MATLAB/Simulink系统仿真超级学习手册(第2版)
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作者石良臣
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115519436
出版时间2019-12
装帧平装
开本16开
定价89元
货号1201980901
上书时间2024-09-24
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目录
章系统仿真与MATLAB/Simulink1
1.1系统仿真技术概述1
1.2MATLAB简介2
1.2.1MATLAB产品说明2
1.2.2MATLAB/Simulink的特点3
1.3MATLAB/Simulink应用示例4
1.4本章小结6
第2章MATLAB编程基础7
2.1MATLAB工作环境7
2.1.1MATLAB主界面7
2.1.2MATLAB文本编辑窗口12
2.1.3MATLAB帮助文档的使用13
2.2MATLAB语言的基本元素15
2.2.1变量16
2.2.2赋值语句16
2.2.3矩阵及其元素表示17
2.3MATLAB下矩阵的运算19
2.3.1矩阵的代数运算20
2.3.2矩阵的关系运算23
2.3.3矩阵的逻辑运算24
2.4MATLAB的程序流程控制24
2.4.1循环控制结构24
2.4.2条件选择控制结构25
2.5M文件的编写27
2.5.1脚本文件27
2.5.2函数文件28
2.6MATLAB的图形绘制30
2.6.1二维图形的绘制30
2.6.2三维图形的绘制38
2.6.3“绘图”工具栏41
2.6.4图形对象属性设置41
2.7MATLAB编程实例44
2.7.1汉诺塔问题44
2.7.2MATLAB在自动控制中的应用46
2.7.3MATLAB在电力信号分析处理中的应用47
2.8本章小结48
第3章Simulink仿真基础50
3.1Simulink仿真环境50
3.2Simulink模块库52
3.2.1标准Simulink模块库52
3.2.2专业模块库53
3.3Simulink的基本操作54
3.3.1模块的基本操作54
3.3.2信号线的基本操作55
3.3.3系统模型的基本操作55
3.3.4子系统建立56
3.4Simulink系统建模58
3.5Simulink运行仿真60
3.5.1运行仿真过程61
3.5.2仿真参数设置63
3.5.3示波器的使用64
3.6Simulink仿真示例67
3.6.1一般控制系统中的仿真67
3.6.2简单电路系统中的仿真68
3.7本章小结71
第4章动态系统的Simulink仿真72
4.1简单系统仿真72
4.1.1简单系统的基本概念72
4.1.2简单系统的仿真分析72
4.2离散系统仿真75
4.2.1离散系统的基本概念75
4.2.2离散系统的Simulink仿真分析76
4.2.3线性离散系统的基本概念78
4.2.4线性离散系统的仿真分析79
4.3连续系统仿真81
4.3.1连续系统的基本概念81
4.3.2连续系统的Simulink仿真分析82
4.3.3线性连续系统的基本概念85
4.3.4线性连续系统的仿真分析86
4.4混合系统仿真88
4.4.1混合系统仿真技术概述88
4.4.2混合系统仿真实例一：通信系统89
4.4.3混合系统仿真实例二：汽车行驶控制系统91
4.5Simulink的调试技术94
4.5.1Simulink调试器启动95
4.5.2调试器的操作设置与功能95
4.5.3系统调试实例97
4.6本章小结99
第5章Simulink子系统101
5.1Simulink简单子系统101
5.1.1简单子系统的生成101
5.1.2子系统的基本操作102
5.2Simulink不错子系统102
5.2.1条件执行子系统的建立方法103
5.2.2使能子系统104
5.2.3触发子系统106
5.2.4触发使能子系统109
5.2.5原子子系统109
5.2.6其他子系统介绍111
5.3Simulink子系统的封装112
5.3.1子系统封装的概念112
5.3.2创建子系统封装模块112
5.3.3子系统封装实例114
5.4Simulink模块库技术116
5.4.1模块库的概念及应用116
5.4.2建立与使用模块库117
5.4.3库模块与引用模块的关联118
5.4.4可配置子系统119
5.5本章小结120
第6章Simulink命令行仿真122
6.1使用命令行方式建立系统模型122
6.1.1关于系统模型的命令123
6.1.2关于模块的命令125
6.1.3关于连线的命令126
6.1.4关于参数的命令126
6.1.5关于路径名的命令128
6.1.6其他命令128
6.1.7命令行方式建立系统模型实例129
6.2Simulink与MATLAB的接口130
6.2.1由MATLAB工作区变量设置系统模块参数130
6.2.2将信号输出到MATLAB工作区中130
6.2.3使用工作区变量作为系统输入信号131
6.2.4MATLABFunction与Fcn模块131
6.3使用命令行方式进行动态系统仿真132
6.3.1使用sim命令进行动态系统仿真133
6.3.2simset与simget命令的使用137
6.3.3simplot命令的使用140
6.4使用MATLAB脚本分析动态系统141
6.4.1蹦极跳的安全性分析141
6.4.2汽车行驶控制系统中控制器的调节142
6.5Simulink系统仿真常见问题144
6.5.1系统状态的确定144
6.5.2系统平衡点的确定145
6.5.3非线性系统的线性化处理146
6.5.4回调函数148
6.6本章小结150
第7章S-function151
7.1S-function概述151
7.1.1S-function的基本概念151
7.1.2S-function的几个相关概念152
7.1.3S-function模块155
7.1.4在模型中使用S-function155
7.1.5向S-function传递参数157
7.1.6何时使用S-function157
7.2S-function的工作原理158
7.2.1Simulink模块的数学关系158
7.2.2Simulink仿真流程158
7.2.3S-function仿真流程159
7.2.4S-function回调程序160
7.3编写M文件S-function160
7.3.1M文件S-function概述160
7.3.2S-function参数161
7.3.3S-function的输出161
7.3.4定义S-function的模块特性162
7.3.5M文件S-function实例162
7.4编写C-MEX文件S-function173
7.4.1MEX文件S-function概述173
7.4.2SimStruct数据结构与WorkVector工作向量173
7.4.3C-MEXS-function仿真流程175
7.4.4C-MEXS-function模板176
7.4.5C-MEXS-function实例178
7.4.6S-FunctionBuilder180
7.5M文件S-function与C-MEXS-function的比较187
7.6本章小结192
第8章通信系统仿真194
8.1通信系统194
8.1.1通信系统的分类194
8.1.2通信系统的仿真方法196
8.2通信系统仿真模型204
8.2.1通信系统的基本模型204
8.2.2通信系统基本模块207
8.3通信系统仿真命令227
8.3.1信源产生函数227
8.3.2信源编码/解码函数228
8.3.3信道模型函数230
8.3.4调制/解调函数232
8.3.5滤波器函数232
8.4通信系统仿真实例234
8.5本章小结238
第9章电力系统仿真239
9.1电力系统元件239
9.1.1同步发电机239
9.1.2电力变压器247
9.1.3输电线路252
9.1.4负荷258
9.2电力图形分析界面模块259
9.2.1配置参数260
9.2.2稳态电压电流261
9.2.3初始状态设置261
9.2.4潮流计算262
9.2.5电机初始化262
9.2.6LTI视窗263
9.2.7阻抗依频特性263
9.2.8FFT分析264
9.2.9报表生成265
9.2.10磁滞特性设计工具265
9.2.11计算RLC线路参数266
9.3电力系统仿真命令267
9.3.1电源及组件函数类型267
9.3.2发动机和发生器函数类型269
9.3.3感应测量函数类型271
9.3.4仿真分析函数类型271
9.4电力系统仿真实例272
9.4.1电力系统潮流计算272
9.4.2电力系统稳态分析274
9.5本章小结276
0章控制系统仿真277
10.1控制系统基本概念277
10.1.1控制系统的结构277
10.1.2控制系统的数学模型278
10.1.3控制系统的性能指标283
10.2控制系统分析方法285
10.2.1时域分析法285
10.2.2根轨迹分析法289
10.2.3频域分析法293
10.2.4状态空间分析法298
10.3控制系统仿真模块307
10.3.1Simulink标准模块库307
10.3.2控制系统工具箱313
10.4控制系统仿真命令315
10.4.1模型命令315
10.4.2分析命令318
10.4.3设计命令319
10.5控制系统仿真实例320
10.6本章小结324
1章模糊控制仿真326
11.1模糊理论的基本概念326
11.1.1模糊集合326
11.1.2模糊关系328
11.1.3模糊逻辑328
11.1.4模糊语言328
11.1.5模糊推理329
11.2模糊控制的基本概念330
11.2.1模糊控制系统的组成330
11.2.2模糊控制系统的设计333
11.3模糊推理系统336
11.3.1模糊推理系统的图形用户界面336
11.3.2模糊推理系统编辑器337
11.3.3隶属函数编辑器341
11.3.4模糊规则编辑器343
11.3.5模糊规则观察器349
11.3.6曲面观察器350
11.3.7模糊系统设计实例352
11.4模糊控制系统仿真357
11.4.1模糊逻辑工具箱简介358
11.4.2FIS与模糊逻辑控制器连接359
11.4.3模糊控制系统的仿真361
11.4.4MATLAB自带模糊控制系统示例368
11.5本章小结369
2章神经网络仿真371
12.1神经网络的基本概念371
12.1.1生物神经元371
12.1.2人工神经网络372
12.1.3神经网络的结构373
12.1.4神经网络的学习374
12.2神经网络工具箱375
12.2.1神经网络工具箱简介376
12.2.2神经网络函数拟合377
12.2.3神经网络模式识别386
12.2.4神经网络数据聚类390
12.2.5神经网络时间序列预测394
12.2.6神经网络函数命令397
12.3神经网络与Simulink401
12.3.1神经网络Simulink模块401
12.3.2神经网络Simulink建模404
12.4自定义神经网络406
12.4.1自定义神经网络函数命令406
12.4.2神经网络数据管理GUI408
12.5本章小结411
3章图像处理仿真412
13.1图像处理模块库412
13.1.1分析和增强模块库413
13.1.2转换模块库413
13.1.3滤波模块库414
13.1.4几何变换模块库415
13.1.5形态学操作模块库415
13.1.6接收器模块库416
13.1.7输入源模块库416
13.1.8统计模块库417
13.1.9文本和图形模块库418
13.1.10变换模块库418
13.1.11工具模块库419
13.2基于Simulink的图像增强419
13.2.1图像灰度变换增强419
13.2.2图像的平滑增强424
13.2.3图像锐化增强426
13.3基于Simulink的图像转换处理427
13.3.1图像类型转换427
13.3.2颜色模型转换429
13.4基于Simulink的图像几何变换431
13.4.1图像的旋转431
13.4.2图像的缩放432
13.5基于Simulink的图像数学形态学操作434
13.5.1图像膨胀和腐蚀434
13.5.2图像的开运算与闭运算436
13.6基于Simulink的图像增强综合实例440
13.6.1对图像进行旋转和增强440
13.6.2图像缩小旋转及边缘检测处理441
13.7本章小结442
附录A443
参考文献458
内容摘要
本书基于MATLABR2018a，由浅入深，全面讲解了MATLAB/Simulink的知识。本书涉及面广，涵盖了一般用户需要使用的各种功能，并详细介绍了MATLAB/Simulink的使用。本书自始至终采用实例描述；内容完整且每章相对独立，是一本详细的MATLAB/Simulink参考书。
全书共分为13章，首先介绍MATLAB的基础知识，随后重点介绍Simulink的使用，包括Simulink仿真基础、Simulink的仿真技术，以及Simulink的仿真应用。其中，Simulink仿真基础主要介绍Simulink模块库、Simulink基本操作以及Simulink系统的建模与仿真。同时，本书也对各种动态系统，如简单系统、离散系统、连续系统、混合系统的Simulink仿真进行了介绍。而Simulink子系统、命令行方式仿真以及S-function的运用则是Simulink仿真技术的内容。很后6章为Simulink在工程上的应用，包括通信系统仿真、电力系统仿真、控制系统仿真、模糊控制仿真、神经网络仿真和图像处理仿真。本书从这些系统的基本概念出发，对其仿真的方法及应用加以说明。
本书以实用为目标，用实例引导，深入浅出，讲解翔实，既适合作为理工科高等院校研究生、本科生的教学用书，也可作为广大科研工程技术人员的参考用书。
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