Matlab/Simulink實例詳解
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【作 者】周俊杰 編著
【I S B N 】978-7-5170-1975-6
【責任編輯】張玉玲
【適用讀者群】本專通用
【出版時間】2014-05-01
【開 本】16開
【裝幀信息】平裝(光膜)
【版 次】第1版第1次印刷
【頁 數(shù)】420
【千字數(shù)】645
【印 張】26.25
【定 價】¥68
【叢 書】萬水CAE技術(shù)叢書
【備注信息】
簡介
本書特色
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全書分三篇,共29章。第一篇基礎篇,介紹Matlab仿真基礎知識及部分工具箱,包括1~7章:第1章概述Matlab應用領域及編程基礎;第2章介紹Matlab界面編程基礎及Matlab二維圖形和三維圖形功能;第3章講解Matlab圖形句柄的相關函數(shù),并給出相關實例;第4章介紹GUI工具箱及其應用實例;第5章系統(tǒng)介紹Simulink仿真的通用模塊、建模方法及擴展模塊;第6章介紹Stateflow工具箱及其應用實例;第7章介紹其他相關工具箱與軟件,涉及Simulink 3D模塊及其報告生成器工具箱,并給出實例。第二篇應用篇,是本書的重點,包括8~25章共18章,以典型的實際應用為背景,把經(jīng)典建模方法及現(xiàn)代建模仿真方法與實際應用相結(jié)合,從分析建模到結(jié)果分析給出了詳細步驟,并給出上機實習,包括電力系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、石化系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、汽車系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、機械系統(tǒng)、環(huán)保系統(tǒng)、風電系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、金融系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)等領域的典型案例。第三篇提高篇,包括26~29章:第26章介紹一般函數(shù)編寫和工具箱編寫,并給出應用實例;第27章介紹常用函數(shù)及其相關實例;第28章介紹實時仿真環(huán)境及實例;第29章詳細介紹一般函數(shù)錯誤信息、調(diào)試錯誤信息及Simulink仿真錯誤信息。
•實例豐富且經(jīng)典,實用性強。
•系統(tǒng)講解Matlab中與控制和仿真相關的工具箱函數(shù)及其典型案例。
•全面介紹Simulink在多個領域中的應用。
Matlab作為當前國際控制界最流行的面向工程與科學計算的高級語言,近年來得到了業(yè)界的一致認可,在控制系統(tǒng)的分析、仿真和設計方面有非常廣泛的應用,其自身也得到迅速發(fā)展,功能不斷完善。本書以Matlab/Simulink為對象,系統(tǒng)介紹了仿真基礎及其應用案例。
另外,隨著在通信、信號等領域的廣泛應用,Matlab/Simulink已逐漸被能源動力、經(jīng)濟社會等領域的學者所熟悉。本書在控制系統(tǒng)的基礎上,系統(tǒng)介紹了典型領域的工業(yè)應用,并給出了詳細分析步驟,供高年級本科生、研究生、教授學者和科研與工程技術(shù)人員參考。
本書通過大量的工程實例,對Matlab/Simulink進行由淺入深的闡述與講解。書中的每個案例都經(jīng)過實際操作和驗證,是我們多年科研與教學工作的結(jié)晶。本書具有以下特點:
(1)內(nèi)容豐富實例典型、實用性強。
(2)全面介紹Simulink在多個領域的應用。
(3)系統(tǒng)講解Matlab中與控制仿真相關的工具箱函數(shù)及其典型案例。
本書分三篇,共29章:基礎篇結(jié)合實例對Matlab編程基礎、界面編程、Simulink仿真基礎及其工具箱進行介紹;應用篇選取節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、安全等領域的典型應用為研究對象,進行詳細分析,并在每章結(jié)束時給出上機實習,加深對章節(jié)知識的推廣,達到舉一反三的效果;提高篇介紹函數(shù)編寫、模塊封裝和實時仿真等內(nèi)容,使在應用篇的基礎上進一步提高。
本書主要由周俊杰編寫,參加部分編寫工作的還有吳學紅、張玉芳、房全國、汪輝、嚴伊莉、王梅玲、張學梅、張子良和李文鵬等。在本書編輯過程中,參與具體工作的有:李偉、景小艷、王呼佳、許志清、劉軍華、張賽橋、姚新軍、張代全、萬雷、王斌、江廣順、李強、吳志俊、余松、郭敏、董茜、陳鯤、王曉。感謝中國水利水電出版社的編輯,正是你們辛苦的付出才使本書能在第一時間和讀者見面。
由于時間倉促,加之作者水平有限,書中錯誤和疏漏之處在所難免,敬請廣大讀者和專家批評指正。
第1章 概述 1
1.1 Matlab語言應用領域 1
1.2 Matlab基礎 4
1.2.1 Matlab數(shù)據(jù)類型 4
1.2.2 Matlab矩陣及其運算 7
1.3 Matlab編程風格及其高級應用 13
1.3.1 Matlab編程特點 13
1.3.2 關于Matlab的接口技術(shù) 13
1.3.3 關于Matlab與C/C++混合編程 14
第2章 Matlab界面編程 15
2.1 二維圖形 15
2.1.1 基本二維圖形繪制語句 15
2.1.2 特殊圖形繪制函數(shù)及其用法舉例 18
2.1.3 二維圖形注釋命令 21
2.2 三維圖形 23
2.2.1 三維曲線繪制方法 23
2.2.2 三維數(shù)據(jù)的其他命令 26
第3章 圖形句柄及其應用 30
3.1 Matlab句柄圖形 30
3.2 圖形對象的創(chuàng)建 33
3.3 圖形對象的屬性 36
3.4 默認屬性 43
3.5 其他功能介紹 45
第4章 GUI編程 48
4.1 GUI工具箱 48
4.1.1 工具欄 50
4.1.2 交互組件面板 52
4.1.3 常用的控件 53
4.1.4 設計菜單 56
4.1.5 回調(diào)函數(shù)的使用 57
4.2 GUI工具箱應用實例 58
第5章 Simulink仿真基礎 66
5.1 仿真概述 66
5.1.1 Simulink的運行 67
5.1.2 模塊操作 68
5.1.3 模塊的連接 68
5.1.4 參數(shù)的設置 69
5.2 Simulink模塊庫 71
5.2.1 常用模塊(Commonly Used Blocks) 71
5.2.2 連續(xù)模塊(Continuous) 72
5.2.3 非連續(xù)模塊(Discontinuous) 74
5.2.4 離散模塊(Discrete) 76
5.2.5 邏輯運算和位運算模塊
(Logic and Bit Operations) 79
5.2.6 查表模塊(Lookup Tables) 79
5.2.7 數(shù)學運算模塊(Math Operations) 81
5.2.8 模型驗證模塊(Model Verification) 84
5.2.9 模型擴充實用模塊
(Model-Wide Utilities) 86
5.2.10 端口和子系統(tǒng)模塊
(Ports & Subsystems) 86
5.2.11 信號屬性模塊(Signals Attributes) 88
5.2.12 信號通道模塊(Signals Routing) 89
5.2.13 接收器模塊(Sinks) 91
5.2.14 輸入源模塊(Sources) 93
5.2.15 用戶自定義模塊
(User-Defined Function) 93
5.2.16 附加的數(shù)學和離散模塊
(Additional Math & Discrete) 94
5.3 基本建模方法 95
5.3.1 機理分析建模方法 95
5.3.2 系統(tǒng)辨識建模方法 95
5.3.3 概率統(tǒng)計建模方法 97
5.3.4 層次分析建模方法 97
5.3.5 模糊數(shù)學建模方法 99
5.3.6 灰色系統(tǒng)建模方法 100
5.3.7 神經(jīng)網(wǎng)絡建模方法 101
5.4 擴展模塊 104
5.4.1 Simscape模塊 104
5.4.2 SimEvents模塊 113
5.4.3 SimPowerSystems模塊 122
第6章 Stateflow 135
6.1 概述 135
6.2 應用基礎 136
6.3 應用實例 142
第7章 其他輔助工具 149
7.1 Simulink 3D Animation模塊 149
7.1.1 應用領域與適用范圍 149
7.1.2 安裝與啟動 151
7.1.3 簡單操作實例 153
7.2 Simulink Report Generator 157
7.2.1 應用領域 157
7.2.2 主要功能 158
7.2.3 安裝與啟動 158
7.2.4 簡單舉例——創(chuàng)建一個
Simulink Report 160
第8章 控制系統(tǒng)的建模與仿真 173
8.1 概述 173
8.2 系統(tǒng)分析 174
8.3 系統(tǒng)建模與仿真 175
8.4 仿真結(jié)果分析 180
8.5 小結(jié) 182
8.6 上機實習 182
第9章 電力系統(tǒng)的建模與仿真 184
9.1 概述 184
9.2 系統(tǒng)分析 185
9.3 系統(tǒng)建模與仿真 186
9.4 仿真結(jié)果分析 191
9.5 小結(jié) 191
9.6 上機實習 191
第10章 動力系統(tǒng)的建模與仿真 192
10.1 概述 192
10.2 系統(tǒng)分析 193
10.3 系統(tǒng)建模與仿真 194
10.4 仿真結(jié)果分析 199
10.5 小結(jié) 199
10.6 上機實習 200
第11章 石化系統(tǒng)的建模與仿真 201
11.1 概述 201
11.2 系統(tǒng)分析 202
11.3 系統(tǒng)建模與仿真 203
11.4 仿真結(jié)果分析 208
11.5 小結(jié) 208
11.6 上機實習 208
第12章 冶金系統(tǒng)的建模與仿真 209
12.1 概述 209
12.2 系統(tǒng)分析 210
12.3 系統(tǒng)建模與仿真 211
12.4 仿真結(jié)果分析 215
12.5 小結(jié) 215
12.6 上機實習 216
第13章 制冷系統(tǒng)的建模與仿真 217
13.1 概述 217
13.2 系統(tǒng)分析 217
13.3 系統(tǒng)建模與仿真 219
13.4 仿真結(jié)果分析 226
13.5 小結(jié) 227
13.6 上機實習 227
第14章 汽車系統(tǒng)的建模與仿真 228
14.1 概述 228
14.2 系統(tǒng)分析 229
14.3 系統(tǒng)建模與仿真 229
14.4 仿真結(jié)果分析 233
14.5 小結(jié) 234
14.6 上機實習 234
第15章 能源系統(tǒng)的建模與仿真 235
15.1 概述 235
15.2 系統(tǒng)分析與建模 236
15.2.1 指標體系的建立 236
15.2.2 能源安全評價指標等級及分值 237
15.2.3 層次分析法簡介 239
15.2.4 各個指標權(quán)重的確定 242
15.3 實現(xiàn)與結(jié)果分析 245
15.4 小結(jié) 247
15.5 上機實習 247
第16章 交通系統(tǒng)的建模與仿真 249
16.1 概述 249
16.2 系統(tǒng)分析與建模 250
16.3 實現(xiàn)與結(jié)果分析 254
16.4 小結(jié) 260
16.5 上機實習 261
第17章 機械系統(tǒng)的建模與仿真 262
17.1 概述 262
17.2 系統(tǒng)分析 262
17.3 系統(tǒng)建模與仿真 263
17.4 仿真結(jié)果分析 269
17.5 小結(jié) 270
17.6 上機實習 271
第18章 環(huán)境評價系統(tǒng)的建模與仿真 272
18.1 概述 272
18.2 系統(tǒng)分析 272
18.3 系統(tǒng)建模與仿真 273
18.4 仿真結(jié)果分析 278
18.5 小結(jié) 278
18.6 上機練習 279
第19章 風力機的性能仿真分析 280
19.1 概述 280
19.2 系統(tǒng)分析 281
19.3 系統(tǒng)建模與仿真 282
19.4 仿真結(jié)果分析 289
19.5 小結(jié) 290
19.6 上機實習 290
第20章 化工系統(tǒng)的建模與仿真 291
20.1 概述 291
20.2 系統(tǒng)分析 291
20.3 系統(tǒng)建模與分析 292
20.4 仿真結(jié)果分析 299
20.5 小結(jié) 299
20.6 上機練習 299
第21章 物流系統(tǒng)的建模與仿真 300
21.1 概述 300
21.2 系統(tǒng)分析與建模 302
21.2.1 指標等級的劃分與指標體系的建立 302
21.2.2 各個層次因子的權(quán)重 303
21.3 實現(xiàn)與結(jié)果分析 303
21.4 小結(jié) 305
21.5 上機實習 306
第22章 安全系統(tǒng)的建模與仿真 307
22.1 概述 307
22.2 系統(tǒng)分析 308
22.3 系統(tǒng)建模與仿真 309
22.4 仿真結(jié)果分析 319
22.5 小結(jié) 319
22.6 上機實習 319
第23章 管理系統(tǒng)的建模與仿真 320
23.1 概述 320
23.2 系統(tǒng)分析與建模 321
23.3 實現(xiàn)與結(jié)果分析 323
23.4 小結(jié) 328
23.5 上機實習 329
第24章 金融系統(tǒng)的建模與仿真 330
24.1 概述 330
24.2 系統(tǒng)分析 331
24.3 系統(tǒng)建模與仿真 333
24.4 仿真結(jié)果分析 340
24.5 小結(jié) 340
24.6 上機實習 341
第25章 經(jīng)濟系統(tǒng)的建模與仿真 342
25.1 概述 342
25.2 系統(tǒng)分析 343
25.3 系統(tǒng)建模與仿真 344
25.4 仿真結(jié)果分析 357
25.5 小結(jié) 358
25.6 上機實習 358
第26章 函數(shù)編寫與應用 359
26.1 概述 359
26.2 一般函數(shù)的編寫 368
26.3 應用實例 375
26.4 小結(jié) 379
第27章 模塊封裝 380
27.1 概述 380
27.2 子系統(tǒng)的創(chuàng)建 381
27.2.1 在已有的系統(tǒng)模型中建立子系統(tǒng) 381
27.2.2 在系統(tǒng)模型中新建子系統(tǒng) 382
27.2.3 用子系統(tǒng)模塊定義模塊庫 383
27.3 模塊封裝 383
27.3.1 模塊封裝的特點 383
27.3.2 封裝選項設置 383
27.4 小結(jié) 387
第28章 Real-Time Workshop 388
28.1 概述 388
28.2 RTW自動程序創(chuàng)建過程簡介 390
28.2.1 程序創(chuàng)建過程 391
28.2.2 程序創(chuàng)建過程中生成文件 393
28.3 實例 393
28.4 小結(jié) 402
第29章 Matlab/Simulink常見錯誤 403
29.1 一般函數(shù)錯誤信息 403
29.2 Matlab編程的一些注意事項及技巧 406
29.3 Simulink錯誤信息 408
29.4 小結(jié) 410