系统模型分析与控制A类课程教学大纲

《系统建模与仿真》教学大纲制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定课程编号：J6312614学时数：32学分数：2.0适用专业：工业工程先修课程：概率统计考核方式：考试一、课程的性质和任务系统建模与仿真这门课，是工业工程专业的一门必修专业课。

它是以制造型和服务型企业为研究对象，主要介绍了离散事件建模与仿真方法，及其在生产物流企业分析中的应用原理和方法，全书最后介绍了flexsim离散事件仿真软件及应用。

本门课旨在使学生面对生产系统时，能够运用计算机仿真技术来研究系统性质，并进行改进，以提高生产能力和生产效率。

二、教学内容与要求（小四号宋体加粗）理论教学（32学时）1、概论（3学时）（1）仿真技术的产生与发展；（了解）（2）仿真软件和仿真建模方法学的发展；系统建模与仿真的发展趋势；（理解）（3）计算机仿真在生产物流中的应用。

（掌握）2、系统仿真（3学时）（1）系统和生产系统的概念及其组成；（了解）（2）系统的各种分类方法；（理解）（3）系统模型和系统仿真的概念及系统仿真的若干术语。

（掌握）3、离散事件系统仿真（2学时）（1）了解：与系统仿真有关的一些基本概念；（2）理解：事件调度法、活动扫描法、进程交互法；（3）掌握：离散事件系统仿真的一般步骤；4、生产系统典型事件（4学时）（1）传统生产系统的定义和结构；（了解）（2）现代生产系统结构及构成要素；（理解）（3）几种排队系统的分析；排队系统的仿真方法。

（掌握）5、物流系统典型事件（4学时）（1）了解：物流的基本概念、职能；（2）理解：配送中心规划；（3）掌握：供应链结构基本要求有。

6、生产物流系统仿真软件和实例应用（12学时）（1）flexsim软件及其特点；（了解）（2）flexsim软件窗口；（理解）（3）运用flexsim建立模型以及仿真分析。

（掌握）三、考核要求理论课采取闭卷考试，其中考试成绩占70%，平时作业和课堂考勤占30%。

《自动控制原理A》课程教学大纲学分：4 总学时：72理论学时：63 面向专业：电气工程及其自动化大纲执笔人：赵法起大纲审定人：李有安一、说明1.课程的性质、地位和任务自动控制原理是电气工程与自动化专业必修的技术基础课，是以原理为主的理论性课程；主要讲述自动控制原理与控制系统设计、实验等内容。

本课程的任务主要是培养学生：⑴掌握经典控制论中，线性定常连续、单输入单输出闭环控制系统的工作原理、分析和综合，掌握反馈控制原理的应用以及分析和设计的一般规律，使其具有分析和设计自动控制系统的初步能力，使学生对系统的认识上升到更高的层次；⑵了解控制系统中常用的检测装置，常用执行机构的工作原理，数学模型的建立过程，以及自控原理、经典控制论在当今的发展状况；⑶了解并掌握对系统的仿真，其中包括模拟仿真和数字仿真，使学生建立起仿真的概念，并灵活应用于解决实际问题，掌握用模拟和数字仿真方法来进行原理实验，获得仿真实验技能的基本训练。

2.课程教学的基本要求先修课程：高等数学、线性代数、复变函数、普通物理、电路原理、电子技术、电机原理及拖动基础等。

在这些课程中应该注意讲授：电路的分析与计算；零输入和零状态响应的求法；拉氏变换、付氏变换。

后续课程：自动控制系统、变频调速系统及应用，计算机控制系统等。

在教学过程中应力求使学生掌握自动控制系统的基本概念、基本分析与设计方法，重在提高学生提出问题、分析问题、解决问题的能力和创新意识。

要求授课教师在深刻理解教材内容的基础上，注意前后课程的衔接及本学科的发展，及时补充新内容，使学生及时了解到本学科的重要进展及发展动向。

本课程的教学环节包括：课堂讲授、习题课、课外作业、实验。

通过本课程各个教学环节的学习，重点培养学生对经典控制论，自动控制理论系统的掌握。

注重培养学生的自学能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，培养学习设计计算以及利用已掌握的知识分析问题的能力。

计算机知识和应用是培养学生能力的重要方面，本课程要适当安排学生采用计算机仿真（数字仿真）来模拟各种类型系统的工作，用MATLAB语言对系统进行计算，以及不同参数上的PID调节和对系统动态特性，静态特性的影响。

《过程控制与仪表（A）》课程教学大纲Process Controls and Instrument课程负责人：杨新霞执笔人: 杨新霞编写日期：一、课程基本信息1．课程编号：L080412．学分：3学分3．学时：48（理论40，实验8）4．适用专业：自动化二、课程教学目标及学生应达到的能力本课程是为电气与电子工程学院自动化专业的本科生开设的专业主干课程之一，本课程教学内容是生产过程自动化系统基础知识及日后从事自动化专业工作的基础。

本课程的教学任务是使学生掌握过程参数的测量原理和测量方法，掌握自动化仪表的结构原理、测量原理、使用方法、选择方法，掌握一般控制系统的数学模型建立方法，掌握简单及复杂控制系统的设计方法、整定方法，熟悉数字控制仪表及数字控制系统，熟悉先进过程控制系统的结构原理，了解过程控制系统的发展动态和新成果，领悟过程控制系统分析、设计方法及控制系统、仪表的研究方法。

本课程的教学目标：通过教学和学生实验相结合的方法教学，使学生掌握过程控制系统的分析、设计、整定方法，使学生掌握分析和解决过程控制实际问题方法，培养具备过程检测与控制系统设计分析能力的专门技术人才，为今后的工作打下坚实的基础。

三、课程教学内容与基本要求（一）概述（2课时）主要内容：自动化仪表的发展概况、技术指标，电动单元组合仪表及组成的控制系统。

1. 基本要求掌握电动单元组合仪表各单元的功能、原理、系统图，掌握自动化仪表的任务，掌握双线制变送器原理及活零点概念，掌握DDZ-III型仪表的信号范围，熟悉自动化仪表的精确度、灵敏度、变差、动态指标等基本技术指标。

2. 学时分配课堂教学2学时。

（二）检测仪表（4课时）主要内容：温度检测仪表；压力检测仪表；流量检测仪表；液位检测仪表。

1. 基本要求（1）掌握热电偶、热电阻温度测量仪表的工作原理，熟悉DDZ-III型热电偶温度变送器工作原理及实际线路，仪表选择原则，了解其它温度测量仪表的工作原理。

《系统建模与仿真》课程教学大纲课程英文名称：System Modeling and Simulation课程编号：021020090总学时及其分配：24（教学）+8（实验）学分数：2适用专业：工业工程任课学院、系部：能源学院工业工程系一、课程简介系统建模与仿真是工业工程专业本科生的一门重要的选修课，是一门发展中的边缘学科,涉及广泛领域的知识。

系统建模就是采用数学或逻辑关系构造数学模型。

系统仿真就是借助仿真技术将系统模型转换为仿真模型并利用仿真软件对仿真模型进行研究。

二、课程教学的目标针对工业工程专业性质，本课程主要研究企业生产物流模与仿真，是一门实践性较强的课程。

课程介绍生产物流系统的基本特征、系统仿真的基本概念、仿真模型的建立思路、仿真研究的步骤、Flexsim仿真方法、Flexsim生产物流仿真设计示例。

着重讲述Flexsim物流仿真平台在企业生产物流方面的应用。

要求学生会用掌握Flexsim仿真方法、会利用Flexsim进行常见离散事件的仿真设计尤其是企业生产物流仿真设计。

通过系统建模与仿真，可以将复杂的系统简单化，通过研究简化的模型来研究实际系统，从而为研究复杂系统提供了一条较好的途径。

三、课程教学的基本内容及教学安排课程主要讲述生产物流系统的基本特征、系统仿真的基本概念、仿真模型的建立思路、仿真研究的步骤、Flexsim仿真方法、Flexsim 生产物流仿真设计示例。

以下分章阐述：1.（2学时）知识要点：什么是系统仿真；系统仿真的重要性及应用领域；系统仿真的基本概念（系统、模型、仿真）；系统的要素（实体、属性、活动、事件、状态）；模型的定义及分类；系统仿真的一般步骤；系统仿真的产生与发展；仿真软件发展的四个阶段；常用离散系统仿真软件介绍；本课程的学习方法及要求。

目的要求：理解系统仿真的基本概念；理解系统的基本要素；理解并掌握系统仿真的一般步骤；了解系统仿真的发展和仿真软件的发展；了解常用的离散系统仿真软件。

控制系统仿真教学大纲控制系统仿真教学大纲控制系统仿真是现代工程领域中一项重要的技术手段，它通过构建数学模型和仿真环境，对实际控制系统进行模拟和分析。

作为一门综合性学科，控制系统仿真在工业自动化、航空航天、能源等领域都有广泛的应用。

为了培养学生的控制系统仿真能力，制定一份科学合理的教学大纲是非常必要的。

一、课程简介本课程主要介绍控制系统仿真的基本概念、原理和方法。

通过理论讲解和实践操作，使学生能够掌握仿真软件的使用技巧，了解仿真模型的建立过程，掌握仿真结果的分析与评估方法，培养学生的问题分析和解决能力。

二、教学目标1. 掌握控制系统仿真的基本概念和原理；2. 熟练使用常见的仿真软件，如MATLAB/Simulink；3. 能够建立控制系统的数学模型，并进行仿真实验；4. 能够分析仿真结果，评估系统性能，并提出改进方案；5. 培养学生的团队合作和创新思维能力。

三、教学内容1. 控制系统仿真概述a. 控制系统仿真的定义和意义b. 控制系统仿真的基本流程和方法c. 常见的仿真软件及其特点介绍2. 数学建模与仿真环境a. 控制系统的数学建模方法b. 仿真环境的选择与搭建c. 仿真模型的参数设置和输入输出分析3. 控制系统仿真实验a. PID控制器的仿真实验b. 系统辨识与模型预测控制的仿真实验c. 状态空间控制的仿真实验4. 仿真结果分析与评估a. 仿真结果的可视化分析方法b. 性能指标的计算与评估c. 仿真结果与实际系统的对比分析5. 仿真实验设计与报告撰写a. 仿真实验设计的基本原则和方法b. 仿真实验报告的撰写要点和格式规范四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，让学生了解控制系统仿真的基本概念和原理。

2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲自动手建立仿真模型，进行仿真实验。

3. 课堂讨论：通过课堂讨论，让学生分享仿真结果，互相学习和交流。

4. 课程设计：通过课程设计，让学生能够独立设计控制系统的仿真实验。

《自动控制理论A》课程教学大纲课程名称：自动控制理论A英文名称：Automatic Control Theory A课程代码：190807439学分/学时：3.5学分60学时（其中理论52学时、实验8学时）开课学期：第4学期适用专业：自动化专业先修课程：大学物理、电路分析基础、模拟电子技术等后续课程：自动化专业综合设计、自动化专业生产实习、自动化专业毕业设计等课程负责人：开课单位：电气与电子信息学院一、课程性质和课程目标1.课程性质自动控制理论是自动化、轨道交通信号与控制、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业基础必修课。

通过本课程学习，使学生掌握自动控制理论的基本知识，具备应用控制的思想分析问题的意识，能够利用自动控制理论的相关知识分析、设计实际控制系统的能力，为后续控制类专业课程打下重要的基础。

2.课程目标课程目标1：掌握系统数学模型的建立方法。

课程目标2：掌握模拟控制系统分析的时域法、根轨迹法、频域法，离散控制系统的分析方法，掌握每种方法下对系统稳定性、准确性、快速性指标的计算。

课程目标3：了解PID控制规律，掌握控制系统校正的串联超前、滞后、滞后-超前等手段，改善控制系统性能指标。

课程目标4：通过使用MA TLAB/SIMULINK仿真平台结合控制理论演示控制系统搭建与分析，掌握仿真平台分析控制系统的手段，拓展学生对控制理论的自我研究与探索。

课程目标5：能根据提供的实验设备，搭建实验对象，在实验中验证控制系统分析的不同方法，通过调节调节器，改善系统性能指标并能对实验数据进行分析和解释，得出有效结论。

二、课程目标与毕业要求指标点的对应关系三、教学内容、教学方式（环节）与课程目标的关系四、教学方法及手段本课程以课堂讲授为主，结合实验和作业共同实施，辅以自学。

1. 课堂讲授(1) 采用多媒体教学与板书教学相结合，以老师讲授为主，并辅以课堂讨论、多媒体演示等教学手段，提高课堂教学信息量，增强学生的学习积极性和主动性。

《系统分析与设计（UML）》教学大纲一、课号：00503504二、总学时：64学时三、适用专业：高等工程专科三年制计算机软件类专业四、选用教材：《面向对象软件工程与UML》张京等编著人民邮电出版社2008年9月五、课程的目的及要求：《系统分析与设计（UML）》是计算机软件和计算机信息管理专业的一门核心专业课程，同时，该课程在计算机应用、计算机网络等诸多计算机类专业中也是一门非常重要的专业学习领域课程。

软件开发是建立计算机应用系统的重要环节，通过软件工程学把软件开发纳入工程化的轨道，而系统分析与设计是用以指导软件人员进行软件的开发、设计的科学。

《系统分析与设计（UML ）»作为计算机软件类教学体系中的一门核心课程，其教学效果直接决定学生毕业以后从事实际工作期间的软件开发设计能力。

该课程的主要任务是：通过课堂教学和实习指导使学生较全面地了解软件开发和维护各个阶段的具体工作步骤及使用的技术和方法（特别是要具有系统分析与设计的能力），为学生今后从事软件开发打下良好基础。

该课程釆用教学与实践相结合，在教学设计中按照实际的软件企业开发流程让学生自主完成项目开发的形式，组队合作完成（每队3-4,少数工作量大的可以5人，原则上不得少于3人）。

本课程的目标是使学生掌握系统分析与设计的基本概念、基本原理、面向对象的软件开发方法和CASE技术，了解软件工程各领域的发展动向；开发软件项目的工程化的方法及在开发过程中应遵循的流程、准则、标准和规范等，使学生掌握开发高质量软件的方法，加强学生软件开发和系统设计能力的培养，提高学生撰写项目技术文档能力，综合实践软件技术专业课程中所学习的理论、方法和技术，获得软件项目开发经验，熟悉软件开发环境和掌握具体的CASEX具的使用。

通过本课程的教学，应使学生达到下列基本要求：1 .掌握软件生存周期模型及软件工程的基本概念2.掌握软件生产的管理手段3.掌握需求分析的方法，掌握数据流图和数据字典的用途和编写4.掌握总体设计和详细设计的方法和工具5.掌握面向对象的分析和设计方法6.掌握Power Designer的使用7.能熟练地用PD工具绘出实际的概念数据模型（CDM）、物理数据模型（PDM）、面向对象模型（00M）图。

《系统工程A》教学大纲一课程简介课程编号：10544003课程名称：系统工程A（Systems Engineering A）课程类型：专业基础课（必修）学时：48 学分：3开课学期：5开课对象：工业工程，物流工程，信息管理与信息系统先修课程：高等数学、运筹学、计算机基础、管理学等参考教材：汪应洛主编. 系统工程（第4版）. 机械工业出版社，2008.二、课程性质、目的与任务系统工程是一门新兴的交叉学科，它融自然科学和社会科学的思想、理论和方法于一体。

本课程是管理科学与工程专业学生的一门重要的专业课程，教学目的是让学生学会用系统的观点去看待与分析问题，用系统工程方法去处理问题。

教学任务是让学生掌握系统的相关概念；领会系统工程的基本思想；学会运用常用的系统工程方法解决实际问题。

三教学基本内容与基本要求（1）系统工程概述掌握系统的基本概念；理解系统的本质；了解系统工程的学科性质、发展现状与趋势。

（2）系统工程方法论了解系统工程方法论的框架及其组成；学会应用系统工程方法论解决问题。

（3）结构模型化技术掌握结构模型化技术的基本概念；掌握解释结构模型法的工作程序；学会应用解释结构模型法解决实际问题；熟悉主成分分析及聚类分析方法；了解状态空间模型及系统工程模型技术的新发展。

（4）系统仿真了解系统仿真的概念与连续系统仿真的基本方法；理解系统动力学的本质，了解系统动力学建模的基本思想，熟悉离散系统仿真的原理与步骤。

（5）系统评价系统评价的基本理论；熟悉系统评价的基本步骤；学会应用Deliph法、关联矩阵法、层次分析法、模糊分析法等系统评价方法。

（6）决策分析了解效用值的基本概念；掌握期望值分析方法；学会应用决策树方法解决实际问题；了解冲突分析的基本思想。

四教学内容及学时分配本课程介绍系统工程的基本理论和主要方法。

基于管理科学与工程专业学生的理论基础和其专业的知识体系需求，本课程的教学重点在于基本概念和主要系统工程方法与模型部分，难点在于部分涉及知识面较广或计算量较大的系统工程理论与方法，因此学时主要分配于基本概念，重要理论、方法以及模型的讲授。

《自动控制原理A》课程教学大纲大纲执笔人：李益华大纲审核人：课程编号：0811000425英文名称：Principles of Automation Control A学分： 4总学时64 。

其中，讲授 56学时，实验8学时，上机0 学时，实训0 学时。

适用专业: 自动化专业先修课程：高等数学、线性代数、积分变换、电路、电子技术、微机原理与应用等。

一、课程性质与教学目的本课程是自动化专业必修的一门重要的专业基础课（主干课程）。

它是自动控制技术的基础理论，是一门理论性较强的工程科学。

通过本课程的学习，使学生掌握自动控制系统的基本概念、自动控制理论的发展历史，学会建立和简化自动控制系统的数学模型，着重掌握自动控制系统的时域分析法、根轨迹分析法和频率特性分析法，并学习自动控制系统综合与校正的一般方法；学习非线性系统的分析及综合方法。

要求会分析和计算有关问题，并能独立完成规定的实验。

二、基本要求1、要求建立必要的基本概念：反馈、开环控制、闭环控制、控制器、被控对象；2、能够用理论推导的方法建立电路系统及力学系统的数学模型及典型元部件的传递函数的求取、结构图的绘制，由结构图等效变换求传递函数，由梅森公式求传递函数。

3、掌握时域性能指标的定义，用Matlab求高阶系统动态性能指标，劳斯稳定判据及其应用，稳态误差的分析与计算，减小或消除稳态误差的方法。

4、掌握根轨迹的概念，根轨迹方程，绘制根轨迹的基本法则，用根轨迹法分析系统。

5、频域特性的物理意义，图形表示方法，奈氏判据，稳定裕度，用频率特性建立系统的数学模型6、串联超前校正，串联滞后校正，串联滞后－超前校正7、非线性特性对系统的影响，相平面法及描述函数法。

三、重点与难点1、重点内容：（1）常用元部件传递函数的求取及系统传递函数的求取；（2）二阶系统动态性能计算及劳斯判据；（3）由根轨迹分析系统性能；（4）复杂系统稳定裕度的确定；（5）串联滞后——超前校正网络的设计及复合校正方法；（6）奇点及奇线的分析与确定，自激振荡存在性及自振参数的确定。