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

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  仿真技術的工程應用意義2
    1.1.5  MATLAB的特點2
  1.2  MATLAB的安裝與使用基礎2
    1.2.1  MATLAB的安裝2
    1.2.2  MATLAB視窗環(huán)境7
  1.3  MATLAB工程計算與圖形繪制11
    1.3.1  MATLAB工程計算11
    1.3.2  圖形繪制與輸出28
    1.3.3  MATLAB解方程（組）36
  本章小結(jié)40
  思考題40
  練習題41
第2章  MATLAB程序設計及仿真42
  2.1  M文件42
    2.1.1  M腳本文件42
    2.1.2  M函數(shù)44
    2.1.3  M函數(shù)程序44
    2.1.4  全局變量與局部變量46
  2.2  函  數(shù)46
    2.2.1  子函數(shù)和私有函數(shù)47
    2.2.2  串演算函數(shù)47
  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?9
    2.4.1  流程控制49
    2.4.2  面向?qū)ο缶幊?2
  2.5  文件調(diào)試與剖析53
    2.5.1  MATLAB程序調(diào)試53
    2.5.2  M文件性能剖析55
  本章小結(jié)56
  思考題56
  練習題56
第3章  Simulink集成仿真環(huán)境57
  3.1  Simulink的啟動與運行57
  3.2  Simulink模塊庫的介紹59
    3.2.1  公共模塊庫59
    3.2.2  專業(yè)模塊庫72
  3.3  Simulink的模塊操作與信號組操作73
    3.3.1  Simulink的模塊操作74
    3.3.2  Simulink的信號操作77
  3.4  Simulink仿真設置82
  3.5  Simulink用戶自定義模塊93
  本章小結(jié)93
  思考題93
  練習題94
第4章  Simulink建模與實例95
  4.1  Simulink的建模步驟95
  4.2  Simulink仿真模型的運行與保存97
  4.3  Simulink的建模舉例97
  本章小結(jié)103
  思考題103
  練習題103
第5章  典型動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真104
  5.1  動態(tài)系統(tǒng)建模104
    5.1.1  動態(tài)系統(tǒng)概述與分類104
    5.1.2  動態(tài)系統(tǒng)建模105
    5.1.3  動態(tài)系統(tǒng)仿真過程107
  5.2  連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真107
    5.2.1  連續(xù)系統(tǒng)的基本概念107
    5.2.2  連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學描述107    5.2.3  連續(xù)系統(tǒng)的Simulink仿真建模與M文件描述108
  5.3  離散系統(tǒng)建模與仿真111
    5.3.1  離散系統(tǒng)的基本概念111
    5.3.2  離散系統(tǒng)的數(shù)學描述111
    5.3.3  離散系統(tǒng)的Simulink建模仿真與M文件描述112
  5.4  線性系統(tǒng)建模與仿真114
    5.4.1  線性連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模仿真114
    5.4.2  線性離散系統(tǒng)的Simulink建模仿真120
  本章小結(jié)123
  思考題123
  練習題123
第6章  連桿機構建模與仿真124
  6.1  連桿機構概述124
    6.1.1  連桿機構的基本問題124
    6.1.2  連桿機構自由度的計算125
  6.2  連桿機構的數(shù)學描述與SimMechanics仿真工具介紹126
    6.2.1  連桿機構的數(shù)學描述126
    6.2.2  SimMechanics仿真工具介紹127
    6.2.3  SimMechanics機械建模示例130
  6.3  平面連桿機構建模與仿真136
    6.3.1  平面曲柄搖桿機構建模與仿真136
    6.3.2  平面曲柄滑塊機構建模與仿真139
  6.4  空間連桿機構建模與仿真141
    6.4.1  空間連桿機構自由度的計算142
    6.4.2  空間連桿機構的數(shù)學描述142
    6.4.3  空間連桿機構的建模仿真145
  本章小結(jié)146
  思考題146
  練習題146
第7章  齒輪機構建模與仿真147
  7.1  齒輪機構概述147
    7.1.1  齒輪機構仿真模塊147
    7.1.2  簡單齒輪機構仿真舉例148
  7.2  齒輪機構的建模與仿真153
    7.2.1  可變傳動比的齒輪機構建模與仿真153
    7.2.2  恒定傳動比的串聯(lián)齒輪機構的建模與仿真154
    7.2.3  定傳動比與可變傳動比的串聯(lián)齒輪機構的建模與仿真156
    7.2.4  含有約束的齒輪機構的建模與仿真158
    7.2.5  齒輪五桿機構的建模與仿真163
  7.3  輪系機構的建模與仿真166
    7.3.1  輪系概述166
    7.3.2  定軸輪系的建模與仿真168
    7.3.3  行星輪系的建模與仿真169
  7.4  簡單機械系統(tǒng)的建模與仿真171
    7.4.1  齒輪齒條機構的建模與仿真171
    7.4.2  簡單的機械系統(tǒng)建模與仿真174
  本章小結(jié)178
  思考題178
  練習題178
第8章  液壓控制系統(tǒng)建模與仿真179
  8.1  液壓控制系統(tǒng)概述及其數(shù)學描述179
    8.1.1  液壓控制系統(tǒng)概述179
    8.1.2  液壓控制系統(tǒng)的建模過程180
    8.1.3  液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學描述181
  8.2  液壓控制系統(tǒng)的仿真工具介紹182
  8.3  液壓位置控制系統(tǒng)建模與仿真185
    8.3.1  液壓位置控制系統(tǒng)的組成與工作原理185
    8.3.2  液壓位置控制系統(tǒng)框圖與傳遞函數(shù)185
    8.3.3  液壓位置控制系統(tǒng)建模與仿真187
  8.4  液壓速度控制系統(tǒng)建模與仿真191
    8.4.1  液壓速度控制系統(tǒng)的構成與控制方式191
    8.4.2  液壓速度控制系統(tǒng)的建模與仿真193
  8.5  液壓方向控制系統(tǒng)建模與仿真198
  8.6  液壓壓力控制系統(tǒng)建模與仿真201
  本章小結(jié)204
  思考題204
  練習題204
第9章  液壓執(zhí)行元件建模與仿真205
  9.1  液壓元件概述及其數(shù)學描述205
    9.1.1  液壓元件概述205
    9.1.2  液壓元件的基本數(shù)學描述206
  9.2  四通閥控液壓缸的建模與仿真209
    9.2.1  液壓缸的基本方程209
    9.2.1  四通閥控液壓缸動力機構方程與傳遞函數(shù)的推導209
    9.2.2  四通閥控液壓缸動力機構傳遞函數(shù)的簡化213
    9.2.3  四通閥控液壓缸動力機構傳遞函數(shù)的簡化與仿真214
  9.3  四通閥控液壓馬達元件的建模與仿真216
    9.3.1  四通閥控液壓馬達傳遞函數(shù)216
    9.3.2  四通閥控液壓缸動力機構傳遞函數(shù)的簡化與仿真218
  本章小結(jié)219
  思考題219
  練習題219
第10章  電子電路建模與仿真220
  10.1  電子電路概述與數(shù)學描述220
    10.1.1  電子電路概述220
    10.1.2  電子電路的數(shù)學描述221
  10.2  常用電路的分析方法225
    10.2.1  直流電路分析方法225
    10.2.2  交流電路分析方法226
  10.3  電路仿真模塊介紹與仿真步驟227
    10.3.1  電路仿真模塊介紹227
    10.3.2  電路仿真步驟228
  10.4  常用電路的建模與仿真229
    10.4.1  直流電路的建模與仿真229
    10.4.2  交流電路的建模與仿真231
    10.4.3  含半導體器件電路的建模與仿真235
  本章小結(jié)240
  思考題240
  練習題240
第11章  電機建模與仿真241
  11.1  電機概述與仿真步驟241
    11.1.1  電機概述241
    11.1.2  Simulink電機仿真模塊介紹及仿真步驟242
  11.2  直流電機的建模與仿真243
    11.2.1  直流電機啟動243
    11.2.2  直流電機調(diào)速250
    11.2.3  直流電機制動253
  11.3  交流電機的建模與仿真257
  11.4  步進電機的建模與仿真267
  本章小結(jié)269
  思考題269
  練習題269
第12章  電力系統(tǒng)建模與仿真270
  12.1  電力系統(tǒng)270
    12.1.1  電力系統(tǒng)概述270
    12.1.2  電力系統(tǒng)仿真思想270
  12.2  電力系統(tǒng)的數(shù)學描述271
    12.2.1  同步發(fā)電機模型271
    12.2.2  電力變壓器模型275
    12.2.3  輸電線路模型278
    12.2.4  電力系統(tǒng)負荷模型281
  12.3  高壓直流輸電系統(tǒng)仿真與分析283
  12.4  高壓交流輸電系統(tǒng)暫態(tài)仿真與分析290
  12.5  交流電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析295
    12.5.1  基于SVC的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析296
    12.5.2  基于綜合潮流控制器的電力系統(tǒng)綜合仿真與分析306
  本章小結(jié)326
  思考題326
  練習題326
第13章  測控系統(tǒng)建模與仿真327
  13.1  測控系統(tǒng)概述327
  13.2  測控系統(tǒng)的數(shù)學描述328
    13.2.1  測控系統(tǒng)的時域數(shù)學描述328
    13.2.2  測控系統(tǒng)的復域數(shù)學描述331
  13.3  測控系統(tǒng)常用分析方法334
    13.3.1  測控系統(tǒng)的時域分析法334
    13.3.2  測控系統(tǒng)的頻域分析法337
  本章小結(jié)342
  思考題343
  練習題343
第14章  PID控制器建模與仿真344
  14.1  PID控制器概述344
  14.2  PID控制器的數(shù)學描述與仿真模塊介紹345
    14.2.1  PID控制器的基本思想345
    14.2.2  PID控制器原理的數(shù)學描述346
    14.2.3  Simulink中PID控制器仿真模塊的介紹347
  14.3  模擬PID控制器的建模與仿真349
    14.3.1  模擬PID控制器的構建350
    14.3.2  模擬PID控制器的建模與仿真351
  14.4  數(shù)字PID控制器的建模與MATLAB程序仿真354
    14.4.1  連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字PID控制與MATLAB程序仿真354
    14.4.2  離散系統(tǒng)的數(shù)字PID控制與MATLAB程序仿真356
    14.4.3  增量式數(shù)字PID控制與MATLAB程序仿真357
    14.4.4  位置PID控制與MATLAB程序仿真359
  14.5  模糊PID控制器簡介361
  本章小結(jié)361
  思考題362
  練習題362
附錄A  本書所用函數(shù)索引363
附錄B  MATLAB常用函數(shù)命令367
附錄C  Simulink機電模塊庫介紹369
參考文獻375