机械工程学院关于春学期海外教师主导本科全英文课程的开课通知--《机电系统建模与仿真》

课程名称：

《机电系统建模与仿真》

Introduction to modeling and simulation of mechatronic systems

课程学分：2学分

课程简介：

欢迎来到《机电系统建模与仿真》——这门课程将为你打开机电系统先进建模与数值仿真的新世界！在全球化和智能化的时代，机电系统已成为现代工业、机器人技术、自动化以及智能设备的核心。本课程邀请德国德累斯顿工业大学自动化领域资深教授Klaus Janschek主讲，基于德国德累斯顿工业大学的现有同名课程开展,以国际化视角，融合理论与实践，帮助你掌握机电系统的多领域先进建模与数值仿真分析技术，培养解决复杂工程问题的能力。

课程亮点：

1.      国际化视野：课程内容结合前沿技术和工程案例，与国际顶尖大学同名课程接轨，让你感受原汁原味的海外课堂教学氛围，使你具备全球竞争力。

2.      实践导向：介绍MATLAB/Simulink等先进工具的使用技巧，通过构建仿真模型、设计仿真实验，测试仿真结果，深入理解机电系统建模和仿真的设计原理。

3.      前沿应用：探索航空航天、机器人、智能制造、自动驾驶等领域的最新技术，了解机电系统建模和仿真技术在解决实际工程问题中的强大作用。

4.      跨学科融合：课程结合机械工程、电子工程、自动化与计算机科学，培养跨学科思维与创新能力。

5.      项目驱动：通过项目引导式作业任务培养理论与实践结合的应用能力，建立系统性解决方案的思维能力，提升你的沟通、协作与管理能力。

课程内容：

·     基于欧拉-拉格朗日能量法的机电系统通用建模方法(energy-based modeling)

·     Matlab/Simulink商用仿真软件背后的常微分方程(ODE)和微分代数方程(DAE)的数值计算原理(numerical integration)，揭示龙格库塔等数值算法在刚性或低阻尼系统中稳定实施的奥秘。

·     基于信号的多端口网络建模方法(port-based modeling)

·     面向对象的物理建模工具(object-oriented physical modeling tools)

·     针对实际工程案例，进行系统性建模与仿真的实用技术

·     综合运用机电系统仿真与建模知识，解决实际工程问题的能力

各类机电系统

课程内容体系示意图

适合人群：

本课程面向对机电系统、智能制造、机器人与自动化领域感兴趣的二至四年级本科生，无论你是机械工程、电气工程、还是计算机科学或控制工程专业的学生，都能在这里找到与你兴趣契合的内容。

授课时间：

2026年3-4月，线下教学，一般为周一、三、五晚上或周六上午，具体授课时间见后续通知，具体教学内容见文末。

授课地点：

浙江大学紫金港校区，线下授课教室待定。

主讲人简介：

Klaus Janschek教授是机电系统控制与自动化领域国际著名专家，在先进控制系统理论及其航天机电系统应用领域取得了突出成就。他1982年于奥地利格拉茨工业大学（TU Graz, Austria）获控制系统工学博士学位。1982-1995年在德国戴姆勒奔驰等公司从事控制系统研发和技术管理工作。1995年起任德国德累斯顿工业大学（TU Dresden）电气与计算机工程学院自动化工程讲席教授、自动化研究所所长以及机械工程学院联合教授，2009-2012年曾任该院院长。2005年在美国斯坦福大学做客座教授。他的研究专长包括视觉导航、数据融合、移动机器人、光学数据处理与光机电一体化、系统设计（系统辨识、性能评估、离散事件系统、机电系统）等。

现任国际自动控制联合会（IFAC）技术局成员，IFAC机械电子学、机器人及元部件协调委员会主席（CC 4 Chair），IFAC应用论文评奖委员会主席，美国航空航天学会（AIAA）委员，德国航空航天学会（DGLR）委员。1999-2009年任德国自动化期刊at-Automatisierungstechnik编委。他曾任德国测量与自动化工程学会（GMA）理事与顾问委员会委员，2003年当选工业合作研究协会（AiF）科学评审理事会理事，2008年当选德国科学研究基金会（DFG）自动化、控制系统及机器人专业科学顾问，2009年任德国科学与人文科学委员会电气工程学科评审专家。2009年获德国Oldenbourg出版社学术期刊atp奖，2004年获IFAC第3届机电系统国际会议最佳论文奖及期刊at-Automatisierungstechnik最佳论文奖，2011和2013年两次获德国VDI机械电子学研讨会最佳论文奖。他担任过很多国际学术会议的主席，并将任2020年IFAC世界大会协调主席，2005年至今担任德国机械电子学大会程序委员会共同主席。曾任2010年IFAC第5届机电系统国际会议的国际程序委员会（IPC）副主编，2006年IFAC第4届机电系统国际会议IPC主席，2004年德国GMA机电系统设计研讨会程序委员会主席，2001年Boppard控制工程学术研讨会程序委员会主席。

合作教师：

朱笑丛副教授(zhuxiaoc@zju.edu.cn)、张超研究员(chao.zhang@zju.edu.cn)

课程考核方式：

   作业(40%~60%)+线下闭卷考试(60%~40%)

教材与参考资料：

[1] Mechatronic Systems Design: Methods, Models, Concepts. Janschek, K., Hardcover, ISBN 978-3-642-17530-5, Springer Berlin Heidelberg, 2012.

[2] 机电系统设计方法、模型及概念. Chinese translation of Mechatronic Systems Design:Methods, Models, Concepts, Janschek, K., Tsinghua University Press Ltd., China, (2 volumes),2017.

预修知识：

理论力学、材料力学、电路原理、机械原理、微积分、线性代数

《机电系统建模与仿真》2026年教学内容