基于MATLAB/Simulink系統仿真權威指南
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Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個動態系統建模、仿真和綜合分析的集成環境。Simulink已成為國內外高等院校高等數學、數值分析、數字信號處理、自動控制理論以及工程應用等課程的基本教學工具。 全書共分為17章，從MATLAB簡介開始，詳細介紹了Simulink的基礎知識、模塊操作、信號操作、仿真設置、積分器使用、子系統技術、系統仿真過程、模型的調試、編寫M語言S-函數及Stateflow建模等內容。在本書最后還重點介紹了控制系統仿真系統、神經網絡仿真系統、電力系統仿真系統的原理及其運用。 本書按邏輯編排，自始至終用實例描述，是一本簡明的Simulink綜合性參考書。本書深入淺出，實例引導，講解翔實，既可以作為高等院校理工科的研究生、本科生的教材，也可作為廣大科研和工程技術人員的參考用書。
目 錄前言第1章 MATLAB簡介 1.1 MATLAB的發展史 1.2 MATLAB的特點及應用領域 1.3 MATLAB R2012a的工作環境 1.3.1 操作界面簡介 1.3.2 Command Window 1.3.3 Command History窗口 1.3.4 輸入變量 1.3.5 Current Folder窗口和路徑管理 1.3.6 搜索路徑 1.3.7 Workspace和變量編輯器 1.3.8 存取數據文件 1.4 MATLAB R2012a的幫助系統 1.4.1 純文本幫助 1.4.2 演示幫助 1.4.3 幫助文件目錄 1.4.4 幫助文件索引 1.5 小結 第2章 Simulink簡介 2.1 Simulink的基本介紹 2.1.1 功能 2.1.2 特點 2.2 Simulink的導引 2.2.1 Simulink的安裝 2.2.2 Simulink的工作環境 2.2.3 Simulink模型實例 2.3 Simulink的工作原理 2.3.1 動態系統的計算機仿真 2.3.2 Simulink求解器 2.4 Simulink的組成 2.4.1 應用工具箱 2.4.2 擴展的模塊庫 2.5 Simulink環境的設置 2.5.1 Simulink Preferences對話框 2.5.2 Simulink環境設置 2.6 小結 第3章 Simulink基礎 3.1 Simulink基本操作 3.1.1 Simulink的窗口和菜單 3.1.2 打開系統模型 3.1.3 輸入Simulink命令 3.1.4 保存系統模型 3.1.5 打印模型框圖及生成報告 3.1.6 常用鼠標和鍵盤操作 3.2 Simulink模塊 3.2.1 Simulink模塊庫簡介 3.2.2 連續模塊庫 3.2.3 離散模塊庫 3.2.4 查找表模塊庫 3.2.5 數學運算模塊庫 3.2.6 不連續模塊庫 3.2.7 信號布線模塊庫 3.2.8 信號輸出模塊庫 3.2.9 源模塊庫 3.2.10 其他專業模塊庫 3.3 Simulink系統模型的構建 3.3.1 Simulink庫瀏覽器的基本操作 3.3.2 模塊的選擇與連接 3.3.3 模塊的參數設置 3.4 管理模型的版本 3.4.1 導引 3.4.2 管理模型屬性 3.4.3 模型文件更改通知 3.4.4 指定當前用戶 3.4.5 查看和編輯模型的信息與歷史 3.4.6 修改模型的歷史 3.5 小結 第4章 Simulink模塊操作 4.1 模塊操作 4.1.1 Simulink模塊類型 4.1.2 自動連接模塊 4.1.3 手動連接模塊 4.2 改變模塊外觀 4.2.1 改變模塊方向 4.2.2 改變模塊名稱 4.2.3 指定方塊圖顏色 4.3 設置模塊參數 4.3.1 設置模塊特定參數 4.3.2 來自工作區的模塊參數 4.4 標注方塊圖 4.4.1 編輯標注 4.4.2 在標注中使用TeX格式命令 4.5 Block Properties對話框 4.6 顯示模塊輸出 4.6.1 設置輸出提示 4.6.2 模塊輸出提示選項 4.7 控制和顯示模塊的執行順序 4.7.1 指定模塊優先級 4.7.2 顯示模塊執行順序 4.8 查找表編輯器 4.8.1 編輯查詢表數值 4.8.2 顯示N-維表 4.8.3 繪制LUT表曲線 4.8.4 編輯自定義LUT模塊 4.9 小結 第5章 Simulink信號操作 5.1 重要概念 5.1.1 信號 5.1.2 信號的采樣時間 5.1.3 樣本信號 5.1.4 幀信號 5.2 信號基礎 5.2.1 信號屬性分類 5.2.2 信號的線型 5.2.3 確定輸出信號的維數 5.2.4 確定信號及參數維數的準則 5.2.5 輸入和參數的標量擴展 5.2.6 設置信號屬性 5.3 Scope模塊的高級使用技術 5.3.1 Scope模塊的使用 5.3.2 懸浮Scope模塊的使用 5.4 顯示信號 5.4.1 顯示信號屬性 5.4.2 信號標簽 5.4.3 信號標簽的傳遞 5.4.4 操作信號標簽 5.5 多維數組信號的連接 5.6 信號組操作 5.6.1 創建信號組 5.6.2 編輯信號組 5.6.3 編輯信號 5.6.4 編輯波形 5.6.5 設置輸入信號的時間范圍 5.6.6 輸出信號組數據及波形 5.6.7 用信號組仿真 5.6.8 仿真選項對話框 5.7 復合信號 5.7.1 混合信號 5.7.2 總線信號 5.7.3 總線對象 5.8 小結 第6章 創建Simulink模型 6.1 創建模型的要素 6.1.1 方塊圖 6.1.2 系統函數 6.1.3 狀態 6.1.4 模塊參數 6.1.5 模塊采樣時間 6.1.6 用戶模塊 6.1.7 系統和子系統 6.1.8 信號 6.1.9 模塊方法和模型方法 6.1.10 仿真算法 6.2 Simulink開放式動態系統建模 6.3 動態系統數學模型分類 6.3.1 常微分方程 6.3.2 差分方程 6.3.3 組合系統 6.4 建立動態Simulink模型 6.4.1 簡單系統的仿真分析 6.4.2 離散系統的仿真分析 6.4.3 線性系統仿真分析 6.4.4 混合系統設計分析 6.4.5 Simulink的調試技術 6.4.6 避免無效循環 6.4.7 建模提示 6.5 小結 第7章 Simulink仿真設置 7.1 仿真基礎 7.1.1 設置仿真參數 7.1.2 控制仿真執行 7.1.3 交互運行仿真 7.2 設置仿真算法 7.2.1 設置仿真時間 7.2.2 設置仿真算法 7.2.3 設置仿真步長 7.2.4 計算仿真步長 7.2.5 設置誤差容限 7.3 工作區輸入/輸出設置 7.3.1 從基本工作區中裝載輸入 7.3.2 把輸出結果保存到工作區 7.3.3 裝載和保存狀態 7.3.4 設置輸出選項 7.4 輸出信號的顯示 7.4.1 Scope模塊和XY Graph模塊的使用 7.4.2 懸浮Scope模塊和Display模塊的使用 7.4.3 返回變量的使用 7.4.4 To Workspace模塊的使用 7.5 小結 第8章 系統過零檢測及積分器使用 8.1 過零檢測 8.1.1 過零檢測的工作方式 8.1.2 過零檢測的實現方式 8.1.3 使用過零檢測 8.1.4 關閉過零檢測 8.2 系統代數環的概念與解決方案 8.2.1 代數環概念 8.2.2 非代數的直接饋通環 8.2.3 切斷代數環 8.2.4 消除代數環 8.2.5 高亮顯示代數環 8.3 高級積分器 8.3.1 積分器模塊參數對話框 8.3.2 創建自重置積分器 8.4 仿真診斷選項設置 8.4.1 仿真算法診斷設置 8.4.2 采樣時間診斷設置 8.4.3 數據驗證診斷設置 8.5 小結 第9章 Simulink子系統技術 9.1 子系統介紹 9.1.1 Simulink子系統定義 9.1.2 創建子系統 9.1.3 瀏覽層級子系統 9.2 高級子系統技術 9.2.1 使能子系統 9.2.2 觸發子系統 9.2.3 觸發使能子系統 9.2.4 創建交替執行子系統 9.3 控制流語句 9.3.1 If-else控制流語句 9.3.2 Switch控制流語句 9.3.3 While控制流語句 9.3.4 For控制流語句 9.3.5 Stateflow圖和控制流語句的比較 9.4 小結 第10章 子系統封裝 10.1 封裝子系統概述 10.2 封裝編輯器 10.2.1 Icon選項卡的設置 10.2.2 Parameters選項卡的設置 10.2.3 Initialization選項卡的設置 10.2.4 Documentation選項卡的設置 10.3 創建封裝模塊的動態對話框 10.3.1 設置封裝模塊對話框參數 10.3.2 預定義封裝對話框參數 10.4 自定義庫操作 10.4.1 建立和使用庫 10.4.2 庫連接狀態 10.4.3 顯示庫關聯及信息 10.4.4 把用戶庫添加到Simulink庫瀏覽器中 10.5 小結 第11章 系統仿真過程 11.1 啟動仿真過程 11.1.1 仿真入門 11.1.2 用菜單方式啟動仿真 11.1.3 仿真過程診斷 11.2 仿真配置 11.2.1 求解器的概念 11.2.2 仿真的設置 11.2.3 診斷設置 11.3 優化仿真性能 11.3.1 提高仿真速度 11.3.2 提高仿真精度 11.4 小結 第12章 模型調試 12.1 模型調試 12.1.1 啟動調試器 12.1.2 調試器的圖形用戶接口 12.1.3 調試器的命令行接口 12.1.4 調試器命令 12.2 調試器控制 12.2.1 連續運行仿真 12.2.2 繼續仿真 12.2.3 單步運行仿真 12.3 設置斷點 12.3.1 設置無條件斷點 12.3.2 設置有條件斷點 12.4 顯示仿真信息 12.4.1 顯示模塊I/O 12.4.2 顯示代數環信息 12.4.3 顯示系統狀態 12.4.4 顯示求解器信息 12.5 顯示模型信息 12.5.1 顯示模型中模塊的執行順序 12.5.2 顯示模塊 12.6 小結 第13章 S-函數 13.1 S-函數概述 13.1.1 S-函數的定義 13.1.2 S-函數的工作方式 13.2 在模型中創建S-函數 13.2.1 在模型中使用S-函數 13.2.2 向S-函數中傳遞參數 13.2.3 何時使用S-函數 13.3 S-函數的概念 13.3.1 直接饋通 13.3.2 動態設置數組維數 13.3.3 設置采樣時間和偏移量 13.4 編寫M語言S-函數 13.4.1 M文件S-函數模板 13.4.2 定義S-Function模塊特征 13.5 M文件S-函數范例 13.5.1 無狀態M文件S-函數 13.5.2 連續狀態S-函數 13.5.3 離散狀態S-函數 13.6 小結 第14章 Stateflow建模與應用 14.1 有限狀態機簡介 14.1.1 Stateflow的定義 14.1.2 狀態圖編輯器 14.1.3 狀態 14.1.4 遷移 14.1.5 數據與事件 14.1.6 對象的命名規則 14.2 Stateflow狀態圖 14.2.1 狀態 14.2.2 遷移 14.2.3 計時器狀態圖 14.2.4 數據與事件 14.2.5 動作 14.2.6 自動創建對象 14.3 Stateflow流程圖 14.3.1 流程圖與節點 14.3.2 建立流程圖 14.4 層次結構 14.4.1 層次的概念 14.4.2 遷移的層次 14.4.3 歷史節點 14.4.4 子狀態圖 14.4.5 層次狀態圖中的流程圖 14.5 并行機制 14.5.1 設置狀態關系 14.5.2 并行狀態活動順序配置 14.5.3 本地事件廣播 14.5.4 直接事件廣播 14.5.5 隱含事件和條件 14.6 Stateflow其他對象 14.6.1 真值表 14.6.2 圖形函數 14.6.3 圖形盒 14.6.4 Simulink函數調用 14.6.5 目標 14.7 綜合應用 14.7.1 計時器 14.7.2 交通燈 14.8 小結 第15章 控制仿真系統 15.1 Simulink仿真的參數設置 15.1.1 系統模型的實時操作與仿真參數設置 15.1.2 Solver選項卡的參數設置 15.1.3 Data Import/Export選項卡的參數設置 15.2 控制系統的Simulink仿真 15.2.1 利用Simulink系統仿真模型的仿真處理 15.2.2 利用Simulink動態結構圖的仿真處理 15.3 控制系統的線性分析 15.3.1 滑艇動態方程及其線性化 15.3.2 Linear Analysis Tool 15.3.3 LTI系統對象 15.4 線性控制系統設計分析 15.4.1 控制系統工具箱簡介 15.4.2 系統分析與設計簡介 15.4.3 單輸入單輸出系統設計工具 15.5 非線性控制系統設計簡介 15.6 小結 第16章 神經網絡仿真系統 16.1 神經網絡工具箱簡介 16.1.1 神經元模型 16.1.2 神經網絡結構 16.1.3 MATLAB神經網絡工具箱的使用 16.2 感知器 16.2.1 感知器的網絡結構 16.2.2 感知器的圖形解釋 16.3 BP神經網絡 16.3.1 BP神經網絡介紹 16.3.2 MATLAB中BP神經網絡的重要函數和基本功能 16.4 RBF神經網絡 16.4.1 RBF神經網絡 16.4.2 RBF神經網絡傳遞函數 16.4.3 RBF神經網絡的創建與學習過程 16.5 自組織競爭神經網絡 16.5.1 網絡結構 16.5.2 競爭學習規則 16.5.3 競爭網絡的訓練過程 16.6 基于Simulink的神經網絡模塊 16.6.1 模塊的設置 16.6.2 模塊的生成 16.7 基于Simulink的神經網絡控制系統 16.7.1 神經網絡模型預測控制器 16.7.2 反饋線性化控制器 16.7.3 模型參考控制器 16.8 小結 第17章 電力仿真系統 17.1 同步發電機模型 17.1.1 同步發電機等效電路 17.1.2 簡化同步電機模塊 17.1.3 同步電機模塊 17.2 電力變壓器模型 17.2.1 三相變壓器等效電路 17.2.2 雙繞組三相變壓器模塊 17.2.3 互感線圈 17.2.4 其他 17.3 輸電線路模型 17.3.1 輸電線路等效電路 17.3.2 RLC串聯支路模塊 17.3.3 PI型等效電路模塊 17.3.4 分布參數線路模塊 17.4 負荷模型 17.4.1 靜態負荷模塊 17.4.2 三相動態負荷模塊 17.4.3 異步電動機模塊 17.5 小結 附錄A Simulink基本模塊的功能簡介 參考文獻
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