MATLAB建模与仿真应用教程

前言

第一部分 基础篇第1章 MATLAB入门

1.1 MATLAB简介

1.1.1 MATLAB的发展历程

1.1.2 MATLAB的功能与特点

1.1.3 MATLAB的工具箱简介

1.2 系统建模与仿真基础

1.2.1 系统建模的方法

1.2.2 仿真的基本概念

1.2.3 建模与仿真的基本步骤

1.2.4 建模与仿真的发展阶段

1.3 习题

第2章 MATLAB的使用基础

2.1 MATLAB的安装

2.2 MATLAB的启动

2.3 MATLAB的系统设置

2.4 MATLAB的集成开发环境

2.4.1 工具栏

2.4.2 命令窗口

2.4.3 历史命令窗口

2.4.4 工作空间

2.5 MATLAB的帮助系统

2.6 习题

第3章 MATLAB的数值计算

3.1 MATLAB常用的数据类型

3.1.1 简单数值计算

3.1.2 常量

3.1.3 向量

3.1.4 矩阵

3.2 运算符

3.2.1 算术运算符

3.2.2 关系运算符

3.2.3 逻辑运算符

3.3 数值运算

3.3.1 矩阵运算

3.3.2 数组运算

3.3.3 多项式运算

3.4 常用运算函数一览

3.5 常用数值算法举例

3.5.1 线性方程组的求解

3.5.2 微分方程的求解

3.6 习题

3.7 上机实验

第4章 MATLAB的图形绘制

4.1 二维图形的绘制

4.1.1 基本图形的绘制

4.1.2 多个窗口的创建

4.1.3 子窗口的创建

4.1.4 图形的标注

4.2 特殊二维图形的绘制

4.2.1 复数、向量、极坐标、对数坐标图的绘制

4.2.2 柱状图、火柴杆图、饼图的绘制

4.3 三维图形的绘制

4.3.1 三维曲线的绘制

4.3.2 三维网格图的绘制

4.3.3 三维曲面图的绘制

4.3.4 等高线图的绘制

4.4 常用图形函数一览

4.5 习题

4.6 上机实验

第5章 MATLAB的程序设计

5.1 M文件

5.1.1 M文件基础

5.1.2 命令文件与函数文件

5.2 MATLAB的程序结构

5.2.1 条件选择语句

5.2.2 循环控制语句

5.2.3 错误控制与循环终止

5.3 图形用户界面GUI的设计

5.3.1 GUI设计向导

5.3.2 GUI控件

5.3.3 GUI设计工具

5.4 MATLAB程序设计的基本原则

5.5 MATLAB程序设计实例

5.5.1 M命令文件设计实例

5.5.2 M函数文件设计实例

5.5.3 GUI界面设计实例

5.6 习题

5.7 上机实验

第6章 Simulink建模与仿真基础

6.2 Simulink的模块库

6.2.1 公共模块库

6.2.2 专业模块库

6.2.3 自定义模块库

6.3 Simulink建模的基本方法

6.3.1 模型建立的基本步骤

6.3.2 模块的查找与选择

6.3.3 模块的基本操作

6.3.4 模块参数的设置

6.3.5 仿真参数的配置

6.3.6 保存与运行

6.4 建模与仿真分析实例

6.4.1 简单连续系统的建模与仿真实例

6.4.2 简单离散系统的建模与仿真实例

6.5 习题

6.6 上机实验

第二部分 应用篇

第7章 电路的建模与仿真分析

7.1 直流稳态电路的建模与仿真分析

7.1.1 支路电流法

7.1.2 网孔电流法

7.1.3 结点电压法

7.1.4 解的正确性验证

7.2 动态电路的建模与仿真分析

7.2.1 RC电路的动态过程分析

7.2.2 RL电路的动态过程分析

7.3 正弦交流电路的建模与仿真分析

7.3.1 阻抗的串联

7.3.2 阻抗的并联与功率因数的提高

7.3.3 三相交流电路

7.4 直流磁路的建模与仿真分析

7.4.1 磁路的串联

7.4.2 磁路的并联

7.5 习题

7.6 上机实验

第8章 电动机的建模与仿真

8.1 直流电动机的建模与仿真

8.2 三相异步电动机的建模与仿真

8.2.1 三相异步电动机的机械特性仿真

8.2.2 三相异步电动机直接起动的建模与仿真

8.2.3 两相静止坐标系下三相异步电动机的建模与仿真

8.2.4 两相旋转坐标系下三相异步电动机的建模与仿真

8.3 习题

8.4 上机实验

第9章 测控系统的建模与仿真

9.1 测控系统的典型数学模型

9.2 测控系统的常用分析方法

9.2.1 时域分析法

9.2.2 频域分析法

9.3 典型测控系统的建模与仿真

9.4 习题

9.5 上机实验

第10章 过程控制系统的设计与仿真

10.1 过程控制系统概述

10.1.1 过程控制系统的组成

10.1.2 典型过程控制系统的数学模型

10.2 数字PID控制器及其MATLAB实现

10.2.1 数字PID控制算法

10.2.2 位置PID控制算法

10.2.3 连续系统的数字PID控制

10.2.4 离散系统的数字PID控制

10.2.5 增量式PID控制

10.2.6 步进式PID控制

10.3 数字PID控制仿真实例

10.3.1 液位前馈—反馈控制系统设计及仿真

10.3.2 锅炉内胆水温定制控制系统设计及仿真

10.4 习题

10.5 上机实验

第11章 模糊控制系统的设计与仿真

11.1 模糊控制系统概述

11.1.1 模糊控制系统的组成

11.1.2 模糊PID控制器

11.2 模糊控制器及其MATLAB实现

11.2.1 模糊函数的MATLAB实现

11.2.2 隶属度函数的MATLAB实现

11.2.3 模糊规则的MATLAB实现

11.2.4 模糊推理系统的MATLAB实现

11.3 模糊控制系统仿真实例

11.4 习题

11.5 上机实验

参考文献

《MATLAB建模与仿真应用教程（第2版）/21世纪高等院校计算机辅助设计规划教材》从工程实际和应用的角度出发，系统地介绍了MATLAB建模与仿真的方法。全书分成两部分，基础篇主要介绍MATLAB软件使用基础、数值与矩阵计算、图形绘制、程序设计、图形用户界面设计、Simulink建模与仿真等基础内容；应用篇则通过MATLAB软件在电路、电动机、测控系统、过程控制系统、模糊控制系统中的应用实例，介绍建立数学模型、系统仿真分析的一般步骤、数据的后处理和图形输出等内容。
　　《MATLAB建模与仿真应用教程（第2版）/21世纪高等院校计算机辅助设计规划教材》内容深入浅出，通过精心设计的实例，帮助读者在充分理解和掌握MATLAB软件的基础上，高效地使用MATLAB进行系统的建模与仿真分析。《》可以作为高等院校电气工程、自动化、测控技术与仪器等专业本科生或研究生教材，也可作为从事相关工作的工程技术人员的参考书。