《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》從工程實際和應用的角度出發(fā),系統(tǒng)地介紹了MATLAB建模與仿真的方法!禡ATLAB建模與仿真應用教程 第3版》分成兩篇,基礎篇主要介紹MATLAB軟件使用基礎、數(shù)值與矩陣計算、圖形繪制、程序設計、圖形用戶界面設計、Simulink建模與仿真等基礎內(nèi)容;應用篇則通過MATLAB軟件在電路、電動機、測控系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)中的應用實例,介紹建立數(shù)學模型、系統(tǒng)仿真分析的一般步驟、數(shù)據(jù)的后處理和圖形輸出等內(nèi)容。
《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》內(nèi)容深入淺出,通過精心設計的實例,可以幫助讀者在充分理解和掌握MATLAB軟件的基礎上,高效地使用MATLAB進行系統(tǒng)的建模與仿真分析。
《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》可以作為高等院校電氣工程、機器人工程、自動化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)高年級本科生或研究生教材,也可作為從事相關(guān)工作的工程技術(shù)人員的參考書。
1.以MATLAB R2020為平臺
2.從工程實際出發(fā),詳細介紹電路、電動機、測控系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)以及機器人控制系統(tǒng)的建模與仿真
3.實用性強,實例配有操作視頻
MATLAB軟件主要用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)值計算的高級程序開發(fā)語言和交互式程序開發(fā)環(huán)境,是面向工程師和科學家的簡單且高效的計算環(huán)境。MATLAB具有其他高級語言難以比擬的一些優(yōu)點,如編寫簡單、程序效率高、易學易懂等,因此MATLAB語言也被通俗地稱為演算紙式科學算法語言。MATLAB現(xiàn)已被廣泛應用于自動控制、系統(tǒng)工程、信息工程、應用數(shù)學、機電工程、電子工程、計算機等專業(yè)領域。
系統(tǒng)建模與仿真是研究、分析、設計各種復雜系統(tǒng)的有力工具。MATLAB提供了一個獨特的建模和仿真的環(huán)境,強有力的技術(shù)語言既精確又有描述性,讓用戶用較少的簡單代碼去建模復雜的系統(tǒng)。本書精選應用性較強的實例,深入淺出地向讀者闡明MATLAB軟件在建模與仿真中的應用。
《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》分成兩篇,共12章,基礎篇包括1~6章,講解MATLAB的基礎知識、數(shù)值計算、圖形繪制以及程序設計,并詳細地介紹了功能強大的動態(tài)系統(tǒng)仿真工具Simulink;應用篇包括7~12 章,講解如何使用MATLAB軟件進行電路、電動機、測控系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)以及模糊控制系統(tǒng)并引入機器人控制系統(tǒng)的建模與仿真!禡ATLAB建模與仿真應用教程 第3版》精心設計的應用實例可以幫助讀者在充分理解MATLAB建模與仿真理論的基礎上,高效地掌握MATLAB相關(guān)功能和工具的使用。另外,《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》結(jié)合作者在長期教學和科研工作中的經(jīng)驗與體會,講述了應用MATLAB軟件進行建模、仿真以及調(diào)試中的相關(guān)技巧,從而使讀者能夠快速地分析問題與解決問題。
《MATLAB建模與仿真應用教程 第3版》由佳木斯大學的多位教師共同編寫完成。其中劉德勝編寫第1、7、11章,趙魁編寫第6、10章,陳曉偉編寫第12章,孫悅編寫第4、5章,孔德權(quán)編寫3、8章,袁銘潤編寫第2、9章,另外參加編寫工作的還有管殿柱、李文秋和管玥等。
由于編者水平有限,書中難免存在錯誤和不妥之處,懇請有關(guān)專家和廣大讀者批評指正,并提出寶貴意見。
編者
前言
第1章MATLAB入門
11MATLAB簡介
111MATLAB的發(fā)展歷程
112MATLAB的功能與特點
113MATLAB的工具箱簡介
12系統(tǒng)建模與仿真基礎
121系統(tǒng)建模的方法
122仿真的基本概念
123建模與仿真的一般步驟
124建模與仿真的發(fā)展階段
13習題
第2章MATLAB的使用基礎
21MATLAB的安裝
22MATLAB的啟動
23MATLAB的系統(tǒng)設置
24MATLAB的集成開發(fā)環(huán)境
241工具欄
242命令行窗口
243歷史命令記錄
244工作區(qū)
25MATLAB的幫助系統(tǒng)
26習題
第3章MATLAB的數(shù)值計算
31MATLAB常用的數(shù)據(jù)類型
311簡單數(shù)值計算
312常量
313向量
314矩陣
32運算符
321算術(shù)運算符
322關(guān)系運算符
323邏輯運算符
33數(shù)值運算
331矩陣運算
332數(shù)組運算
333多項式運算
34常用運算函數(shù)
35常用數(shù)值算法舉例
351線性方程組的求解
352微分方程的求解
36習題
37上機實驗
第4章MATLAB的圖形繪制
41二維圖形的繪制
411基本圖形的繪制
412多個窗口的創(chuàng)建
413子窗口的創(chuàng)建
414圖形的標注
42特殊二維圖形的繪制
421復數(shù)、向量、極坐標、對數(shù)坐標圖的繪制
422柱狀圖、火柴桿圖、餅圖的繪制
43三維圖形的繪制
431三維曲線的繪制
432三維網(wǎng)格圖的繪制
433三維曲面圖的繪制
434等高線圖的繪制
44常用圖形函數(shù)
45習題
46上機實驗
第5章MATLAB的程序設計
51M文件
511M文件基礎
512命令文件與函數(shù)文件
52MATLAB的程序結(jié)構(gòu)
521條件選擇語句
522循環(huán)控制語句
523錯誤控制與循環(huán)終止
53圖形用戶界面GUI的設計
531GUI設計向?qū)?br>532GUI控件
533GUI設計工具
54MATLAB程序設計的基本原則
55MATLAB程序設計實例
551M命令文件設計實例
552M函數(shù)文件設計實例
553GUI設計實例
56習題
57上機實驗
第6章Simulink建模與仿真基礎
61Simulink基礎
611Simulink的啟動
612Simulink的模型窗口
62Simulink模塊庫
621公共模塊庫
622專業(yè)模塊庫
623自定義模塊庫
63Simulink建模與仿真的基本方法
631模型建立的基本步驟
632模塊的查找與選擇
633模塊的基本操作
634模塊參數(shù)的設置
635仿真參數(shù)的配置
636保存與運行
64建模與仿真分析實例
641簡單連續(xù)系統(tǒng)的建模與仿真實例
642簡單離散系統(tǒng)的建模與仿真實例
65習題
66上機實驗
第7章電路的建模與仿真分析
71直流穩(wěn)態(tài)電路的建模與仿真分析
711支路電流法
712網(wǎng)孔電流法
713節(jié)點電壓法
714解的正確性驗證
72動態(tài)電路的建模與仿真分析
721RC電路的動態(tài)過程分析
722RL電路的動態(tài)過程分析
73正弦交流電路的建模與仿真分析
731阻抗的串聯(lián)
732阻抗的并聯(lián)與功率因數(shù)的提高
733三相交流電路
74直流磁路的建模與仿真分析
741磁路的串聯(lián)
742磁路的并聯(lián)
75習題
76上機實驗
第8章電動機的建模與仿真
81直流電動機的建模與仿真
82三相異步電動機的建模與仿真
821三相異步電動機的機械特性仿真
822三相異步電動機直接起動的建模與仿真
823兩相靜止坐標系下三相異步電動機的建模與仿真
824兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下三相異步電動機的建模與仿真
83習題
84上機實驗
第9章測控系統(tǒng)的建模與仿真
91測控系統(tǒng)的典型數(shù)學模型
92測控系統(tǒng)的常用分析方法
921時域分析法
922頻域分析法
93典型測控系統(tǒng)的建模與仿真
94習題
95上機實驗
第10章過程控制系統(tǒng)的設計與仿真
101過程控制系統(tǒng)概述
1011過程控制系統(tǒng)的組成
1012典型過程控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
102數(shù)字PID控制器及其MATLAB實現(xiàn)
1021數(shù)字PID控制算法
1022位置PID控制算法
1023連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字PID控制
1024離散系統(tǒng)的數(shù)字PID控制
1025增量式PID控制
1026步進式PID控制
103數(shù)字PID控制仿真實例
1031液位前饋—反饋控制系統(tǒng)設計及仿真
1032鍋爐內(nèi)膽水溫定制控制系統(tǒng)設計及仿真
104習題
105上機實驗
第11章模糊控制系統(tǒng)的設計與仿真
111模糊控制系統(tǒng)概述
1111模糊控制系統(tǒng)的組成
1112模糊PID控制器
112模糊控制器及其MATLAB實現(xiàn)
1121模糊函數(shù)的MATLAB實現(xiàn)
1122隸屬度函數(shù)的MATLAB實現(xiàn)
1123模糊規(guī)則的MATLAB實現(xiàn)
1124模糊推理系統(tǒng)的MATLAB實現(xiàn)
113模糊控制系統(tǒng)仿真實例
114習題
115上機實驗
第12章機器人控制系統(tǒng)的設計與仿真
121基于模糊補償?shù)臋C器人自適應模糊控制
1211機器人動力學模型建立
1212基于傳統(tǒng)模糊補償?shù)目刂?br>1213基于模型信息已知的模糊補償控制
1214仿真實例
122工作空間中機器人的神經(jīng)網(wǎng)絡自適應控制
1221工作空間直角坐標與關(guān)節(jié)角位置的轉(zhuǎn)換
1222機器人的神經(jīng)網(wǎng)絡建模
1223控制器的設計
1224仿