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《自动化工具软件》实验教学大纲
适用范围：2011专升本人才培养方案
课程编号：0903108060
课程名称：自动化工具软件
英文名称：Automation Blockset of MATLAB
课程类型：必修
总学时/实验学时：32/32
学　　分：2
适用专业：自动化专业
先修课程：《自动控制原理Ⅰ》、《自动控制原理Ⅱ》、《计算机控制技术》、《计算机程序设计》
一、课程性质、目的和任务
本实验课程是自动化专业学生专业平台必修课，主要介绍MATLAB软件及其在控制系统中仿真与应用。通过对本课程的学习与实践，使学生掌握MATLAB软件，了解其提供的程序设计、矩阵运算、图形绘制、数据处理、SIMULINK仿真等功能。为以后从事自动控制、信号与图像处理、通讯系统等方面的工作打下良好的基础。
二、实验教学基本要求
自动化工具软件是一门实践性比较强的课程，实验的目的不仅仅是验证理论知识，更重要的是通过实践加强学生的实验手段与实践技能，掌握应用MATLAB/Simulink求解问题的方法，培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质。具体包括以下内容。
1．通过实验使学生认识MATLAB软件的基本功能。
2．掌握MATLAB软件在程序设计、矩阵运算、图形绘制、数据处理等方面的应用。
3．掌握SIMULINK仿真软件的使用。
三、实验项目与内容
大纲基本内容包括16个必做的实验，在规定的32个学时内完成。实践的主要内容是基于上课内容对课后典型习题应用MATLAB/Simulink进行求解，基本掌握常见问题的求解方法与命令调用，更深入地认识和了解MATLAB语言的强大的计算功能与其在控制领域的应用优势。实践最终以书面报告的形式提交，作为期末成绩的考核内容。为了做好实验，确保人身和设备的安全，圆满完成实验任务，在做实验时，必须严格遵守下列规则：
1．实验中不能擅自对电脑主机和显示器做插拔电操作。
2．在电脑通电情况下，为保证软件系统的完整性，不得硬关机。
3．实验中，如电脑不能正常开机，不得擅自维修和操作供电设备（包括供电电路），同时请指导老师检查。
4．实验时应精力集中，独立思考，在同组者必要的配合下，分别独立的完成实验任务，记录各自的实验数据，独立撰写实验报告。
序号
实验项目名称
内容提要
实验学时
每组人数
实验类型
实验类别
实验要求
1
MATLAB认识和使用方法实验
MATLAB软件的了解、安装、运行环境的认识和熟悉，熟悉MATLAB软件的工作界面和环境；学习一些简单的命令操作。
2
1

验证
专业基础
必做
2
MATLAB基本操作及运算实验
熟悉MATLAB变量及数据的基本操作；掌握矩阵及其基本运算命令。
2
1

验证
专业基础
必做
3
MATLAB程序设计（1）
掌握M文件建立的方法，理解并掌握MATLAB的程序控制结构及程序流的控制；了解编程调试技巧。
2

1
验证
专业基础
必做
4
MATLAB程序设计（2）
掌握MATLAB函数的建立方法并学会编程。
2

1
验证
专业基础
必做
5
MATLAB二维绘图
了解如何进行用户交互图形图像的处理，掌握图形、图像处理的基本命令，学会绘制二维图形。
2
1
验证
专业基础
必做
6
MATLAB三维绘图
掌握MATLAB 的三维绘图的方法和命令，以及如何对三维图形进行渲染和修饰。

2
1
验证
专业基础
必做
7
图形句柄（1）
掌握图形对象和图形句柄的含义并能对图形对象句柄及其属性进行基本操作。
2
1
验证
专业基础
必做
8
图形句柄（2）
掌握图形对象进行绘图操作的方法，并能绘制所需要的图形。
2
1
验证
专业基础
必做
9
MATLAB的数据处理
掌握数据处理的函数使用方法，并能进行曲线拟合。
2
1
验证
专业基础
必做
10
MATLAB傅里叶变换与多项式
掌握傅里叶变换的方法，并能进行多项式的计算。
2
1
验证
专业基础
必做
11
符号计算
了解符号对象的建立方法，并能进行符号表达式的相关计算。
2
1
验证
专业基础
必做
12
级数及符号方程求解
掌握级数求和的方法以及将函数展开为泰勒级数的方法，并能进行符号方程的求解。
2
1
验证
专业基础
必做
13
图形用户界面设计（1）
了解图形用户界面对象，掌握各种控件的属性和创建方法，掌握菜单设计的方法。
2
1
验证
专业基础
必做
14
图形用户界面设计（2）
掌握回调函数的使用方法，并能用设计工具进行图形用户界面的设计与编程。
2
1
验证
专业基础
必做
15
Simulink仿真（1）
掌握Simulink建模、仿真的基本步骤和方法，能建立系统模型并对系统进行仿真。
2
1
验证
专业基础
必做
16
Simulink仿真（2）
掌握子系统模块的建立与封装技术，了解S函数的功能与设计方法。
2
1
验证
专业基础
必做
四、考核方式
考核方式和考核时间：本课程采用上机操作的考核方式，考核题型主要由程序分析与设计题组成，考试时间60分钟。
考核基本要求：卷面成绩为100分，占总成绩的40%；实验成绩占总成绩的50%；平时成绩占总成绩的10%。
其中实验考核方式主要从以下方面进行综合考评：
（1）做好实验内容的预习。
（2）了解掌握MATLAB/Simulink语言环境与建模方法。
（3）按实验要求正确求解问题并分析结果。
（4）实验中，具有严谨的学习态度，认真、踏实、一丝不苟的科学作风。
（5）实验报告成绩。实验报告要求数据准确、条理清晰。如果抄袭别人的实验报告以本次实验0分计入总成绩。
其实验成绩综合评定如下：
通过做考勤记录、实验过程监控和批改实验报告给出综合评定成绩，实验成绩分两部分：实验操作（50%）+实验报告（50%）。实验成绩占期末总成绩的50%。
五、推荐实验教材和教学参考书
实验教材：《MATLAB基础与应用教程》，蔡旭晖 主编，人民邮电出版社，2009。
参 考 书：《控制系统计算机辅助设计—MATLAB语言与应用（第二版）》，薛定宇主编，清华大学出版社，2006。
《控制系统数字仿真与CAD》，张晓华 编著，机械工业出版社，2005。
六、说明
每位学生必须按规定完成实验课，因故不能参加实验者，应课前向指导教师请假（必须经有关领导批准）。对所缺实验要在期末课程考试规定时间内补齐，缺实验者不得参加期末考试。

制订人：刘忠超 审订人：盖晓华 批准人：朱清慧

2011年8月 1日
4