MATLAB/Simulink机电动态系统仿真及工程应用

图书标准信息

• 作者 周高峰、赵则祥 著
• 出版社 北京航空航天大学出版社
• 出版时间 2014-06
• 版次 1
• ISBN 9787512415447
• 定价 45.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 388页
• 字数 636千字

【内容简介】

本书着眼于机电动态系统的仿真及工程应用，对机电系统中的机械机构、液压控制系统、电机、电子电路、电力系统、测控系统、PID控制等内容进行了建模与仿真。全书共14章。主要内容包括MATLAB工程基础回顾和总结；在Simulink的集成仿真环境中如何仿真机电动态系统；机械机构、液压系统工程的建模与仿真；电子电路、电机和电力系统的建模与仿真；机电测控系统的建模与仿真；PID控制器的建模与仿真。
本书可作为高等院校机械工程、仪器仪表与科学等专业的研究生教材，也可作为机电领域高级工程技术人员、科学研究人员和机电动态系统仿真爱好者的参考书。

【作者简介】

周高峰，陕西华县人，于2012年9月在中原工学院开始从事教学科研工作，面向本校机电学院的研究生、本科生和大专生主要讲授计算仿真技术、VisualC++程序设计、光电检测技术、塑料模具设计与制造、光学工程基础、现代控制工程、机电综合课程设计等课程，指导本科毕业生3名；从事科研工作以来，发表学术论文15篇，其中SCI期刊论文1篇，EI论文6篇，中文核心7篇，获国家授权发明专利2项，参与完成科研项目6项，其中参与国家863项目3项，工程研发项目5项。首次出版书籍著作。

【目录】

第1章MATLAB工程基础回顾1
1.1系统建模与仿真1
1.1.1仿真的基本概念1
1.1.2仿真的基本步骤1
1.1.3仿真的发展阶段2
1.1.4仿真技术的工程应用意义2
1.1.5MATLAB的特点2
1.2MATLAB的安装与使用基础2
1.2.1MATLAB的安装2
1.2.2MATLAB视窗环境7
1.3MATLAB工程计算与图形绘制11
1.3.1MATLAB工程计算11
1.3.2图形绘制与输出28
1.3.3MATLAB解方程（组）36
本章小结40
思考题40
练习题41
第2章MATLAB程序设计及仿真42
2.1M文件42
2.1.1M脚本文件42
2.1.2M函数44
2.1.3M函数程序44
2.1.4全局变量与局部变量46
2.2函数46
2.2.1子函数和私有函数47
2.2.2串演算函数47
2.3MATLAB程序设计的基本原则49
2.4流程控制与面向对象编程49
2.4.1流程控制49
2.4.2面向对象编程52
2.5文件调试与剖析53
2.5.1MATLAB程序调试53
2.5.2M文件性能剖析55
本章小结56
思考题56
练习题56
第3章Simulink集成仿真环境57
3.1Simulink的启动与运行57
3.2Simulink模块库的介绍59
3.2.1公共模块库59
3.2.2专业模块库72
3.3Simulink的模块操作与信号组操作73
3.3.1Simulink的模块操作74

3.3.2Simulink的信号操作77
3.4Simulink仿真设置82
3.5Simulink用户自定义模块93
本章小结93
思考题93
练习题94
第4章Simulink建模与实例95
4.1Simulink的建模步骤95
4.2Simulink仿真模型的运行与保存97
4.3Simulink的建模举例97
本章小结103
思考题103
练习题103
第5章典型动态系统建模与仿真104
5.1动态系统建模104
5.1.1动态系统概述与分类104
5.1.2动态系统建模105
5.1.3动态系统仿真过程107
5.2连续系统建模与仿真107
5.2.1连续系统的基本概念107
5.2.2连续系统的数学描述1075.2.3连续系统的Simulink仿真建模与M文件描述108
5.3离散系统建模与仿真111
5.3.1离散系统的基本概念111
5.3.2离散系统的数学描述111
5.3.3离散系统的Simulink建模仿真与M文件描述112
5.4线性系统建模与仿真114
5.4.1线性连续系统的Simulink建模仿真114
5.4.2线性离散系统的Simulink建模仿真120
本章小结123
思考题123
练习题123
第6章连杆机构建模与仿真124
6.1连杆机构概述124
6.1.1连杆机构的基本问题124
6.1.2连杆机构自由度的计算125
6.2连杆机构的数学描述与SimMechanics仿真工具介绍126
6.2.1连杆机构的数学描述126
6.2.2SimMechanics仿真工具介绍127
6.2.3SimMechanics机械建模示例130
6.3平面连杆机构建模与仿真136
6.3.1平面曲柄摇杆机构建模与仿真136
6.3.2平面曲柄滑块机构建模与仿真139

6.4空间连杆机构建模与仿真141
6.4.1空间连杆机构自由度的计算142
6.4.2空间连杆机构的数学描述142
6.4.3空间连杆机构的建模仿真145
本章小结146
思考题146
练习题146
第7章齿轮机构建模与仿真147
7.1齿轮机构概述147
7.1.1齿轮机构仿真模块147
7.1.2简单齿轮机构仿真举例148
7.2齿轮机构的建模与仿真153
7.2.1可变传动比的齿轮机构建模与仿真153
7.2.2恒定传动比的串联齿轮机构的建模与仿真154
7.2.3定传动比与可变传动比的串联齿轮机构的建模与仿真156
7.2.4含有约束的齿轮机构的建模与仿真158
7.2.5齿轮五杆机构的建模与仿真163
7.3轮系机构的建模与仿真166
7.3.1轮系概述166
7.3.2定轴轮系的建模与仿真168
7.3.3行星轮系的建模与仿真169
7.4简单机械系统的建模与仿真171
7.4.1齿轮齿条机构的建模与仿真171
7.4.2简单的机械系统建模与仿真174
本章小结178
思考题178
练习题178
第8章液压控制系统建模与仿真179
8.1液压控制系统概述及其数学描述179
8.1.1液压控制系统概述179
8.1.2液压控制系统的建模过程180
8.1.3液压控制系统的数学描述181
8.2液压控制系统的仿真工具介绍182
8.3液压位置控制系统建模与仿真185
8.3.1液压位置控制系统的组成与工作原理185
8.3.2液压位置控制系统框图与传递函数185
8.3.3液压位置控制系统建模与仿真187
8.4液压速度控制系统建模与仿真191
8.4.1液压速度控制系统的构成与控制方式191
8.4.2液压速度控制系统的建模与仿真193
8.5液压方向控制系统建模与仿真198
8.6液压压力控制系统建模与仿真201
本章小结204

思考题204
练习题204
第9章液压执行元件建模与仿真205
9.1液压元件概述及其数学描述205
9.1.1液压元件概述205
9.1.2液压元件的基本数学描述206
9.2四通阀控液压缸的建模与仿真209
9.2.1液压缸的基本方程209
9.2.1四通阀控液压缸动力机构方程与传递函数的推导209
9.2.2四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化213
9.2.3四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化与仿真214
9.3四通阀控液压马达元件的建模与仿真216
9.3.1四通阀控液压马达传递函数216
9.3.2四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化与仿真218
本章小结219
思考题219
练习题219
第10章电子电路建模与仿真220
10.1电子电路概述与数学描述220
10.1.1电子电路概述220
10.1.2电子电路的数学描述221
10.2常用电路的分析方法225
10.2.1直流电路分析方法225
10.2.2交流电路分析方法226
10.3电路仿真模块介绍与仿真步骤227
10.3.1电路仿真模块介绍227
10.3.2电路仿真步骤228
10.4常用电路的建模与仿真229
10.4.1直流电路的建模与仿真229
10.4.2交流电路的建模与仿真231
10.4.3含半导体器件电路的建模与仿真235
本章小结240
思考题240
练习题240
第11章电机建模与仿真241
11.1电机概述与仿真步骤241
11.1.1电机概述241
11.1.2Simulink电机仿真模块介绍及仿真步骤242
11.2直流电机的建模与仿真243
11.2.1直流电机启动243
11.2.2直流电机调速250
11.2.3直流电机制动253
11.3交流电机的建模与仿真257
11.4步进电机的建模与仿真267
本章小结269
思考题269
练习题269
第12章电力系统建模与仿真270
12.1电力系统270
12.1.1电力系统概述270
12.1.2电力系统仿真思想270
12.2电力系统的数学描述271
12.2.1同步发电机模型271
12.2.2电力变压器模型275
12.2.3输电线路模型278
12.2.4电力系统负荷模型281
12.3高压直流输电系统仿真与分析283
12.4高压交流输电系统暂态仿真与分析290
12.5交流电力系统机电暂态仿真与分析295
12.5.1基于SVC的电力系统机电暂态仿真与分析296
12.5.2基于综合潮流控制器的电力系统综合仿真与分析306
本章小结326
思考题326
练习题326
第13章测控系统建模与仿真327
13.1测控系统概述327
13.2测控系统的数学描述328
13.2.1测控系统的时域数学描述328
13.2.2测控系统的复域数学描述331
13.3测控系统常用分析方法334
13.3.1测控系统的时域分析法334
13.3.2测控系统的频域分析法337
本章小结342
思考题343
练习题343
第14章PID控制器建模与仿真344
14.1PID控制器概述344
14.2PID控制器的数学描述与仿真模块介绍345
14.2.1PID控制器的基本思想345
14.2.2PID控制器原理的数学描述346
14.2.3Simulink中PID控制器仿真模块的介绍347
14.3模拟PID控制器的建模与仿真349
14.3.1模拟PID控制器的构建350
14.3.2模拟PID控制器的建模与仿真351
14.4数字PID控制器的建模与MATLAB程序仿真354
14.4.1连续系统的数字PID控制与MATLAB程序仿真354
14.4.2离散系统的数字PID控制与MATLAB程序仿真356
14.4.3增量式数字PID控制与MATLAB程序仿真357
14.4.4位置PID控制与MATLAB程序仿真359
14.5模糊PID控制器简介361
本章小结361
思考题362
练习题362
附录A本书所用函数索引363
附录BMATLAB常用函数命令367
附录CSimulink机电模块库介绍369
参考文献375