教育部产学合作协同育人 MATLAB/Simulink 项目

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车辆

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《汽车智能控制综合课程设计》

《汽车智能控制综合课程设计》基于 MATLAB 软件与低成本 TI C2000 快速原型控制器,围绕两挡新能源汽车永磁同步电机矢量控制与换挡控制技术展开。内容包括基于 MATLAB/Simulink/Simscape/Stateflow 的电机矢量控制、换挡电机位置与换挡力控制仿真建模、换挡控制逻辑设计,以及基于 TI C2000 的永磁同步电机与换挡电机实机控制实验。课程设置 5 个仿真与实机实践环节,涵盖两挡电驱动系统仿真、换挡电机位置与换挡力闭环控制、电机转速转矩控制及换挡逻辑仿真等。

吴斌,北京工业大学

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《车辆智能化技术》

《车辆智能化技术》面向智能驾驶算法开发,依托 MATLAB/Simulink 基础仿真平台,应用 RoadRunner 等系列工具箱进行实践教学,完成了 RoadRunner 交通场景仿真与 Simulink 控制模型的开发,构建“汽车 + AI”的全新的跨学科培养的智能汽车实践课程。

胡宏宇,吉林大学

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《车辆动力学》

《车辆动力学》课程是车辆工程专业的一门专业核心课程,它主要研究汽车数学建模与仿真的理论基础知识以及车辆动力学、运动学模型的构建方法,利用数学、力学搭建整车及其零部件的动力学模型,求解车辆在不同工况下的受力与运动的关系。

本课程利用 MATLAB/Simulink 软件以及 Simscape/Powertrain Blockset/Vehicle Dynamics Blockset 等工具箱,使用物理建模方法,快速而便捷地搭建准确的整车和零部件模型;减少了传统的车辆动力学课程教学中枯燥而繁琐的理论推导、编程求解等手工环节。

黄兵锋,湖北汽车工业学院

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《基于 MATLAB 和 SLAM 的自动驾驶实​践》

《基于 MATLAB 和 SLAM 的自动驾驶实​践》是基于 MATLAB 进行自动驾驶的理论授课,结合 MATLAB 与 ROS、ROS2 小车进行自动驾驶实践。通过 Simulink 与 Gazebo 仿真,实现 MATLAB 与 ROS 的结合。

金晔,上海交通大学

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电子信息

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《信号与系统》

《信号与系统》基于浙江大学信息与电子工程学院在该课程的多年教学积累,规划了“便携式、强互动、全覆盖”的 MATLAB 实时脚本集,包括一维和二维信号卷积、声音和图像文件的滤波、吉布斯现象展示、信号的调制与解调、快速傅里叶变换、求解微分和差分方程、滤波器设计等基本实验单元。 应用这些实时脚本可促使学生有效掌握理论知识,并迅速提高实践应用能力。《信号与系统》课程视频也已上传至 Bilibili,点击量已过百万,是很有影响力的电子信息专业课视频。

胡浩基,浙江大学

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《电磁场与电磁波》

《电磁场与电磁波》是电子信息类专业本科基础课程,涉及大量的场论和矢量分析等数学知识;覆盖内容较广,且有一定的深度,理论分析内容较多,难度较大。项目按照课程知识结构编写 MATLAB 案例,涵盖矢量分析、静电场、静磁场、静态边值问题的解法、时变电磁场、电磁波的传播及电磁波的辐射等方面的内容。为方便广大师生使用,项目成果提供有《电磁场与电磁波》教学大纲(含课程设计)、全套课件、全套 MATLAB 代码(含课程设计)以及有助于课程开展的教学参考论文。

梅中磊,兰州大学

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《前沿通信系统设计》

《前沿通信系统设计》围绕前沿无线通信系统:WiFi 系统、LTE/5G 系统、通信感知一体化系统以及基于 AI 的目标信号调制识别系统等进行研究和探讨,帮助学生阅读 WiFi 和 LTE 系统物理层和 MAC 协议,掌握通信标准设计基本思路,了解 5G 系统的创新技术,了解通信感知一体化系统,了解基于 AI+ 无线通信系统,能够利用 MATLAB 对 802.11a/b/g/n/ac 协议、LTE 协议进行功能仿真,并能够利用软件无线电 (USRP) 进行协议验证。

吴光,南方科技大学

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《工程问题建模与仿真》

《工程问题建模与仿真》属于案例研究的实践类课程,教学形式是学生自主实验为主,课堂辅导讲座为辅。具体地,本课程的研究课题分为三个模块:模块 1,围绕组合优化问题开展 MATLAB 设计,最终解决一个测量装置在大规模制造中的标定问题;模块 2,概率统计方法进行系统可靠性建模和优化仿真,通过布丰投针实验和混联系统的使用寿命了解蒙特卡罗仿真方法,进而解决一个综合任务;模块 3,利用 AI 深度学习技术实现图像目标检测和分割。

杨宇红,上海交通大学

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计算机与人工智能

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《机器学习与深度学习》

《机器学习与深度学习》课程详细介绍了经典机器学习算法(BP 神经网络、支持向量机、决策树、随机森林)与深度学习模型(卷积神经网络、长短时记忆神经网络、迁移学习、生成式对抗网络、YOLO 目标检测、U-Net 语义分割、自编码器)的工作原理,并基于 MATLAB 深度学习工具箱展示了上述模型的具体代码实现过程。

郁磊,山西大学

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《人工智能实验》

《人工智能实验》作为《人工智能》理论课的配套实验课,实验内容既有经典人工智能问题,也有新兴的机器学习、深度强化学习等实验项目,实验目的是培养学生应用人工智能思想、方法及技术解决问题的能力和一定的创新能力。

伍丽华,中山大学

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《人工智能与数据分析》 《机器人项目与解决方案》

《人工智能与数据分析》课程系统介绍智能计算机系统设计的基本思想与核心技术,重点强调统计建模与决策理论范式。

《机器人项目与解决方案》课程系统介绍人工智能的基本概念、发展历程、应用场景以及AI伦理问题,涵盖进化计算、人工神经网络、模糊逻辑与模糊系统及其他 AI 子集,并结合工业 4.0 智能制造系统案例进行实践分析。

李娜,西安交通利物浦大学

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《机器人项目与解决方案》:点击课件

《高性能计算实验》

《高性能计算实验》介绍了现代计算机 CPU 和 GPU 硬件架构的发展,介绍了多核与众核的并行编程技术,给出了并行程序的设计方法,详细阐述了 MATLAB 并行计算工具箱的使用方法并给出了程序示例。最后给出了基于 MATLAB 的并行算法设计例子。

朱虎明,西安电子科技大学

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数学

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《数值分析实验》

本课程是《数值分析》对应的实验课程,采用 MATLAB 软件为算法设计平台,主要通过上机实验的方式强化学生的算法实现能力,通过数值算例分析算法的性质,内容涵盖非线性方程求解、线性代数方程组求解、插值与拟合、数值优化、特征值计算和常微分方程数值求解等数值分析的主干问题,是信息与计算科学专业的核心专业课程。

钟柳强,华南师范大学

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《数学实验》

《数学实验》课程以 MATLAB 为实验平台,以大学数学三门主干课程(高等数学、线性代数和概率论与数理统计)的核心知识点组织实验内容,开发了基于 MATLAB 的实时脚本的数学实验课件;参与项目的任课教师使用 MATLAB Grader 构建了课堂实时测验和课后作业在线系统。

陈华,中国石油大学(华东)

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《数学建模方法选讲》

《数学建模方法选讲》以数学模型的基本原理和方法为基础,采用以应用案例讲解为主的教学方法,课程包括数学建模概述、MATLAB 软件介绍、线性规划、非线性规划、数据插值与曲线拟合、微分方程建模、机器学习与 MATLAB 软件、历年竞赛案例赏析等共计八个章节。课程基于 MATLAB 软件,讲解数学建模的完整过程,包括问题分析、模型假设、符号解释、模型建立、模型求解和模型验证,旨在提高学生的数学建模能力。

田东红,西南石油大学

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自动化

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《MATLAB/Simulink:编程、计算与仿真》

《MATLAB/Simulink:编程、计算与仿真》全面介绍 MATLAB 语言的编程方法,包括数据结构、语句结果、流程控制、函数编写与面向对象编程技术等,并介绍 MATLAB 语言在微积分、线性代数、代数方程、微分方程、最优化与数据处理领域的问题求解方法;本课程还介绍基于 Simulink 的系统建模与仿真方法。

薛定宇,东北大学

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《自动控制理论》与《过程控制》实验

《自动控制理论》与《过程控制》实验课程资源使用 MATLAB、MATLAB App Designer 和 Simulink,实现控制系统的仿真与综合设计。具体内容包括控制仿真基础实验、二阶系统阶跃响应实验、连续系统串联校正(超前及滞后校正)实验、旋转倒立摆的平衡控制实验和球杆系统控制实验;过程控制对象——三容水箱的控制系统的仿真与综合设计。包含 MATLAB 实时脚本、交互式 App、Simulink 模型以及实验指示书,适用于《自动控制理论》和《过程控制》课程的实验教学和仿真学习。

吕文祥、白玉琦,清华大学

《自动控制理论》实验:点击课件

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《航空航天实验》

《航空航天实验》针对《飞行力学》课程知识点多、理论抽象、学生理解难度大的问题,本项目基于 MATLAB/Simulink 仿真平台,研制了一套硬件在环 (HIL) 飞行力学仿真实验装置。该装置涵盖固定翼与多旋翼两类飞行器,集成参数可调控制器与实时数据传输功能,实现了飞行仿真模型与实物模型的可视化交互。围绕不同教学层次,设计了体验/验证型、测量/分析型及综合创新型系列实验,将课程内容形象化与实物化,有效支撑课堂教学与实践能力培养。

张晓辉,上海交通大学

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电气与能源

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《电力电子技术》

《电力电子技术》课程资源基于 MATLAB、Simulink 、Simscape 和实时脚本,将电力电子技术的教学课件、仿真模型与可调参数的虚拟、硬件实验有机融合,涵盖器件、基本换流电路、FPGA 硬件在环 (FIL) 及 HVDC、FACTS 工程应用等内容,用于支持电力电子相关课程,如《电力电子技术》、《电力电子技术应用》和《高压直流输电》等的理论、实验与仿真教学,帮助学生深入理解原理并开展建模与实验预习。

刘晋,华北电力大学

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《综合能源系统导论》

《综合能源系统导论》课程资源面向“双碳”目标下的综合能源系统教学需求,围绕多能互补与协同优化,系统介绍煤炭、石油、天然气、核能、水能、太阳能与风能等能源类型的特性与运行机理,构建电力网、燃气网与热力网模型并形成综合能源系统仿真框架。课程基于 MATLAB 实时脚本,通过数据可视化、参数交互与分单元执行,直观展示综合能源系统协同运行与优化过程,为相关课程的理论教学、建模学习与仿真实践提供可复用的教学资源支撑。

胡秦然,东南大学

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机械与自主系统

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《机械原理课程设计》

基于 MATLAB 的《机械原理课程设计》,利用先进工具开展机构运动学与动力学分析及机器人机构运动仿真。课程内容包括 MATLAB 基本语法、脚本与函数编写、绘图和符号计算;基于 Simulink/Simscape Multibody 的曲柄滑块、曲柄摇杆等四杆机构动力学仿真、串联与并联两自由度机器人点位与连续轨迹控制,以及平面与空间三自由度机器人轨迹规划与运动仿真,并介绍四自由度机器人建模与仿真。课程设置 7 项实验,涵盖曲柄滑块、曲柄摇杆、串联与并联机器人及多自由度机器人仿真。

卜王辉,同济大学

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《机器人系统》

《机器人系统》采用项目制课程设计,通过课内讲解与学生课后学习实现对机器人系统关键技术的掌握和应用。学生将会完成一定的机器人项目,将理论学习结合进项目实践,练中学,期望学生能通过本课程更自主积极地学习机器人系统相关知识,并在课程以后能进一步探索并开展机器人技术的深入研究。

徐俊,西安交通大学

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物理学

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《计算物理》

《计算物理》主要利用 MATLAB 科学计算软件开展教学,算法讲解和应用并重:不仅要求学生掌握 MATLAB 平台中的现有指令和函数的使用方法,同时要求学生利用课堂讲授的算法自己编程实现一些重要的指令(如 ODE45 函数,ROOT 求根函数),并将自编程序与 MATLAB 模块和函数的功能和效率进行对比,实现学生对 MATLAB 指令与函数的“知其然,也知其所以然”。本课程选择了 6 个学生有一定知识背景且较为复杂的物理问题开展物理专题教学,提高了学生利用数值计算处理复杂物理问题的能力,同时也可以促进学生对其他物理课程的学习。

蒋臣威,西安交通大学

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《大学物理实验》

《大学物理实验》包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理等基础实验内容,课程中涉及到的很多微观物理模型(如电子运动、热碰撞、干涉衍射、量子跃迁等)不易进行直接观察和测量,MATLAB 在科学计算、可视化以及交互式程序设计的优势可以与课程形成互补。本项目借助 MATLAB 在科学计算和可视化方面的优势,将物理过程和物理模型可视化,开发和设计系列物理实验虚拟仿真模型,帮助学生更好地理解物理模型,部分案例还可以帮助同学规范地进行学术研究。

翟立朋,西安交通大学

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地理科学

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《地球物理》

为了有效克服地质类专业《地球物理》课程学时的限制,提高课程中模拟计算学习效果,提升课堂中的实践互动,兰州大学《地球物理》课程依托 MATLAB 平台进行课程改革和实践应用,构建课程内容 + 数值计算 + MATLAB 程序的教学模式,在课堂中引入 MTALAB Mobile 平台实现互动教学,课后强化以 MATLAB 程序为依托促进数值计算部分,提高了学生利用程序理解复杂地球物理计算问题的能力,同时也促进学生对其编程和计算的学习。

周文纳,兰州大学

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医学

课程名称 简介 任课教师 课件链接
《物理诊断学》

《物理诊断学》是为华中科技大学临床医学生开设的必修课,这是一门实验实践类课程。将大数据、软件等新技术引入临床医学实践课程,通过设置若干典型的数字化实验,以物理诊断学课程为契机,进行疾病数据可视化、医学图像处理、深度学习智能诊断辅助等实验。培养学生利用新的信息化技术提升临床实践的意识和能力,具体包括计算思维培养、工具的使用和对临床问题的分析和解决能力,从根本上提升临床医学的教学效果,也为未来的科研能力打下基础。

邱康丽,华中科技大学

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