Simulink動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真

前言

MathWorks公司創(chuàng)建于1984年，該公司推出的MATLAB軟件，一直以其強大的功能在同類數(shù)值計算軟件中獨領風騷。目前，MATLAB軟件的最新版本6.5.1，即MATLABRelease 13 SP1，已經發(fā)展為多學科、跨平臺的功能強大的軟件包，在全球100多個國家和地區(qū)擁有數(shù)以百萬計的正式用戶。在過去幾年中，Simulink已經成為院校和工程領域中廣大師生及研究人員用來建模和仿真動態(tài)系統(tǒng)的軟件包。Simulink鼓勵人們去嘗試，可以用它輕松地搭建一個系統(tǒng)模型，并設置模型參數(shù)和仿真參數(shù)。由于Simulink是交互式的應用程序，因此在仿真過程中，可以在線修改仿真參數(shù)，并立即觀察到改變后的仿真結果。利用Simulink，可以建立更趨于真實的非線性模型，如考慮摩擦中的各個因素、空氣阻力、齒輪的傳動損耗以及其他描述真實世界中各種現(xiàn)象的干擾因素。安裝了Simulink的計算機就如真正的建模和系統(tǒng)分析實驗室一樣，在這個實驗室中，可以分析汽車離合器系統(tǒng)的動作過程、飛機機翼的抖動方式、經濟學中的貨幣規(guī)律以及其他可以用數(shù)學方式描述的動態(tài)系統(tǒng)，這是非常重要的。因為在真實世界中的系統(tǒng)不可能都是線性系統(tǒng)，更多的系統(tǒng)需要考慮各種復雜的非線性環(huán)節(jié)，對系統(tǒng)的真實建模對于分析結論的正確性及系統(tǒng)設計都具有非常重要的意義。正因為如此，全球數(shù)以萬計的工程人員都使用Simulink創(chuàng)建模型并尋找解決實際問題的方法，掌握Simulink已經成為專業(yè)技術人員必不可少的一項技能。本書介紹的是目前最新的MATLAB Release 13 SPl版本下的Simulink 5.1軟件包。

內容概要

　　本書介紹的是由MathWorks公司開發(fā)的MATLAB (R2007a)中的Simulink 6.6軟件包。全書共12章，從Simulink的基本概念開始，全面介紹了Simulink軟件包中各種模塊的特性及使用方法，重點介紹了利用Simulink工具進行動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真、分析和調試的方法，包括連續(xù)系統(tǒng)、離散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。同時，書中通過大量例程說明了Simulink中各種功能的實現(xiàn)途徑?！　”緯m用于初學Simulink的工程設計人員及從事控制工程或系統(tǒng)工程方面工作的工程師和研究人員，還可作為高等工科院校相關專業(yè)教師、本科生和研究生的參考書。

書籍目錄

第1章　Simulink基礎　1.1　Simulink簡介　1.2　運行Simulink演示程序　　1.2.1　運行房屋熱力學系統(tǒng)演示模型　　1.2.2　房屋熱力學系統(tǒng)模型說明　　1.2.3　其他Simulink演示程序　1.3　建立一個簡單的Simulink模型　1.4　保存Simulink模型　1.5　打印及HTML報告　　1.5.1　打印模型　　1.5.2　生成模型報告　1.6　打印邊框編輯器　　1.6.1　用戶接口　　1.6.2　設計打印邊框　　1.6.3　打印邊框示例　1.7　Simulink參數(shù)設置　　1.7.1　常用Simulink參數(shù)　　1.7.2　Simulink字體參數(shù)　　1.7.3　Simulink仿真參數(shù)第2章　Simulink模塊操作　2.1　模塊操作　　2.1.1　Simulink模塊類型　　2.1.2　自動連接模塊　　2.1.3　手動連接模塊　2.2　改變模塊外觀　　2.2.1　改變模塊方向　　2.2.2　改變模塊名稱　　2.2.3　指定方塊圖顏色　2.3　設置模塊參數(shù)　　2.3.1　設置模塊特定參數(shù)　　2.3.2　來自工作區(qū)的模塊參數(shù)　2.4　標注方塊圖　　2.4.1　編輯標注　　2.4.2　在標注中使用TeX格式命令　2.5　模塊屬性對話框　2.6　顯示模塊輸出　　2.6.1　設置輸出提示　　2.6.2　模塊輸出提示選項　2.7　控制和顯示模塊的執(zhí)行順序　　2.7.1　指定模塊優(yōu)先級　　2.7.2　顯示模塊執(zhí)行順序　2.8　查表編輯器　　2.8.1　編輯查詢表數(shù)值　　2.8.2　顯示N-維表　　2.8.3　繪制LUT表曲線　　2.8.4　編輯自定義LUT模塊　2.9　鼠標和鍵盤操作概述第3章　Simulink信號操作　3.1　信號基礎　　3.1.1　信號屬性及分類　　3.1.2　信號的線型　　3.1.3　確定輸出信號的維數(shù)　　3.1.4　確定信號及參數(shù)維數(shù)的準則　　3.1.5　輸入和參數(shù)的標量擴展　　3.1.6　設置信號屬性　3.2　信號及示波器管理器　　3.2.1　信號及示波器管理器對話框　　3.2.2　信號選擇對話框　3.3　顯示信號　　3.3.1　顯示信號屬性　　3.3.2　信號標簽　　3.3.3　信號標簽的傳遞　　3.3.4　操作信號標簽　3.4　多維數(shù)組信號的連接　3.5　信號組操作　　3.5.1　創(chuàng)建信號組　　3.5.2　編輯信號組　　3.5.3　編輯信號　　3.5.4　編輯波形　　3.5.5　設置輸入信號的時間范圍　　3.5.6　輸出信號組數(shù)據(jù)及波形　　3.5.7　用信號組仿真　　3.5.8　仿真選項對話框　3.6　復合信號　　3.6.1　混合信號　　3.6.2　總線信號　　3.6.3　總線對象第4章　Simulink動態(tài)系統(tǒng)建模　4.1　創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型的要素　　4.1.1　方塊圖　　4.1.2　系統(tǒng)函數(shù)　　4.1.3　狀態(tài)　　4.1.4　模塊參數(shù)　　4.1.5　模塊采樣時間　　4.1.6　用戶模塊　　4.1.7　系統(tǒng)和子系統(tǒng)　　4.1.8　信號　　4.1.9　模塊方法和模型方法　　4.1.10　仿真算法　4.2　Simulink開放式動態(tài)系統(tǒng)建?！?.3　動態(tài)系統(tǒng)數(shù)學模型分類　　4.3.1　常微分方程　　4.3.2　差分方程　　4.3.3　代數(shù)方程　　4.3.4　組合系統(tǒng)　4.4　建立方程模型　　4.4.1　建立代數(shù)方程模型　　4.4.2　建立簡單的連續(xù)系統(tǒng)模型　　4.4.3　選擇最佳的數(shù)學模型　　4.4.4　避免無效循環(huán)　　4.4.5　建模提示第5章　Simulink仿真設置　5.1　仿真基礎　　5.1.1　設定仿真參數(shù)　　5.1.2　控制仿真執(zhí)行　　5.1.3　交互運行仿真　5.2　設置仿真算法　　5.2.1　設置仿真時間　　5.2.2　設置仿真算法　　5.2.3　設置仿真步長　　5.2.4　計算仿真步長　　5.2.5　設置誤差容限　5.3　工作區(qū)輸入/輸出設置　　5.3.1　從基本工作區(qū)中裝載輸入　　5.3.2　把輸出結果保存到工作區(qū)　　5.3.3　裝載和保存狀態(tài)　　5.3.4　設置輸出選項　5.4　輸出信號的顯示　　5.4.1　Scope模塊和XY　Graph　模塊的使用　　5.4.2　懸浮Scope模塊和Display　模塊的使用　　5.4.3　返回變量的使用　　5.4.4　To　Workspace模塊的使用第6章　Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真　6.1　Simulink動態(tài)系統(tǒng)仿真過程　　6.1.1　模型編譯階段　　6.1.2　模型鏈接階段　　6.1.3　仿真循環(huán)階段　　6.1.4　求解器的分類　6.2　離散系統(tǒng)仿真　　6.2.1　差分方程的實現(xiàn)　　6.2.2　指定采樣時間　　6.2.3　采樣時間的傳遞　　6.2.4　確定離散系統(tǒng)的步長　　6.2.5　多速率系統(tǒng)　　6.2.6　線性離散系統(tǒng)　6.3　連續(xù)系統(tǒng)仿真　　6.3.1　微分方程的實現(xiàn)　　6.3.2　線性連續(xù)系統(tǒng)　6.4　混合系統(tǒng)仿真　6.5　模型離散化　　6.5.1　模型離散化GUI　　6.5.2　查看離散化模型　　6.5.3　從Simulink模型中離散化模塊　6.6　診斷仿真錯誤　　6.6.1　仿真診斷查看器　　6.6.2　創(chuàng)建用戶仿真錯誤消息　6.7　改善仿真性能和精度　　6.7.1　提高仿真速度　　6.7.2　改善仿真精度　6.8　綜合實例　　6.8.1　坐標系及其轉換　　6.8.2　轉換矩陣算法的Simulink實現(xiàn)　　6.8.3　慣性測量輸出的Simulink實現(xiàn)　　6.8.4　剛體角速度在慣性空間中矢量的Simulink實現(xiàn)　　6.8.5　空間姿態(tài)角計算第7章　高級仿真概念　7.1　過零檢測　　7.1.1　過零檢測的工作方式　　7.1.2　過零檢測的實現(xiàn)方式　　7.1.3　使用過零檢測　　7.1.4　關閉過零檢測　7.2　處理代數(shù)循環(huán)　　7.2.1　代數(shù)約束　　7.2.2　非代數(shù)的直接饋通環(huán)　　7.2.3　切斷代數(shù)環(huán)　　7.2.4　消除代數(shù)環(huán)　　7.2.5　高亮顯示代數(shù)環(huán)　7.3　高級積分器　　7.3.1　積分器模塊參數(shù)對話框　　7.3.2　創(chuàng)建自重置積分器　　7.3.3　在使能子系統(tǒng)間傳遞狀態(tài)　7.4　仿真診斷選項設置　　7.4.1　仿真算法診斷設置　　7.4.2　采樣時間診斷設置　　7.4.3　數(shù)據(jù)驗證診斷設置　　7.4.4　類型轉換診斷設置　　7.4.5　連接診斷設置　　7.4.6　兼容性診斷設置　　7.4.7　模型引用診斷設置　7.5　仿真性能優(yōu)化設置第8章　使用命令行仿真　8.1　通過命令行仿真　　8.1.1　基本命令行語法——sim命令　　8.1.2　設置仿真參數(shù)——simset命令　　8.1.3　獲取仿真參數(shù)——simget命令　　8.1.4　獲取模型屬性——get_param命令　　8.1.5　設置模型參數(shù)——set_param命令　　8.1.6　繪制仿真曲線——simplot命令　　8.1.7　確定模型狀態(tài)　8.2　模型線性化　　8.2.1　模型線性化命令　　8.2.2　連續(xù)系統(tǒng)模型線性化　　8.2.3　離散系統(tǒng)模型線性化　　8.2.4　線性化模型分析　8.3　尋找平衡點　8.4　編寫模型和模塊的回調函數(shù)　　8.4.1　跟蹤回調函數(shù)　　8.4.2　創(chuàng)建模型回調函數(shù)　　8.4.3　創(chuàng)建模塊回調函數(shù)第9章　使用子系統(tǒng)　9.1　創(chuàng)建子系統(tǒng)　　9.1.1　Simulink子系統(tǒng)定義　　9.1.2　創(chuàng)建子系統(tǒng)　　9.1.3　瀏覽層級子系統(tǒng)　9.2　創(chuàng)建條件執(zhí)行子系統(tǒng)　　9.2.1　使能子系統(tǒng)　　9.2.2　觸發(fā)子系統(tǒng)　　9.2.3　觸發(fā)使能子系統(tǒng)　　9.2.4　創(chuàng)建交替執(zhí)行子系統(tǒng)　　9.2.5　函數(shù)調用子系統(tǒng)　9.3　控制流語句　　9.3.1　If-Else控制流語句　　9.3.2　Switch控制流語句　　9.3.3　While控制流語句　　9.3.4　For控制流語句　　9.3.5　Stateflow圖和控制流語句的比較第10章　封裝子系統(tǒng)　10.1　封裝子系統(tǒng)概述　　10.1.1　封裝特征　　10.1.2　封裝舉例　10.2　封裝編輯器　　10.2.1　Icon選項頁的設置　　10.2.2　Parameters選項頁的設置　　10.2.3　Initialization選項頁的設置　　10.2.4　Documentation選項頁的設置　10.3　創(chuàng)建封裝模塊的動態(tài)對話框　　10.3.1　設置封裝模塊對話框參數(shù)　　10.3.2　預定義封裝對話框參數(shù)　10.4　自定義庫操作　　10.4.1　建立和使用庫　　10.4.2　庫連接狀態(tài)　　10.4.3　顯示庫關聯(lián)及信息　　10.4.4　把用戶庫添加到Simulink庫瀏覽器中　10.5　可配置子系統(tǒng)　　10.5.1　創(chuàng)建可配置子系統(tǒng)　　10.5.2　映射I/O端口第11章　Simulink調試器　11.1　調試器概述　　11.1.1　啟動調試器　　11.1.2　調試器的圖形用戶接口　　11.1.3　調試器的命令行接口　　11.1.4　調試器命令　11.2　調試器控制　　11.2.1　連續(xù)運行仿真　　11.2.2　繼續(xù)仿真　　11.2.3　單步運行仿真　11.3　設置斷點　　11.3.1　設置無條件斷點　　11.3.2　設置有條件斷點　11.4　顯示仿真信息　　11.4.1　顯示模塊I/O　　11.4.2　顯示代數(shù)環(huán)信息　　11.4.3　顯示系統(tǒng)狀態(tài)　　11.4.4　顯示求解器信息　11.5　顯示模型信息　　11.5.1　顯示模型中模塊的執(zhí)行順序　　11.5.2　顯示模塊第12章　編寫M語言S-函數(shù)　12.1　S-函數(shù)　　12.1.1　S-函數(shù)的定義　　12.1.2　S-函數(shù)的工作方式　12.2　在模型中創(chuàng)建S-函數(shù)　　12.2.1　在模型中使用S-函數(shù)　　12.2.2　向S-函數(shù)中傳遞參數(shù)　　12.2.3　何時使用S-函數(shù)　12.3　S-函數(shù)的概念　　12.3.1　直接饋通　　12.3.2　動態(tài)設置數(shù)組維數(shù)　　12.3.3　設置采樣時間和偏移量　12.4　編寫M語言S-函數(shù)　　12.4.1　M文件S-函數(shù)模板　　12.4.2　定義S-Function模塊特征　12.5　M文件S-函數(shù)范例　　12.5.1　無狀態(tài)M文件S-函數(shù)　　12.5.2　連續(xù)狀態(tài)S-函數(shù)　　12.5.3　離散狀態(tài)S-函數(shù)　　12.5.4　混合系統(tǒng)S-函數(shù)附錄　附錄A　模型和模塊參數(shù)　　A.1　模型參數(shù)　　A.2　共用模塊參數(shù)　　A.3　專用模塊參數(shù)　　A.4　封裝參數(shù)　附錄B　模型和模塊回調函數(shù)　　B.1　模型回調函數(shù)　　B.2　模塊回調函數(shù)　附錄C　Simulink模塊簡介　　C.1　輸入源模塊庫(Sources)　　C.2　接收模塊庫(Sinks)　　C.3　連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(Continuous)　　C.4　離散系統(tǒng)模塊庫(Discretes)　　C.5　數(shù)學運算模塊庫(Math　Operations)　　C.6　信號路由模塊庫(Signal　Routing)　　C.7　信號屬性模塊庫(Signal　Attributes)　　C.8　非線性模塊庫(Discontinuous)　　C.9　查詢表模塊庫(Look-Up　Tables)　　C.10　用戶定義函數(shù)模塊庫(User-Defined　Functions)　　C.11　模型驗證模塊庫(Model　Verification)　　C.12　端口和子系統(tǒng)模塊庫(Ports　&　Subsystems)　　C.13　模型實用模塊庫(Model-Wide　Utilities)　附錄D　MATLAB可用的TeX字符集

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《Simulink動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真(第2版)》由西安電子科技大學出版社出版。

圖書封面

圖書標簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    Simulink動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真 PDF格式下載

---