系统建模与仿真课程教学大纲一、课程基本信息中文名称：系统建模与仿真英文名称：System Modeling and Simulation开课学院：电气信息学院课程编码：S0811402学分：2总学时：32适用专业：控制科学与工程、控制工程修读基础:高等数学、线性代数、自动控制理论等本科生课程。主讲教师：二、课程目的任务1.课程地位作用（课程在实现培养目标中的地位作用）该课程是控制科学与工程、控制工程一门专业课。通过学习，要求学生能比较系统的掌握系统建模与仿真的基本方法，具有对所设计的工程系统进行建模与仿真分析的能力。2.课程主要内容（简述：主要内容、重点、难点等）“系统建模与仿真”作为一门学科专业课，主要内容包括：系统、环境、建模与仿真基本概念，数学模型与建模原理，微分方程建模方法学，基于线性代数与差分方程方法的模型，人工神经网络建模与应用，板带轧制中典型问题的建模与仿真。本课程注重理论知识与工程实际的联系，结合实例讨论建模与仿真的基本方法和技术，培养工学硕士生和工程硕士生解决实际工程问题的能力。3.学生应达到的基本要求要求学生掌握各种系统建模与仿真基本方法，掌握相关仿真软件的使用方法，能对所研究的系统进行仿真分析。三、教学内容与学时分配（含各时段学生课外学习要求）（一）理论教学第1章、绪论（2学时）目的与要求：了解系统、模型、仿真的基本概念，建模与仿真的研究发展概况、发展趋势及应用；了解课程学习方法、课程要求及考核方式。重点：系统建模与仿真在各行各业中的应用状况难点：建模与仿真作用第2章、常用系统建模方法（6学时）目的与要求：通过本章的学习，要求学生掌握针对不同系统其模型基本特点、建模的逻辑思维方法；掌握机理建模法、图解建模法、层次分析建模法、概率统计建模法及实验建模法等；要求学生具备将实际系统抽象出数学模型的能力。重点：系统建模方法。难点：机理建模法、实验建模法。第3章、连续系统建模与仿真方法（6学时）目的与要求：要求学生牢固掌握连续系统时间域建模方法，包括微分方程模型、传递函数模型、状态空间模型等；掌握连续系统频域建模法，包括替换法、根匹配法；掌握连续系统数值仿真方法，包括数值积分法及稳定性分析。重点：连续系统时间域建模方法、频域建模法、连续系统数值仿真方法。难点：连续系统频域建模法、数值积分法及稳定性分析。第4章、离散事件系统建模方法（6学时）目的与要求：要求学生掌握离散事件系统的基本要素、离散事件仿真模型的部件与结构；掌握Petri网建模方法、活动循环图法、实体流图法等离散事件系统建模方法；了解确定型库存系统及单周期随机库存模型。重点：离散事件系统的基本要素及建模方法。难点：Petri网建模方法、活动循环图法、实体流图法。第5章、离散事件系统仿真方法（6学时）目的与要求：要求学生掌握离散事件系统仿真基本策略，包括事件调度法、活动扫描法、进程交互法；了解时钟推进机制。重点：三种离散事件系统仿真策略。难点：事件调度法、活动扫描法、进程交互法。第6章、分布交互式（DIS）仿真（2学时）目的与要求：分布式交互仿真(Distributed Interactive Simulations，DIS)是近年来发展起来的一种先进仿真技术，是一种基于计算机网络的仿真，多用于军事领域，可以支持作战人员训练、战术演练和武器装备论证等。它将地理上分布的训练模拟器和参训人员合成为一个逻辑上的整体，在逼真的视景和操作模拟环境中，进行人机交互度很高的仿真实验和演练。要求学生了解的基本概况及发展历程；了解DIS系统的体系结构、特征及分布式交互仿真技术在汽车驾驶模拟器中的应用。重点：DIS系统的体系结构、特征。难点：高层体系结构。（二）实验教学（4学时）目的和要求：通过实验，巩固和加深对课程基本内容的理解，培养学生控制系统分析、设计、仿真和实验研究的能力；要求能够在MATLAB环境下实现系统微分方程模型建立方法；能够综合运用本课程的知识完成电梯群控调度系统仿真。必修实验项目：1 2学时系统微分方程模型建立2 2学时电梯群控调度系统仿真选修实验项目1 2学时密闭空间内的气体泄漏扩散仿真四、考核方式与成绩评定1.考核方式：（笔试、论文、口试等）本课程成绩由听课、作业、文献综述报告、实验设计与实验报告、考试等部分组成。2.成绩评定办法：（平时成绩、期末考试成绩等比例）成绩百分制。成绩=听课（20%）+作业（10%）+文献综述报告（15%）+实验设计与实验报告（15%）+考试（40%）五、教材及主要参考书目（一）教材齐欢王小平系统建模与仿真清华大学出版社（二）参考书王红卫建模与仿真科学出版社肖田元等系统仿真导论清华大学出版社六：其他需要说明的问题大纲执笔人：谌海云大纲审批机构：电气信息学院学术（或教授）委员会2015年9月5日