電氣工程專業“計算機仿真”課程內容設置探討

系統是由客觀世界中實體與實體間的相互作用和相互依賴關系構成的具有某種特定功能的有機整體。系統仿真是根據被研究的真實系統的數學模型研究系統性能的一門學科，現在尤指利用計算機去研究數學模型行為方法。隨著仿真技術的迅猛發展，其應用已經滲透到工程技術的各個領域。近幾年各高校紛紛開設仿真類課程，由于開設時間短，各學校開設課程名稱、內容不一，如“計算機仿真”“控制系統計算機仿真”等，其主要是按照電子信息類統一設置。由于電子信息類下設很多專業，如自動化專業、電氣工程專業、測控專業、通信等，根據多年的教學實踐，筆者認為各專業仿真課程內容應有所側重，突出專業特點，以下就電氣工程專業仿真課程內容設置提出一些想法。

1 原有課程內容安排

課程名稱為“計算機仿真”，適用自動化、電氣工程及自動化等專業，總學時數 30學時，其中上機時數12 學時，課程安排在第5學期。

1.1 課程的性質、目的與任務

本課程是本科專業任選課。其目的在于使學生了解仿真技術的發展與應用，掌握仿真技術的基本原理與方法，掌握常用仿真工具（MATLAB語言）的基本原理與使用，為從事自動控制系統的分析與設計打下基礎。本課程的基本任務是：系統講授計算機仿真的基本原理、方法，講授仿真軟件的使用方法，具體解決仿真技術在自動控制系統中的應用。

1.2 課程教學基本要求

教學基本要求：了解計算機仿真的目的與意義，掌握常用的數值計算方法，掌握面向微分方程與系統結構圖的仿真方法，學會用MATLAB軟件進行控制系統的分析與設計。

1.3 上機練習安排

上機時數安排：面向系統結構圖的仿真程序調試，2學時；初試MATLAB，2學時；基于MATLAB的系統時域分析，2學時；系統的根軌跡與頻域分析，2學時；SIMULINK設計，2學時；基于MATLAB的系統分析與設計，2學時。

1.4 課程與其他課程的聯系與分工

先修自動控制原理、線性代數、常用計算機語言等課程，后續運動控制系統、計算機控制系統等課程。

2 電氣工程專業“計算機仿真”課程內容探討

筆者認為上述內容安排存在的問題有：第一，課程安排時間有問題。第二，課程內容基本以自動控制原理為主。對于電氣工程專業“計算機仿真”課程，筆者認為，首先，仿真課程應在第7學期，即專業基礎課和專業課上完后；其次，內容安排上，大部分應在自控原理課程中講授，應根據不同專業有所側重。利用MATLAB強大的數值仿真和數據處理能力，可對電氣工程及其自動化專業的“電力電子技術”“電機及拖動基礎”“運動控制”“電力系統分析”“電力系統繼電保護”等課程內容進行仿真研究，在講述仿真技術的基本原理與方法和常用仿真工具（MATLAB語言）的基本原理與使用方法后，選擇上述課程的一些內容作為教學內容。筆者在教學中也進行過初步嘗試，收到一定效果，學生對這部分內容很有興趣。或者根據不同方向選擇仿真對象，進行專題仿真（在12個上機學時中用6—8學時），學生可根據畢業設計題目進行一些相關仿真研究，這樣不僅有利于學生綜合能力的培養，而且由于和自己的畢業設計內容相關，也會引起學生的重視和興趣。

3 小結

通過對課程內容和授課時間的調整，使學生更能系統地掌握控制系統設計思想，并加深對電氣工程學科專業知識的理解，對提高學生分析問題和解決問題的能力，進一步培養學生的科研能力，具有很好的效果。