《系统工程》课程教学大纲.docx

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1、系统工程教学大纲一、课程基本信息课程名称系统工程Systems Engineering课程编码CTL122221020开课院部控制科学与工程学院课程团队系统工程教学团队学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时32适用专业自动化授课语言中文先修课程线性代数、自动控制原理课程简介 （限选）系统工程是复杂工程项目设计与管理的多学科交叉领域，涵盖控制论、信息论、应用数学、经济学、管理学等多个学科。该课程是为 自动化专业开设选修课，主要介绍工程和管理等科学中的建模、分析、评价与优化方法。通过本课程的学习，使学生了解系统工程的基本 概念和方法，掌握相关软件工具的使用，培养学生以系统工程方法

2、解决控制工程中问题的能力。Systems engineering is an interdisciplinary field on how to design and manage complex engineering projects, overlapping cybernetics, information theory, applied mathematics, economics, management science, and other disciplines. The course is optional for students majoring in automation

3、and introduces the modeling, analysis, evaluation, and optimization approaches rooted in engineering and that management. This course will help students to understand the basic concepts and methodologies, master the software toolbox, and provide students with the skills necessary to tackle the probl

4、ems of control engineering by using an engineering system approach.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：能认识到系统工程是研究复杂工程问题的一门综合性学科，掌握系统工程的常用建模与分析 方法。是2. 32.32M2目标2：考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等制约因素影响，从技术、经济等角度对设计 方案的可行性进行评价。是3.33.33M3目标3 ：理解并掌握工程管理与经济决策的中的分析模型与优化方法。是11. 111. 14M4目标4 ：掌握利用MATALB等软件对

5、系统进行分析、建模、预测以及优化的方法。是5.45.45M5目标5：能够从系统工程的角度出发，客观评价工程实践对社会、健康、安全、法律以及文化等方面 的影响。是6.26.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第一章系统工程 概述本章重点难点：系统工程概念、系统工程方法Ml/21. 11.1系统工程的产 生及发展系统工程的概念与特点、系统工程的研究对象、系统工程的应 用Ml1讲授/讨论1作业/自学31.21.2系统工程的方 法与步骤系统工程的工作过程、系统分析原理、系统工程方法论Ml2讲授/讨论2作业/自学4第2章第二章系统建模 与预

6、测本章重点难点：线性回归、非线性回归、时间序列模型M1,M4/52. 12.1系统模型系统模型概述，系统模型的定义、系统模型分类M1,M41讲授/讨论1作业/自学62.22. 2系统建模方法 概述系统建模的基本原则、系统建模的思考方法、系统建模的一般 步骤M1,M41讲授/讨论1作业/自学72.32.3线性回归线性回归模型、最小二乘法Ml, M41讲授/练习1作业/自学82.42.4非线性回归非线性回归模型线性化M1,M41讲授/练习1作业/自学92.52. 5时间序列分析时间序列模型M1,M41讲授/练习1作业/自学102.62.6线性回归案例M1,M42练习/讨论2作业/自学11第3章第三

7、章系统分析本章重点难点：主成分分析、聚类分析M2/123. 13.1系统分析概述系统分析的定义、系统分析的特点、系统分析的要素、系统分 析的步骤M21讲授/讨论1作业/自学133.23.2常用的系统分 析方法主成分分析、聚类分析M22讲授/讨论2作业/自学14第4章第四章系统评价本章重点难点：模糊综合评判M2, M5/154. 14.1系统评价概述系统评价基本概念、系统评价与决策、系统评价的步骤与内容M2, M51讲授/讨论1作业/自学164.24.2系统评价方法关联矩阵法、模糊综合评判法M2, M52讲授/讨论2作业/自学17第5章第五章线性规划本章重点难点：单纯形法、目标单纯形法M3, M

8、4/作业/自学185. 15.1线性规划问题 及数学模型线性规划概念、线性规划的图解法、线性规划标准形式M3, M41讲授/讨论1作业/自学195.25.2线性规划求解 方法单纯形法、改进单纯形法、对偶单纯形法、内点法M3, M42讲授/练习2作业/自学205.35. 3整数规划分枝定界法、。-1型整数规划隐枚举法M3, M41讲授/练习1作业/自学215.45.4目标规划目标规划数学模型、目标规划的图解法、目标单纯形法M3, M41讲授/练习1作业/自学225.55.5线性规划案例M3, M43练习/讨论3作业/自学23第6章第八早非线性规 划本章重点难点：不精确一维搜索方法、变尺度法、惩罚

9、函数法M3, M4/246. 16.1非线性规划基 础知识非线性规划概念、模型及分类M3, M41讲授/讨论1作业/自学256.26.2 一维搜索方法二分法、黄金分割法、割线法、不精确一维搜索方法M3, M41讲授/练习1作业/自学266.36.3无约束多变量 极值问题求解方法直接法、一阶梯度法、牛顿法、共匏梯度法、变尺度法M3, M42讲授/练习2作业/自学276.46.4约束多变量极 值问题中求解方法惩罚函数法、乘子法M3, M41讲授/练习1作业/自学286. 56.5非线性规划案 例M3, M43练习/讨论3作业/自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1作业针对课程内容布置习题及

10、综合性大作业，学生根据所学知识完成系统建模、分析与优化等任务。鼓励学生使用不同方 法、不同软件来完成作业。60%2平时表现在机房安排系统工程建模、分析、评价及优化部分的教学过程，学生在学习相关知识后运用MATLAB等软件完成相关练 习。通过学生的表现及程序进行考核。20%3报告教师通过案例分析引导学生从多角度对工程实践进行评价，使学生意识到工程师所应当承担的重要责任。通过案例分析 演讲与讨论坏书，要求学生针对具体案例进行分析讨论，完成案例分析报告，阐述工程师所应承担的责任。20%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml作业100%A-对系统工程相关概念理解正确，熟练掌握与运用系统

11、工程的建模与分析方法。B-对系统工程相关概念理 解较为正确，能够较熟练地掌握与运用系统工程的建模与分析方法。C-对系统工程相关概念理解基本正 确，基本掌握与运用系统工程的建模与分析方法。D-不能理解系统工程相关概念理，不能掌握系统工程的 建模与分析方法。2M2作业100%A-能够熟练掌握与应用系统评价方法，对案例能够从多种角度进行合理分析与评价。B-能够较为熟练地掌 握与应用系统评价方法，对案例能够从某些角度进行较为合理地分析与评价。c-基本掌握与应用系统评价 方法，对案例能够从某角度进行基本地分析与评价。D-不能掌握系统评价方法，对案例进行合理分析与评 价。3M3作业100%A-能够针对具体

12、问题建立准确的数学模型，熟练掌握各种规划问题求解方法，能够选择恰当的方法求解具 体问题。B-能够针对具体问题建立较为准确的数学模型，掌握规划问题求解方法。C-能够建立基本正确的 数学模型，基本掌握规划问题求解方法。D-不能针对具体文件建立规划模型，不能掌握规划问题的求解方 法。4M4平时表现100%A-熟练掌握MATLAB等软件的使用，能够通过软件帮助或查阅资料独立解决编程中遇到的问题，程序结构清 晰简洁，运行结果正确。B-能够较为熟练地使用MATLAB等软件求解具体问题，能够在必要指导下完成程序 设计，程序运行结果正确。C-基本掌握MATLAB等软件的使用，在编程遇到问题时需要较多的指导与帮

13、助， 程序运行结果正确。D-不能掌握MATLAB等软件的使用，程序设计存在较严重错误，不能获得正确的运行结 果。5M5报告100%A-针对具体案例，能够合理评价工程实践对社会、社会、健康、安全、法律以及文化等多方面的影响，对 工程师所应承担的责任有止确的理解和充分地分析。B-能够较合理地分析与评价工程实践对社会、安全等 某些方面影响，较好地理解工程师所应承担的责任，并进行分析。c-能够基本合理地分析与评价工程实践 对社会某个方面的影响，认识到工程师所应承担的责任并进行。D-不能分析和评价工程实践对社会的影 响，对工程师所应承担的责任没有正确的认识。评分等级说明：A, B, C, D, E = 90-100, 80-89, 70-79, 60-69, 0-59; A, B, C, D = 90-100, 75-89, 60-74, 0-59; A, B, C=90-100, 75-89,60-74, 0-59; M, N = 80-100, 0-79六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1系统工程（第二版），杜瑞成，机械工业出版社，2007.2图书1系统工程（第四版），汪应洛，机械工业出版社，2011.3图书系统工程原理与实践，胡保生，西安交通大学出版社，2006.4图书1系统工程导论（修订版），吕永波，清华大学出版社，2012.