第1章 绪论 1
1.1 机电一体化系统的一般概念 2
1.2 开环控制系统与闭环控制系统 3
1.3 机电一体化系统的分类 4
1.3.1 线性控制系统和非线性控制系统 4
1.3.2 恒值控制系统和随动系统 5
1.3.3 连续控制系统和离散控制系统 5
1.4 机电一体化系统的品质要求 6
1.5 机电一体化关键技术 7
1.6 机电一体化的发展趋势 10
1.7 机电一体化系统仿真 11
1.8 系统仿真技术的发展趋势 14
1.9 数学模型和物理模型 15
第2章 MATLAB基础知识 17
2.1 MATLAB数值计算 17
2.1.1 变量和数据 17
2.1.2 矩阵和数组 19
2.2 MATLAB计算的可视化 24
2.3 MATLAB程序设计 34
2.3.1 程序流程控制 34
2.3.2 流程控制语句 36
2.4 Simulink仿真环境 38
2.4.1 一个Simulink的简单程序 38
2.4.2 Simulink的文件操作和模型窗口 39
2.4.3 Simulink的基本模块 40
2.4.4 常用模块的参数和属性设置 41
2.4.5 复杂系统的仿真设置 42
第3章 MATLAB/Simulink与数学建模 44
3.1 机电一体化系统的微分方程 44
3.1.1 概述 44
3.1.2 列写微分方程的一般方法 44
3.1.3 拉普拉斯变换 45
3.2 机电一体化系统的传递函数 46
3.2.1 传递函数的定义与性质 46
3.2.2 传递函数的零点、极点和放大系数 47
3.3 状态空间法建模 49
3.4 系统模型的连接 50
3.4.1 模型串联 50
3.4.2 模型并联 50
3.4.3 反馈连接 51
3.5 系统稳定性 51
3.5.1 典型输入函数 51
3.5.2 稳定性判定 53
3.5.3 时域分析中MATLAB函数的应用 53
3.6 频率分析 54
3.6.1 频率响应 54
3.6.2 频率响应的定义 55
3.6.3 用MATLAB函数绘制Nyquist图 56
3.6.4 Nyquist稳定判据 57
3.6.5 Nyquist判据应用举例 57
3.6.6 利用MATLAB函数绘制Bode图 59
3.6.7 系统的相对稳定性 60
3.7 实例分析 63
第4章 MATLAB/Simulink应用实例 67
4.1 机械系统 67
4.2 电路系统 79
4.3 机电一体化系统 81
第5章 机械平面结构物理建模与仿真 105
5.1 机械Simscape基础模块 105
5.2 SimMechanics第一代机构系统模块集 113
5.3 SimMechanics第二代机构系统模块集 123
5.4 Simulink与SolidWorks接口 124
5.4.1 获取XML文件的方法 124
5.4.2 应用实例 125
第6章 电路系统建模与仿真 133
6.1 电路系统子模块组 133
6.2 电路系统Simscape范例 135
6.3 Simscape模块定义语言 142
第7章 液压技术物理建模与仿真 145
7.1 液压基础模块库 145
7.2 Simhydraulics模块库 147
7.3 机床工作台液压系统 153
7.3.1 机床工作台液压传动系统的组成 153
7.3.2 机床液压系统物理建模与仿真 154
7.4 节流调速回路 157
7.5 电液速度控制系统设计 162
7.6 电液位置控制系统 172
7.7 平衡回路 174
7.8 插装阀回路分析 179
7.9 Simhydraulics与Simmechanics组合 182
7.10 MATLAB与AMESim数据共享 184
7.11 高低压双泵供油快速运动回路建模与仿真 197
第8章 机电一体化应用实例 203
8.1 机电一体化产品的系统设计要点 203
8.1.1 机电一体化产品的系统设计要点 203
8.1.2 用户需求的抽象 204
8.1.3 功能要素和功能模块 204
8.1.4 接口设计要点 204
8.2 柴油机单轨吊承载 204
8.2.1 行走载荷曲线 205
8.2.2 行走系统建模 210
8.3 行走紧急制动 215
8.3.1 引言 215
8.3.2 仿真实验 219
8.3.3 实验室实验 223
8.3.4 应用 225
8.4 单体液压支柱支护性能分析 226
8.4.1 支护理论 226
8.4.2 建立模型 228
8.4.3 仿真结果后处理 230
8.4.4 回柱阶段 232
8.5 电液力控制系统 234
参考文献 242