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所属课程名称：MATLAB语言与应用
英文名称：Matlab Application
所属课程编号：2200301
面向专业：测控技术与仪器
课程总学时： 8＋16 ；实验学时 16 ；
课程学分： 1 ；
本大纲主撰人：吴涓
一、本课程设计作用和具体目标
控制系统的仿真是20世纪40年代末以来随着计算机技术发展而逐渐形成的一门新兴学科。对控制系统的仿真不仅能揭示控制系统的内在规律，还能用于优化系统设计，提高控制系统性能。MATLABb是一种较为通用和具代表性的仿真语言，该软件使用简便，功能强大，拥有适用于不同领域的工具箱。其中用于控制理论与仿真专门的应用程序集已成为控制系统辅助设计与仿真的流行语言。因此，掌握MATLAB基本语言以及控制系统仿真的相关工具箱对控制系统的理论分析与计算机辅助设计具有重要意义。该课程的学习，有利于加深学生对控制系统基本理论的认识和知识掌握，还有利于培养学生分析问题和解决问题的能力，以及使抽象的概念和理论形象化、具体化的能力。
本课程设计具体要求学生学习MATLAB的语法规则和基本命令，掌握与控制系统相关的工具箱的使用方法，通过上机实验和编程实践，学会利用MATLAB的相关指令和工具箱，进行控制系统的仿真和设计优化。
二、设计（实践）内容，学时分配与组织
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序号
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课 程 内 容
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讲课
学时
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实验
学时
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实验性质
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实验
类型
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每组人数
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备注
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1
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MATLAB基本命令的使用与程序设计
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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2
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图形用户界面设计与应用
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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选作
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3
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线性系统分析
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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4
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线性系统的设计
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2
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实验系列
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综合型
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1-2
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必做
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5
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Simulink仿真
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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6
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了解MATLAB的基本语句结构，编程基础与绘图功能；编写一些简单的MATLAB下的M文件及M函数
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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7
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了解图形对象的概念及控件设计技术；利用MATLAB下的命令制作简单的动画效果
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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8
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线性系统的模型描述与转换；时域与频域响应分析；利用工具箱进行系统稳定性分析的方法
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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9
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利用线性系统工具箱，根据系统稳定性、以及时频域要求完成线性系统的设计
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2
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实验系列
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设计型
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1-2
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必做
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10
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Simulink仿真环境的建立；复杂系统的综合仿真；S函数的编写，模块化与封装
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2
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实验系列
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综合型
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1-2
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必做
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11
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电机双闭环控制系统仿真
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3
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实验系列
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综合型
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1-2
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必做
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12
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复杂系统的设计与仿真
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3
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实验系列
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综合型
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1-2
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必做
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13
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IIR数字滤波器设计
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3
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实验系列
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综合型
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1
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选做
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14
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小波变换在信号特征检测中的应用
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3
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实验系列
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综合型
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1
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选做
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三、教学管理模式与注意事项
1、学生在实验前必须认真复习课程相关内容，预习实验指导书。
2、指导教师需要在实验前对实验相关的基本知识进行讲解，布置具体的实验任务、实验要求，并对学生自学中遇到的问题及时解答并检查学习预习情况。
3、实验小组人数为1－2人，每个实验均为2－3小时。
4、要求学生完成编程和上机实践任务，记录实验结果，完成实验报告。
5、要求完成所有必做实验。鼓励学生对同一控制系统的设计问题采用多种设计方法实现，并通过上机验证。
四、设备与器材配置
计算机30台、MATLAB软件
五、考核与成绩评定
1、学生应在规定的授课学时内，认真听课完成Matlab基本语句、控制箱的使用方法等学习任务。
2、学生在上机学时内，完成实验任务指导书中规定的上机编程实验，并完成实验报告，指导教师根据学生的实验报告以及上机情况，进行评分，给与上机实践成绩。
3、上机实验考勤占10％，实验报告占90％。
六、教材与参考资料
[1] 黄惟一，控制技术与系统（第二版），北京：机械工业出版社，2006年
[2] 胡寿松，自动控制原理（第四版），北京：科学出版社，2001年
[3] 黄忠霖，控制系统MATLAB计算及仿真（第二版），北京：国防工业出版社，2004年
[4] 杨平，余洁，冯照坤、翁思义，自动控制原理与实践，北京：中国电力出版社，2005
[5] [美]迪安×K×弗雷德里克、乔×H×周、张彦斌译，反馈控制问题—使用MATLAB及其控制工具箱，西安：西安交通大学出版社，2001
[6] 飞思科技产品研发中心，MATLAB7辅助信号处理技术与应用，北京：电子工业出版社，2005
[7] 飞思科技产品研发中心，小波分析理论与MATLAB7实现，北京：电子工业出版社，2005
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