20.复杂系统建模与仿真-研究生课程教学大纲-王蕊课程教学大纲.doc

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《复杂系统建模与仿真》教学大纲

课程英文名称

ModelingandSimulationofComplex?Systems

开课院系

电子信息与自动化学院

课程类别

学科选修课、专业技术课

授课对象

1.学术型，2.专业学位

授课方式

1.讲授类2.研讨类3.专题类4.前沿类

课程总学时

36

课程总学分

2

开课学期

第2学期

适用专业

控制科学与工程；控制工程（工程硕士）等

预修课程

矩阵论、现代控制理论、Matlab、C语言等

主讲教师1

王蕊

职称

副教授

主讲教师2

王力

职称

教授

课程简介（500字以内）：

随着复杂性科学的兴起，越来越多的学者发现其在整个社会、经济、军事、生态等广泛的领域里都有着重要的应用和意义。复杂系统结构复杂，内部具有大量的交互成分并且交互过程频繁，难以用解析法、数值分析方法或其他形式化、半形式化方法来解决，仿真方法是目前最有效的解决途径。因此，学习复杂系统建模与仿真的方法，掌握典型的仿真技巧和方法对于深入研究复杂系统具有重要的意义。

本课程讲授复杂系统的基本概念，基于多主体系统的计算机建模的相关方法、相关的软件工具，讨论多主体模型的应用实例，研究此类方法在控制系统中的应用，拓展科研思路等。

课程内容涉及复杂系统的定义、理论讨论；基于多主体、智能体的建模方法与仿真方法学的研究，以及计算机模型的研究；学习多主体建模的软件工具；讨论多主体模型的实例；讨论基于多主体的建模与仿真在控制领域中的应用，并对该类问题进行开放式讨论和研讨。

通过本课程的学习，学生需要了解复杂系统的多种建模方法和思路，掌握几种模型以及建模的方法和仿真软件。

课程教学目标与基本要求：

教学目标：

通过学习本课程，学生能够了解复杂系统的概念、复杂系统理论的综合分析以及应用。掌握典型复杂系统基本的建模与仿真方法，并能将新技术、新方法应用于典型复杂系统的建模与仿真中，培养学生对复杂系统的分析和建模的能力，能够对新型复杂系统的建模等提供分析与设计策略。

基本要求：

了解复杂系统的基本概念；了解该类系统建模仿真的概念；熟悉常用的系统建模与计算机仿真方法；掌握基于Agent（主体）的建模与仿真方法学；掌握连续控制系统建模与仿真方法；掌握离散控制系统建模与仿真方法；熟悉随机系统建模与仿真方法；掌握对多主体建模的方法、软件与实例；熟悉系统学习与进化模型；了解控制系统建模与仿真的新技术。

课程考核方式和成绩计算评定：

1．考核方式：考试（）；考查（√）

2．成绩评定：

总评成绩构成：平时考核（60）％；中期考核（0）％；结课报告（40）％

平时成绩构成：考勤考纪（30）％；作业（40）％；读书报告（30）％。

课程内容及详细教学计划

授课内容（细化到章、节、目）

教学目标

授课模式

引论（2学时）

=1\*GB3①计算机建模方法导论；=2\*GB3②计算机建模兴起的时代背景；=3\*GB3③计算机建模方法的基础理论

了解复杂系统的定义、基本建模方法

传统讲授、多媒体教学

第2章基于多主体系统的计算机模型（4学时）

=1\*GB3①多主体系统及建模；=2\*GB3②作为方法论的多主体建模；=3\*GB3③多主体建模的一般流程；=4\*GB3④多主体建模的设计准则和适用范围

认识多主体系统及建模的一般流程及方法

传统讲授、多媒体教学

第3章基于主体的计算经济学（2学时）

=1\*GB3①超越新古典经济学；=2\*GB3②ACE的理论框架；=3\*GB3③ACE的研究范畴；=4\*GB3④ACE研究的共性与一般过程。

了解基于主体的计算经济学理论，掌握其研究范畴并学会应用于其它领域

传统讲授、多媒体教学

第4章多主体建模的软件工具（2学时）

=1\*GB3①多主体建模软件综述；=2\*GB3②Swarm；=3\*GB3③Repast；=4\*GB3④Ascape

了解多主体建模软件及其应用，掌握一种工具

传统讲授、多媒体教学

第5章多主体模型实例（8学时）

=1\*GB3①阿克洛夫模型；=2\*GB3②ASPEN的Swarm模型；=3\*GB3③国会山保姆公司模型；=4\*GB3④SARS的爆发和控制机制模拟

掌握多主体模型实例的建模方法应用

传统讲授、讨论、多媒体教学

第6章系统动力学与DYNAMO语言（4学时）

=1\*GB3①系统动力学概述；=2\*GB3