其中理论24学时，实验8学时）总学分：2二、课程目的通过讲授控制系统仿真的基本原理、方法和特点，以及仿真软件MA TLAB（含Simulink）的典型仿真程序，使学生了解控制系统仿真技术的基本原理，掌握将控制系统理论、计算方法与计算机技术相结合的知识和技能，具备运用控制系统仿真技术对控制系统进行分析、辅助设计与仿真的能力。
为学生日后从事相关领域的工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的基础。
三、教学基本要求（含素质教育与创新能力培养的要求）1. 培养学生掌握仿真软件Matlab（含Simulink）的控制系统仿真方法；2. 培养学生掌握控制系统的分析、设计与仿真的流程和方法。
3. 培养学生面对控制系统对象时，能够综合运用所学知识提出问题、分析问题、以及运用仿真知识解决问题的能力；4. 培养学生的动手能力和实践能力，以及具有一定的创新能力。
四、教学内容与学时分配第一章绪论（2学时）1.1 系统仿真的基本概念1.2 连续与离散事件系统仿真技术1.3 仿真技术的应用、现状与发展第二章基于Matlab控制工具箱的仿真方法（4学时）2.1 控制系统的数学模型2.2 Matlab常用基础知识2.3 基于传递函数模型的控制系统设计2.4 基于状态空间模型的控制系统设计第三章连续系统的数值积分法仿真（6学时）3.1 基本数值积分方法与计算稳定性分析3.2 基于Matlab的仿真方法3.3 基于Simulink的仿真方法第四章连续系统的离散相似法仿真（5学时）4.1 离散相似法4.2 典型环节的离散状态方程4.3 带非线性环节的仿真方法第五章控制系统参数优化及仿真（5学时）5.1 参数优化寻优5.2 函数寻优第六章现代仿真技术（2学时）6.1 面向对象仿真技术6.2 分布交互仿真技术6.3 虚拟现实技术五、教学方法及手段（含现代化教学手段及研究性教学方法）教学方法：采用课堂讲授（理论和应用实例）与开放实验室进行仿真实验相结合方式。
《控制系统仿真与CAD》教学大纲
《控制系统仿真与CAD》课程教学大纲一、课程名称1. 中文名称：控制系统仿真与CAD2. 英文名称：Simulation and CAD of Control Systems3. 课程号：24205110二、学时总学时36 学时其中：授课30 学时上机 6 学时三、考核方式考查四、适用专业自动化，测控技术与仪器，电气工程及其自动化，电气工程与智能控制（中荷）五、课程简介本课程以当前流行的仿真软件MA TLAB语言为基础，掌握控制系统仿真和辅助设计的基本技能。
主要内容包括计算机仿真技术的基本概念、MA TLAB语言概述与基本运算、绘图功能、控制系统的数学模型及其转换、连续系统的数字仿真、SIMULINK仿真集成环境、控制系统的计算机辅助分析和设计等。
六、本门课程在教学计划中的地位、作用和任务本课程是自动化和测控技术与仪器专业的必修课，电气工程及其自动化和电气工程与智能控制（中荷）专业的选修课程，其作用和任务是介绍控制系统的仿真技术及其计算机辅助设计技术，为从事控制系统的分析和设计提供必要的理论和方法基础。
本课程将以国际上广泛应用的MA TLAB 软件系统为主要工具。
七、课程内容和教学要求（一）仿真软件——MA TLAB1. 内容：计算机仿真技术概述，MA TLAB的功能特点，基本操作，控制语句，绘图功能，数值运算，图形界面等。
学时分配：8学时。
2. 要求：掌握并应用MA TLAB语言的基本操作，数值运算和绘图功能。
（二）控制系统的数学模型及其转换1. 内容：数学模型的基本描述方法，模型间的相互转换，系统模型的连接，典型系统的生成，系统的离散化和连续化。
学时分配：4学时。
2. 要求：掌握上述内容的基本概念和方法，掌握控制系统的模型描述及相互转换。
（三）连续系统的数字仿真1. 内容：欧拉法，梯形法，预估—校正法，龙格—库塔法，连续系统的数字仿真程序。
学时分配：2学时。
2. 要求：掌握上述内容的基础理论，运用四阶龙格—库塔法对连续系统进行数字仿真。
MATLAB语言与控制系统仿真 教学大纲
MATLAB语言与控制系统仿真Matlab and system simulation【学分】2 【学时】32 【性质】专业基础【上机】8（一）授课对象四年制本科过程装备与控制工程专业。
（二）课程的性质和地位《MA TLAB语言》是过程装备与控制工程专业一门重要的专业基础课。
通过对本课程的学习，使学生掌握MATLAB软件的使用及其动态仿真集成环境Simulink，结合已学课程《自动控制原理》，学会运用MA TLAB语言进行控制系统仿真和辅助设计的基本技能，为今后的毕业设计及其他科学研究打下基础。
（三）课程的教学目标通过本课程的学习，使学生掌握MATLAB基本语法结构，m文件，矩阵的输入及运算；掌握Simulink环境下系统结构图的构造与仿真，系统的时域分析及频域分析，控制系统Bode 图、根轨迹图、Nyquist图的画法；系统的计算机辅助分析与设计等。
（四）课程相关能力培养1．运用MATLAB软件进行基本的运算能力与函数调用能力（G3，G12）；2．基本图形的绘图能力（G3，G12）；3．矩阵的输入与运算能力（G3，G12）；4．简单m文件的编写能力（G3，G12）；5．掌握Simulink环境下系统结构图的构造与仿真能力（G4，G12）；6．控制系统的计算机辅助分析能力，控制系统的计算机辅助设计能力等（G4，G12）。
（五）教学内容1．MATLAB语言系统（G3，G12）Matlab 的启动和退出，MATLAB命令平台，MATLAB文件系统，MATLAB的m文件与m函数，Toolbox工具箱，控制系统工具箱，MATLAB的帮助系统。
重点：MATLAB命令，m文件，工具箱。
难点：MATLAB命令，m函数。
2．MA TLAB的数值运算（G3，G12）基本语法结构，矩阵运算，基本数学函数，点运算，逻辑关系运算，多项式运算，线性代数方程组求解，数值求解方法。
重点：矩阵运算，点运算，逻辑关系运算。
难点：矩阵运算，线性代数方程组的求解。
控制系统数字仿真与CAD大纲
控制系统数字仿真与CAD教学大纲课程编号课程名称：控制系统数字仿真与CAD英文名称：Digital Simulation and CAD of Control System学时：32 学分 2适用专业：自控类课程性质：选修先修课程：自动控制、计算机控制、电力拖动自动控制一、课程教学目标通过本课程的学习，使学生认识到控制系统数字仿真在系统设计中的重要性，学习并掌握仿真中的系统建模、数值积分方法、MATLAB编程等基本内容，针对不同的系统编写仿真程序。
为学生的进一步理论研究和实际应用打下一个良好基础。
二、教学内容及其基本要求绪论：控制系统的实验分析方法以及仿真实验的分类与性能比较、系统的组成与分类、数字仿真的基本内容、仿真技术的应用与发展、控制系统CAD与数字仿真软件。
1．控制系统的数学描述控制系统的数学模型表示形式，数字模型的转换，控制系统建模的基本方法。
单变量系统的可控标准型实现，控制系统的数字仿真实现。
常微分方程数值求解的基本概念，数值积分法。
数值算法中为“病态”问题，“病态”系统的仿真方法。
2．MATLAB与SIMULINKMATLAB的操作与使用，简单数学运算，变量与数值显示格式文件管理，帮助功能。
MATLAB的矩阵运算。
二维、三维图形的绘图。
数据处理，矩阵分解，多项式处理，曲线拟合与扦值，数据分析，常微分方程数值解。
流程控制：For循环，while循环，if-else-end结构以及函数。
控制工具箱：系统建模、模型转换和降阶、分析函数、设计函数。
SIMULINK基础：SIMULINK的操作，模型的构造，数值仿真，系统分析。
3．控制系统数字仿真的实现控制系统常见的典型结构形式，典型环节描述，联接矩阵。
面向系统结构图的数字仿真。
环节离散化与非线性系统的数字仿真。
计算机控制系统的数字仿真。
4．控制系统CAD经典控制理论CAD，控制系统固有特性分析，设计方法以及优化设计。
*现代控制理论CAD，线性二次型最优控制器设计，模型参考自适应控制系统设计。
控制系统仿真教学大纲
控制系统仿真教学大纲控制系统仿真教学大纲引言：控制系统是现代工程领域中不可或缺的重要部分。
随着科技的发展，控制系统的应用范围越来越广泛，对人才的需求也越来越高。
而仿真技术作为一种重要的教学手段，可以帮助学生更好地理解和掌握控制系统的原理和应用。
因此，制定一份合理的控制系统仿真教学大纲对于培养学生的专业能力和创新思维至关重要。
一、教学目标1. 培养学生对控制系统的基本概念和原理的理解；2. 培养学生掌握控制系统的建模和仿真方法；3. 培养学生运用仿真软件进行控制系统设计和优化的能力；4. 培养学生分析和解决实际控制问题的能力。
二、教学内容1. 控制系统基础知识- 控制系统的定义和分类；- 控制系统的基本组成和工作原理；- 控制系统的性能指标和评价方法。
2. 控制系统建模- 传递函数模型和状态空间模型的建立方法；- 系统参数的辨识方法；- 控制系统的稳定性分析。
3. 控制系统仿真工具- 常用的控制系统仿真软件介绍；- 仿真软件的基本操作和使用技巧；- 仿真结果的分析和评估。
4. 控制系统设计与优化- 控制器的设计方法和策略；- 控制系统的性能指标优化方法；- 仿真软件在控制系统设计中的应用。
5. 实际控制问题的仿真分析- 传感器和执行器的建模和仿真；- 实际控制系统的仿真案例分析；- 仿真结果的验证和实验设计。
三、教学方法1. 理论讲授通过课堂讲解，向学生介绍控制系统的基本概念和原理，并引导学生思考和理解。
2. 实践操作利用仿真软件进行实际操作，让学生亲自动手进行控制系统的建模、仿真和优化。
3. 课堂讨论引导学生参与课堂讨论，共同解决控制系统的实际问题，促进学生的思维能力和创新能力的培养。
4. 个人作业布置个人作业，要求学生独立完成控制系统的仿真分析和设计，提高学生的自主学习和问题解决能力。
四、教学评价1. 平时成绩包括学生的课堂表现、课堂讨论参与度、作业完成情况等。
2. 实验报告学生通过仿真实验，撰写实验报告，对仿真结果进行分析和总结。
《控制系统仿真与CAD》课程教学大纲
《控制系统仿真与CAD》课程教学大纲一、课程基本信息二、理论教学内容及基本要求1 控制系统仿真与计算机辅助设计概述（1.5学时）1.1 为什么采用MATLAB语言？1.2 课程的主要结构1.3 控制系统计算机辅助设计方法概述2 MATLAB 必备基础知识（2.5学时）2.1 MATLAB 语言程序设计基础了解MATLAB 数据结构并掌握基本语句结构，包括直接赋值语句和函数调用语句。
了解并掌握循环语句结构、条件语句结构、开关语句结构以及与众不同的试探语句。
2.2 MATLAB 语言图形绘制方法掌握二维图形和三维图形绘制命令与函数与各种图形的绘制方法，可以将实验结果和仿真结果用可视的形式显示出来。
2.3 图形用户界面设计技术3 科学运算问题的MATLAB求解（4学时）掌握MATLAB 语言在线性代数问题、微分方程问题及最优化问题中的应用，系统地了解数学运算问题的MATLAB 求解方法。
4 线性控制系统的数学模型（7学时）4.1 线性连续系统的数学模型输入了解基本的数学模型，并掌握这些模型在MATLAB 环境下的表示方法及多变量系统的表示方法。
4.2 线性离散系统的数学模型输入了解基本的数学模型，并掌握这些模型在MATLAB 环境下的表示方法。
4.3 系统模型的相互转换掌握基于MATLAB 的系统模型转换方法，如连续与离散系统之间的相互转换和状态方程转换成传递函数模型的方法，以及转换成状态方程模型的各种实现方法。
4.4 方框图模型的化简了解三类典型的连接结构：串联、并联和反馈连接，并掌握模块输入、输出从一个节点移动到另一个节点所必需的等效变换及复杂系统的等效变换和化简。
4.5 线性系统的模型降阶了解线性系统的模型降阶的原理与实现。
4.6 线性系统的模型辨识了解线性系统的模型辨识的原理与实现。
5 线性控制系统的计算机辅助分析（5学时）5.1 线性系统定性分析了解系统稳定性的判定方法和系统的可控性和可观测性等系统性质的分析，并掌握其他的各种标准型实现。
《控制系统仿真》课件
模拟高速公路的交通流，对智能交通系统进行评估和优化，提高高速公路的通 行效率和安全性。
机器人控制系统的仿真
工业机器人控制
通过仿真技术模拟工业机器人的运动轨迹和作业过程，对机 器人的控制系统进行优化和控制，提高生产效率和作业精度 。
服务机器人控制
模拟服务机器人的交互过程和作业环境，对机器人的感知和 决策系统进行评估和优化，提高服务机器人的智能化水平。
01
02
高效性
通过计算机进行仿真，大大缩短了实 验时间，提高了效率。
03
安全性
在真实系统上进行实验前，先进行仿 真实验，可以避免不必要的损失和危 险。
05
04
可重复性
仿真实验可以重复进行，方便对同一 问题从不同角度进行分析。
仿真在控制系统中的作用
预测系统性能
通过仿真实验，可以预测实际系统的性能， 为系统设计提供依据。
某型汽车自动驾驶控制系统的仿真实验
总结词
汽车自动驾驶控制系统是未来智能交通系统 的重要组成部分，通过仿真实验可以模拟汽 车在不同道路条件下的行驶轨迹和姿态变化 ，评估自动驾驶控制系统的性能和安全性。
详细描述
该实验采用汽车数学模型和计算机仿真技术 ，模拟了汽车在不同道路条件下的行驶行为 ，包括道路几何特征、交通流和车辆动力学 等子系统的相互作用。通过调整控制参数和 优化算法，实验结果验证了自动驾驶控制系
某型无人机控制系统的仿真实验
总结词
无人机控制系统是实现无人机自主飞行的关 键，通过仿真实验可以模拟无人机的飞行轨 迹和姿态变化，评估控制系统的性能和可靠 性。
详细描述
该实验采用无人机数学模型和计算机仿真技 术，模拟了无人机在不同飞行条件下的动态 行为，包括飞行动力学、导航和控制等子系 统的相互作用。通过调整控制参数和优化算 法，实验结果验证了控制系统的稳定性和鲁 棒性。
控制系统仿真课程教学大纲
本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：控制系统是一门研究自动控制系统共同规律及其应用的科学技术。
控制系统仿真课程的任务是使学生获得控制系统仿真技术方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，加深学生对自动控制理论的理解，拓宽学生对系统仿真及其应用软件的知识面，为深入学习后续课程及从事控制系统设计、分析的实际工作打下基础。
该课程以MATLAB语言为主要工具，系统地讲授了控制系统分析与设计的基本原理和方法。
课程要求讲课和实验相结合，使学生在掌握理论知识的同时提高应用软件的学习、使用能力和动手实践能力。
课程主要内容包括：控制系统仿真概述；MATLAB基础知识；交互式仿真工具Simulink的基本功能；控制系统数学模型；控制系统稳定性分析；控制系统的根轨迹分析及仿真方法；控制系统的频域分析及仿真方法；综合实验等内容。
2.设计思路：控制系统仿真课程是控制理论、计算数学和计算机相关知识的交叉学科，它是分析和设计各类复杂系统的强有力的工具。
学生在学习了自动控制原理、现代控制理论等专业课程的基础上，需要设计开设一门综合性、实践性较强的课程列入教学体系中。
- 1 -其目的是为了使学生在深入学习控制理论的基础上，掌握一种能够方便的对系统进行分析与设计的工具，以便使控制系统的研究减少繁杂的验算，提高解决专业问题的能力、提高设计效率和质量。
作为自动化专业的主要核心课程之一，依照该规范，以《控制系统CAD-基于MATLAB语言》课本章节顺序为基础，本课程的内容编排顺序为：（1）控制系统仿真概述；（2）MATLAB基础知识；（3）交互式仿真工具Simulink的基本功能；（4）控制系统数学模型；（5）控制系统稳定性分析；（6）控制系统的根轨迹分析及仿真方法；（7）控制系统的频域分析及仿真方法；（8）综合实验等内容等。
《控制系统仿真》教学大纲
《控制系统仿真》教学大纲一.课程性质、任务和目的本课程是计算机控制技术专业的专业课。
通过本课程的学习，使学生了解MATLAB语言的程序设计的基本内容，掌握必要的数值计算方法及MATLAB 实现，掌握用Simulink为工具进行控制系统仿真的方法与技巧。
二.基本要求通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：●掌握MATLAB语言程序设计基础。
●掌握Simulink下数学模型的建立与仿真。
●掌握控制系统仿真方法与技巧。
三.课时分配共32学时，安排在第二学年的第二学期。
其中理论教学22学时，实践教学10学时。
四.先修课程工程数学、自动控制原理。
五.教学内容、要求与安排0.绪论MATLAB语言简介。
1.MATLAB语言程序设计基础。
1.1 教学内容：MATLAB语言的数据结构；MATLAB下矩阵的运算；流程的控制结构；MATLAB函数编写与技巧；MATLAB下图形绘制与技巧。
1.2 教学重点：MATLAB语言的数据结构；MATLAB下矩阵的运算；流程的控制结构；MATLAB函数编写与技巧；MA TLAB下图形绘制与技巧。
1.3 教学难点：MATLAB函数编写与技巧；MA TLAB下矩阵的运算。
2.Simulink下数学模型建立与仿真。
2.1 教学内容：Simulink模块库简介；Simulink模型的建立；Simulink常用模块介绍与应用技巧。
2.2 教学重点：Simulink模型的建立；Simulink常用模块介绍与应用技巧。
2.3 教学难点：Simulink模型的建立；Simulink常用模块应用技巧。
3.控制系统仿真。
3.1 教学内容：Simulink模型举例；线性系统的计算机仿真；子系统与模块封装技术；电机系统仿真。
3.2 教学重点：线性系统的计算机仿真；子系统与模块封装技术；电机系统仿真。
3.3 教学难点：线性系统的计算机仿真；电机系统仿真。
六.考试办法与要求本课程对学生的考试结合平时作业和大作业，总成绩中，平时成绩与大作业成绩比例为4：6。
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《控制系统仿真》教学大纲
一.课程性质、任务和目的
本课程是计算机控制技术专业的专业课。
通过本课程的学习，使学生了解MATLAB语言的程序设计的基本内容，掌握必要的数值计算方法及MATLAB 实现，掌握用Simulink为工具进行控制系统仿真的方法与技巧。
二.基本要求
通过本课程的教学，应使学生达到下列要求：
●掌握MATLAB语言程序设计基础。
●掌握Simulink下数学模型的建立与仿真。
●掌握控制系统仿真方法与技巧。
三.课时分配
共32学时，安排在第二学年的第二学期。
其中理论教学22学时，实践教学10学时。
四.先修课程
工程数学、自动控制原理。
五.教学内容、要求与安排
0.绪论
MATLAB语言简介。
1.MATLAB语言程序设计基础。
1.1 教学内容：
MATLAB语言的数据结构；MATLAB下矩阵的运算；流程的控制结构；MATLAB函数编写与技巧；MATLAB下图形绘制与技巧。
1.2 教学重点：
MATLAB语言的数据结构；MATLAB下矩阵的运算；流程的控制结构；MATLAB函数编写与技巧；MA TLAB下图形绘制与技巧。
1.3 教学难点：
MATLAB函数编写与技巧；MA TLAB下矩阵的运算。
2.Simulink下数学模型建立与仿真。
2.1 教学内容：
Simulink模块库简介；Simulink模型的建立；Simulink常用模块介绍与应用技巧。
2.2 教学重点：
Simulink模型的建立；Simulink常用模块介绍与应用技巧。
2.3 教学难点：
Simulink模型的建立；Simulink常用模块应用技巧。
3.控制系统仿真。
3.1 教学内容：
Simulink模型举例；线性系统的计算机仿真；子系统与模块封装技术；电机系统仿真。
3.2 教学重点：
线性系统的计算机仿真；子系统与模块封装技术；电机系统仿真。
3.3 教学难点：
线性系统的计算机仿真；电机系统仿真。
六.考试办法与要求
本课程对学生的考试结合平时作业和大作业，总成绩中，平时成绩与大作业成绩比例为4：6。
七.实验项目。