基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用(第2版)
定 价:42 元
- 作者:薛定宇 ,陈阳泉 著
- 出版时间:2011/2/1
- ISBN:9787302238805
- 出 版 社:清华大学出版社
- 中图法分类:TP391.9
- 页码:412
- 纸张:胶版纸
- 版次:2
- 开本:16开
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《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用(第2版)》首先介绍TMATLAB语言程序设计的基本内容。在此基础上系统地介绍了系统仿真所必要的数值计算方法及MATLAB实现。并以Simulink为主要工具介绍了系统仿真方法与技巧,包括连续系统、离散系统、随机输入系统和复数系统的仿真,由浅入深地介绍了模块封装技术、复杂模型的线性化、多领域物理建模思想及工程系统仿真、非工程系统建模与仿真、Stateflow有限状态机及离散事件系统建模与仿真等中高级使用方法。最后还介绍了半实物仿真技术与实时控制技术。
本书可作为一般读者学习和掌握MATLAB/Simulink语言的教科书。也可作为高校理工科各类专业的本科生和研究生系统仿真类课程的教材和参考书,还可供科技工作者、教师作为学习和应用系统仿真分析技术解决实际问题的参考资料。
《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用(第2版)》系统介绍MATLAB语言的编程技术及其在科学运算中的应用。从使用者的角度出发,解决在系统仿真领域经常遇到的问题。融合了笔者二十余年的实际编程、教学的经验和体会。结合第一手材料,体现了新的系统仿真方法和模块集。
子曰:“工欲善其事,必先利其器”(《论语·卫灵公篇》)。如果有一种十分有效的工具能容易地解决在系统仿真领域的教学与研究中遇到的问题,它可以将使用者从繁琐、无谓的底层编程中解放出来,把有限的宝贵时间更多地花在解决科学问题中,这样无疑会提高工作效率。本书介绍的MATLAB°R /Simulink°R 语言正是这样的一种工具。在系统仿真、自动控制等领域,国外很多高校在教学与研究中都将MATLAB/Simulink 语言作为首选的计算机工具。我国的科学工作者和教育工作者也逐渐认识到MATLAB语言的重要性,对MATLAB语言在理工科教学与科研中的地位也达成了共识。
MATLAB 语言虽然是计算数学专家倡导并开发的,但其普及和发展离不开自动控制领域学者的贡献。甚至可以说,MATLAB语言是自动控制领域学者和工程技术人员捧红的,因为在MATLAB 语言的发展进程中,许多有代表性的成就和控制界的要求与贡献是分不开的。迄今为止,大多数工具箱也都是控制方面的。MATLAB具有强大的数学运算能力、方
便实用的绘图功能及语言的高度集成性,它在其他科学与工程领域的应用也越来越广,并且有着更广阔的应用前景和无穷无尽的潜能。
作者从1988 年开始系统地使用MATLAB语言进行程序设计与科学研究,积累了丰富的第一手经验;用MATLAB语言编写的程序曾作为英国Rapid Data 软件公司的商品在国际范围内发行;编写的几个通用程序在MathWorks 公司(MATLAB语言的开发者)的网页上可以下载,得到了国际上很多用户的关注。
二十余年来,作者一直倡导在教学中引入MATLAB,将其作为主要工具解决科学、工程仿真教学中的问题,1996 年,在清华大学出版社出版的《控制系统计算机辅助设计――
MATLAB语言与应用》一书被公认为国内关于MATLAB语言方面的书籍中出版最早、影响最广的著作,以MATLAB 语言为主线的教学理念已经被广泛接受并成功地用于相关课程的教学,教材入选国家级精品教材,作者主讲的《控制系统仿真与CAD》课程已列选为国家级精品课程。作者十余年来出版多部著作,并在美国出版社出版了两部英文著作,在MATLAB语言教学中的应用上有一定的造诣。
本书的合作者陈阳泉教授长期在美国Utah 州立大学任教,在系统仿真和MATLAB/Simulink 语言应用领域有很深的造诣和独到见解,在控制系统的理论研究和工业过程的半
实物仿真与实时控制上都颇有建树。
本书第一版出版于2002 年,出版以来,被很多学校选为教材和主要参考书,直到今年年初仍重印了一次,这在日新月异的计算机类书籍中是不多见的。多年来,随着MATLAB/Simulink 版本的更新,出现了很多新内容,也出现了很多新的系统仿真方法和新的模块集,在一部教材中详细介绍所有的内容是不可能的,这使得本书新版的写作取舍困难,部分新内容最终成型于作者在上海宝山钢铁集团、美国Utah 州立大学、东北大学和哈尔滨工业大学等单位的讲座和报告(按报告顺序排序)。本书新版依旧从使用者的角度出发,并结合笔者二十余年的实际编程经验和体会,系统地介绍MATLAB 语言的编程技术及其在科学运算中的应用,书中融合了作者的许多编程经验和第一手材料,内容精心剪裁,相信仍会受到广大读者的欢迎。
本书由东北大学信息学院徐心和教授主审。本书从酝酿到最终完稿整个写作过程始终得到了徐老师的鼓励和支持。作者的导师,东北大学任兴权教授和英国Sussex 大学的
Derek Atherton 教授也对本书的最终成型提供了很多的帮助,是他们将作者引入系统仿真和MATLAB/Simulink 语言编程的乐园,并在这个领域开始了充满趣味的教学与研究工作。
一些同行和朋友也先后给予作者许多建议和支持,包括北京交通大学的朱衡君教授、中科院系统科学研究所的韩京清研究员、哈尔滨工业大学的张晓华教授等,还有在互联网上交流的众多知名的和不知名的同行,在此对他们表示深深的谢意。在本书部分内容的写作过程中,作者与同事潘峰博士、魏颖博士、陈大力博士、崔建江博士、高道祥博士、王良勇博士、方正博士等深入的交流为本书提供了许多新的观念和内容,在此一并表示感谢。
本书及第一版的出版得到了清华大学出版社蔡鸿程总编的关怀和帮助,还得到了欧振旭、朱英彪编辑细心的文字加工,作者对他们的辛勤工作深表谢意。
本书的出版还得到了美国MathWorks 公司图书计划的支持,在此表示谢意。
由于作者水平有限,书中的缺点和错误在所难免,欢迎读者批评指正。作者电子邮箱为:xuedingyu@mail.neu.edu.cn 和yqchen@ieee.org。
多年来,我的妻子杨军和女儿薛杨在生活和事业上给予了我莫大的帮助与鼓励,没有她们的鼓励和一如既往的支持,本书和前几部著作均不能顺利面世,谨以此书献给她们。
薛定宇
2010 年8 月1 日于沈阳东北大学
第1章 系统仿真技术与应用
1.1 系统仿真技术概述
1.2 仿真软件的发展概况
1.2.1 早期数学软件包的发展概况
1.2.2 仿真软件的发展概况
1.3 MATLAB语言简介
1.3.1MATLAB语言发展简史
1.3.2 MATLAB语言的特色
1.3.3 MATLAB版本选择和建议
1.4 本书的结构和代码
1.4.1 本书的结构
1.4.2 代码下载和网上资源
1.4.3 书中英文字体说明
1.5 习题
第2章 MATLAB语言程序设计基础
2.1 MATLAB语言的基本使用环境
2.1.1 MATLAB语言环境操作界面
2.1.2 MATLAB的联机帮助与电子版手册
2.2 MATLAB语言的数据结构
2.2.1 常量与变量
2.2.2 赋值语句
2.2.3 矩阵的MATLAB表示
2.2.4 多维数组的定义
2.3 MATLAB下矩阵的运算
2.3.1 矩阵的代数运算
2.3.2 矩阵的逻辑运算
2.3.3 矩阵的比较关系
2.3.4 矩阵元素的数据变换
2.4 流程控制结构
2.4.1 循环语句结构
2.4.2 条件转移语句结构
2.4.3 开关语句结构
2.4.4 试探式语句结构
2.5 MATLAB函数编写与技巧
2.5.1 MATLAB语言的函数的基本结构
2.5.2 可变输入、输出个数的处理
2.5.3 MATLAB函数的跟踪调试
2.5.4 伪代码与代码保密处理
2.6 MATLAB语言下图形的绘制与技巧
2.6.1 基本二维图形绘制语句
2.6.2 带有其他选项的绘图函数
2.6.3 二维曲线的标注方法
2.6.4 在MATLAB图形上添加文字标注
2.6.5 特殊图形绘制函数及举例
2.6.6 隐函数的曲线绘制
2.7 三维图形的绘制方法
2.7.1 三维曲线的绘制方法
2.7.2 三维曲面的绘制方法
2.7.3 局部图形的剪切处理
2.8 MATLAB图形用户界面设计技术
2.8.1 图形界面设计工具Guide
2.8.2 句柄图形学及句柄对象属性
2.8.3 菜单系统设计
2.8.4 界面设计举例与技巧
2.8.5 工具栏设计
2.9 提高MATLAB程序执行效率的技巧
2.9.1 测定程序执行时间和时间分配
2.9.2 加快MATLAB程序执行速度的建议
2.9.3 Mex程序设计技术
2.10 习题
第3章 MATLAB语言在现代科学运算中的应用
3.1 解析解与数值解
3.2 数值线性代数问题及求解
3.2.1 特殊矩阵的MATLAB输入
3.2.2 矩阵基本分析与运算
3.2.3 矩阵逆与广义逆运算
3.2.4 矩阵的相似变换与分解
3.2.5 矩阵的特征值与特征向量
……
第4章 Simulink下数学模型的建立与仿真
第5章 Simulink常用模块介绍与应用技巧
第6章 Simulink仿真的高级技术
第7章 工程系统建模与仿真
第8章 非工程系统的建模与仿真
第9章 半实物仿真与实时控制
参考文献
附录