实践环节教学大纲基本要求建议.docVIP

控制系统仿真 课程英文译名：Simulation of Control Systems 课内总学时：33 学分：2 开课学院：自动化学院 开课教研室：自动化系 课程编号：C060118 课程类别：任选课 面向专业： 自动化，测控和电气工程 一、课程的任务和教学目的 本课程讲述控制系统仿真的基本知识，目的是要学生能熟练利用MATLAB中的各种工具箱和SIMULINK进行控制系统的分析和设计仿真研究，为以后的工作和研究打好基础。 二、课程的内容与基本要求 （一）MATLAB概论 熟悉MATLAB编程环境及程序调试；掌握MATLAB编程语言的基本用法，包括数据类型、输入输出、表达式、矩阵运算、函数调用、循环和图形处理等；能够熟练运用MATLAB语言编制各种数值运算程序。 （二）模型建立 熟练运用MATLAB的控制工具箱建立各种模型，掌握传递函数模型、零极点增益模型、状态空间模型、MIMO系统传递函数矩阵模型、各种模型之间的转换及各种模型的特征提取；掌握模型的串联、并联和反馈连接的MATLAB实现；掌握连续与离散模型的转换。 （三）模型分析 了解时间域频率域分析的概念；能够利用MABLAB的LTI Viewer分析系统的时间和频率响应；利用MABLAB的函数绘制系统的Bode、Nyquist图、脉冲响应和阶跃响应图。 （四）补偿器设计 掌握各种补偿器的设计方法，包括：SISO设计工具，Bode图设计，根轨迹设计。 （五）SIMULINK应用基础 掌握SIMULINK的仿真环境，熟练运用SIMULINK搭建各种控制系统仿真模型。讲述的内容包括：SIMULINK基本应用；基本模型、信号源、数据操作介绍；仿真和仿真结果分析；子系统屏蔽；程序调试。 三、实践环节及基本要求 本课程的实践环节是上机熟练编程；MATLAB概论部分要求编制各种小程序熟悉语言编程；其他部分要求针对一具体模型（倒立摆，电机等）建模，设计控制器并分析系统各种特性，从而可以熟练MATLAB和SIMULINK的应用。 四、与其它课程的联系 先修课程自动控制原理。 五、对学生能力培养的要求 培养学生利用计算机辅助工具进行系统的分析和控制器的设计。 让学生在实践编程的过程中加深对控制理论和设计方法的理解，并且为以后利用计算机辅助设计和研究打下基础。 六、学时分配 总学时：33学时，其中课程讲授27学时，实验6学时 （一）MATLAB概论 8学时 （二）模型建立 4学时 （三）模型分析 4 学时 （四）补偿器设计 4学时 （五）SIMULINK 7学时 七、教材与参考书 参考书：Matlab 帮助文档；Matlab 控制工具箱帮助文档和SIMULINK帮助文档。 实验（）(含独立及课内实验) 开课分院：自动化 开课实验室：自动控制原理实验室 课称名称：自动控制原理 课程编号：C060118 总 学 时：33 学分：2 实验/上机学时：6 面向专业：自动化/测控/电气 序号 实验项目 时数 每组人数 内容提要 实验性质 类别 验证 设计 综合 演示 必做 选做 1 Matlab程序设计 2 4 熟悉Matlab编程。 √ √ 2 倒立摆控制系统仿真 2 2 利用Matlab控制工具箱仿真倒立摆控制系统。 √ √ 3 倒立摆控制系统SIMULINK仿真 2 2 利用SIMULINK建立倒立摆控制系统的仿真平台。 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 说明：1、每次上机之前，需有1－2学时进行预习，以便学生更好地理解上机内容。 2、上机过程中，要求学生演示其所设计的程序，结果必须经老师检查认可。