《计算机仿真技术》课程教学大纲
计算机仿真技术实验教学大纲 2020-02
《计算机仿真技术》实验教学大纲撰写人：李杰审核人：编写日期：2020年2月一、课程基本信息课程编号：15021306课程类别：专业课课程性质：任选课课程总学时/学分、实验学时/学分： 32/2、6/0适用专业：电气工程及其自动化专业实验室名称：计算机仿真实验室教材及教学参考书：《自动控制系统计算机仿真》，张晓江、黄云治主编，机械工业出版社，2009年。
二、实验的目的和要求《计算机仿真技术》是电气工程及其自动化专业的本科学生在学习过高等数学、线性代数、电路原理、自动控制原理等课程后的一门后续专业课程，是一门多学科交叉而成的专业选修课程。
通过实验，使学生掌握计算机仿真技术的数学建模、模型的计算求解等基础理论与基本原理；熟练掌握SIMULINK下数学模型的建立与仿真方法及常用模块的应用技巧。
《计算机仿真技术》实验课共开设4个实验，共计8个学时。
三、实验内容可为选开实验）。
（2）实验要求：指必做或选做。
（3）实验类型：基础（演示、验证）、综合设计、研究创新。
四、主要仪器设备PC+MATLAB五、成绩评定标准1．本课程考核方式、方法：⑴实验态度：不迟到，不无故缺席；10%⑵预习情况：对原理的预习和理解，实验内容的预先设计等；10%⑶课堂实验：实验能力，主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及创新能力；30%⑷实验报告：实验报告简洁完整，有创造性，书写完整50%总评按优、良、中、及格、不及格评分。
2．实验成绩评定方法实验课成绩单独按五级记分评定方法评定。
凡实验成绩不及格者，该门课程必须重修。
评定各级成绩时，可参考以下标准：⑴优秀能正确理解实验的目的要求，能独立、正确地完成各项实验操作；能熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的各项实验技能；实验报告及其它各项实验作业完整、正确，文字通顺，书写工整，图表齐全，符合要求，质量较高；具有一定的创造精神和能力；工作努力，遵守纪律，表现好。
《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（ComputerSimu1ationTechno1ogy）学时数：40其中：实训学时：12学分数：2.5适用专业：电气工程与自动化一、课程的性质、目的和任务本课程是电气工程与自动化专业的专业选修课。
本课程开设的主要目的是提供系统仿真分析与优化的解决方法。
通过本课程的学习，使学生能够掌握控制系统计算机辅助分析，综合系统仿真和参数最优化技术等有关知识。
二、课程教学的基本要求（一）理解系统仿真与计算机仿真的概念。
（二）理解MAT1AB的数据结构，掌握矩阵的表示与运算方法、流程控制结构和m文件的编写以及基本的绘图方法。
（三）了解SimUIink模块库的组成，理解仿真环境中各参数的含义，掌握SimU1ink模型建立和线性系统的计算机仿真方法。
（四）掌握常用模块的封装技术、应用技巧以及功率电子系统的仿真以及电机系统的仿真方法。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章系统仿真技术与应用一、系统仿真和计算机仿真的概念二、仿真软件的发展状况三、MAT1AB语言的特点及应用第二章MAT1AB语言程序设计基础一、MAT1AB语言的使用环境二、MAT1AB语言的数据结构三、MAT1AB矩阵的运算四、矩阵的表示与运算，五、流程控制结构六、MAT1AB函数的编写与技巧七、MAT1AB语言下图形绘制与技巧八、三维图形的绘制方法第三章MAT1AB/Simu1ink下数学模型的建立与仿真一、Simu1ink模块库二、SinIUIink模型的建立三、线性系统的计算机仿真第四章Simu1ink常用模块介绍与应用技巧一、常用模块的应用二、输出模块库三、子系统与模块封装技术四、电力系统模块集与电子线路仿真五、非线性系统控制设计模块集四、课程各教学环节要求本课程的教学环节包括课堂讲授，上机实训，习题，答疑，期末考试等。
（一）本课程设置1个实训项目，共12学时，目的是使学生更深刻了解所学的内容。
通过本课程的实训，要求学生达到如下要求：1 .具有运用MAT1AB语言编写和调试m文件的能力。
030742004《计算机仿真与虚拟现实》教学大纲
《计算机仿真与虚拟现实》课程教学大纲课程代码：030742004课程英文名称：Computer Simulation And Virtual Reality课程总学时：32 讲课：28 实验：4 上机：0适用专业：电子信息科学与技术大纲编写（修订）时间：2010一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标计算机仿真与虚拟现实技术是一门专业性较强的课程，课程内容主要是让学生了解计算机仿真与虚拟现实技术的基本原理一掌握游戏开发的软件工程原理，以及游戏中的图形学、人机交互、网络等基本知识点和技术，让学生具备游戏开发的基本技能。
开设本课程的目标有：1）普及虚拟现实及仿真技术的原理；2）介绍VR开发的具体技术，特别是建模和编程的基本知识；3）为大学生在相关领域的就业，提供有针对性地培训，拓展其就业空间。
通过本课程的学习，学生能够虚拟仿真技术的基本理念，熟悉开发的基本技巧和流程，并具备从事该领域工作的基本技能。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习，使学生了解并掌握虚拟现实的基本概念和术语、系统组成及应用领域，了解虚拟现实的计算机体系结构、输入输出设备，以及有关的人的因素；结合上机实验，了解虚拟现实的建模技术，掌握应用系统开发的基本技能。
要求：1. 理解VR中的3I特性；2．了解VR中的输入、输出设备；3．了解VR的建模方法；4．了解VR的编程工具与方法；5. 了解VR的应用情况。
（三）实施说明本课程涉及的知识和技术在社会上的实际需求越来越大，实用性强。
本课程在授课时应注重理论讲解与实例演示教学模式。
上课时采用多媒体教学方式，上课过程中除了讲清基本理论和基本方法外，还应该在课堂上通过多媒体手段现场演示程序的执行及编译器的使用。
督促并采用一定的方法使学生在课外时间安装相关软件进行操作实践。
该大纲的实施过程中，应站在培养人才的整体高度上，教师传授的不仅仅是知识，更重要的是如何获取知识。
因此，在整个课程的教学过程中，教师应成为学生的导师，指导学生如何学习；还应充当课堂讨论的组织者及引导者；扮演实践环节中应用软件项目开发的负责人。
《计算机仿真教案》课件
《计算机仿真教案》PPT课件第一章：计算机仿真概述1.1 计算机仿真的概念解释计算机仿真的定义强调计算机仿真在科学研究和工程设计中的重要性1.2 计算机仿真的分类介绍连续系统仿真和离散系统仿真的区别列举常见的计算机仿真方法和技术1.3 计算机仿真的应用领域概述计算机仿真在各个领域的应用实例强调计算机仿真在现代社会中的广泛应用第二章：计算机仿真原理2.1 计算机仿真的基本原理解释计算机仿真的基本原理和方法强调计算机仿真需要基于数学模型和算法2.2 计算机仿真的建模方法介绍常见的建模方法，如机理建模、统计建模和机器学习建模强调建模方法的选择和验证的重要性2.3 计算机仿真的求解方法介绍常见的求解方法，如数值求解、符号求解和优化求解强调求解方法的选择和收敛性的考虑第三章：计算机仿真工具3.1 计算机仿真软件介绍概述常用的计算机仿真软件，如MATLAB/Simulink、Ansys和SolidWorks等强调仿真软件的功能和适用领域3.2 计算机仿真软件的使用方法介绍如何使用计算机仿真软件进行仿真的基本步骤强调仿真软件的操作技巧和注意事项3.3 计算机仿真软件的选用原则讨论如何选择合适的计算机仿真软件强调根据实际需求和预算进行合理选择第四章：计算机仿真实验4.1 计算机仿真实验的设计介绍如何设计和规划计算机仿真实验强调实验设计的合理性和可行性4.2 计算机仿真实验的执行介绍如何执行计算机仿真实验强调实验过程中数据的采集和记录的重要性4.3 计算机仿真实验的结果分析介绍如何分析计算机仿真实验的结果强调结果分析的准确性和可靠性第五章：计算机仿真的评估与优化5.1 计算机仿真的评估方法介绍常见的计算机仿真评估方法，如误差评估、效率评估和可信度评估强调评估方法的选择和实施的重要性5.2 计算机仿真的优化方法介绍常见的计算机仿真优化方法，如参数优化、结构优化和算法优化强调优化方法的选择和实施的有效性5.3 计算机仿真的改进与提升讨论如何根据评估和优化结果改进和提升计算机仿真强调持续改进和更新仿真模型的重要性第六章：计算机仿真的可视化6.1 仿真可视化的概念与意义解释仿真可视化在计算机仿真中的作用强调可视化对于理解和分析仿真结果的重要性6.2 可视化工具与技术介绍常用的仿真可视化工具，如Paraview、Maya和Unity等强调不同工具适用于不同类型的仿真数据6.3 可视化应用案例分析通过案例展示如何将可视化应用于仿真数据的展示和分析强调可视化在帮助决策和优化过程中的作用第七章：计算机仿真的并行计算7.1 并行计算基础介绍并行计算的基本概念和原理强调并行计算在提高仿真效率方面的作用7.2 并行仿真方法介绍并行仿真的常见方法和实现策略强调在不同场景下选择合适的并行仿真方法的重要性7.3 并行仿真工具与平台介绍常用的并行仿真工具和平台，如OpenFOAM和ParaView的并行计算功能强调并行仿真工具的选择和配置的重要性第八章：计算机仿真的不确定性分析8.1 不确定性分析的基本概念解释不确定性分析在计算机仿真中的重要性强调不确定性来源和影响因素的识别8.2 不确定性分析的方法介绍常见的不确定性分析方法，如蒙特卡洛模拟和敏感性分析强调不同方法的应用场景和优缺点8.3 不确定性分析的应用案例通过案例展示如何进行不确定性分析并指导仿真的改进强调不确定性分析在提高仿真可靠性和准确性的作用第九章：计算机仿真的验证与验证9.1 验证和验证的基本概念解释验证和验证在计算机仿真中的重要性强调验证和验证对于确保仿真准确性的作用9.2 验证和验证的方法介绍常见的验证和验证方法，如实验验证、理论验证和同行评审强调不同方法的选择和实施的重要性9.3 验证和验证的应用案例通过案例展示如何进行验证和验证并提高仿真的可信度强调验证和验证在仿真研究和应用中的关键作用第十章：计算机仿真的未来发展趋势10.1 新兴技术对计算机仿真影响讨论新兴技术如、大数据和物联网对计算机仿真的影响强调技术发展对仿真方法和工具的推动作用10.2 计算机仿真的跨学科应用概述计算机仿真在跨学科领域中的应用前景强调跨学科合作对仿真研究和应用的重要性10.3 计算机仿真的挑战与机遇讨论计算机仿真面临的挑战和机遇强调持续学习和发展以应对未来仿真领域的变化重点和难点解析一、计算机仿真的概念与分类：理解计算机仿真的定义及其在不同类型系统中的应用是学习仿真的基础。
计算机仿真技术第二版课程设计 (2)
计算机仿真技术第二版课程设计1. 课程介绍计算机仿真技术是指利用计算机进行模拟和仿真，并通过仿真结果来分析、设计或改进事物。
计算机仿真技术在工程、医学、军事等领域都有广泛应用。
本课程旨在介绍计算机仿真技术的基本概念、基本方法和应用实例。
本课程设计旨在通过实践，帮助学生深入理解计算机仿真技术的应用。
2. 课程设计目标通过本次课程设计，学生应该能够：1.掌握计算机仿真技术的基本概念、基本方法和应用实例。
2.熟悉MATLAB仿真软件的使用方法。
3.了解计算机仿真技术在不同领域的应用。
3. 课程设计内容本次课程设计分为三个部分。
3.1. MATLAB基本操作通过线下课堂教学，学生应该能够掌握MATLAB仿真软件的基本操作技能。
包括：1.MATLAB的安装和配置。
2.MATLAB界面的介绍。
3.MATLAB的基础语法、变量、数据类型、矩阵和数组操作。
4.MATLAB图形界面工具介绍。
3.2. 计算机仿真技术基本概念和基本方法1.计算机仿真技术的基本概念和应用。
2.计算机仿真技术的分类和方法。
3.计算机仿真技术的数学基础，包括微积分、偏微分方程等。
4.计算机仿真技术的最优化方法和优化问题求解。
3.3. 计算机仿真技术在不同领域的应用1.计算机仿真技术在工程领域的应用。
2.计算机仿真技术在医学领域的应用。
3.计算机仿真技术在军事领域的应用。
4.计算机仿真技术在其他领域中的应用。
4. 课程设计评估本课程设计采用定量评估方式，考核学生在课程设计中的实践能力，以及学生对于计算机仿真技术的理解和应用能力。
评估方式包括：1.完成课程设计作业。
2.课程设计中的报告撰写和答辩。
3.课程设计中的实验操作与调试。
4.课堂决策和汇报。
5. 课程设计资源本课程设计所需的资源包括：1.计算机仿真技术第二版教材。
2.MATLAB软件安装包和教程。
3.计算机仿真技术相关论文。
6. 总结本次课程设计旨在通过实践让学生更好地理解计算机仿真技术的应用。
《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课程编号：2000502适用专业：电气工程及自动化学时数：32 学分数：2执笔者：编写日期：一、课程的性质与目的课程性质：《计算机仿真技术》是电气工程及自动化专业选修的技术应用课。
主要任务：通过本课程的学习使学生能够对系统建立仿真模型，并会用Saber进行系统仿真。
掌握利用系统仿真常用的计算方法，掌握用Saber求解系统的时域和频域特性的方法。
了解系统病态问题基本概念和基本解决方法。
二、课程教学内容第一部分绪论（讲课2学时）明确本课程的内容、性质和任务以及学习本课程的意义，掌握计算机仿真的相关概念、方法、原则和步骤。
了解常用仿真软件。
介绍Saber仿真软件的基本情况。
第二部分模型与仿真（讲课4学时）掌握连续系统的数学模型，理解等价性原理。
重点：连续系统的数学模型。
第三部分数字仿真原理(讲课8学时)掌握插值法、数值微分、数据拟合法、数值积分等常用的计算算法的基本概念和建立方法、求解方法和相互间的关系。
掌握数字仿真的特点，掌握数值积分法和离散相似法的基本原理，掌握误差估计与步长控制。
了解病态系统的基本概念和基本解决方法。
重点：数值积分法。
难点：R-K法。
第四部分 Saber仿真软件（讲课10学时，上机8学时）了解Saber仿真软件的使用环境。
掌握Saber仿真软件的基本编程、系统的时域和频域特性的仿真。
重点：系统的时域和频域特性的仿真。
难点：系统的时域和频域特性的仿真。
三、课程教学的基本要求本课程的教学环节包括：课堂讲授和课外作业、课堂测试和上机实验。
（一）课堂讲授1．教学方法：由于本课程侧重于实际应用，理论部分理论性较强、内容广泛且抽象，同学理解起来较困难，因此，授课时不追求对仿真理论的全面介绍，而是从实际应用出发使学生掌握基本的理论和方法。
2．教学手段：采用电子教案与上机动手操作相结合的方法，以达到形象直观的效果。
计算机仿真技术第三版教学设计
计算机仿真技术第三版教学设计前言计算机仿真技术作为现代科技的重要成果之一，对于各个领域的应用都有着重要的意义。
近年来，随着科技的发展，计算机仿真技术的应用范围不断扩大，对于工程、医学、航空、动画等领域都有着重要的意义。
本文旨在介绍计算机仿真技术的教学设计，帮助读者更好地了解该领域。
教学目标本教学设计的目标是让学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识，能够熟练应用计算机仿真技术进行工程、医学、航空、动画等领域的应用，并且对于计算机仿真技术的未来发展有着清晰的认识。
教学内容第一章基础知识1.1 计算机仿真技术的概述1.2 计算机仿真技术的基本原理1.3 计算机仿真技术的应用领域第二章计算机模型与仿真2.1 计算机模型的基础知识2.2 三维建模软件的应用2.3 计算机仿真的基本流程第三章计算机图形学3.1 计算机图形学的基本原理3.2 图形渲染和光照效果3.3 图像处理和纹理映射第四章计算机模拟技术4.1 计算机模拟的基本原理4.2 计算机模拟的应用领域4.3 计算机模拟的参数确定和优化第五章计算机仿真与应用5.1 工程应用5.2 医学应用5.3 航空应用5.4 动画应用教学方法1.理论讲解在教学中，需要对计算机仿真技术的相关理论进行讲解，使学生能够全面掌握计算机仿真技术的相关知识。
2.实践操作计算机仿真技术属于实践性强的学科，需要在教学中加强实践操作的环节，使学生能够真正掌握相关技能。
3.项目实战在教学中，需要设置相关项目，让学生能够将理论知识运用到实践中，进一步提高学生的实战能力。
教学评估在教学中，需要设置相关考核，对学生的掌握程度进行评估。
评估内容包括：1.课堂表现评估：包括课堂听讲、课堂提问等方面。
2.作业评估：包括课后作业、实验报告等方面。
3.项目评估：对学生项目完成情况进行评估。
教学资源在教学中，需要提供相关教学资源，包括：1.PPT课件：对教学内容进行讲解，方便学生掌握相关知识。
2.实践操作指导书：对实践操作进行指导，方便学生实际操作。
计算机仿真技术课程教学大纲
课程编号：“计算机仿真技术”课程教学大纲Computer Emulative Technology Course Outline40学时 2学分一、课程的性质、目的及任务计算机仿真技术是计算机科学与技术专业硬件方向的选修课。
本课程在工科电类高等教育中占有十分重要的地位。
它对于改变控制系统的传统设计手段、分折与综合方法，普及计算机应用都是十分重要的，它涉及到：控制理论、建模及辩识、软件工程等领域。
通过学习本课程，学生能够对系统建立仿真模型，并会用Matlab进行系统仿真。
掌握利用系统仿真常用的计算方法。
了解系统病态问题基本概念和基本解决方法。
使其对有关学科有进一步的认识或新的认识以拓宽知识面．同时也为后续课程和毕业设计提供必要的仿真实验技能。
二、适用专业——计算机科学与技术三、先修课程——Matlab程序设计四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生应能达到下列要求:１.熟练掌握系统仿真的思路和步骤２.掌握MA TLAB语言的基本指令和编程３.基本掌握建模方法４.了解与本课程有关的其它知识。
五、课程的教学内容（一）课堂讲授的教学内容１.概论计算机仿真的基本概念，计算机仿真的历史及现状，计算机仿真的发展与展望２.系统建模的基本方法与模型处理技术相似原理，建模方法学，确定型系统的数学模型，系统建模举例，非线性模型的线性化处理，高阶模型的降阶处理，连续系统模型的离散化处理３.连续系统的数字仿真通用算法基于离散相似原理的数字仿真算法，基于Taylor级数匹配原理的仿真算法，微分方程数值积分的矩阵分析方法，数值积分法稳定性分析，数值积分法的选择与计算步长的确定，实时半实物仿真，采样控制系统的仿真方法4. 离散事件仿真基础离散事件系统与模型，离散事件仿真，排队系统的仿真， Petri网络仿真，随机数和随机变量的生成5. 计算机仿真软件仿真软件的现状与发展， MA TLAB语言基础， MA TLAB在控制系统仿真中的应用， Simulink 仿真， MA TLAB仿真举例， Protel 99 SE应用要点(二) 课堂讨论的教学内容无(三)实验的教学内容实验一 Matlabl练习２学时实验二数值计算、符号计算 2学时实验三控制系统仿真４学时实验四仿真实例练习 2学时共10学时七、主要参考书1. 计算机仿真技术基础刘瑞叶任洪林李志民编著电子工业出版社.2004,32. MA TLAB语言与控制系统仿真孙亮编著北京工业大学出版社.2001,3八、评价方式（包括作业、测验、考试等）考试采用笔试为主，也可以配合上机考试。
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《计算机仿真技术》课程教学大纲
Computer Simulation Technology
课程编号：2000502
适用专业：电气工程及自动化
学时数：32 学分数：2
执笔者：游红梅编写日期：2002.5
一、课程的性质与目的
课程性质：《计算机仿真技术》是电气工程及自动化专业选修的技术应用课。
主要任务：通过本课程的学习使学生能够对系统建立仿真模型，并会用Saber进行系统仿真。
掌握利用系统仿真常用的计算方法，掌握用Saber求解系统的时域和频域特性的方法。
了解系统病态问题基本概念和基本解决方法。
二、课程教学内容
第一部分绪论（讲课2学时）
明确本课程的内容、性质和任务以及学习本课程的意义，掌握计算机仿真的相关概念、方法、原则和步骤。
了解常用仿真软件。
介绍Saber仿真软件的基本情况。
第二部分模型与仿真（讲课4学时）
掌握连续系统的数学模型，理解等价性原理。
重点：连续系统的数学模型。
第三部分数字仿真原理(讲课8学时)
掌握插值法、数值微分、数据拟合法、数值积分等常用的计算算法的基本概念和建立方法、求解方法和相互间的关系。
掌握数字仿真的特点，掌握数值积分法和离散相似法的基本原理，掌握误差估计与步长控制。
了解病态系统的基本概念和基本解决方法。
重点：数值积分法。
难点：R-K法。
第四部分 Saber仿真软件（讲课10学时，上机8学时）
了解Saber仿真软件的使用环境。
掌握Saber仿真软件的基本编程、系统的时域和频域特性的仿真。
重点：系统的时域和频域特性的仿真。
难点：系统的时域和频域特性的仿真。
三、课程教学的基本要求
本课程的教学环节包括：课堂讲授和课外作业、课堂测试和上机实验。
（一）课堂讲授
1．教学方法：
由于本课程侧重于实际应用，理论部分理论性较强、内容广泛且抽象，同学理解起来较困难，因此，授课时不追求对仿真理论的全面介绍，而是从实际应用出发使学生掌握基本的理论和方法。
2．教学手段：
采用电子教案与上机动手操作相结合的方法，以达到形象直观的效果。
3．计算机的应用：上机做实验。
4．外语要求：
在授课过程中，要求掌握本专业的英语词汇，能读懂Saber软件的说明文件。
（二）教学辅助资料
本课程为工程类本科生普遍开设的课程，其中与系统仿真、计算算法相关的教材等教学辅助资料较丰富，另外本课程的内容是最近几十年发展起来的，其中的一些理论和方法还在发展过程中，新的资料也不断涌现，为增强学生的自学能力，不唯一指定教材，要求学生自己主动查阅相关资料，包括相关的学术刊物。
其中与Saber软件相关的部分，要求学生阅读其英文说明文件。
（三）作业
根据学生的听课情况不定期地留课堂和课外作业（包括小论文）。
（四）考试环节
学生的最后成绩由三部分组成：
1．听课情况：包括出席率、课堂提问等，所得成绩占总成绩的20%；
2．作业情况：包括课外作业、小论文，课堂考试等，所得成绩占总成绩的40%；
3．上机情况：包括操作的熟练程度、时域分析、频域分析等，成绩占40%；
四、本课程与其它课程的联系与分工
1．先修课：高等数学，控制理论基础，电子电路相关知识。
2．本课程是电气工程及自动化专业的专业应用课。
五、建议教材与教学参考书
[1] 王兵团，《计算方法基础》，中国铁道出版社，2000
[2] 林成森，《数值计算方法》，科学出版社，1998
[3] 熊光楞，《数字仿真算法与软件》，宇航出版社，1991
[4] Analogy Products 参考手册。