第1章 MATLAB工程基础回顾 1
1.1 系统建模与仿真 1
1.1.1 仿真的基本概念 1
1.1.2 仿真的基本步骤 1
1.1.3 仿真的发展阶段 2
1.1.4 仿真技术的工程应用意义 2
1.1.5 MATLAB的特点 2
1.2 MATLAB的安装与使用基础 2
1.2.1 MATLAB的安装 2
1.2.2 MATLAB视窗环境 7
1.3 MATLAB工程计算与图形绘制 11
1.3.1 MATLAB工程计算 11
1.3.2 图形绘制与输出 28
1.3.3 MATLAB解方程（组） 36
本章小结 40
思考题 40
练习题 41
第2章 MATLAB程序设计及仿真 42
2.1 M文件 42
2.1.1 M脚本文件 42
2.1.2 M函数 44
2.1.3 M函数程序 44
2.1.4 全局变量与局部变量 46
2.2 函数 46
2.2.1 子函数和私有函数 47
2.2.2 串演算函数 47
2.3 MATLAB程序设计的基本原则 49
2.4 流程控制与面向对象编程 49
2.4.1 流程控制 49
2.4.2 面向对象编程 52
2.5 文件调试与剖析 53
2.5.1 MATLAB程序调试 53
2.5.2 M文件性能剖析 55
本章小结 56
思考题 56
练习题 56
第3章 Simulink集成仿真环境 57
3.1 Simulink的启动与运行 57
3.2 Simulink模块库的介绍 59
3.2.1 公共模块库 59
3.2.2 专业模块库 72
3.3 Simulink的模块操作与信号组操作 73
3.3.1 Simulink的模块操作 74
3.3.2 Simulink的信号操作 77
3.4 Simulink仿真设置 82
3.5 Simulink用户自定义模块 93
本章小结 93
思考题 93
练习题 94
第4章 Simulink建模与实例 95
4.1 Simulink的建模步骤 95
4.2 Simulink仿真模型的运行与保存 97
4.3 Simulink的建模举例 97
本章小结 103
思考题 103
练习题 103
第5章 典型动态系统建模与仿真 104
5.1 动态系统建模 104
5.1.1 动态系统概述与分类 104
5.1.2 动态系统建模 105
5.1.3 动态系统仿真过程 107
5.2 连续系统建模与仿真 107
5.2.1 连续系统的基本概念 107
5.2.2 连续系统的数学描述 107
5.2.3 连续系统的Simulink仿真建模与M文件描述 108
5.3 离散系统建模与仿真 111
5.3.1 离散系统的基本概念 111
5.3.2 离散系统的数学描述 111
5.3.3 离散系统的Simulink建模仿真与M文件描述 112
5.4 线性系统建模与仿真 114
5.4.1 线性连续系统的Simulink建模仿真 114
5.4.2 线性离散系统的Simulink建模仿真 120
本章小结 123
思考题 123
练习题 123
第6章 连杆机构建模与仿真 124
6.1 连杆机构概述 124
6.1.1 连杆机构的基本问题 124
6.1.2 连杆机构自由度的计算 125
6.2 连杆机构的数学描述与SimMechanics仿真工具介绍 126
6.2.1 连杆机构的数学描述 126
6.2.2 SimMechanics仿真工具介绍 127
6.2.3 SimMechanics机械建模示例 130
6.3 平面连杆机构建模与仿真 136
6.3.1 平面曲柄摇杆机构建模与仿真 136
6.3.2 平面曲柄滑块机构建模与仿真 139
6.4 空间连杆机构建模与仿真 141
6.4.1 空间连杆机构自由度的计算 142
6.4.2 空间连杆机构的数学描述 142
6.4.3 空间连杆机构的建模仿真 145
本章小结 146
思考题 146
练习题 146
第7章 齿轮机构建模与仿真 147
7.1 齿轮机构概述 147
7.1.1 齿轮机构仿真模块 147
7.1.2 简单齿轮机构仿真举例 148
7.2 齿轮机构的建模与仿真 153
7.2.1 可变传动比的齿轮机构建模与仿真 153
7.2.2 恒定传动比的串联齿轮机构的建模与仿真 154
7.2.3 定传动比与可变传动比的串联齿轮机构的建模与仿真 156
7.2.4 含有约束的齿轮机构的建模与仿真 158
7.2.5 齿轮五杆机构的建模与仿真 163
7.3 轮系机构的建模与仿真 166
7.3.1 轮系概述 166
7.3.2 定轴轮系的建模与仿真 168
7.3.3 行星轮系的建模与仿真 169
7.4 简单机械系统的建模与仿真 171
7.4.1 齿轮齿条机构的建模与仿真 171
7.4.2 简单的机械系统建模与仿真 174
本章小结 178
思考题 178
练习题 178
第8章 液压控制系统建模与仿真 179
8.1 液压控制系统概述及其数学描述 179
8.1.1 液压控制系统概述 179
8.1.2 液压控制系统的建模过程 180
8.1.3 液压控制系统的数学描述 181
8.2 液压控制系统的仿真工具介绍 182
8.3 液压位置控制系统建模与仿真 185
8.3.1 液压位置控制系统的组成与工作原理 185
8.3.2 液压位置控制系统框图与传递函数 185
8.3.3 液压位置控制系统建模与仿真 187
8.4 液压速度控制系统建模与仿真 191
8.4.1 液压速度控制系统的构成与控制方式 191
8.4.2 液压速度控制系统的建模与仿真 193
8.5 液压方向控制系统建模与仿真 198
8.6 液压压力控制系统建模与仿真 201
本章小结 204
思考题 204
练习题 204
第9章 液压执行元件建模与仿真 205
9.1 液压元件概述及其数学描述 205
9.1.1 液压元件概述 205
9.1.2 液压元件的基本数学描述 206
9.2 四通阀控液压缸的建模与仿真 209
9.2.1 液压缸的基本方程 209
9.2.1 四通阀控液压缸动力机构方程与传递函数的推导 209
9.2.2 四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化 213
9.2.3 四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化与仿真 214
9.3 四通阀控液压马达元件的建模与仿真 216
9.3.1 四通阀控液压马达传递函数 216
9.3.2 四通阀控液压缸动力机构传递函数的简化与仿真 218
本章小结 219
思考题 219
练习题 219
第10章 电子电路建模与仿真 220
10.1 电子电路概述与数学描述 220
10.1.1 电子电路概述 220
10.1.2 电子电路的数学描述 221
10.2 常用电路的分析方法 225
10.2.1 直流电路分析方法 225
10.2.2 交流电路分析方法 226
10.3 电路仿真模块介绍与仿真步骤 227
10.3.1 电路仿真模块介绍 227
10.3.2 电路仿真步骤 228
10.4 常用电路的建模与仿真 229
10.4.1 直流电路的建模与仿真 229
10.4.2 交流电路的建模与仿真 231
10.4.3 含半导体器件电路的建模与仿真 235
本章小结 240
思考题 240
练习题 240
第11章 电机建模与仿真 241
11.1 电机概述与仿真步骤 241
11.1.1 电机概述 241
11.1.2 Simulink电机仿真模块介绍及仿真步骤 242
11.2 直流电机的建模与仿真 243
11.2.1 直流电机启动 243
11.2.2 直流电机调速 250
11.2.3 直流电机制动 253
11.3 交流电机的建模与仿真 257
11.4 步进电机的建模与仿真 267
本章小结 269
思考题 269
练习题 269
第12章 电力系统建模与仿真 270
12.1 电力系统 270
12.1.1 电力系统概述 270
12.1.2 电力系统仿真思想 270
12.2 电力系统的数学描述 271
12.2.1 同步发电机模型 271
12.2.2 电力变压器模型 275
12.2.3 输电线路模型 278
12.2.4 电力系统负荷模型 281
12.3 高压直流输电系统仿真与分析 283
12.4 高压交流输电系统暂态仿真与分析 290
12.5 交流电力系统机电暂态仿真与分析 295
12.5.1 基于SVC的电力系统机电暂态仿真与分析 296
12.5.2 基于综合潮流控制器的电力系统综合仿真与分析 306
本章小结 326
思考题 326
练习题 326
第13章 测控系统建模与仿真 327
13.1 测控系统概述 327
13.2 测控系统的数学描述 328
13.2.1 测控系统的时域数学描述 328
13.2.2 测控系统的复域数学描述 331
13.3 测控系统常用分析方法 334
13.3.1 测控系统的时域分析法 334
13.3.2 测控系统的频域分析法 337
本章小结 342
思考题 343
练习题 343
第14章 PID控制器建模与仿真 344
14.1 PID控制器概述 344
14.2 PID控制器的数学描述与仿真模块介绍 345
14.2.1 PID控制器的基本思想 345
14.2.2 PID控制器原理的数学描述 346
14.2.3 Simulink中PID控制器仿真模块的介绍 347
14.3 模拟PID控制器的建模与仿真 349
14.3.1 模拟PID控制器的构建 350
14.3.2 模拟PID控制器的建模与仿真 351
14.4 数字PID控制器的建模与MATLAB程序仿真 354
14.4.1 连续系统的数字PID控制与MATLAB程序仿真 354
14.4.2 离散系统的数字PID控制与MATLAB程序仿真 356
14.4.3 增量式数字PID控制与MATLAB程序仿真 357
14.4.4 位置PID控制与MATLAB程序仿真 359
14.5 模糊PID控制器简介 361
本章小结 361
思考题 362
练习题 362
附录A 本书所用函数索引 363
附录B MATLAB常用函数命令 367
附录C Simulink机电模块库介绍 369
参考文献 375