系统建模与仿真
《系统建模与仿真》教学大纲

大连海事大学研究生课程教学大纲

 

课程编号:20112002                 课程类别:专业学位课

课程名称:系统建模与仿真           学时/学分:36/2   开课学期:第1学期

开课院系:航海学院                 主讲教师:张显库

适用专业:控制科学与工程、控制工程、交通信息工程及控制、交通运输工程、航海科学与技术                     适用层次: 硕士研究生

课程目的和基本要求:(200字左右)

本课属于控制理论与控制工程专业硕士研究生学位课程,也是交通信息工程与控制专业硕士研究生选修课程。主要是让学生掌握如何给控制系统特别是船舶运动系统建立数学模型,然后对船舶进行航向保持及航迹保持的控制,最后用计算机对系统进行数字仿真。

要求学生掌握常用的建模方法,重点掌握船舶运动控制系统的组成、船舶运动的Nomoto数学模型及响应型非线性数学模型、了解海况干扰等模型,掌握船舶的航向保持算法及航迹保持算法,掌握计算机仿真理论及仿真工具的使用。

 

课程主要内容:(1000字)

控制系统建模与数字仿真主要研究如何给控制系统建立数学模型,然后进行模型仿真以观察和分析模型本身的特性,或进行系统仿真以研究和分析系统或控制器的特性。

许多工程与科学技术问题,差不多都可以通过实验室仿真来验证其设计方案能否达到预期目的。如果不能达到目的,可以及时发现问题、修改方案,这样做既省时、经济又安全。

本课内容可分为五大板块:建模理论(重点讲授理论推导法建模、实验法建模、键图法建模、电路网络法建模等)、建模理论应用(重点讲授船舶运动控制系统建模)、仿真理论(讲授数值积分类仿真理论和直接离散化类仿真理论)、仿真工具及仿真实例。仿真工具讲授Visual Basic, CMatlab语言实现仿真程序。

 

      绪论                                         1 学时

      船舶运动控制的典型信号、控制系统的组成       2 学时

      系统建模方法                                 2学时

      键图法建模                                   6学时

      电路网络法建模                               4学时

      建立简单船舶运动的线性及非线性数学模型,包括简单的风浪流干扰模型  5学时

      船舶的航向保持及航迹保持算法及编程实现       3 学时

      计算机仿真理论                               4学时

      计算机仿真工具                               5学时

      仿真应用                                     4学时

 

课程主要教材:

教材:张显库,金一丞.控制系统建模与数字仿真,大连海事大学出版社,2004

 

主要参考文献:

参考书:张显库,贾欣乐.船舶运动控制.国防工业出版社,2006

 

更新日期:2012.8.30

 

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