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的操作界面 4

1.3指令窗运行 5

1.3.1数值、变量和表达式 6

1.3.2指令窗操作 7

1.4历史指令窗 10

1.5当前目录浏览器、路径设置器和文件管理 11

1.5.1 MATLAB的搜索路径 11

1.5.2当前目录浏览器 11

1.6工作空间浏览器和数组编辑器 13

1.6.1工作空间浏览器 13

1.6.2数组编辑器 13

1.7 M文件编辑器和M脚本文件编写 14

1.7.1 Editor/Debugger M文件编辑器简介 14

1.7.2 M脚本文件的编写 15

1.8使用M ATLAB帮助 16

习题1 18

第2章 数组及其运算 20

2.1简介 20

2.2数值数组的生成和寻访 20

2.2.1数值数组的生成 20

2.2.2数值数组的寻访 25

2.3数组运算和矩阵运算 26

2.3.1执行数组运算的常用函数 26

2.3.2数组和矩阵运算 27

2.4“非数”和“空”数组 29

2.4.1非数 29

2.4.2“空”数组 31

2.5数组的关系运算和逻辑运算 31

2.5.1关系运算 32

2.5.2逻辑运算 33

2.6字符串数组 33

2.6.1字符串数组的创建与操作 33

2.6.2串操作函数 35

2.6.3串转换函数 36

2.7元胞数组 38

2.7.1元胞数组的创建和显示 38

2.7.2元胞数组内容的调取 39

2.8构架数组 40

习题2 41

第3章 数据和函数的可视化 42

3.1二维曲线绘图 42

3.1.1 plot的基本调用格式 42

3.1.2曲线的色彩、线型和数据点型 44

3.1.3图形控制 46

3.2三维绘图 57

3.2.1 plot3的基本调用格式 57

3.2.2三维网线图和曲面图 58

3.3图形窗功能简介 68

3.3.1图形窗工具栏 68

3.3.2图形编辑 69

习题3 72

第4章MATLAB编程 73

4.1 MATLAB程序控制 73

4.1.1 for循环结构 73

4.1.2 while循环结构 74

4.1.3 if-else-end分支结构 75

4.1.4 switch-case结构 75

4.1.5 try-catch结构 77

4.1.6控制程序流的其他常用指令 77

4.2 M脚本文件和M函数文件 78

4.2.1 M脚本文件 78

4.2.2 M函数文件 78

4.2.3 M函数文件的一般结构 79

4.2.4局部变量和全局变量 80

4.3变量的检测传递和限权使用函数 81

4.3.1输入、输出参量检测指令 81

4.3.2子函数 82

4.3.3私有函数 84

4.4串演算函数 84

4.4.1 eval 84

4.4.2 feval 85

4.4.3内联函数 86

4.5函数句柄 87

4.5.1函数句柄的创建和观察 87

4.5.2函数句柄的基本用法 87

4.6符号计算 89

4.6.1符号对象和使用 89

4.6.2符号表达式的操作 91

4.6.3符号微积分 92

习题4 93

第5章 系统模型 96

5.1系统仿真概述 96

5.1.1系统仿真及其分类 96

5.1.2仿真模型与仿真研究 97

5.2系统数学模型 98

5.2.1系统时域模型 98

5.2.2系统传递函数模型 98

5.2.3系统零极点增益模型 99

5.2.4状态空间模型 100

5.2.5系统模型的转换 102

5.2.6系统模型参数的获取 103

5.2.7时间延迟系统建模 105

5.2.8模型属性设置和获取 105

5.3系统模型的连接 107

5.3.1模型串联 107

5.3.2模型并联 107

5.3.3反馈连接 108

5.4机电系统建模举例 110

5.4.1半定系统建模 110

5.4.2机械加速度计建模 111

5.4.3磁悬浮系统建模 113

5.4.4液压动力元件建模 114

习题5 116

第6章 系统时间响应及其仿真 117

6.1仿真算法 117

6.1.1数值积分的基本原理 117

6.1.2数值积分方法的选择 122

6.1.3基于离散相似法的系统仿真方法 123

6.2系统仿真的MATLAB函数 124

6.2.1数值积分方法的MATLAB函数 124

6.2.2时间响应仿真的MATLAB函数 129

6.3采样控制系统仿真 134

6.3.1采样控制系统的基本组成 134

6.3.2采样控制系统仿真特点 134

6.3.3采样控制系统仿真方法 135

习题6 137

第7章 系统频率响应及其仿真 140

7.1频率特性的一般概念 140

7.1.1频率响应与频率特性 140

7.1.2 Nyquist图与Bode图 141

7.1.3稳定裕度 141

7.2连续系统频率特性的MATLAB函数 142

7.2.1频率响应的计算 142

7.2.2频率特性图示法 145

7.3离散系统频域仿真 150

7.4系统分析图形用户界面 153

习题7 157

第8章 控制系统的综合与校正 159

8.1系统性能指标的计算 159

8.1.1时域指标 159

8.1.2频域指标 163

8.2系统校正的MATLAB编程 163

8.2.1相位滞后校正 164

8.2.2 PID校正 168

8.3控制系统设计举例 172

8.3.1汽车悬架系统控制 172

8.3.2阀控液压马达速度控制系统 176

习题8 178

第9章Simulink动态仿真 181

9.1 Simulink基本操作 181

9.1.1启动Simulink 181

9.1.2打开空白模型窗口 182

9.1.3建立Simulink仿真模型 183

9.1.4系统仿真运行 186

9.1.5仿真结果的输出和保存 187

9.2模块库和系统仿真 187

9.2.1 Simulink模块库 187

9.2.2 Simulink环境下的仿真运行 197

9.3子系统的创建与封装 202

9.3.1子系统的创建 203

9.3.2子系统的封装 206

9.3.3条件子系统 210

9.4 Simulink仿真举例 214

9.4.1曲柄滑块机构运动学的仿真 214

9.4.2悬吊式起重机动力学仿真 218

9.4.3阀控液压缸的动刚度分析 220

9.5 S-函数简介 224

9.5.1 S-函数的概念 224

9.5.2编写M文件S-函数 227

习题9 234

参考文献 238