系统仿真与Matlab-教学大纲模板(2015版)
《Matlab》教学大纲
《Matlab》教学大纲一、课程基本信息课程编号：中文名称：Matlab英文名称：Matlab课程类别：专业选修课适用专业：电子信息科学与技术预修课程（编号）：高等数学、C语言程序设计课程简介：Matlab是一个可视化的计算程序，被广泛地应用在科学运算领域里。
它具有功能强大、使用简单等特点，内容包括：数值计算、符号运算、数据拟合、图形图像处理、程序设计方法、系统模拟和仿真分析等功能。
本课程的目的是使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术，为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。
二、课程性质和教学目的1．本课程是电子专业的一门重要技术基础课，是一门面向应用的专业选修课程。
2．本课程的基本任务是使学生了解Matlab特点、熟悉Matlab环境、掌握Matlab的基本使用方法。
掌握Matlab中变量和函数的有关概念、以及矩阵和多项式的构造方法；掌握数组运算和矩阵运算，并能够使用常用的函数进行简单问题的求解；掌握符号变量和符号表达式的定义，并能用符号运算解决一般的微积分和方程求解问题；掌握Matlab程序设计的基本控制转移语句，学会使用简单M文件的编程；掌握二维平面图形和三维立体图形的绘制方法，进行数据可视化处理；理解用户图形界面程序的构造，掌握编程方法。
3．通过本课程的学习，使学生能够运用Matlab进行一般的工程计算，掌握Matlab的基本技术（基本计算、矩阵处理、符号运算和图形显示技术等），为将来从事工程技术方面的产品开发、科学研究、工程计算和管理打下一定的基础。
三、推荐教材和参考书目推荐教材：王沫然编，《Matlab与科学计算》（第2版），北京：电子工业出版社，2003参考书目：1．苏晓生编著，《掌握Matlab 6.0及其工程应用》，北京：北京科学出版社，20022．M a g r a b,E d w a r d B.著，高会生等译，《M a t l a b原理与工程应用》，北京：电子工业出版社，2002 3．精锐创作组编著，《M a t l a b6.0科学运算完整解决方案》，北京：人民邮电出版社，2001四、教学内容与课时分配1．学时与学分：学时52学时（讲授26学时，上机26学时），周学时4学时，2.5学分。
Matlab与系统仿真-大纲
《Matlab与系统仿真》教学大纲课程编号：071483B课程类型：□通识教育必修课□通识教育选修课□专业必修课 专业选修课□学科基础课总学时： 48 讲课学时：32 实验（上机）学时：16 学分：3适用对象：信息管理与信息系统先修课程：程序设计基础与应用一、教学目标（黑体，小四号字）《Matlab与系统仿真》课程是一门重要的计算机仿真语言课程。
其主要任务是使学生学习MATLAB中的矩阵运算、多项式处理、控制语句、绘制二维、三维图形和一些常用函数及工具箱等；实验课是本课程重要的教学环节，其目的是使学生掌握MATLAB的基本编程技巧，熟练地编写MATLAB程序；熟悉SimuLink 仿真的基本方法和元件构成；了解MATLAB符号运算工具箱的使用方法，使学生具备一定的使用MATLAB语言进行编程和仿真的能力二、教学内容及其与毕业要求的对应关系（黑体，小四号字）学生在本门课程中应学会以下内容：1. 掌握MATLAB工作环境，掌握如何添加删除工作路径，修改顺序，熟悉一般搜索顺序，掌握菜单栏、工具栏，熟悉MATLAB管理系统常用指令。
2.掌握矩阵的产生、操作和运算，熟悉时间函数，掌握数学函数、逻辑函数all， any，find等，能够利用库函数，编写简单的MATLAB程序三、各教学环节学时分配（黑体，小四号字）教学课时分配四、教学内容（黑体，小四号字）讲授部分：第一章 Matlab基础本章主要介绍Matlab软件的发展历史、MATLAB的基本情况及学习Matlab 的意义。
并熟悉Matlab的基本功能、运行环境。
通过本章学习，要求学生：了解Matlab的功能和特点，对Matlab软件有基本的认识；熟悉Matlab的菜单、工具栏和通用操作界面，掌握Matlab帮助文件的使用；掌握Matlab的环境设置及Matlab中常用标点符号的功能。
重点：Matlab的菜单、工具栏、通用操作界面和帮助文件的使用；Matlab 的环境设置及Matlab中常用标点符号的功能。
Matlab实验教学大纲
《MATLAB软件实训》实验教学大纲第一部分教学大纲说明一、课程性质、地位和作用本实验课程为独立设课。
本实验是为了提高学生对所学专业理论课的理解和实践能力，为学生今后实践打下坚实的基础。
同时熟练掌握系统仿真软件MATLAB的使用，为今后在实践中验证成果的可靠性及有效性提供了强有力的仿真工具。
二、先修课程及其关系本实验先修课程：《自动控制原理》、《数字信号处理》、《信号与系统》。
本实验使得学生可以将自动控制原理、数字信号处理及信号与系统等课程的理论内容有效的转化成实际的动手能力，从而提高学生对所学专业理论课的理解和实践能力。
三、课程教学对象、目标本实验课程适用于电子信息工程专业大三的学生。
通过MATLAB软件实训，使学生熟悉和掌握仿真软件的基本技能；采用MATLAB语言，进行程序设计，进而完成系统的分析、设计与仿真过程。
四、主要仪器设备（含实验用教学软件）1、计算机2、MATLAB软件五、实验方式及基本要求实验方式：上机基本要求：1、认真分析问题，收集资料做好理论知识铺垫，确定所实现功能的特点和具体实现方法。
2、使用编程语言来具体实现功能模块，要认真依据前期对问题的分析独立动手实现。
3、撰写课程实训报告时，态度要认真。
按照完成功能的步骤独立地完成实训报告的撰写。
六、实验考核方案考试方式：考查评分标准：1、平时成绩：学生出勤及课堂表现各20分，共40分；2、实验成绩：每个实验10分（实验操作结果6分，实验报告4分），共6个实验，总计60分；3、总成绩=平时成绩+实验成绩。
七、实验总学时及学分实验总学时：17学时实验课程学分：2学分八、实验教材及参考资料主要参考资料：《精通MATLAB》.张志涌编著.北京航空航天大学出版社.2003年3月第1版《控制系统的计算机辅助分析》.薛定宇著.清华大学出版社.2006年3月第2版五、大纲管理责任教研室：电子信息工程教研室编写日期： 2014年4月14日启用日期： 2014年6月23日大纲编写者：张鹏大纲审核者：金巨波第二部分教学大纲正文实验项目一：MATLAB语言程序设计基础一、实验目的和要求通过此项实验，使学生了解MATLAB语言程序设计基础，MATLAB的特点及科学运算功能，为下一步学习打下基础。
Matlab教学大纲
三、课程主要教学内容与学时分配
第 1 章 MATLAB 简介
(一)教学目的与要求 1.理解 Matlab 的工作环境以及帮助系统； 2.掌握 Matlab 的工作环境。
2 学时
(二)教学内容 1. MATLAB 为什么被称为‘理工科黄金软件’；
1
2. MATLAB 和其他高级语言有什么不同； 3. MATLAB 的运行环境。
2 数值和符号计算
利用 MATLAB 进行数值和符号计算
10 验证性 必做
3 工程绘图
利用 MATLAB 进行工程绘图
10 验证性 必做
4 控制系统的设计与仿真 利用 MATLAB 进行控制系统的设计与仿真 6 验证性 必做
5 数字信号处理
利用 MATLAB 进行数字信号处理
4 验证性 必做
6 通讯系统设计与仿真 利用 MATLAB 进行通讯系统设计与仿真 4 验证性 必做
第 4 章 循环结构及其程序设计
(一)教学目的与要求 1.掌握 while 循环； 2.掌握 for 循环； 3.掌握逻辑数组及其矢量化；
12 学时(包含上机实验 10 学时)
(二)教学内容 1. while 循环； 2. for 循环； 3. 逻辑数组及其矢量化。
第 5 章 自定义函数
10 学时(包含上机实验 8 学时)
8 学时(包含上机实验 4 学时)
Байду номын сангаас
(二)教学内容 1. 二维三维的数据可视化(III)；
四、实验内容与学时分配
本课程的实验教学环节包括上机实验部分。
上机实验项目：
序 实验项目名称
号
内容提要
实验 实验类 实验 时数 型 要求
1 MATLAB 产品的工具箱 MATLAB 的工具箱的功能、用法简介
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》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。
MATLAB与数字仿真课程教学大纲
附件三：实验课程教学大纲基本格式MATLAB与数字仿真实验课程教学大纲一、课程性质及任务《MATLAB与数字仿真》是计算机科学与技术的专业选修课。
MATLAB是一套高性能的数值计算和可视化软件。
它集数值计算、图形显示、信号处理、图像处理、控制工程、系统仿真等功能于一体，构成了一个方便的、界面友好的用户环境，其强大功能为各个领域提供了基本的学习和应用工具。
本课程旨在使学生初步掌握MATLAB的使用，并应用MATLAB进行形象、直观的计算机模拟与仿真实现，加深对系统的设计、分析与仿真的理解，具备在后续专业课程和工程应用中使用MATLAB作为计算和仿真工具的初步能力。
二、课程的教学要求通过本课程的学习，了解和熟悉MATLAB的开发环境；掌握MATLAB的语法和基本编程特点；掌握MATLAB的数学计算的基本知识；了解和掌握MATLAB/SIMULINK的初步应用。
实验前应对实验内容进行认真预习，了解实验目的，提前编写相关程序；通过调试程序，发现错误，排除错误，最终使得程序能正确运行，达到实验知识和理论知识的融会贯通；实验完成一周内整理并完成实验报告。
要求内容齐全，文字流畅，图表、格式规范，并交指导老师批阅。
三、实验项目与学时分配项目要求：必做、选做四、考核及成绩评定1、考核方式：操作2、考核标准及比例：预习:10%、实验纪律：10%、操作：30%、实验报告50%五、主要教材、参考书1、肖田元张燕云陈加栋.《系统仿真导论》.北京:清华大学出版社.2000年2、薛定宇.《控制系统计算机辅助设计MATLAB语言与应用》 .北京:清华大学出版社.1996年3、薛定宇陈阳泉.《MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》.北京: 清华大学出版社.1999年.4、孙亮. 《MATLAB语言与控制系统仿真（修订版）》.北京：北京工业大学出版社. 2006年.制定人：薛耀红审定人：赵建平2012年07月。
MATLAB教学大纲
《matlab程序设计语言》课程教学大纲课程名称：matlab程序设计语言英文名称：Programming Language一、课程的性质、目的和任务MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，可以解决工程、科学计算和数字信号处理、通信、数学等学科中许多问题。
本课程是数学相关专业基础的必修课程，是统计学，金融数学的重要实践性课程（学科基础课）。
通过本课程的学习，可以使得本专业学生掌握MATLAB这一现代的科学计算和系统仿真语言的基本编程思想和方法，并利用MATLAB对所学基础课程进行上机模拟实验和数值计算，从而通过MATLAB编程实验来验证和巩固所学的数学和工程理论。
本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，控制流语句，数据可视化，符号数学计算，概率统计，图形用户界面和文件读取I/O 等相关内容。
本课程以讲课为主，结合上机实验，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。
二、课程教学的基本要求本课程要求学生掌握MATLAB的数据类型、矩阵输入和操作方法、语法结构、函数的使用以及常用的绘图功能，并在后续的学习过程中能较熟练地应用MATLAB 解决相关课程中的复杂的数学计算问题。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章MATLAB概述教学重点与难点重点：掌握MATLAB的搜索路径的设置方法及其原因，掌握简单的命令行操作方法。
难点：掌握MATLAB简单的命令行操作方法。
教学时数 2教学内容 MATLAB 的主要特点，系统组成，目录结构，工作环境，通用命令，文件管理，搜索路径及其设置。
教学方式讲授，投影演示。
教学要求了解MATLAB语言的基本特点及其主要功能、语言结构，掌握MATLAB 的搜索路径的设置方法及其原因，掌握简单的命令行操作方法；第二章MATLAB基础知识教学重点与难点重点：掌握变量的命名方法，掌握矩阵的输入方法，掌握矩阵运算和数组运算，掌握数组与矩阵的创建、矩阵运算与数组运算。
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系统仿真与Matlab
（一）基本信息
中文课程名称：系统仿真与Matlab
英文课程名称：System Simulation and Matlab
课程编号：
学分：2
学时：32
适用专业：测控技术与仪器（无损检测方向）
先修课程：计算机文化基础、高等数学、线性代数、C语言程序设计等
开课系（教研部）：测控技术与仪器系
执笔：胡博
审核：李志农
课程简介：《系统仿真与Matlab》是测控技术与仪器（无损检测方向）专业的专业任选课。
本课程的任务是使学生掌握一门具有科学计算和工程仿真的计算机语言，培养学生计算机应用能力。
通过本课程的学习，使学生掌握Matlab语言的基本特征和使用方法，尤其是在系统仿真中的应用，为后续专业课和毕业设计打下计算机计算分析的基础。
（二）课程的性质和地位
本课程是测控技术与仪器（无损检测方向）专业的专业任选课。
本课程的任务是使学生掌握一门具有科学计算和工程仿真的计算机语言，培养学生计算机应用能力。
计算机文化基础、高等数学、线性代数、C语言程序设计等是本课程的先修课，本课程是上述课程的计算机应用。
通过本课程的学习，使学生掌握Matlab语言的基本特征和使用方法，尤其是在系统仿真中的应用，为后续专业课和毕业设计打下计算机计算分析的基础。
（三）教学目标
通过本课程的学习，可大大提高学生处理工程中遇到的问题，提高学生解决问题的能力，对学生的创新性研究具有重大的推动作用。
本课程是一门实践性应用性非常强的课程，要求学生要理论联系实际，在掌握熟悉MATLAB应用程序基本应用后，重点应放在与其他工程实际的结合应用能力上。
（四）教学内容
1．系统仿真概述与认识MATLAB
（1）系统仿真概述（2）MATLAB的功能、特点、发展历史（3）MATLAB的安装和用户界面
重点：MATLAB有哪些强大的功能，熟悉MATLAB 的用户界面和如何使用MATLAB的帮助
难点：理解系统仿真的概念
2．MATLAB基本使用方法
（1）简单的数学运算（2）常用操作命令和基础函数（3）数据类型和运算符（4）脚本文件
重点：利用命令窗口进行简单的数学运算
难点：基础函数、数据类型和运算符的综合运用
3．数组和向量
（1）数组的创建和操作（2）向量的创建和操作
重点：数组和向量的运算方法，关系和逻辑运算
难点：理解数组和向量的索引方法，能够灵活运用
4．字符串、单元数组和结构体
（1）字符串的生成和基本操作（2）单元数组和结构体的创建及索引
重点：字符串的设定和操作
难点：利用字符串创建输入提示和输出消息
5．数学运算
（1）多项式与插值（2）函数运算及图形绘制
重点：掌握函数操作功能，包括图像绘制、求极值和零点、数值积分等
难点：函数概念的理解和运用
6．MATLAB绘图
（1）基本图形绘制（2）特殊图形绘制（3）图形注释和高级控制
重点：MATLAB 基本二维图形、三维图形的绘制，及图形的基本操作
难点：三维图形的绘制
7．MATLAB程序设计
（1）脚本文件和编辑器（2）三种程序结构的Matlab实现（3）程序调试和优化
重点：MATLAB的控制流语言，变量和函数的种类，程序的调试和优化方法
难点：MATLAB语言程序设计的综合运用
8．Simulink的建模与仿真
（1）基本建模方法（2）模块库和常见模型（3）S函数的设计和调用
重点：掌握Simulink的基本建模方法
难点：运用Simulink进行简单的系统仿真
（六）教学方法与习题要求
本课程采用课堂教学与实验教学相结合的方法。
根据提供的作业完成上机编程和实现，并提供程序代码。
（七）考核方式及成绩评定
考核方式：考查
成绩评定：采用百分制，其中考试成绩占60%，实验成绩和平时成绩占40%
（八）推荐教材或讲义及主要参考书
1.薛山.Matlab基础教程（第二版）[M]. 北京: 清华大学出版社,2015年.
2.丁伟.精通MATLAB R2014a[M]. 北京: 清华大学出版社,2015年.
3.石良臣.MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册[M]. 北京:人民邮电出版社, 2014年(九）学时分配。