《Matlab基础及应用》教学大纲
执笔人：肖顺根课程编号：
总学时数：36学时（其中授课18学时，实验18学时）
学分：2 学分
一、本课程的地位、作用与任务：
本课程是电气工程及自动化专业基础的必修课程。
是电气工程及自动化专业的重要实践性课程。
通过本课程的学习，可以使得本专业学生掌握Matlab这一现代的科学计算和系统仿真语言的基本编程思想和方法，并利用Matlab对所学基础课程进行上机模拟实验和数值计算，从而通过Matlab编程实验来验证和巩固所学的数学和工程理论。
二、课程教学基本要求
MATLAB是MathWorks公司推出的一套高性能的数值计算和可视化软件，可以解决工程、科学计算和数字信号处理、通信、数学等学科中许多问题。
本课程主要介绍MATLAB语言的应用环境、调试命令，各种基本命令和高级操作命令，绘图功能函数，循环和条件分支等控制流语句。
课程最后简介MATLAB语言中的几个主要工具箱，为后续的专业课程提供有力的工具。
本课程以讲课为主，结合上机实验，使学生通过编程实例掌握MATLAB语言的编程基础与技巧。
三、先修课程的要求
《高等数学》、《线性代数》、《自动控制原理》等。
四、教学方法及建议
1、本课程是电气工程及其自动化专业的实践性基础课程，应采用多媒体教学方式，结合Matlab仿真软件进行课堂演示。
力求生动有趣，并随时通过提问等方式调动学生的学习积极性。
2、MA TLAB软件在电气工程及自动化专业中的应用非常广泛和实用，应结合《自动控制原理》知识尽可能发挥MATLAB软件的功效。
五、教学要求的层次
了解Matlab 的特点；
理解Matlab 的数值计算、程序设计、绘图功能及在通信工程的科学计算和建模中的应用；
掌握Matlab语言的基本编程思想和方法。
六、教学内容、要求及学时安排
第一单元MATLAB 概述（2学时）
1. Matlab 的特点、绪论
2. Matlab 快速入门
要求：了解MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理，MATLAB帮助系统。
掌握命令行的输入及编辑，用户目录及搜索路径的设置。
重点和难点：命令行的输入，用户目录及搜索路径的设置
第二单元MATLAB数据和数值计算（4学时）
1.矩阵的生成
（1）标量的赋值和计算
（2）向量的赋值和计算
（3）矩阵的生成
2.数组运算
（1）数组的加法和减法运算
（2）数组的乘法和除法, 乘方运算
（3）数组的函数运算
（4）数组的关系和逻辑运算
3.数据分析和统计分析函数
4.矩阵运算
（1）矩阵的加减法运算
（2）矩阵的转置
（3）矩阵乘法
（4）矩阵的求逆和矩阵除法
（5）矩阵的结构变换
5.多项式运算
（1）多项式的表达方式
（2）多项式的因式分解- 多项式方程求根
（3）多项式的乘积展开
（4）多项式相乘
（5）多项式的除法
（6）多项式的部分分式展开
6.代数方程求解
（1）多项式方程的求根
（2）线性方程组的求根
（3）非线性方程式求实根
（4）一般非线性方程组求根
7.函数的极值问题求解
（1）固定区间上单变量的函数的最小值
（2）固定区间上多变量的函数的最小值
（3）函数的最大值问题求解
8.函数的微积分问题求解
（1）函数的数值差分和微分运算
（2）函数的数值积分运算
9.数据插值运算
要求：了解MATLAB数据的特点。
熟悉MATLAB变量的命名，赋值语句，数据的输出格式。
掌握矩阵的建立、拆分及冒号表达式，MATLAB运算，结构数据和单元数据，字符串。
熟悉傅立叶分析，常微分方程的数值求解，非线性方程度数值求解。
掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。
重点和难点：MATLAB点运算，关系运算及逻辑运算，冒号表达式。
掌握矩阵分析，数据处理与多项式计算。
第三单元MATLAB程序设计（6学时）
1.M 文件简介
2.程序控制流语句
（1）顺序结构
（2）循环结构-for 和while 语句
（3）条件分支结构-if 和break 语句,switch 语句
3.数据和文件的输入输出
（1）交互输入指令
（2）利用文件输入输出数据
4.Matlab 编程特点和技巧
（1）脚本文件编程
（2）Matlab 函数编程
（3）测定程序执行时间和时间分配
（4）提高程序执行速度的原则
要求：了解M文件的建立与编辑，全局变量和局部变量。
熟悉数据的输入输出。
掌握选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用。
重点和难点：选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用
第四单元MATLAB绘图（2学时）
1.二维图形的绘制
（1）常用的二维图形绘图函数
（2）图形的线型和颜色控制
（3）图形的标注
（4）坐标轴的控制方法
2.三维图形的绘制
（1）三维曲线的绘制
（2）三维曲面的绘制
3.子图的绘制
4.图形窗口的创建
5.将Matlab 生成图形输出到文件
要求：了解三维图形的精细处理，图像和动画。
熟悉创建二维图形的其他函数及其他三维图形。
掌握绘制二维图形、三维图形及三维曲面的基本函数。
重点和难点：绘制二维图形、三维图形及三维曲面。
第五单元介绍仿真软件Simulink工具箱（4学时）
1.Simulink概述
2.Simulink基本模块简介
3.Simulink电力系统模块简介
4.Simulink建模方法和步骤
5.Simulink仿真运行及结果分析
要求：了解Simulink的基本操作。
熟悉Simulink的几类基本模块，子系统的建立与封装。
掌握模型参数的设置，在命令窗口中创建模型。
重点和难点：在命令窗口中创建模型，学会分析仿真结果。
七、实验项目及学时安排（18学时）
实验一熟悉Matlab工作环境（2学时）
实验目的:熟悉Matlab工作环境，为进一步学习Matlab软件奠定基础。
实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。
实验内容:了解MATLAB的主要功能，熟悉MATLAB命令窗口及文件管理，MATLAB 帮助系统。
实验二Matlab数值数组及其矩阵操作的运用（4学时）实验目的:学会运用Matlab软件进行数值及其矩阵的计算。
实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。
实验内容:利用Matlab软件学习数据的操作，包括矩阵的生成、数组运算数据分析和统计分析函数、矩阵运算多项式运算、代数方程求解、函数的极值问题求解、函数的微
积分问题求解、数据插值运算。
实验三Matlab程序的设计（4学时）
实验目的:学会设计一些简单的Matlab程序。
实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。
实验内容:学会M文件的建立与编辑，全局变量和局部变量；数据的输入输出；选择结构及循环结构程序设计，函数文件的调用。
实验四Matlab绘图（4学时）
实验目的:掌握Matlab绘图命令和技巧。
实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。
实验内容: 绘制二维图形、三维图形及三维曲面。
实验五Simulink工具箱的运用（4学时）
实验目的:利用Simulink工具箱进行分析控制系统的性能及其稳定性。
实验仪器:安装了Matlab软件的电脑。
实验内容: 利用Simulink工具箱的模块建立数学模型；控制系统的性能分析；控制系统的根轨迹分析方法；控制系统的频域分析方法等。
八、本课程的学时安排
九、课程考核
1、考核对象：电气信息类专业本科生。
2、考核方式：以上机考核方式为主，最终成绩达到或超过60分为通过。
平时成绩（包括作业、课堂回答、以及平时上机实验能力）约占30%--40%，最终的上机考试成绩约占60%--70%。
时间120分钟。
3、考核内容：以程序设计和控制系统仿真分析为主。
十、教材和参考书目
教材：《MA TLAB基础及应用》张学敏主编中国电力出版社
参考书目：《MATLAB程序设计与应用》，刘卫国主编，高等教育出版社，。