《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。

6、掌握连续系统数字仿真通用算法及其特点，并能正确选用。

7、理解数值解法稳定性的含义，熟悉数值解法稳定性的分析方法。

8、了解实时仿真的特点和方法，掌握采样控制系统的仿真方法。

9、掌握MALTTLAB语言的基本知识，具有简单程序的编写能力。

10、能较为熟练的在Simulink环境下进行建模和仿真。

计算机仿真技术是一门综合性和实践性很强的课程，教学中要注意培养学生以工程的观点对系统进行分析和抽象的能力，加强上机训练，在实践中加深对知识的理解和综合运用。

七、教材和参考书

教材：

吴旭光，杨惠珍，杨新民编著，计算机仿真技术（二版），化学工业出版社，2008.9.

参考书：

（1）肖天元，张燕云，陈加栋编著. 系统仿真导论. 北京：清华大学出版社，2000

（2）黄柯等编著 .系统仿真技术. 长沙：国防科技大学出版社，1998

（3）金先级编著. 机电系统仿真模型与处理. 北京：科学出版社，1993

（4）薛定宇，陈阳泉. 基于NMATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用. 北京：清华大学出版社，2002

（5）张志涌，徐彦琴. MATLAB教程-基于6.X版本. 北京：北京航空航天大学出版社，2001 (6) 刘瑞叶，任洪林，李志民编著. 计算机仿真技术基础. 北京：电子工业出版社，2004