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MATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊

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  • 資料語言:中文版
  • 文檔格式:PDF文檔
  • 資料類別:工業自動化
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  • 基本簡介
精心推薦: 編著   仿真   手冊   超級   系統
MATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊
作者:石良臣 編著
出版時間:2014年版
內容簡介
  《MATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊》基于MATLAB R2013a版由淺入深地全面講解了MATLAB/Simulink的知識?!禡ATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊》涉及面廣,涵蓋了一般用戶需要使用的各種功能,并詳細介紹了MATLAB/Simulink的使用。本書按邏輯編排,自始至終采用實例描述;內容完整且每章相對獨立,是一本詳細的MATLAB/Simulink參考書。全書共分為12章,首先介紹了MATLAB的基礎知識。Simulink是本書的重點,從Simulink的仿真基礎,到Simulink高級仿真技術,以及Simulink仿真應用,都是讀者應該掌握的知識點。其中,Simulink仿真基礎知識主要包含Simulink模塊庫、模塊基本操作以及系統的建模與仿真。同時,《MATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊》也對各種動態系統,如簡單系統、離散系統、連續系統、混合系統的Simulink仿真進行了介紹。Simulink子系統、命令行方式仿真以及S-Function的運用則是Simulink高級仿真技術的內容。最后5章為Simulink在工程上的應用,包括通信系統仿真、電力系統仿真、控制系統仿真、模糊控制仿真、神經網絡仿真。本書從這些系統的基本概念出發,對其仿真的方法及應用加以說明?!禡ATLAB/Simulink系統仿真超級學習手冊》以實用為目標,深入淺出,實例引導,講解翔實,既適合作為理工科高等院校研究生、本科生的教學用書,也可作為廣大科研工程技術人員的參考用書。
目 錄
第1章 系統仿真與MATLAB/Simulink 1
1.1 系統仿真技術概述 1
1.2 MATLAB簡介 2
1.2.1 MATLAB發展史 2
1.2.2 MATLAB產品說明 3
1.2.3 MATLAB/Simulink的特點 4
1.3 MATLAB/Simulink應用示例 5
1.4 本章小結 7
第2章 MATLAB編程基礎 8
2.1 MATLAB工作環境 8
2.1.1 MATLAB主界面 8
2.1.2 MATLAB文本編輯窗口 13
2.1.3 MATLAB幫助使用 14
2.2 MATLAB語言基本元素 16
2.2.1 變量 16
2.2.2 賦值語句 17
2.2.3 矩陣及其元素表示 18
2.3 MATLAB下矩陣的運算 20
2.3.1 矩陣的代數運算 20
2.3.2 矩陣的關系運算 23
2.3.3 矩陣的邏輯運算 24
2.4 MATLAB的程序流程控制 24
2.4.1 循環控制結構 24
2.4.2 條件選擇結構 26
2.5 M文件的編寫 27
2.5.1 腳本文件 27
2.5.2 函數文件 28
2.6 MATLAB的圖形繪制 30
2.6.1 二維圖形的繪制 30
2.6.2 三維圖形的繪制 37
2.6.3 PLOT工具欄 40
2.6.4 圖形對象屬性設置 41
2.7 MATLAB編程實例 43
2.7.1 漢諾塔問題 44
2.7.2 MATLAB在自動控制中的應用 45
2.7.3 MATLAB在電力信號分析處理中的應用 46
2.8 本章小結 48
第3章 Simulink仿真基礎 49
3.1 Simulink仿真環境 49
3.2 Simulink模塊庫 51
3.2.1 標準Simulink模塊庫 51
3.2.2 專業模塊庫 52
3.3 Simulink基本操作 53
3.3.1 模塊的基本操作 53
3.3.2 信號線的基本操作 54
3.3.3 系統模型的基本操作 54
3.3.4 子系統建立 56
3.4 Simulink系統建?!?7
3.5 Simulink運行仿真 60
3.5.1 運行仿真過程 60
3.5.2 仿真參數設置 62
3.5.3 示波器的使用 63
3.6 Simulink仿真示例 66
3.6.1 一般控制系統中的仿真 66
3.6.2 簡單電路系統中的仿真 67
3.7 本章小結 70
第4章 動態系統的Simulink仿真 71
4.1 簡單系統仿真 71
4.1.1 簡單系統的基本概念 71
4.1.2 簡單系統的仿真分析 71
4.2 離散系統仿真 74
4.2.1 離散系統的基本概念 74
4.2.2 離散系統的仿真分析 75
4.2.3 線性離散系統的基本概念 76
4.2.4 線性離散系統的仿真分析 77
4.3 連續系統仿真 79
4.3.1 連續系統的基本概念 80
4.3.2 連續系統的仿真分析 80
4.3.3 線性連續系統的基本概念 83
4.3.4 線性連續系統的仿真分析 84
4.4 混合系統仿真 86
4.4.1 混合系統仿真技術概述 86
4.4.2 混合系統仿真實例一:通信系統 87
4.4.3 混合系統仿真實例二:行駛控制系統 90
4.5 Simulink的調試技術 93
4.5.1 Simulink調試器啟動 93
4.5.2 調試器的操作設置與功能 93
4.5.3 系統調試實例 95
4.6 本章小結 98
第5章 Simulink子系統 99
5.1 Simulink簡單子系統 99
5.1.1 簡單子系統的生成 99
5.1.2 子系統的基本操作 100
5.2 Simulink高級子系統 100
5.2.1 條件執行子系統的建立方法 101
5.2.2 使能子系統 102
5.2.3 觸發子系統 104
5.2.4 觸發使能子系統 106
5.2.5 原子子系統 107
5.2.6 其他子系統介紹 108
5.3 Simulink子系統的封裝 109
5.3.1 子系統封裝的概念 109
5.3.2 創建子系統封裝模塊 110
5.3.3 子系統封裝實例 112
5.4 Simulink模塊庫技術 114
5.4.1 模塊庫的概念及應用 114
5.4.2 建立與使用模塊庫 114
5.4.3 庫模塊與引用模塊的關聯 115
5.4.4 可配置子系統 117
5.5 本章小結 118
第6章 Simulink命令行仿真 119
6.1 使用命令行方式建立系統模型 119
6.1.1 關于系統模型的命令 120
6.1.2 關于模塊的命令 122
6.1.3 關于連線的命令 123
6.1.4 關于參數的命令 123
6.1.5 關于路徑名的命令 125
6.1.6 其他命令 125
6.1.7 命令行方式建立系統模型實例 126
6.2 Simulink與MATLAB的接口 127
6.2.1 由MATLAB工作空間變量設置系統模塊參數 127
6.2.2 將信號輸出到MATLAB工作空間中 127
6.2.3 使用工作空間變量作為系統輸入信號 128
6.2.4 MATLAB Function與Function模塊 128
6.3 使用命令行方式進行動態系統仿真 129
6.3.1 使用sim命令進行動態系統仿真 129
6.3.2 simset與simget命令的使用 133
6.3.3 simplot命令的使用 137
6.4 使用MATLAB腳本分析動態系統 137
6.4.1 蹦極跳的安全性分析 137
6.4.2 汽車行駛控制系統中控制器的調節 139
6.5 Simulink系統仿真常見問題 140
6.5.1 系統狀態的確定 141
6.5.2 系統平衡點的確定 142
6.5.3 非線性系統的線性化處理 143
6.5.4 回調函數 144
6.6 本章小結 146
第7章 S-function 147
7.1 S-function概述 147
7.1.1 S-function的基本概念 147
7.1.2 S-function的幾個相關概念 148
7.1.3 S-function模塊 151
7.1.4 在模型中使用S-function 152
7.1.5 向S-function傳遞參數 153
7.1.6 何時使用S-function 153
7.2 S-function的工作原理 154
7.2.1 Simulink模塊的數學關系 154
7.2.2 Simulink仿真流程 154
7.2.3 S-function仿真流程 155
7.2.4 S-function回調程序 155
7.3 編寫M文件S-function 156
7.3.1 M文件S-function概述 156
7.3.2 S-function參數 157
7.3.3 S-function的輸出 157
7.3.4 定義S-function的模塊特性 158
7.3.5 M文件S-function實例 158
7.4 編寫C MEX文件S-function 168
7.4.1 MEX文件S-function概述 169
7.4.2 SimStruct數據結構與工作向量 169
7.4.3 C MEX S-function仿真流程 171
7.4.4 C MEX S-function模板 172
7.4.5 C MEX S-function實例 174
7.4.6 S-Function Builder 176
7.5 M文件S-function與C MEX S-function的比較 183
7.6 本章小結 188
第8章 通信系統仿真 189
8.1 通信系統 189
8.1.1 通信系統的分類 189
8.1.2 通信系統的仿真方法 191
8.2 通信系統仿真模型 199
8.2.1 通信系統的基本模型 199
8.2.2 通信系統基本模塊 202
8.3 通信系統仿真命令 221
8.3.1 信源產生函數 221
8.3.2 信源編碼/解碼函數 222
8.3.3 信道模型函數 224
8.3.4 調制/解調函數 226
8.3.5 濾波器函數 226
8.4 通信系統仿真實例 228
8.5 本章小結 232
第9章 電力系統仿真 233
9.1 電力系統元件 233
9.1.1 同步發電機 233
9.1.2 電力變壓器 240
9.1.3 輸電線路 246
9.1.4 負荷 252
9.2 電力圖形分析界面模塊 253
9.2.1 配置參數 254
9.2.2 穩態電壓電流 254
9.2.3 初始狀態設置 255
9.2.4 潮流計算 256
9.2.5 電機初始化 256
9.2.6 LTI視窗 257
9.2.7 阻抗依頻特性 257
9.2.8 FFT分析 258
9.2.9 報表生成 259
9.2.10 磁滯特性設計工具 259
9.2.11 計算RLC線路參數 260
9.3 電力系統仿真命令 261
9.3.1 電源及組件函數類型 261
9.3.2 發動機和發生器函數類型 263
9.3.3 感應測量函數類型 265
9.3.4 仿真分析函數類型 265
9.4 電力系統仿真實例 266
9.4.1 電力系統潮流計算 266
9.4.2 電力系統穩態分析 268
9.5 本章小結 270
第10章 控制系統仿真 271
10.1 控制系統基本概念 271
10.1.1 控制系統的結構 271
10.1.2 控制系統的數學模型 272
10.1.3 控制系統的性能指標 277
10.2 控制系統分析方法 279
10.2.1 時域分析法 279
10.2.2 根軌跡分析法 283
10.2.3 頻域分析法 287
10.2.4 狀態空間分析法 292
10.3 控制系統仿真模塊 302
10.3.1 Simulink標準模塊庫 302
10.3.2 控制系統工具箱 307
10.4 控制系統仿真命令 310
10.4.1 模型命令 310
10.4.2 分析命令 312
10.4.3 設計命令 313
10.5 控制系統仿真實例 314
10.6 本章小結 319
第11章 模糊控制仿真 320
11.1 模糊理論的基本概念 320
11.1.1 模糊集合 320
11.1.2 模糊關系 322
11.1.3 模糊邏輯 322
11.1.4 模糊語言 322
11.1.5 模糊推理 323
11.2 模糊控制的基本概念 324
11.2.1 模糊控制系統的組成 324
11.2.2 模糊控制系統的設計 327
11.3 模糊推理系統 330
11.3.1 模糊推理系統的圖形用戶界面 330
11.3.2 模糊推理系統編輯器 331
11.3.3 隸屬函數編輯器 335
11.3.4 模糊規則編輯器 337
11.3.5 模糊規則觀察器 343
11.3.6 曲面觀察器 344
11.3.7 模糊系統設計實例 346
11.4 模糊控制系統仿真 351
11.4.1 模糊邏輯工具箱簡介 352
11.4.2 FIS與模糊邏輯控制器連接 353
11.4.3 模糊控制系統的仿真 354
11.4.4 MATLAB自帶模糊控制系統示例 361
11.5 本章小結 363
第12章 神經網絡仿真 364
12.1 神經網絡的基本概念 364
12.1.1 生物神經元 364
12.1.2 人工神經網絡 365
12.1.3 神經網絡的結構 366
12.1.4 神經網絡的學習 367
12.2 神經網絡工具箱 368
12.2.1 神經網絡工具箱簡介 369
12.2.2 神經網絡函數擬合 370
12.2.3 神經網絡模式識別 379
12.2.4 神經網絡數據聚類 383
12.2.5 神經網絡時間序列預測 386
12.2.6 神經網絡函數命令 389
12.3 神經網絡與Simulink 393
12.3.1 神經網絡Simulink模塊 394
12.3.2 神經網絡Simulink建?!?96
12.4 自定義神經網絡 398
12.4.1 自定義神經網絡函數命令 398
12.4.2 神經網絡數據管理GUI 400
12.5 本章小結 403
附錄 404
參考文獻 419

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