机械优化设计上机指导书.doc

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1、机械优化设计上机实验指导书实验名称：机械优化设计上机实验实验学时：8学时实验类型：操作性实验实验目的：1、 加强学生的理论联系实际的能力；2、 促进对课堂教学环节中所获知识的理解和巩固； 2、培养和发挥创造能力和想象能力；3、加强处理和解决问题的能力； 4、加强团结协作能力的培养； 6、培养动手实践的乐趣。使用软件： TC、VB、VC等任选一种。实验内容：1 编制、调试“黄金分割法一维寻优”程序；2 编制、调试“单纯形法无约束寻优”程序；3 完成以上2个程序的指定考题。实验要求： 1、根据课堂讲授的寻优方法和框图，用TC等语言独立编制计算机程序；2、独立调试编制的程序，用指定的考题检验程序的正

2、确性；3、用作图语言将寻优计算过程在计算机屏幕上输出曲线图象；4、在输出曲线图象的适当位置实时定位显示中间计算结果。Matlab语言课程教学大纲（实验部分）Matlab Language课程编号：25L005T 适用专业：全校各专业课程层次与学位课否：选修 学 时 数：32学分数：2 课内实验学时数：14执 笔 者：邱成 编写时间：2005/5/16一、 教学任务和目标Matlab语言是当今国际上科学界最具影响力、也是最有活力的软件。它起源于矩阵运算，并已经发展成一种高度集成的计算机语言。它提供了强大的科学运算、灵活的程序设计流程、高质量的图形可视化与界面设计、便捷的与其他程序和语言接口的功能

3、。Matlab语言在高校与研究单位起着重大的作用，是通用的科学计算、数值仿真和可视化的重要工具。通过本门课程的上机实践，使学生熟练掌握Matlab语言程序设计的一般方法。二、教学内容及基本要求1 Matlab语言概述与科学建模实验运行例子程序，了解Matlab语言的特色，了解Matlab语言各个工具箱的功能，理解科学建模的方法。2 Matlab语言环境设置与编辑工具实验掌握Matlab语言集成环境的图形界面和基本命令，掌握Matlab语言运行环境的设置，理解工作空间的概念，了解Matlab语言的联机帮助系统。3 Matlab语言程序设计实验掌握Matlab语言的基本数据类型、基本运算及输入输出

4、方法，理解基本程序流程语句的结构，掌握函数编写规范与技巧，掌握数据结构体和单元结构的数据类型。4 用Matlab实现计算数据可视化实验理解Matlab句柄图形技术，掌握二维图形和三维图形的绘制方法，了解三维图形的视角变换与三视图。5 Matlab语言数值法求解实验掌握数值线性代数问题求解的一般方法，掌握用Matlab语言求解微积分问题的基本方法，掌握数据插值与统计分析的基本方法，理解符号运算工具箱的应用。6 Simulink工具箱实验熟悉Matlab语言的Simulink集成环境，掌握Simulink集成环境各菜单项的功能，了解Simulink模块库的基本组成，掌握Simulink模型建立和仿

5、真的一般方法。三、 学时安排及实验类型序号内 容学 时类 型备 注1Matlab语言概述与科学建模实验2验证性2Matlab语言环境设置与编辑工具实验2验证性3Matlab语言程序设计实验4验证性4用Matlab实现计算数据可视化实验2验证性5Matlab语言数值法求解实验2验证性6Simulink工具箱实验2验证性合计14四、考核与成绩评定根据学生出勤情况和上机作业给出学生实验成绩。五、与理论课程的联系本课程培养学生利用Matlab语言进行编程来解决实际工程和科学问题的能力，为后续的自动控制原理、数字信号处理、机电系统信号分析、机电控制系统工程、计算机仿真技术、过程控制与仿真系统设计等专业课

6、程的学习打下基础。六、建议教材及参考材料1 朱衡君等. MATLAB语言及实践教程. 北京:北京交通大学出版社，2005年1月2 张志涌. 精通MATLAB 6.5. 北京: 北京航空航天大学出版社，20033 薛定宇. 科学运算语言MATLAB 5.3程序设计与应用. 北京: 清华大学出版社，2000北京交通大学实验项目登记卡1学院：机电学院 2实验室名称：先进制造技术实验室 实验序号：3实验项目名称Matlab语言概述与科学建模实验4实验学时数25实验类别2：技术（或专业）基础 10实验要求2：选修6实验类型1验证性实验项目首开时间19997面向专业及专业分类号全校各专业 108年级02、

7、03、04级9课程名称或项目名称Matlab语言课程编号25L005T11实验者类别3：本科生12实验者人数12013每组人数114同时开出组数6015获奖等级0：未获奖 实验所用主要设备名称及规格型号、数量上机实验，60台P3以上的PC电脑。实验主要消耗材料及金额上机机时的费用。实验目的了解Matlab语言的特色；了解Matlab语言各个工具箱的功能，理解科学建模的方法。实验特点与主要内容（实验原理）运行Matlab例子程序，了解Matlab语言的下列功能1. 魔术矩阵 2. 二元函数的三维表面图形3. 解常微分方程4. 旅行路线优化5. 符号运算实验项目开发情况实验参考资料（实验指导书）1

8、 朱衡君：MATLAB语言及实践教程，清华大学与北京交通大学联合出版，2005年1月实验考核方法或要求上机操作表现记平时成绩填卡人及实验室主任签字 填卡日期：学院质量认定认定日期：实验卡片填写说明0. 实验卡片仅填写截止到本学期末之前，实验室对0104级已经开设的实验项目。1 实验序号：实验序号共需要填置11位数字；前2位为学院编号（，运输01，经管02，人文03，电子04，计算机05，机电06，土建07，理08，电气09）；中间4位为实验室编号（按照附件1实验室单位库填写，如经管院的经济管理系统模拟实验室为0202），后5位为实验室内的实验项目序号（由实验室统一自行编码）。2 3实验项目名称

9、：要求与大纲或实验指导书中所列式的实验项目名称一致。3 4实验学时数：要求与教学计划及大纲中本次实验项目所规定的学时数一致。4 5实验类别：要求按照大纲或实验指导书中规定的实验类别要求填写。5 6实验类型：类型的定义参见下页。6 7面向专业及专业分类号：按学生所在专业以及专业目录代码填写。参见附件4。7 8年级：指面向的年级（如填写2002级）。8 9课程或项目名称：指该实验项目所归属的课程名称或科研课题、生产项目名称。按照附件2实验室课程名称库中给定的填写。9 15获奖等级：指实验项目的获奖等级，若获多级奖励，只填最高一级。10 16实验项目首开时间：从03年（包括03年）以来的新开实验课程

10、要注明开课时间；03年以前开的实验课，一般按照实际开课时间填写，但如果不清楚开课时间，此处填“C”。11 17 课程编号：指该实验项目所归属的课程名称的编号，要求与教学计划一致。按照附件2实验室课程名称库中给定的填写。12 实验所用主要设备数量：指本次实验每组所用的主要设备及相应数量。13 实验目的：要求与大纲中所列示的实验目的一致。14 实验项目开发情况：指简要介绍新开的实验项目的开发情况（包括：项目立项级别、支持情况、经费支持情况等）。如不是新开实验项目，可不填列。15 对此实验的考核要求：针对大纲中的考核内容，具体写出本次实验项目的考核要求（如：操作考核记平时成绩、书面考核记平时成绩、实

11、验报告书记实验成绩等。可多选。）实验类型说明实验按形式和内容不同可分为演示性、操作性、验证性、综合性、设计性和自主研究（创新）性等类型。不同类型实验的实验目的、方法、特点和适用范围各不相同。（一）演示性实验：由教师操作，学生仔细观察，验证理论、说明原理和介绍方法；（二）操作性实验：学生按要求，动手拆装和调试实验装置或上机操作、简单程序设计和数据处理，掌握其基本原理和方法；（三）验证性实验：按照实验教材（或实验指导书）的要求，由学生操作验证课堂所学的理论，加深对基本理论、基本知识的理解，掌握基本的实验知识、实验方法和实验技能、实验数据处理，撰写规范的实验报告；（四）综合性实验：指实验内容涉及本课

12、程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。可以是学科内一门或多门课程教学内容的综合，也可以是跨学科的综合。运用多方面知识、多种实验方法，按照要求（或自拟实验方案）进行实验，主要培养学生综合运用所学知识和实验方法、实验技能，分析、解决问题的能力；（五）设计性实验：给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。可以是实验方案的设计，也可以是系统的分析与设计。学生独立完成从查阅资料、拟定实验方案、实验方法和步骤（或系统的分析与设计）、选择仪器设备（或自行设计、制作）并实际操作运行，以完成实验的全过程，同时形成完整的实验报告，主要培养学生组织能力和自主实验的能力；（六）综合设计性实验：性质为设计性实验，同时内容涉及专业基础或专业一门或多门课程教学内容的综合。（七）自主研究创新性实验：运用多学科知识、综合多学科内容，结合教师的科研项目，由学生自行研究实验方案、开展实验。初步掌握科学思维方式和科学研究方法，学会撰写科研报告和有关论证报告，培养学生创新意识与能力。