系统建模与仿真课程教学大纲

《系统建模与仿真》课程教学大纲 《System modeling and simulation》

总学时：32 学分数：2.0

一、课程的性质、目的和任务

实验及上机学时：10（上机） 编写人：董敬然

本课程为工业工程（面向制造业）专业的一门专业选修课程，对于未来的工程实践有较重要的帮助。本课程的任务是使学生掌握系统建模的适用范围、常用方法和基本规律，掌握系统仿真的基本要义，掌握仿真软件（Matlab等）的基本使用方法，并能对系统进行相应的仿真。为毕业设计及将来的工作打下基础。

二、课程教学的基本要求

通过本课程的学习：

1． 掌握系统分类以及各自在认识上的特点；

2． 掌握白箱模型、灰箱模型和黑箱模型的判别，以及在系统建模方法上的区别； 3． 掌握系统建模的的适应性判别，包括对问题范围的划分、系统类型的判别等； 4． 了解相似系统建模的规律和特点；

5．了解系统仿真的分类和工程上的实践方法； 6．掌握简单模型数学仿真的基本原理； 7．掌握建模与仿真的一般程序和步骤；

8．掌握仿真软件（MATLAB）的基本计算方法和绘图方法，能对简单模型进行表达； 9．掌握简单模型在MATLAB环境下的数学仿真； 10．了解MATLAB界面GUI编程及其应用； 11． 了解MATLAB文程序设计基础；

12. 了解图形化仿真（Simulink）的简单应用。

三课程的教学内容、重点和难点

第一章 系统建模概述

系统的定义及其特点 系统的分类 系统建模的概念

白箱模型、灰箱模型、黑箱模型的建模特点 相似系统的建模

第二章 系统仿真基本原理

系统仿真概述

物理仿真与数学仿真

离散事件系统仿真与连续系统仿真

第三章 MATLAB概述

MATLAB历史与现状简介 MATLAB的功能简介

对MATLAB环境的基本认识

第四章 MATLAB基本运算

MATLAB基本运算（一）数组与字符串 MATLAB基本运算（二）数值运算 MATLAB基本运算（三）符号运算

第五章 MATLAB图形处理

MATLAB二维绘图 MATLAB三维绘图

第六章 MATLAB的图形用户界面GUI 第七章 MATLAB程序设计简介 第八章 Simulink简介

四、课程各个教学环节的要求

1． 本课程强调对MATLAB的熟悉和使用。从第四章到第八章所有环节中都有相应的演示或上级练习。上机练习内容见表-1。有相应的上机练习材料

表一、上机练习内容 序号 1 2 3 4 5 章次 4 5 6 7 8 学时 3 3 2 1 1 MATLAB基本运算 MATLAB图形处理 MATLAB用户界面GUI MATLAB程序设计 Simulink的使用 内容 2． 作业5次，全批改。

五、学时分配（见表二）

表二、学时分配表

章节 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八 系统建模概述 系统仿真基本原理 MATLAB概述 MATLAB基本运算 MATLAB图形处理 MATLAB的图形用户界面GUI MATLAB程序设计简介 Simulink简介 主要内容 各个教学环节学时分配 讲授 实验 上机 习题 讨论 课外 小计 4 4 2 4 4 2 1 1 3 3 2 1 1 4 4 2 7 7 84 2 2 合计 22 10 32

六、本课程与其它课程的关系

本课程的先修课程除了《高等数学》、《线性代数》、《概率论》等数学课程之外，还应先修《复杂系统论》作为基础。

七、教材及教学参考书

1．刘卫国，《MATLAB程序设计教程》，水利电力出版社2009.11 2．张学敏，《MATLAB基础及其应用》，水利电力出版社，2009.1 3．李颖，《Simulink动态系统建模与仿真基础》西安电子科技大学出版社，2004.9 八、院（系）教学委员会审查意见

我院（系）教学委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 院（系）教学委员会主任签名：田君 日期： 2015年 9 月 1 日

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