山东农业大学：电工电子实验教学中心（教学大纲）MATLAB技术应用

《MATLAB技术应用》教学大纲ApplicationofMATLAB学时：36学时学分：2实验学时：18学时理论学时：18学时课程代码：BF058002适用专业：自动化大纲执笔人：李天华大纲审定人：侯加林一、说明1、课程的性质、地位和任务MATLAB技术应用是自动化专业的一门专业选修课，通过本课程的学习，结合专业知识使学生熟悉MATLAB语言，了解MATLAB软件在自动化专业中的应用范围、方法和技巧。2、课程教学的基本要求掌握基于MATLAB的电力电子技术和交直流控制系统仿真基础，MATLAB图形绘制和图形编辑、图形用户界面（GUI）的应用、交直流控制系统的数学建模和时域、频域分析，能就电力电子技术和交直流控制系统中的问题进行独立分析，并能设计基于MATLAB/SIMULINK环境下交直流控制系统仿真工具箱的相应仿真模型，进行系统仿真分析与研究，为将来从事电力电子技术和交直流调速的应用和研究打下坚实的基础。3、课程教学改革1）教学手段的改革。运用多媒体进行课堂教学，可以将图形、文字、声音、影像融为一体，使教与学的活动变得更加丰富多彩：2）教学内容的改革。加强教学内容与专业方向的结合，既让学生觉得学有所用，提高学习兴趣，又可培养学生的应用意识和实践能力；3）采用双语教学。由于Matlab/Simulink的交互界面和帮助文档皆为英语，采用双语教学，既可有助于解消学生上机操作时的语言障碍，又可提高学生运用英语的综合能力。二、教学大纲内容（一）课程理论教学1、MATLAB基本知识（2学时）主要内容：1）MATLAB简介：2）MATLAB的基本操作；3）MATLAB的矩阵运算；4）MATLAB的向量运算；5）MATLAB的控制语句：6）MATLAB的绘图功能。重点：MATLAB的基本操作和矩阵运算。难点：MATLAB的矩阵运算

《MATLAB 技术应用》教学大纲 Application of MATLAB 学时：36 学时 学分：2 理论学时：18 学时 实验学时：18 学时 适用专业：自动化 课程代码：BF058002 大纲执笔人：李天华 大纲审定人：侯加林 一、说明 1、课程的性质、地位和任务 MATLAB 技术应用是自动化专业的一门专业选修课，通过本课程的学习，结合专业知识， 使学生熟悉 MATLAB 语言，了解 MATLAB 软件在自动化专业中的应用范围、方法和技巧。 2、课程教学的基本要求 掌握基于 MATLAB 的电力电子技术和交直流控制系统仿真基础，MATLAB 图形绘制和图形 编辑、图形用户界面（GUI）的应用、交直流控制系统的数学建模和时域、频域分析，能就 电力电子技术和交直流控制系统中的问题进行独立分析，并能设计基于 MATLAB/SIMULINK 环境下交直流控制系统仿真工具箱的相应仿真模型，进行系统仿真分析与研究，为将来从事 电力电子技术和交直流调速的应用和研究打下坚实的基础。 3、课程教学改革 1）教学手段的改革。运用多媒体进行课堂教学，可以将图形、文字、声音、影像融为 一体，使教与学的活动变得更加丰富多彩；2）教学内容的改革。加强教学内容与专业方向 的结合，既让学生觉得学有所用，提高学习兴趣，又可培养学生的应用意识和实践能力；3） 采用双语教学。由于 Matlab／Simulink 的交互界面和帮助文档皆为英语，采用双语教学， 既可有助于解消学生上机操作时的语言障碍，又可提高学生运用英语的综合能力。 二、教学大纲内容 （一）课程理论教学 1、MATLAB 基本知识（2 学时） 主要内容：1）MATLAB 简介；2）MATLAB 的基本操作；3）MATLAB 的矩阵运算；4）MATLAB 的向量运算；5）MATLAB 的控制语句；6）MATLAB 的绘图功能。 重点：MATLAB 的基本操作和矩阵运算。 难点：MATLAB 的矩阵运算

2、Simulink仿真技术（4学时）主要内容：1）Simulink介绍；2）Simulink基本操作；3）Simulink子系统封装；4）仿真算法及仿真参数设置；5）S-函数。重点：Simulink基本操作和子系统封装。难点：Simulink子系统封装。3、MATLAB与电力电子应用技术（6学时）主要内容：1）电力电子器件与MATLAB2）晶闸管三相桥式整流器及其仿真：3）基于PWM技术逆变器及其仿真：4）交流调压器及应用仿真：5）直流斩波器及应用仿真。重点：电力电子器件的MATLAB仿真；晶闸管三相桥式整流器及其仿真。难点：晶闸管三相桥式整流器及其仿真。4、MATLAB与交直流调速系统仿真（6学时）主要内容：1）控制系统及控制技术指标与要求：2）直流电动机模型与MATLAB的实现；3）直流调速系与MATLAB仿真实现：4）交流电动机模型与MATLAB实现；5）异步电机调压调速系统与MATLAB实现：6）异步电动机变频调速系统与MATLAB实现。重点：交直流电动机模型的MATLAB实现，交直流调速系统的MATLAB仿真。难点：失量控制变频调速仿真。（二）课程实验教学实验主要为上机实验。通过实验要使学生熟悉MATLAB数值计算、符号运算、图形处理和程序设计方法，熟练掌握MATLAB在控制系统中的应用。实验项目与主要内容：序号学时数实验名称目的和要求（1）、了解MATLAB语言的优点及在控制领域中的重要性；12热悉MATLAB语言环境（2）、MATLAB的安装；（3）、熟悉MATLAB语言结构、常用操作及常用的指令。（1）、了解MATLAB语言的数值运算功能；2MATLAB数值计算功能2（2）、掌握MATLAB中变量、数字、向量、矩阵等的表示方法

2、Simulink 仿真技术（4 学时） 主要内容：1）Simulink 介绍；2）Simulink 基本操作；3）Simulink 子系统封装；4） 仿真算法及仿真参数设置；5）S-函数。 重点：Simulink 基本操作和子系统封装。 难点：Simulink 子系统封装。 3、MATLAB 与电力电子应用技术（6 学时） 主要内容：1）电力电子器件与 MATLAB；2）晶闸管三相桥式整流器及其仿真；3）基于 PWM 技术逆变器及其仿真；4）交流调压器及应用仿真；5）直流斩波器及应用仿真。 重点：电力电子器件的 MATLAB 仿真；晶闸管三相桥式整流器及其仿真。 难点：晶闸管三相桥式整流器及其仿真。 4、MATLAB 与交直流调速系统仿真（6 学时） 主要内容：1）控制系统及控制技术指标与要求；2）直流电动机模型与 MATLAB 的实现； 3）直流调速系与 MATLAB 仿真实现；4）交流电动机模型与 MATLAB 实现；5）异步电机调压 调速系统与 MATLAB 实现；6）异步电动机变频调速系统与 MATLAB 实现。 重点：交直流电动机模型的 MATLAB 实现，交直流调速系统的 MATLAB 仿真。 难点：矢量控制变频调速仿真。 （二）课程实验教学 实验主要为上机实验。通过实验要使学生熟悉 MATLAB 数值计算、符号运算、图形处理 和程序设计方法，熟练掌握 MATLAB 在控制系统中的应用。 实验项目与主要内容： 序号 实验名称 学时数 目的和要求 1 熟悉 MATLAB 语言环境 2 （1）、了解 MATLAB 语言的优点及在控制领域 中的重要性； （2）、MATLAB 的安装； （3）、熟悉 MATLAB 语言结构、常用操作及常 用的指令。 2 MATLAB 数值计算功能 2 （1）、了解 MATLAB 语言的数值运算功能； （2）、掌握 MATLAB 中变量、数字、向量、矩 阵等的表示方法；

（3）、掌握MATLAB的矩阵和向量运算功能。（1）、了解MATLAB语言中图形处理功能：3MATLAB图形处理功能2（2）、熟悉二维、三维图形处理函数；（3）、熟悉图形用户界面操作。（1）、熟悉Simulink用户界面操作：熟悉Simulink仿真环（2）、掌握Simulink基本操作：模块操作、24境连线、信号组合和运行仿真；（3）、了解子系统封装技术。（1）、熟悉电力电子器件（电力二极管、晶闸电力电子应用技术的管、IGBT）在MATLAB中的仿真实现；54MATLAB仿真（2）、熟悉晶闸管三相桥式整流器的MATLAB仿真。（1）、掌握交直流电动机模型的MATLAB仿真实现；交直流调速系统的66MATLAB仿真（2）、熟悉交直流调速系统的MATLAB仿真实现，能够对仿真结果进行正确分析。三、本课程考核方式、方法考核方式为笔试+上机考试，成绩各占50%。附：教学参考书目教材：《MATLAB应用技术：在电气工程与自动化专业中的应用》，王忠礼，段慧达，高玉峰编，清华大学出版社，2007参考书目[1]】《精通MATLAB6.5版》，张志涌编，北京航空航天大学出版社，2003[2]《电力拖动自动控制系统一运动控制系统》，陈伯时编，机械工业出版社，2003

（3）、掌握 MATLAB 的矩阵和向量运算功能。 3 MATLAB 图形处理功能 2 （1）、了解 MATLAB 语言中图形处理功能； （2）、熟悉二维、三维图形处理函数； （3）、熟悉图形用户界面操作。 4 熟悉 Simulink 仿真环 境 2 （1）、熟悉 Simulink 用户界面操作； （2）、掌握 Simulink 基本操作：模块操作、 连线、信号组合和运行仿真； （3）、了解子系统封装技术。 5 电力电子应用技术的 MATLAB 仿真 4 （1）、熟悉电力电子器件（电力二极管、晶闸 管、IGBT）在 MATLAB 中的仿真实现； （2）、熟悉晶闸管三相桥式整流器的 MATLAB 仿真。 6 交直流调速系统的 MATLAB 仿真 6 （1）、掌握交直流电动机模型的 MATLAB 仿真 实现； （2）、熟悉交直流调速系统的 MATLAB 仿真实 现，能够对仿真结果进行正确分析。 三、本课程考核方式、方法 考核方式为笔试+上机考试，成绩各占 50%。 附：教学参考书目 教材：《MATLAB 应用技术:在电气工程与自动化专业中的应用》，王忠礼，段慧达，高 玉峰编，清华大学出版社，2007 参考书目 [1] 《精通 MATLAB 6.5 版》，张志涌编，北京航空航天大学出版社，2003 [2] 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》，陈伯时编，机械工业出版社，2003