《工程计算与仿真》课程教学大纲

《工程计算与仿真》教学大纲一、课程基本信息课程名称工程计算与仿真EngineeringCalculationandSimulation课程编码MEE421621020开课院部机电工程学院课程团队安全工程信息化教学团队学分2.0课内学时34讲授28实验0上机6实践0课外学时32适用专业安全工程授课语言中文先修课程高等数学（2-1）、高等数学（2-2）、工程力学、线性代数、概率论与数理统计课程简介（限选）本课程是安全工程专业选修课，是一门介绍工程计算与仿真的基本原理、方法、语言、安全工程应用等方面技术的课程。课程讲授如下内容：工程计算与仿真的基本原理、方法与步骤，连续系统与离散事件系统概念、模型与计算机仿真实现，计算机仿真系统MATLAB与SIMULINK的语言基础和使用方法，工程仿真规划与优化分析、现代仿真技术与应用等。通过本课程的学习能够使学生掌握工程计算与仿真基本原理和思想方法，连续/离散系统仿真的模型、算法，并能运用于一般工程实践分析，掌握MATLAB、SIMULINK仿真语言的使用方法，具备利用工程计算与仿真开展研究规划和优化分析的基本技能。(Intro...)Thiscourseisanelectivecourseofsafetyengineering.Itisacoursethatintroducesthebasicprinciples,methods,languages,safetyengineeringapplicationsofengineeringcalculationandsimulation.Thecoursecontentsinclude:basicprinciple,methodandstepsofengineeringcalculationandsimulation,continuoussystemanddiscreteeventsystemconcept,modelandcomputersimulationbasedonMATLABandSIMULINK,analysis,planningandoptimizationofengineeringsimulation,modernsimulationtechnologyandapplicationetc.Throughlearningthiscourse,studentscanmasterthebasicprincipleandmethodofengineeringcalculationandsimulation,continuous/discretesystemsimulationmodelandalgorithm,MATLAB,SIMULINKlanguage,analysisofplanningandoptimizationbyusingengineeringcalculationandsimulation.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能理解工程计算与仿真求解问题的一般步骤，理解实际问题、系统模型、仿真模型之间的关联和区别，理解连续系统/离散系统模型的基本概念、建模思路，及其数学求解方法。是1.41.42M2目标4：能掌握Matlab、Simulink语言，开展工程问题的仿真建模，进行结果的进一步分析，具备利用工程计算与仿真技术解决一般工程问题的能力。是5.4三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第1章第一章概论本章重点难点：系统、模型、仿真的基本概念，计算机仿真的一般步骤及其主要特点M1,M2////21.11.1仿真技术概况工程计算与仿真的一般情况M11讲授//31.31.2仿真软件应用工程计算与仿真的实际应用M21讲授//4第2章第二章Matlab基础本章重点难点：Matlab语言规则、矩阵定义与运算、图形绘制、方程求解M1,M2////52.12.1Matlab操作基础基本功能介绍、软件安装、操作界面、帮助系统M1,M21讲授/自学、作业62.22.2Matlab矩阵及其运算矩阵定义、生成及其基本操作M1,M22讲授2自学、作业72.32.3Matlab程序设计程序控制语言、脚本文件、函数文件、程序调试、文件打开、读写、关闭M1,M22讲授2自学、作业82.42.4Matlab绘图二维绘图、三维绘图、动画制作M1,M22讲授2自学、作业92.52.5Matlab数值微积分与解方程数值积分、数值微分、方程求解、符号工具使用M1,M21讲授1自学、作业10上机1上机1Matlab基础知识M1,M22上机4上机11第3章第三章连续系统仿真本章重难点：连续系统模型、常微分方程求解、Simulink语言基础与应用M1,M2////123.13.1连续系统与常微分方程连续系统定义及常微分方程表示方法，RK方法解常微分方法原理，拉普拉斯变换，状态空间法M1,M22讲授2自学、作业133.23.2.Matlab解常微分方程Matlab常微分方程求解调用函数、命令语句、结果显示M1,M22讲授2自学、作业143.33.3Simulink仿真技术Simulink基本功能介绍、操作界面、基本操作M1,M22讲授2自学、作业153.43.4Simulink解常微分方程常微分方程Simulink解常微分方程基本流程和实现、传递函数*、状态空间*、多物理域系统仿真*M1,M22讲授1自学、作业16上机2上机2连续系统仿真M1,M22上机4上机17第4章第四章离散事件系统仿真本章重点难点：离散事件系统仿真统计模型及随机变量产生方法、Simulink离散事件仿真M1,M2////184.14.1离散事件系统仿真基础离散事件系统仿真基本原理和步骤，离散事件系统统计模型，排队系统仿真方法M1,M21讲授//194.24.2Simulink离散事件系统仿真Simulink离散事件系统仿真功能、操作与应用M1,M22讲授2自学、作业20第5章第五章仿真规划与优化分析本章重点难点：基于正交实验的仿真规划方法，不同约束条件多变量系统工程优化方法M1,M2/讲授1自学、作业215.15.1计算机仿真规划计算机仿真正交实验设计、操作实施、数据分析M1,M22讲授1自学、作业225.25.2计算机优化分析线性/非线性优化、约束优化M1,M23讲授1自学、作业23第6章第六章现代仿真技术及应用本章重点难点：现代仿真技术，先进仿真技术、一体化仿真环境、虚拟现实技术*、智能仿真技术*等。M1,M22讲授、讨论1自学、作业24上机3上机3离散系统及仿真规划优化M1,M22上机4上机四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1作业结合课程内容布置作业，要求学生完成程序编写、计算运行和结果输出。成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。40%2期末考试开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。主要考核学生对工程计算与仿真的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答题、分析题、编程题、论述题。50%3考勤随机点名、刷卡点名等10%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1期末考试50%见试卷评分标准2M2期末考试50%见试卷评分标准3M1考勤10%[100]全勤[80]缺勤1次[60]缺勤2-3次[0]缺勤3次以上4M2考勤10%[100]全勤[80]缺勤1次[60]缺勤2-3次[0]缺勤3次以上5M1作业40%[90-100]独立按时完成，解题思路清晰、步骤完整、答案准确[75-89]独立按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、答案准确[60-74]独立按时完成，解题思路有误、答案有误[0-59]作业抄袭，未能按时完成6M2作业40%[90-100]独立按时完成，解题思路清晰、步骤完整、答案准确[75-89]独立按时完成，解题思路比较清晰、步骤比较完整、答案准确[60-74]独立按时完成，解题思路有误、答案有误[0-59]作业抄袭，未能按时完成评分等级说明：六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|系统仿真导论,肖田元,范文慧,清华大学出版社,2010,ISBN:9787302204459.2图书|AnEngineer’sGuidetoMATLAB,EdwardB