机电系统动态仿真 基于MATLAB/SimulinkPDF电子书下载

目录 1

前言 1

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 4

1.3　Command Window运行 5

1.3.1　数值、变量和表达式 6

1.3.2　Command Window操作 7

1.4 Command History窗 9

1.5 Current Directory、路径设置器和文件管理 10

1.5.1 MATLAB的搜索路径 10

1.5.2 Current Directory（当前目录浏览器） 11

1.6　Workspace Browser和Array Editor 12

1.6.1 Workspace Browser（工作空间浏览器） 12

1.6.2 Array Editor（数组编辑器） 13

1.7 M文件编辑器和脚本编写 13

1.7.1 Editor/Debugger（M文件编辑器）简介 13

1.7.2 M脚本文件编写初步 14

1.8 使用MATLAB帮助 15

习题1 16

第2章　数组及其运算 18

2.1　简介 18

2.2　数值数组的生成和寻访 18

2.2.1　数值数组的生成 18

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 26

2.4.1　非数 26

2.4.2 “空”数组 27

2.5　数组的关系运算和逻辑运算 28

2.5.1　关系运算 28

2.5.2　逻辑运算 29

2.6　字符串数组 30

2.6.1　字符串数组创建与操作 30

2.6.2　串操作函数 31

2.6.3　串转换函数 32

2.7　元胞数组 34

2.7.1　元胞数组的创建和显示 34

2.7.2　元胞数组内容的调取 36

2.8　构架数组 36

习题2 37

第3章　数据和函数的可视化 39

3.1　二维曲线绘图 39

3.1.1　plot的基本调用格式 39

3.1.2　曲线的色彩、线型和数据点型 40

3.1.3　图形控制 42

3.2　三维绘图 51

3.2.1　plot3的基本调用格式 51

3.2.2　三维网线图和曲面图 52

3.3　图形窗功能简介 61

习题3 64

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

4.1.4　switch-case结构 68

4.1.3　if-else-end分支结构 68

4.1.5 try-catch结构 70

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 71

4.2.1　脚本文件 71

4.2.2　M函数文件 71

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 73

4.3　变量的检测传递和限权使用函数 73

4.3.1　输入输出参量检测指令 73

4.3.2　子函数 74

4.3.3　私有函数 76

4.4　串演算函数 76

4.4.1 eval 76

4.4.2　feval 77

4.4.3　内联函数 78

4.5　函数句柄 78

4.5.1　函数句柄的创建和观察 79

4.5.2　函数句柄的基本用法 79

4.6　符号计算 80

4.6.1　符号对象和使用 81

4.6.2　符号表达式的操作 82

4.6.3　符号微积分 84

习题4 85

第5章 系统模型 86

5.1　系统仿真概述 86

5.1.1　系统仿真及其分类 86

5.1.2　仿真模型与仿真研究 87

5.2.2　系统传递函数模型 88

5.2.1　系统时域模型 88

5.2　系统数学模型 88

5.2.3　系统零极点增益模型 89

5.2.4　状态空间模型 90

5.2.5　系统模型的转换 92

5.2.6　系统模型参数的获取 92

5.2.7　时间延迟系统建模 94

5.2.8　模型属性设置和获取 95

5.3　系统模型的连接 96

5.3.1　模型串联 96

5.3.3　反馈连接 97

5.3.2　模型并联 97

5.4　机电系统建模举例 99

5.4.1　半定系统建模 99

5.4.2　机械加速度计建模 101

5.4.3　磁悬浮系统建模 102

习题5 104

第6章 系统时间响应及其仿真 106

6.1　仿真算法 106

6.1.1　数值积分的基本原理 106

6.1.2　数值积分方法的选择 111

6.1.3　基于离散相似法的系统仿真方法 112

6.2　系统仿真的MATLAB函数 113

6.2.1　数值积分方法的MATLAB函数 113

6.2.2　时间响应仿真的MATLAB函数 118

6.3　采样控制系统仿真 122

6.3.1　采样控制系统的基本组成 122

6.3.2　采样控制系统仿真特点 123

6.3.3　采样控制系统仿真方法 123

习题6 126

7.1.1　频率响应与频率特性 128

7.1　频率特性的一般概念 128

第7章 系统频率响应及其仿真 128

7.1.2　Nyquist图与Bode图 129

7.1.3　稳定裕度 129

7.2　连续系统频率特性的MATLAB函数 130

7.2.1　频率响应的计算 130

7.2.2　频率特性图示法 133

7.3　离散系统频域仿真 138

7.4　系统分析图形用户界面 141

习题7 145

8.1.1　时域指标 147

第8章　控制系统的综合与校正 147

8.1　系统性能指标的计算 147

8.1.2　频域指标 151

8.2　系统校正的MATLAB编程 151

8.2.1　相位滞后校正 152

8.2.2　PID校正 155

8.3　控制系统设计举例 159

8.3.1　汽车悬架系统控制 159

8.3.2　阀控液压马达速度控制系统 163

习题8 165

第9章 Simulink动态仿真 167

9.1　Simulink基本操作 167

9.1.1　启动Simulink 167

9.1.2　打开空白模型窗口 169

9.1.3　建立Simulink仿真模型 169

9.1.4　系统仿真运行 172

9.1.5　仿真结果的输出和保存 173

9.2　模块库和系统仿真 173

9.2.1　Simulink模块库 173

9.2.2　Simulink环境下的仿真运行 181

9.3　子系统创建与封装 186

9.3.1　子系统的创建 187

9.3.2　子系统的封装 190

9.3.3　条件子系统 195

9.4　Simulink仿真举例 199

9.4.1　曲柄滑块机构的运动学仿真 199

9.4.2　悬吊式起重机动力学仿真 203

9.4.3　阀控液压缸的动刚度分析 205

习题9 208

参考文献 211