MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用（第2版）

第1章 MATLAB工程基礎回顧  1
1.1 系統(tǒng)建模與仿真  1
1.1.1 仿真的基本概念  1
1.1.2 仿真的基本步驟  1
1.1.3 仿真的發(fā)展階段  2
1.1.4 仿真技術(shù)的工程應用意義  2
1.1.5 MATLAB的特點  2
1.2 MATLAB 2020的安裝與使用  3
1.2.1 MATLAB 2020的安裝  3
1.2.2 MATLAB視窗環(huán)境  8
1.3 MATLAB工程計算與圖形繪制  12
1.3.1 MATLAB工程計算  12
1.3.2 圖形繪制與輸出 29
1.3.3 MATLAB解方程(組) 37
本章小結(jié)  42
思考練習題  42
第2章 MATLAB程序設計及仿真  43
2.1 M 文件  43
2.1.1 M 腳本文件  43
2.1.2 M 函數(shù)  44
2.1.3 M 函數(shù)程序  45
2.1.4 全局變量與局部變量 47
2.2 函 數(shù) 47
2.2.1 子函數(shù)和私有函數(shù) 47
2.2.2 串演算函數(shù) 48
2.3 MATLAB程序設計的基本原則  49
2.4 流程控制與面向?qū)ο缶幊?50
2.4.1 流程控制 50
2.4.2 面向?qū)ο缶幊?53
2.5 M 文件調(diào)試與剖析  54
2.5.1 M 文件調(diào)試  54
2.5.2 M 文件性能剖析  57
2.6 良好的編程習慣 58
本章小結(jié)  59
思考練習題  59
第3章 Simulink集成仿真環(huán)境  60
3.1 Simulink的啟動與運行  60
3.2 Simulink仿真模型的特點和數(shù)據(jù)類型  64
3.2.1 Simulink仿真模型的特點  64
3.2.2 Simulink仿真模型的數(shù)據(jù)類型  66
3.3 Simulink模塊的構(gòu)成和模塊庫介紹  68
3.3.1 Simulink模塊的構(gòu)成  68
3.3.2 公共模塊庫 69
3.3.3 專業(yè)模塊庫 87
3.4 Simulink基本操作  88
3.4.1 Simulink模塊基本操作  89
3.4.2 Simulink信號線基本操作  93
3.4.3 Simulink系統(tǒng)模型基本操作  99
3.4.4 Simulink子系統(tǒng)基本操作  100
3.5 Simulink仿真設置  117
3.6 Simulink用戶自定義模塊及模塊庫的創(chuàng)建和使用  129
3.6.1 Simulink用戶自定義模塊  129
3.6.2 Simulink模塊庫的創(chuàng)建和使用  134
3.7 S函數(shù)的設計和應用  140
3.7.1 S函數(shù)的設計  141
3.7.2 S函數(shù)的應用  145
本章小結(jié) 149
思考練習題 150
第4章 Simulink建模與實例 151
4.1 Simulink建模的步驟和方法技巧  151
4.1.1 Simulink建模的步驟  151
4.1.2 Simulink建模的方法技巧  153
4.2 Simulink運行仿真與保存  154
4.2.1 啟動與仿真  154
4.2.2 仿真模型調(diào)試  156
4.2.3 優(yōu)化仿真過程  159
4.2.4 保存仿真模型  161
4.3 Simulink建模舉例  161
本章小結(jié) 170
思考練習題 170
第5章 典型動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真  171
5.1 動態(tài)系統(tǒng)建模  171
5.1.1 動態(tài)系統(tǒng)概述  171
5.1.2 動態(tài)系統(tǒng)建模示例  173
5.1.3 動態(tài)系統(tǒng)仿真過程  174
5.2 連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真  174
5.2.1 連續(xù)系統(tǒng)的基本概念  174
5.2.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學描述  175
5.2.3 連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真  175
5.3 離散系統(tǒng)建模與仿真  178
5.3.1 離散系統(tǒng)的基本概念  178
5.3.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學描述  179
5.3.3 離散系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真  180
5.4 線性系統(tǒng)建模與仿真  183
5.4.1 線性連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 183
5.4.2 線性離散系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 190
5.5 混合系統(tǒng)建模與仿真  194
本章小結(jié) 195
思考練習題 195
第6章 連桿機構(gòu)建模與仿真 196
6.1 連桿機構(gòu)概述  196
6.1.1 連桿機構(gòu)的基本問題  196
6.1.2 連桿機構(gòu)自由度的計算  197
6.2 連桿機構(gòu)的數(shù)學描述與 Multibody仿真工具介紹  198
6.2.1 連桿機構(gòu)的數(shù)學描述  198
6.2.2 Multibody仿真工具介紹  199
6.2.3 Multibody機械建模示例  202
6.3 平面連桿機構(gòu)建模與仿真  208
6.3.1 平面曲柄搖桿機構(gòu)建模與仿真  208
6.3.2 平面曲柄滑塊機構(gòu)建模與仿真  214
6.4 空間連桿機構(gòu)建模與仿真  221
6.4.1 空間連桿機構(gòu)自由度的計算  222
6.4.2 空間連桿機構(gòu)的數(shù)學描述  223
6.4.3 空間連桿機構(gòu)仿真示例  225
6.5 連桿機構(gòu)建模仿真的工程應用  227
本章小結(jié)  237
思考練習題 237
第7章 齒輪機構(gòu)建模與仿真 238
7.1 齒輪機構(gòu)概述  238
7.1.1 齒輪機構(gòu)傳動比  238
7.1.2 簡單齒輪機構(gòu)仿真舉例  239
7.2 常規(guī)齒輪機構(gòu)建模與仿真  242
7.2.1 可變傳動比齒輪機構(gòu)建模與仿真  242
7.2.2 恒定傳動比串聯(lián)齒輪機構(gòu)建模與仿真  244
7.2.3 定傳動比與可變傳動比串聯(lián)齒輪機構(gòu)建模與仿真  245
7.2.4 含有約束的齒輪機構(gòu)建模與仿真  246
7.2.5 齒輪五桿機構(gòu)建模與仿真  252
7.3 輪系機構(gòu)建模與仿真  257
7.3.1 輪系概述  257
7.3.2 定軸輪系建模與仿真  258
7.3.3 行星輪系建模與仿真  260
7.4 機械系統(tǒng)建模與仿真  262
7.4.1 齒輪齒條機構(gòu)建模與仿真  262
7.4.2 機械系統(tǒng)仿真示例  266
本章小結(jié) 272
思考練習題 272
第8章 液壓控制系統(tǒng)建模與仿真  273
8.1 液壓控制系統(tǒng)概述及數(shù)學描述  273
8.1.1 液壓控制系統(tǒng)概述  273
8.1.2 液壓控制系統(tǒng)的建模過程  275
8.1.3 液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學描述  275
8.2 液壓控制系統(tǒng)的仿真工具介紹 276
8.3 液壓位置控制系統(tǒng)建模與仿真  279
8.3.1 液壓位置控制系統(tǒng)的組成與工作原理  279
8.3.2 液壓位置控制系統(tǒng)框圖與傳遞函數(shù)  280
8.3.3 液壓位置控制系統(tǒng)仿真示例  282
8.4 液壓速度控制系統(tǒng)建模與仿真  286
8.4.1 液壓速度控制系統(tǒng)的構(gòu)成與控制方式  287
8.4.2 液壓速度控制系統(tǒng)仿真示例  289
8.5 液壓方向控制系統(tǒng)建模與仿真  295
8.6 液壓壓力控制系統(tǒng)建模與仿真  298
本章小結(jié) 301
思考練習題 301
第9章 液壓執(zhí)行元件建模與仿真  302
9.1 液壓元件概述及數(shù)學描述  302
9.1.1 液壓元件概述  302
9.1.2 液壓元件的基本數(shù)學描述  303
9.2 四通閥控液壓缸的建模與仿真  306
9.2.1 液壓缸的基本方程  306
9.2.2 四通閥控液壓缸動力機構(gòu)方程與傳遞函數(shù)的推導  306
9.2.3 四通閥控液壓缸傳遞函數(shù)仿真  310
9.2.4 四通閥控液壓缸動力機構(gòu)傳遞函數(shù)的簡化與仿真  312
9.3 四通閥控液壓馬達元件的建模與仿真  315
9.3.1 四通閥控液壓馬達傳遞函數(shù)  315
9.3.2 四通閥控液壓馬達傳遞函數(shù)仿真  316
本章小結(jié) 318
思考練習題 319
第10章 電子電路建模與仿真  320
10.1 電子電路概述及數(shù)學描述 320
10.1.1 電子電路概述 320
10.1.2 電子電路的數(shù)學描述 321
10.2 常用電路的分析方法 326
10.2.1 直流電路分析方法 326
10.2.2 交流電路分析方法 327
10.3 電路仿真模塊介紹與仿真步驟 328
10.3.1 電路仿真模塊介紹 328
10.3.2 電路仿真步驟 330
10.4 常用電路的建模與仿真 331
10.4.1 直流電路的建模與仿真 331
10.4.2 交流電路的建模與仿真 334
10.4.3 含半導體器件電路的建模與仿真 338
10.4.4 常用數(shù)字電路的建模與仿真 343
本章小結(jié) 352
思考練習題 352
第11章 電機建模與仿真  353
11.1 電機概述與仿真步驟 353
11.1.1 電機概述 353
11.1.2 電機仿真步驟 354
11.2 直流電機的建模與仿真 355
11.2.1 直流電機啟動 355
11.2.2 直流電機調(diào)速 364
11.2.3 直流電機制動 367
11.3 交流電機的建模與仿真  372
11.4 步進電機的建模與仿真 382
11.5 變壓器的建模與仿真 386
11.5.1 變壓器空載運行 387
11.5.2 變壓器負載運行 391
本章小結(jié) 395
思考練習題 395
第12章 電力系統(tǒng)建模與仿真  396
12.1 電力系統(tǒng)概述 396
12.1.1 電力系統(tǒng)概念和特點 396
12.1.2 電力系統(tǒng)仿真思想 397
12.2 電力系統(tǒng)的數(shù)學描述 397
12.2.1 同步發(fā)電機模型 397
12.2.2 電力變壓器模型 402
12.2.3 輸電線路模型 406
12.2.4 電力系統(tǒng)負荷模型 410
12.3 高壓直流輸電系統(tǒng)仿真與分析 413
12.4 高壓交流輸電系統(tǒng)暫態(tài)仿真與分析 420
12.5 交流電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析 425
12.5.1 基于SVC的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析  426
12.5.2 基于 UPFC的電力系統(tǒng)綜合仿真與分析  435
本章小結(jié) 452
思考練習題 452
第13章 測控系統(tǒng)建模與仿真  453
13.1 測控系統(tǒng)概述 453
13.2 測控系統(tǒng)的數(shù)學描述 454
13.2.1 測控系統(tǒng)的時域數(shù)學描述 454
13.2.2 測控系統(tǒng)的復域數(shù)學描述 457
13.3 測控系統(tǒng)常用分析方法 460
13.3.1 測控系統(tǒng)的時域分析法 461
13.3.2 測控系統(tǒng)的頻域分析法 464
本章小結(jié) 467
思考練習題 468
第14章 PID控制器建模與仿真  469
14.1 PID控制器概述 469
14.2 PID控制器的數(shù)學描述與仿真模塊介紹 470
14.2.1 PID控制器的基本思想 470
14.2.2 PID控制器原理的數(shù)學描述 471
14.2.3 Simulink中PID控制器仿真模塊介紹  472
14.3 模擬PID控制器的建模與仿真  474
14.3.1 模擬PID控制器的構(gòu)建  475
14.3.2 模擬PID控制器仿真示例  476
14.4 數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真  479
14.4.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真  480
14.4.2 離散系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真  481
14.4.3 增量式數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真  483
14.4.4 位置PID控制器的 M 文件仿真  484
14.5 其他PID控制器概述  486
本章小結(jié) 487
思考練習題 487
第15章 讀/寫外部數(shù)據(jù)  488
15.1 管理文件夾 488
15.2 讀/寫數(shù)據(jù)文件  492
15.2.1 讀取數(shù)據(jù)文件 492
15.2.2 導出數(shù)據(jù)文件 497
15.3 讀/寫音頻文件與圖像文件  499
15.3.1 讀/寫、錄制和播放音頻文件 499
15.3.2 讀取、顯示和寫入圖像文件  503
15.4 讀/寫視頻與攝像頭數(shù)據(jù)  508
15.4.1 讀取和寫入視頻文件 509
15.4.2 讀取攝像頭數(shù)據(jù) 511
本章小結(jié) 515
思考練習題 515
參考文獻  516