首批CCF教学案例大赛资源上线：涵盖控制仿真、算法与机器人等9大方向

首批CCF教学案例大赛资源上线：涵盖控制仿真、算法与机器人等9大方向 - 教程

同元软控致力于构建开放共享的技术资源生态，持续推动行业知识与技术成果的流通互促。MoHub平台汇集了第二届全国计算机教学案例大赛（CCF 教学案例大赛）的一批优质获奖作品资源，包含模型源码以及详细的使用说明与完整讲义，既可作为高校师生的教学辅助工具，也能为建模仿真爱好者提供实践参考，助力企业用户敏捷验证技巧可行性，为业务发展节省时间与成本。

「CCF教学案例大赛」系列共分为2期，首期9个案例涵盖从基础算法到复杂工程平台的多维度内容，可为相关课程建设、实验设计及工程应用提供有力支持。在此向将作品开源的各位老师致以衷心的感谢！

案例1 汽车制动控制虚拟仿真与硬件在环实验平台

1.获奖团队

学校：哈尔滨工业大学

团队成员：井后华、刘海峰

2.开发环境

系统建模仿真环境 MWORKS.Sysplorer

框图与状态机建模仿真环境 MWORKS.Sysblock

3.案例介绍

案例主要围绕车辆动力学模型的建立和优化展开，结合现代控制理论和数值仿真技术，深入研究和分析了轮胎特性、车轮动力学、以及制动系统的相互作用，最终实现了车轮在制动过程中防止抱死的功能。在此基础上，本案例拓展了不同ABS控制算法的防抱死控制，以及主动紧急制动（AEB）控制算法。

案例2 MWORKS中的ODE求解与数学建模实践

1.获奖团队

学校：苏州大学

团队成员：王义乾、楼嘉霖、卢培培、顾振华、钱跃竑

2.开发环境

科学计算环境 MWORKS.Syslab

3.案例介绍

教学案例源自苏州大学本科课程《数学模型与数学软件》，案例以国产科学计算与系统建模仿真平台MWORKS为支撑，围绕“理论推导-模型构建-算法实现-结果解析”四维能力培养目标，系统训练学生将实际疑问转化为常微分方程模型并进行可靠数值求解的能力。通过数值实验驱动理论认知、多案例螺旋式训练及Runge-Kutta方法完整推导等环节，有效提升学生对算法精度、稳定性与刚性挑战的理解。

案例3 永磁同步电机高性能控制算法仿真

1.获奖团队

学校：南京理工大学

团队成员：颜建虎、单梁

2.研发环境

系统建模仿真环境 MWORKS.Sysplorer

框图与状态机建模仿真环境 MWORKS.Sysblock

3.案例介绍

案例搭建了永磁同步电机（PMSM）的高性能控制系统仿真模型，深入对比研究了磁场定向控制（FOC）、直接转矩控制（DTC）和模型预测控制（MPC）三种先进算法的动态性能、转矩脉动与效率，细致对比并分析了不同算法在动态响应速度、转矩控制精度、鲁棒性以及计算复杂度等方面的性能差异，清晰地揭示了各类控制算法的内在机理与设计要点，同时为算法选择、性能优化和教学实践提供了直观且可靠的仿真依据。

案例4 纺织物主色提取与频域优化仿真实验

1.获奖团队

学校：武汉纺织大学

团队成员：王闵、向昊林、朱兰艳

2.研发环境

科学计算环境 MWORKS.Syslab

3.案例介绍

案例环境展示了纺织物图像处理的全流程：开始对三类样本进行颜色空间转换（RGB/HSV/Lab），分析其特性；随后利用K-means聚类算法在RGB与HSV空间进行主色提取，精准获取织物色彩组成；最后针对噪声图像，通过FFT频谱分析与频域滤波（低通、高通、带阻）进行优化，并以MSE、PSNR、SSIM指标定量评估滤波效果。案例完整复现了从颜色分析到特征提取与图像增强的核心技术，具备很强的工程应用与教学价值。

案例5 电动冲击扳手冲击机构架构建模与仿真分析

1.获奖团队

学校：贵州民族大学

团队成员：杨兴龙

2.开发环境

系统建模仿真环境 MWORKS.Sysplorer

3.案例介绍

以电动冲击扳手内部的冲击机构作为研究对象，利用MWORKS.Sysplorer进行系统建模与仿真，探讨影响电动扳手冲击块角速度的因素，以及求解最佳碰撞角的方法，为样机设计提供参考。通过案例为读者提供三维模型导入、参考标架、标架的借鉴，以及自建三维模型自定义运动副的方法。

案例6 非对称加密原理及实践

1.获奖团队

学校：北京邮电大学

团队成员：侯璐、赵慧

2.开发环境

科学计算环境 MWORKS.Syslab

3.案例介绍

案例选自《区块链技术与应用》密码学基础部分，重点讲解非对称加密算法的数学原理。从对称加密的局限性引入，逐步解析RSA算法及其数论基础——中国剩余定理等关键理论。借助MWORKS.Syslab工具进行加密实践，学生可通过修改参数深入理解算法机制，巩固理论基础，为后续学习数字签名、比特币与以太坊等内容奠定坚实基础。

案例7 移动机器人融合定位与仿真

1.获奖团队

学校：盘锦职业技术学院

团队成员：李文瑞、张洪雷、丛榆坤、陈金阳、王帅、王子昕

2.构建环境

科学计算环境 MWORKS.Syslab

3.案例介绍

使用MWORKS实现卡尔曼滤波算法，应用于移动机器人定位与导航的仿真与优化。学生通过MWORKS平台实现卡尔曼滤波，去除传感器噪声，提升二维平面内的定位精度。课程中，MWORKS用于机器人状态初始化与实时更新、传感器数据融合与噪声建模，以及运动轨迹与误差的可视化展示。通过这些实践，学生加深了对卡尔曼滤波算法的理解，掌握了如何利用MWORKS优化定位与导航系统。

案例8 智链安全-MWORKS赋能的信安算法实验

1.获奖团队

学校：西安邮电大学

团队成员：魏雅娟、杨腾飞、黄文华、任方、秦宝东

2.开发环境

科学计算环境 MWORKS.Syslab

3.案例介绍

《信息安全算法实验》是一门多学科融合的实践课程，依托国产MWORKS软件开展教学。课程设置“密码宝盒”、“安全密码检测”、“迷宫密码门”等五个实验项目，涵盖进制转换、递归算法、数论等多个核心知识点。培养学生分析算法，锻炼其逻辑思维能力和想象力，并鼓励学生运用算法知识解决信息安全中的实际问题，培养学生的独立科研的能力和理论联系实践的能力。

案例9 并励直流电动机特性仿真与调速分析

1.获奖团队

学校：盘锦职业技术学院

团队成员：王帅、张洪雷、丛榆坤、陈金阳、李文瑞、王子昕

2.编写环境

平台建模仿真环境 MWORKS.Sysplorer

3.案例介绍

本案例教学将理论剖析、仿真实验与课程思政有机结合，系统讲解直流电机结构、工作原理、励磁方式及调速方法。学生通过MWORKS.Sysplorer搭建模型，仿真分析自励建压与动态调速过程，培养多因素关联分析及工程实践能力。课程注重对比理想模型与真实工况，引导学生理解非线性问题与误差控制逻辑，并通过分组实验强化安全规范与职业责任意识，实现从理论认知到工程应用的全流程训练，为今后从事电气设备调试、维护与管理岗位奠定扎实基础。