机电系统动态仿真 基于MATLAB/SimulinkPDF电子书下载

第1章 MATLAB基础 1

1.1概述 1

1.1.1 MATLAB的发展历程 1

1.1.2 MATLAB的基本组成和特点 2

1.2 MATLAB操作界面 3

1.3指令窗口运行 5

1.3.1数值、变量和表达式 5

1.3.2指令窗口操作 7

1.4历史指令窗口 9

1.5当前目录窗口、路径设置器和文件管理 9

1.5.1 MATLAB的搜索路径 9

1.5.2当前目录浏览器 9

1.6工作空间窗口和数组编辑器 11

1.6.1工作空间窗口 11

1.6.2数组编辑器 11

1.7 M文件编辑器和M脚本文件编写 12

1.7.1 M文件编辑器简介 12

1.7.2 M脚本文件的编写 12

1.8使用MATLAB帮助 14

习题1 15

第2章 数组及其运算 17

2.1简介 17

2.2数值数组的生成和寻访 17

2.2.1数值数组的生成 17

2.2.2数值数组的寻访 21

2.3数组运算和矩阵运算 23

2.3.1执行数组运算的常用函数 23

2.3.2数组和矩阵运算 24

2.4“非数”和“空”数组 25

2.4.1非数 25

2.4.2“空”数组 26

2.5数组的关系运算和逻辑运算 27

2.5.1关系运算 27

2.5.2逻辑运算 28

2.6字符串数组 29

2.6.1字符串数组的创建与操作 29

2.6.2串操作函数 30

2.6.3串转换函数 31

2.7元胞数组 33

2.7.1元胞数组的创建和显示 33

2.7.2元胞数组内容的调取 34

2.8构架数组 35

习题2 35

第3章 数据和函数的可视化 37

3.1二维曲线绘图 37

3.1.1 plot的基本调用格式 37

3.1.2曲线的色彩、线型和数据点型 39

3.1.3图形控制 40

3.2三维绘图 50

3.2.1 plot3的基本调用格式 50

3.2.2三维网线图和曲面图 50

3.3图形窗口功能简介 58

3.3.1图形窗口工具条 58

3.3.2图形编辑 59

3.4试验数据的图形表达 62

3.4.1 EXCEL数据文件绘图 62

3.4.2文本数据文件绘图 63

习题3 65

第4章 MATLAB编程 66

4.1 MATLAB程序控制 66

4.1.1 for循环结构 66

4.1.2 while循环结构 67

4.1.3 if-else-end分支结构 67

4.1.4 switch-case结构 68

4.1.5 try-catch结构 69

4.1.6控制程序流的其他常用指令 70

4.2 M脚本文件和M函数文件 70

4.2.1 M脚本文件 70

4.2.2 M函数文件 70

4.2.3 M函数文件的一般结构 71

4.2.4局部变量和全局变量 72

4.3变量的检测传递和限权使用函数 72

4.3.1输入、输出参量检测指令 72

4.3.2子函数 73

4.3.3私有函数 75

4.4串演算函数 75

4.4.1 eval 75

4.4.2 feval 76

4.4.3内联函数 76

4.5函数句柄 77

4.5.1函数句柄的创建和观察 77

4.5.2函数句柄的基本用法 77

4.6符号计算 78

4.6.1符号对象和使用 78

4.6.2符号表达式的操作 80

4.6.3符号微积分 81

习题4 83

第5章 系统模型 85

5.1系统仿真概述 85

5.1.1系统仿真及其分类 85

5.1.2仿真模型与仿真研究 86

5.2系统数学模型 86

5.2.1系统时域模型 86

5.2.2系统传递函数模型 87

5.2.3系统零极点增益模型 88

5.2.4状态空间模型 88

5.2.5系统模型的转换 90

5.2.6系统模型参数的获取 91

5.2.7时间延迟系统建模 92

5.2.8模型属性设置和获取 93

5.3系统模型的连接 94

5.3.1模型串联 94

5.3.2模型并联 95

5.3.3反馈连接 95

5.4机电系统建模举例 96

5.4.1半定系统建模 96

5.4.2机械加速度计建模 98

5.4.3磁悬浮系统建模 99

5.4.4液压动力元件建模 100

习题5 101

第6章 系统时间响应及其仿真 103

6.1仿真算法 103

6.1.1数值积分的基本原理 103

6.1.2数值积分方法的选择 108

6.1.3基于离散相似法的系统仿真方法 108

6.2系统仿真的MATLAB函数 109

6.2.1数值积分方法的MATLAB函数 109

6.2.2时间响应仿真的MATLAB函数 113

6.3采样控制系统仿真 117

6.3.1采样控制系统的基本组成 117

6.3.2采样控制系统仿真特点 118

6.3.3采样控制系统仿真方法 118

习题6 120

第7章 系统频率响应及其仿真 123

7.1频率特性的一般概念 123

7.1.1频率响应与频率特性 123

7.1.2 Nyquist图与Bode图 124

7.1.3稳定裕度 124

7.2连续系统频率特性的MATLAB函数 125

7.2.1频率响应的计算 125

7.2.2频率特性图示法 127

7.3离散系统频域仿真 131

7.4系统分析图形用户界面 133

习题7 137

第8章 控制系统的综合与校正 139

8.1系统性能指标的计算 139

8.1.1时域指标 139

8.1.2频域指标 142

8.2系统校正的MATLAB编程 143

8.2.1相位滞后校正 143

8.2.2 PID校正 146

8.3控制系统设计举例 150

8.3.1汽车悬架系统控制 150

8.3.2阀控液压马达速度控制系统 152

习题8 155

第9章 S imuli nk动态仿真 158

9.1 Simulink基本操作 158

9.1.1启动Simulink 158

9.1.2打开空白模型窗口 160

9.1.3建立Simulink仿真模型 161

9.1.4系统仿真运行 163

9.1.5仿真结果的输出和保存 164

9.2模块库和系统仿真 164

9.2.1 Simulink模块库 164

9.2.2 Simulink环境下的仿真运行 174

9.3子系统的创建与封装 179

9.3.1子系统的创建 179

9.3.2子系统的封装 181

9.3.3条件子系统 185

9.4 Simulink仿真举例 190

9.4.1曲柄滑块机构的运动学仿真 190

9.4.2悬吊式起重机动力学仿真 194

9.4.3阀控液压缸的动刚度分析 196

9.5 S-函数简介 199

9.5.1 S-函数的概念 199

9.5.2编写M文件S-函数 202

习题9 208

参考文献 211