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MATLAB/SIMULINK系统仿真(第2版)

作者：李献

出版社：清华大学出版社出版时间：2023-05-01

开本：其他页数： 492

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版权信息
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内容简介
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作者简介

MATLAB/SIMULINK系统仿真(第2版) 版权信息

ISBN：9787302613930
条形码：9787302613930 ; 978-7-302-61393-0
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
计算机/网络
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MATLAB/SIMULINK系统仿真(第2版) 本书特色

配套资源： 1. 微课视频提供讲解MATLAB基础应用的微课视频，帮助读者快速入门。 2. 程序代码提供书中实例的程序代码，这些代码均已通过调试，帮助读者快速动手实践。 3. 课件素材提供大部分章节的课件素材，便于普通高校教师作为授课的讲义素材。 4. 测试题库提供MATLAB数学建模、科学计算方面的练习题库，便于读者巩固知识。 5. 算法代码提供MATLAB算法的程序代码，帮助读者深入掌握MATLAB数学建模知识。关注“人工智能科学与技术”微信公众号，获取相关配套资源（或到清华大学出版社网站本书页面获取下载链接）。

MATLAB/SIMULINK系统仿真(第2版) 内容简介

本书以MATLAB R2020a为基础，由浅入深全面讲解MATLAB/Simulink软件的应用知识。本书基于认知逻辑编排内容，自始至终采用示例描述，内容完整且每章相对独立，有较大的参考价值。本书分为两部分，共17章。**部分（第1～8章）主要介绍MATLAB基础知识、Simulink仿真基础、公共模块库、仿真命令操作、子系统及其封装、基于S函数建模、系统运行与调试等；第二部分（第9～17章）主要介绍控制系统仿真基础、PID控制系统仿真、模糊逻辑控制仿真、电力系统仿真、机电系统仿真、通信系统仿真、神经网络控制仿真、滑模控制仿真、汽车系统仿真等内容，并提供了仿真示例帮助读者学习。本书以工程应用为目标，讲解深入浅出、内容翔实，可作为理工科高等院校研究生、本科生的教学用书，也可作为广大科研人员和工程技术人员的参考用书。

MATLAB/SIMULINK系统仿真(第2版) 目录

**部分MATLAB/Simulink基础知识第1章初识MATLAB3 1.1操作界面简介3 1.1.1操作界面3 1.1.2当前文件夹4 1.1.3命令行窗口4 1.1.4工作区5 1.1.5命令历史记录窗口6 1.2通识命令6 1.2.1选项卡命令6 1.2.2路径设置7 1.2.3无穷量和非数值量8 1.2.4注释符及常用命令9 1.3基本概念9 1.3.1数据类型概述9 1.3.2常量与变量13 1.3.3字符型数据14 1.3.4运算符14 1.4帮助系统17 1.4.1纯文本帮助17 1.4.2帮助导航17 1.4.3示例帮助18 1.5本章小结18 第2章MATLAB基本运算19 2.1数组运算19 2.1.1数组的创建与操作19 2.1.2数组的常见运算22 2.2矩阵运算25 2.2.1矩阵的生成26 2.2.2矩阵的加减运算29 2.2.3矩阵的乘法运算30 2.2.4矩阵的除法运算31 2.2.5矩阵的分解运算32 2.3符号运算32 2.3.1符号表达式的生成33 2.3.2符号矩阵33 2.3.3常用符号运算34 2.4复数运算35 2.4.1复数和复矩阵的生成35 2.4.2复数运算函数37 2.5本章小结37 第3章Simulink仿真基础38 3.1基本操作38 3.1.1运行Simulink38 3.1.2模块库39 3.1.3打开系统模型40 3.1.4保存系统模型40 3.1.5打印模型框图并生成报告41 3.1.6常用鼠标和键盘操作42 3.1.7环境设置43 3.1.8系统模型构建与运行43 3.2模块与系统45 3.2.1模型文件的创建45 3.2.2模块的连接与处理46 3.2.3仿真参数设置47 3.2.4系统封装51 3.3管理模型版本52 3.3.1管理模型属性52 3.3.2模型文件更改通知53 3.3.3指定当前用户54 3.3.4查看和编辑模型的信息和历史54 3.3.5修改日志54 3.4本章小结55 第4章公共模块库56 4.1模块库概述56 4.1.1模块库的基本操作56 4.1.2常用模块库57 4.1.3信号输出模块库57 4.1.4专业模块库58 4.2信号源模块库58 4.2.1Clock模块59 4.2.2DigitalClock模块59 4.2.3Constant模块60 4.2.4Band-LimitedWhiteNoise模块61 4.2.5ChirpSignal模块62 4.2.6SineWave模块62 4.2.7PulseGenerator模块63 4.2.8RandomNumber模块65 4.2.9Step模块66 4.2.10UniformRandomNumber模块66 4.2.11其他模块67 4.3连续模块库68 4.3.1Derivative模块68 4.3.2Integrator模块69 4.3.3TransferFcn模块70 4.3.4TransportDelay模块71 4.3.5Zero-Pole模块72 4.3.6State-Space模块73 4.4离散模块库74 4.4.1DiscreteTransferFcn模块75 4.4.2DiscreteFilter模块76 4.4.3UnitDelay模块77 4.4.4Memory模块77 4.4.5DiscreteZero-Pole模块78 4.4.6DiscreteState-Space模块79 4.4.7Zero-OrderHold模块80 4.4.8Discrete-TimeIntegrator模块81 4.5查表模块库82 4.5.11-DLookupTable模块82 4.5.22-DLookupTable模块83 4.6用户自定义函数模块库84 4.6.1Fcn模块84 4.6.2MATLABFunction模块85 4.6.3S-Function模块86 4.7数学运算模块库89 4.7.1Abs模块90 4.7.2Add模块90 4.7.3Divide模块91 4.7.4DotProduct模块92 4.7.5Gain模块93 4.7.6ComplextoMagnitude-Angle模块93 4.7.7Magnitude-AngletoComplex模块94 4.7.8其他模块95 4.8非线性模块库95 4.8.1Backlash模块96 4.8.2Coulomb&ViscousFriction模块97 4.8.3DeadZone模块97 4.8.4Quantizer模块98 4.8.5RateLimiter模块99 4.8.6Saturation模块100 4.9信号路由模块库101 4.9.1BusSelector模块102 4.9.2BusCreator模块102 4.9.3Mux模块103 4.9.4Demux模块104 4.9.5DataStoreMemory模块105 4.9.6DataStoreRead模块106 4.9.7DataStoreWrite模块107 4.10本章小结108 第5章仿真命令操作109 5.1操作命令概述109 5.2系统命令110 5.2.1simulink命令110 5.2.2simulink3命令110 5.2.3find_system命令111 5.2.4new_system命令113 5.2.5open_system命令113 5.2.6save_system命令114 5.2.7bdclose命令115 5.3模块操作命令115 5.3.1add_block命令115 5.3.2delete_block命令116 5.3.3add_line命令116 5.3.4delete_line命令118 5.3.5replace_block命令118 5.4获取文件路径120 5.4.1gcb命令120 5.4.2gcbh命令120 5.4.3gcs命令120 5.4.4bdroot命令121 5.5模型参数命令121 5.5.1get_param获取模型参数121 5.5.2set_param设置模型参数123 5.5.3simget获取模型属性125 5.6模型仿真126 5.7本章小结128 第6章子系统及其封装129 6.1子系统介绍129 6.1.1子系统含义129 6.1.2创建子系统130 6.1.3模型浏览器133 6.2高级子系统135 6.2.1条件执行子系统135 6.2.2交替执行子系统142 6.3封装子系统145 6.3.1封装子系统特征145 6.3.2封装选项设置146 6.4本章小结151 第7章基于S函数建模152 7.1S函数概述152 7.1.1模块的数学含义152 7.1.2Simulink仿真过程153 7.1.3S函数回调方法154 7.1.4M文件S函数应用154 7.2编写S函数162 7.2.1S函数模板162 7.2.2S函数工作方式166 7.2.3S函数控制流167 7.2.4S函数的模块化169 7.3S函数应用169 7.4本章小结175 第8章系统运行与调试176 8.1仿真参数配置176 8.1.1求解器概述176 8.1.2仿真参数设置177 8.2模型调试181 8.2.1调试器GUI模式182 8.2.2调试器命令行模式182 8.2.3调试器命令183 8.2.4调试器控制184 8.3设置断点186 8.3.1无条件断点187 8.3.2有条件断点188 8.4仿真信息显示190 8.4.1显示模块I/O190 8.4.2显示代数环信息191 8.4.3显示系统状态191 8.4.4显示求解器信息192 8.4.5显示模型中模块的执行顺序193 8.4.6显示系统或模块194 8.5本章小结196 第二部分Simulink系统仿真应用第9章控制系统仿真基础199 9.1控制系统频域分析199 9.1.1频率特性的定义199 9.1.2频率特性和传递函数的关系201 9.1.3频率特性的图形表示方法202 9.2幅相频率特性205 9.2.1比例环节205 9.2.2微分环节207 9.2.3积分环节208 9.2.4惯性环节209 9.2.5一阶复合微分环节213 9.2.6二阶振荡环节215 9.2.7二阶复合微分环节220 9.2.8延迟环节223 9.2.9开环系统的幅相特性曲线223 9.3对数频率特性（Bode图）228 9.3.1比例环节228 9.3.2微分环节228 9.3.3积分环节229 9.3.4惯性环节229 9.3.5一阶复合微分环节230 9.3.6二阶振荡环节231 9.3.7二阶复合微分环节233 9.3.8延迟环节233 9.4开环系统234 9.4.1开环系统的Bode图234 9.4.2*小/非*小相角系统236 9.5稳定判据238 9.5.1奈奎斯特频域稳定判据238 9.5.2频域对数稳定判据243 9.5.3稳定裕度244 9.6本章小结247 第10章PID控制系统仿真248 10.1PID控制原理248 10.2PID控制仿真示例249 10.3倒立摆小车控制仿真258 10.4本章小结261 第11章模糊逻辑控制仿真262 11.1模糊逻辑控制基础262 11.1.1模糊逻辑控制的基本概念262 11.1.2模糊逻辑控制原理263 11.1.3模糊逻辑控制规则设计263 11.2模糊逻辑控制函数264 11.2.1模糊系统基本类型264 11.2.2模糊逻辑控制系统的构成265 11.2.3模糊推理系统的建立266 11.2.4模糊语言变量的隶属度函数268 11.2.5模糊规则的建立与修改271 11.2.6模糊推理计算与去模糊化273 11.3模糊逻辑控制App276 11.3.1FIS编辑器276 11.3.2隶属度函数编辑器278 11.3.3模糊规则编辑器278 11.3.4模糊规则浏览器278 11.3.5模糊推理输入/输出曲面视图278 11.4模糊逻辑控制的经典应用280 11.4.1基于Simulink的模糊逻辑控制280 11.4.2模糊与PID控制器仿真设计285 11.5本章小结290 第12章电力系统仿真291 12.1电力系统模型环境模块291 12.1.1模块功能及仿真类型292 12.1.2分析工具293 12.2二极管与晶闸管301 12.2.1二极管301 12.2.2晶闸管304 12.3电力系统稳态仿真307 12.3.1连续系统仿真308 12.3.2离散系统仿真312 12.4电力系统电磁暂态仿真314 12.4.1断路器模块315 12.4.2三相断路器模块316 12.4.3三相故障模块317 12.4.4暂态仿真分析318 12.5本章小结322 第13章机电系统仿真323 13.1同步电机323 13.1.1同步发电机原理分析323 13.1.2简化同步电机模块使用324 13.1.3同步电机模块使用329 13.2负荷模型337 13.2.1静态负荷模块338 13.2.2三相动态负荷模块338 13.3异步电机339 13.3.1异步电动机等效电路339 13.3.2异步电机模块340 13.4直流电机模块347 13.5本章小结351 第14章通信系统仿真352 14.1通信系统仿真概述352 14.2信源与信道模型355 14.2.1随机整数发生器355 14.2.2泊松分布整数发生器356 14.2.3伯努利二进制信号发生器357 14.3滤波器358 14.3.1滤波器相关函数359 14.3.2滤波器分析与设计工具361 14.3.3滤波器设计模块363 14.4调制与解调365 14.4.1基带模型与调制通带分析365 14.4.2模拟调制与解调器模块366 14.4.3数字调制解调器模块376 14.5本章小结383 第15章神经网络控制仿真384 15.1神经网络简介384 15.1.1人工神经元模型384 15.1.2神经网络的学习规则386 15.1.3神经网络函数387 15.2神经网络控制系统仿真389 15.2.1基于BP神经网络的PID自适应控制389 15.2.2基于Simulink的神经网络模块仿真395 15.2.3基于Simulink的神经网络控制系统仿真398 15.2.4反馈线性化控制400 15.3本章小结402 第16章滑模控制仿真403 16.1基于名义模型的滑模控制403 16.1.1名义控制系统结构403 16.1.2基于名义模型的控制404 16.1.3基于名义模型的滑模控制器的设计404 16.1.4基于名义模型的滑模控制仿真406 16.2全局滑模控制411 16.2.1全局滑模控制器的设计411 16.2.2基于全局滑模控制的仿真412 16.3基于线性化反馈的滑模控制416 16.3.1二阶非线性确定系统的倒立摆仿真416 16.3.2二阶非线性不确定系统的倒立摆仿真420 16.3.3输入/输出的反馈线性化控制425 16.3.4输入/输出的反馈线性化滑模控制429 16.4基于模型参考的滑模控制433 16.5本章小结438 第17章汽车系统仿真439 17.1汽车悬架系统仿真439 17.1.1运动方程建立439 17.1.2主被动悬架系统仿真441 17.1.3白噪声路面模拟输入仿真447 17.2汽车四轮转向控制系统仿真448 17.2.1低速四轮转向系统仿真451 17.2.2高速四轮转向系统仿真452 17.3汽车制动系统仿真454 17.3.1数学模型454 17.3.2仿真模型456 17.4本章小结459 附录ASimulink常用命令460 附录BSimulink基本模块库462 参考文献465

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