控制系统数字仿真与CAD（第3版） 教学课件 ppt 作者 张晓华 5、控制系统数字仿真与CAD-教学设计.doc

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1、“控制系统数字仿真与CAD”课程教学设计授课对象：电气工程系讲课学时：20实验学时：4一、本课程的教学目的和要求本课程是电气工程系本科生的一门选修课，其目的在于：1、使学生了解仿真技术的发展与应用现状；2、掌握仿真技术的基本原理与方法；3、掌握常用仿真工具（MATLAB/SIMULINK）的基本原理与使用方法；4、通过对运动控制系统实际问题的分析与仿真实验，了解与体会仿真技术在工程中的作用及意义；5、掌握基于MATLAB/SIMULINK仿真工具的控制系统工程设计与分析方法。本课程要求学生在认真上课的同时，完成布置的相关习题作业，以检验所学知识的掌握情况。二、教材和参考书教材：

2、《控制系统数字仿真与CAD》（第2版）张晓华，机械工业出版社，2004年参考书：《控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言及应用》薛定宇，清华大学出版社，2000年《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》薛定宇，清华大学出版社，2002年三、教学方法本课程为专业技术类课程，与上机实践紧密结合，所以在教学过程中应加强理论与实践的结合，通过一些典型的工程实例来深化学生对仿真技术所涉及的基本概念、方法及应用的理解和掌握。四、课后作业本门课程各章均要选配习题中的部分内容作为课后练习作业，并在上机实验时进行集中答疑。五、课程考核本课程采用写“课程报告”的形式进行考核，

3、报告的具体形式要求如下：1、题目：在例题、习题与个人感兴趣的范围内自拟；2、摘要：用200以内的文字简要说明所做的工作；3、内容：以“提出问题”、“理论设计”、“仿真实验”、“结果分析”、“结论”五个部分进行阐述。六、内容体系讲课顺序教学内容讲授方法课后作业教学目的1第1章仿真技术概述（2学时），主要内容：系统，实验，仿真所遵循的原则，发展历史与现状。采用多媒体/投影机，注重信息量要大，充分反应仿真技术的发展。本章书后习题的全部内容了解仿真制技术的概念、方法、作用及其应用。2第2章控制系统的数学描述（6学时），主要内容：数学模型，常微分方程数值解法，“病态”问题；系统建模实例（

4、水箱液位控制问题、独轮自行车实物仿真问题、龙门吊车防摆控制问题、燃煤热水锅炉水温控制问题），模型验证。黑板教学，注重理论的应用、数值方法中基本概念的强化、建模方法、模型验证方法，使学生认识到数学模型在数字仿真技术中的重要作用。本章书后习题的部分内容掌握数学建模的基本方法，加深数值方法中基本概念的理解与实际应用方法。3第3章MATLAB/SIMULINK简介（2学时），主要内容：基本功能，数字仿真实现方法。黑板教学，着重介绍语言的功能、应用技巧与常用方法，使学生充分认识其有效性。本章书后习题的部分内容了解语言的构成、应用技巧及使用方法。4第4章控制系统CAD（6学时），主要内容：

5、固有特性分析，优化设计、龙门吊车防摆控制。黑板教学，强化“控制理论”课程所学内容，介绍MATLAB/SIMULINK语言的应用。本章书后习题的部分内容通过具体案例的分析与仿真试验，使学生深入理解仿真技术的重要性。5第5、6章仿真技术的综合应用（6学时），主要内容：双闭环直流调速系统，一阶倒立摆系统的PID控制，龙门吊车系统重物防摆的时间最优控制。黑板教学，强化“控制理论”课程所学内容与综合应用。本章书后习题的部分内容通过具体案例的分析与仿真试验，使学生深入理解仿真技术的重要性。七、教学指导思想作为一门时代特色鲜明、以向学生传授系统分析与设计的“利器”、培养学生“综合运用所学知识

6、、勤于思考、勇于探索”作风的专业课，在本课程的教学工作中应该贯彻如下思想：即，“能力”比“知识”更重要，新技术的不断涌现会使得已有的“知识”变得陈旧，而获取新知识与独立工作的“能力”永恒；“过程”比“结果”更重要，随着“问题与条件”的改变，“结果”将会不同，而通过“提出问题、分析问题、解决问题、归纳总结”这样一个“过程”的训练，将会有效地塑造学生们科学的“思维方式”与“工作习惯”，而这将会使他们终生受益。