基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

薛定宇，陈阳泉 著

图书标签:

• MATLAB
• Simulink
• 系统仿真
• 仿真技术
• 工程仿真
• 数学建模
• 控制系统
• 信号处理
• 数值计算
• 应用开发

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302238805

版次：2

商品编码：10488472

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-02-01

用纸：胶版纸

页数：412

正文语种：中文

编辑推荐

　　 《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。

内容简介

　　

　　《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。

作者简介

陈阳泉，获得自动化专业学土(北京钢铁学院1985)、硕士(北京工业学院1989)和博士学位(新加坡南洋理工大学1998)，现任美国尤他州立大学助理教授，自组织与智能系统中心主任、IEEE高级会员。长期从事智能控制等领域的教学与研究工作，著有学术论文200余篇，美国专利13项。
薛定宇，获得自动化专业学士(沈阳工业大学1985)、硕士(东北工学院1988)和博士学位(英国Sussex大学1992)，现任东北大学信息科学与工程学院教授，博士生导师。长期从事MATLAB语言、控制系统CAD等领域的教学与研究工作，相关著作被数万篇博士、硕士论文引用。

内页插图

目录

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

前言/序言

《系统动力学模型构建与仿真分析：理论、方法与实践》 内容概要 本书系统深入地阐述了系统动力学模型构建与仿真分析的核心理论、关键方法以及在各领域的实际应用。本书旨在为读者提供一个全面而扎实的理论基础，并辅以丰富的实践案例，帮助读者掌握如何将抽象的系统转化为可进行仿真分析的动态模型，从而深入理解系统行为，预测未来趋势，并为决策提供科学依据。 第一部分：系统动力学基础理论与建模方法 第一章：系统动力学导论 系统观的演进： 从静态、线性的视角到强调反馈、延迟、非线性和涌现的动态系统观的转变。 何为系统动力学： 定义系统动力学作为一种理解和管理复杂社会经济系统的方法论。阐述其核心在于通过识别和模拟系统中的因果关系、反馈回路以及变量之间的相互作用来揭示系统的动态行为。 系统动力学的基本原理： 详细介绍其四大基本原理： 反馈回路（Feedback Loops）： 区分强化回路（Reinforcing Loops）和平衡回路（Balancing Loops），解释它们如何驱动系统的增长、衰减或维持稳定。通过经典案例，如人口增长、市场竞争等，阐述反馈回路的作用机制。 存量与流量（Stocks and Flows）： 明确存量（State Variables）是系统在某一时间点的状态，而流量（Rates）是改变存量的流入和流出。以水箱模型为例，生动形象地解释存量和流量的概念及其动态关系。 延迟（Delays）： 讨论信息延迟、决策延迟、过程延迟等对系统行为的影响，以及延迟如何可能导致振荡和不稳定性。 非线性（Nonlinearity）： 强调大多数现实系统行为的非线性特征，以及非线性如何导致复杂的、难以预测的系统动态。 系统动力学模型与传统模型比较： 与统计模型、计量经济模型等进行对比，突出系统动力学在处理复杂性、反馈和时变性方面的优势。 建模的目的与价值： 阐述系统动力学建模的价值，包括增强对系统运作机制的理解、预测系统未来行为、测试政策干预效果、识别系统瓶颈和关键影响因素等。 第二章：系统动力学建模语言与方法 概念模型构建： 问题识别与界定： 如何明确建模的目标、范围和关键问题。 因果回路图（Causal Loop Diagrams, CLDs）： 学习绘制CLDs的规则与技巧，用以可视化系统中的关键变量及其因果关系，识别主要的反馈回路。提供多种实际应用场景的CLD绘制示例，如环境污染、城市发展、健康管理等。 辅助图示： 如心智地图（Mind Maps）、流程图（Flowcharts）等在概念模型构建过程中的辅助作用。 结构模型构建（存量-流量图，Stock and Flow Diagrams, SFDs）： 存量、流量、辅助变量的定义与符号： 详细介绍SFDs的标准符号和绘制规范，强调其在量化模型中的基础作用。 存量更新方程： 学习如何根据流入和流出流量的速率来更新存量值。 流量方程： 学习如何根据影响因素和反馈关系来构建流量的数学表达式，包括线性、非线性函数的使用。 辅助变量方程： 学习如何定义和计算辅助变量，以简化流量方程或表达中间过程。 时间延迟的表示： 介绍如何在SFDs中表示和处理时间延迟，如平均延迟、过程延迟等。 模型验证与测试： 结构有效性（Structural Validity）： 检查模型结构是否与现实系统逻辑一致，是否包含了关键的反馈和动态机制。 参数有效性（Parameter Validity）： 评估模型参数的准确性，包括参数估计、敏感性分析等。 行为有效性（Behavioral Validity）： 将模型仿真结果与历史数据或已知行为进行比较，判断模型是否能重现系统过去的关键动态模式。 边界验证（Boundary Adequacy）： 评估模型边界的设定是否恰当，是否包含了足够影响系统行为的关键因素，同时排除了不相关的因素。 系统动力学建模软件介绍（此处不具体提及软件名称，而是描述通用功能）： 模型可视化工具： 强大的绘图功能，支持CLDs和SFDs的直观构建。 方程编辑器： 灵活的公式输入和编辑能力，支持各种数学函数。 仿真引擎： 高效的数值积分算法，支持长时间序列的仿真。 结果分析与可视化： 图表生成、数据导出、参数敏感性分析等功能。 第二部分：系统动力学在典型领域的应用 第三章：宏观经济系统建模与政策分析 宏观经济基本要素的系统动力学表达： 国民经济总量模型： 构建包含消费、投资、政府支出、净出口等组成的宏观经济模型，分析总需求与总供给的动态平衡。 货币与金融系统模型： 模拟货币供给、利率、信贷以及金融市场波动对实体经济的影响。 失业与就业模型： 分析劳动力市场供需动态、技术进步与自动化对就业的影响。 通货膨胀模型： 模拟物价水平的变动，分析货币政策、成本推动、需求拉动等因素的作用。 宏观经济政策仿真与评估： 财政政策： 模拟减税、增加政府支出、转移支付等对经济增长、就业、通胀的影响。 货币政策： 模拟调整利率、公开市场操作、准备金率等对经济活动和物价水平的影响。 结构性改革： 分析不同结构性改革（如产业政策、教育投入）对长期经济增长潜力的影响。 危机情景模拟： 构建金融危机、经济衰退等情景，分析不同应对策略的效果。 案例研究： 结合一个或多个具体的宏观经济问题（如长期经济增长瓶颈、应对通胀压力、国际贸易摩擦影响），展示如何通过系统动力学模型进行分析和政策建议。 第四章：社会与人口系统建模与规划 人口动态模型： 出生率、死亡率、迁移率的建模： 构建基础人口模型，分析人口数量、年龄结构、性别比例的动态变化。 社会经济因素对人口的影响： 整合教育水平、医疗条件、经济发展、政策法规等对生育率、死亡率和迁移模式的影响。 教育系统模型： 学生流入、毕业、留级： 模拟教育资源的分配、教学质量、就业率对教育系统各环节的影响。 教育投入与人力资本积累： 分析教育投资对国家长期发展和经济竞争力的贡献。 医疗健康系统模型： 疾病传播与控制： 构建传染病传播模型，分析干预措施（如疫苗接种、社交距离）的效果。 医疗资源配置： 模拟医疗设施、医护人员、药物等资源的供需动态，分析老龄化、慢性病发病率上升对医疗系统的压力。 社会公平与贫困模型： 收入分配与财富积累： 模拟不同社会群体在收入、财富、机会上的动态差异。 社会福利政策评估： 分析不同社会保障、扶贫政策对改善民生、减少贫困的效果。 案例研究： 以一个具体的社会发展问题（如人口老龄化对社会保障体系的影响、教育资源不均衡导致的社会分化、传染病防控策略优化）为例，展示系统动力学建模的应用。 第五章：环境与资源系统建模与可持续发展 自然资源动态模型： 可再生资源管理： 模拟森林、渔业、水资源等的生长、采伐、消耗动态，分析可持续利用的策略。 不可再生资源消耗： 建立化石燃料、矿产等资源的开采与消耗模型，预测资源枯竭风险。 环境污染与生态系统模型： 温室气体排放与气候变化： 构建碳循环模型，模拟人类活动对大气CO2浓度的影响，分析减排政策的有效性。 水体污染与生态修复： 模拟工业、农业、生活污水排放对水环境的影响，评估污染治理措施。 生物多样性丧失： 分析栖息地破坏、过度捕捞、外来物种入侵等对生态系统稳定性的威胁。 可持续发展政策评估： 循环经济模型： 模拟资源循环利用、废物减量化等措施对环境和社会经济的影响。 能源转型模型： 分析从化石能源向可再生能源转型的技术、经济和社会挑战。 生态补偿与环境税： 评估环境经济政策对激励环境保护行为的效果。 案例研究： 选择一个典型的环境问题（如城市水资源短缺与调配、气候变化对农业生产的影响、生物多样性保护策略的权衡），展示系统动力学模型如何为可持续发展提供决策支持。 第三部分：模型构建的进阶技术与拓展应用 第六章：模型不确定性分析与鲁棒性评估 不确定性来源识别： 识别模型中的参数不确定性、结构不确定性、输入数据不确定性等。 敏感性分析技术： 局部敏感性分析（Local Sensitivity Analysis）： 分析单个参数或变量变化对模型输出的影响。 全局敏感性分析（Global Sensitivity Analysis）： 考虑多个变量同时变化时的综合影响，如蒙特卡洛模拟、拉丁超立方抽样等。 鲁棒性评估： 评估模型在不同参数和结构组合下的行为稳定性，判断政策建议的可靠性。 情景分析（Scenario Analysis）： 构建多种可能的情景，模拟系统在不同未来环境下的行为，为决策提供风险预警。 第七章：系统动力学与其他建模方法的融合 与 Agent-Based Modeling（ABM）的结合： 讨论如何通过ABM模拟个体行为的涌现，以及如何将ABM的结果反馈到宏观系统动力学模型中，或反之。 与机器学习（Machine Learning）的结合： 利用机器学习从大数据中提取模式、优化参数，或将机器学习模型集成到系统动力学框架中，增强模型的预测能力。 与地理信息系统（GIS）的结合： 将空间信息融入系统动力学模型，分析地理因素对系统动态的影响，如城市扩张、资源分布等。 与其他仿真技术的对比与互补： 简要介绍离散事件仿真（DES）、网络分析等，说明它们在不同问题领域的适用性，以及与系统动力学的互补关系。 第八章：高级模型构建技巧与案例深入分析 动态反馈与非线性方程的复杂建模： 学习如何处理更复杂的反馈结构，如多重反馈、延迟的非线性函数等。 离散事件与连续过程的混合建模： 探讨如何将事件驱动的离散过程与连续变化的存量-流量模型相结合。 模型校准与优化： 介绍模型校准的技术，如何通过优化算法寻找最优参数集，使模型输出与观测数据吻合。 复杂系统案例深度剖析： 选择一个或两个具有挑战性的复杂系统问题（如全球供应链韧性、城市交通拥堵治理、技术变革与社会结构演变），进行从问题定义、模型构建、仿真分析到政策建议的全过程演示。 结论 本书通过理论与实践相结合的方式，力求为读者提供一套完整的系统动力学模型构建与仿真分析的工具箱。无论是学术研究还是实际决策，本书都将成为您理解和驾驭复杂系统的重要参考。通过掌握本书的知识和方法，读者将能够更有效地分析系统行为、预测未来趋势，并制定出更具前瞻性和有效性的解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本书，我大概是跟着这系列书一路走过来的，从第一版开始就觉得挺不错的，这次拿到第二版，感觉内容确实是更新了不少。虽然我不是一个科班出身的仿真工程师，但平时工作经常会接触到一些需要用到仿真验证的场景，尤其是在一些嵌入式系统开发或者控制算法设计的时候，MATLAB/Simulink简直是必备神器。 我印象最深的是，它在介绍Simulink的常用模块的时候，不是那种枯燥乏味的罗列，而是通过一些实际的例子来让你理解这些模块的功能和用途。比如，讲到PID控制器的时候，它会结合一个简单的电机调速或者温度控制的仿真模型，一步一步地展示如何搭建模型、如何调整参数，以及最重要的——如何去解读仿真的结果。这一点对于我们这种需要快速上手解决实际问题的人来说，实在是太友好了。而且，它还会提到一些在实际仿真过程中可能会遇到的坑，比如模型精度的问题、计算效率的优化等等，这些经验性的东西，往往比理论知识更有价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对自动化和控制理论有浓厚兴趣的业余爱好者，虽然没有接受过专业的仿真训练，但我一直想通过实际操作来加深理解。这本书以其清晰的逻辑和丰富的案例，成为了我的首选。这本书的优点在于，它能够将抽象的理论概念转化为具体的Simulink模型。 例如，当它介绍到离散时间系统的概念时，它不仅仅是给出了数学公式，而是通过一个简单的数字控制器模型，让我直观地看到采样和保持操作对信号的影响，以及如何通过离散化来将连续系统转化为数字系统进行仿真。而且，书中对于不同控制算法的仿真实现，比如模糊控制、神经网络控制等，都有详细的步骤和代码示例，让我能够亲手去搭建和运行这些算法，感受它们各自的特点和适用范围。 它还涉及到了仿真结果的可视化和分析，如何利用Scope、XY Graph等工具来展示和解读仿真数据，这对于我这种初学者来说，是理解仿真结果的关键。整本书的语言风格比较平实易懂，没有过多晦涩的专业术语，让我能够轻松地阅读和学习。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我购买这本书的初衷，是为了深入理解一些高级的仿真技巧，尤其是在性能分析和优化方面。我的工作涉及一些复杂的控制系统，对仿真的精度和效率有着非常高的要求。这本书在这一块的论述，可以说是我近期阅读过的最让我满意的部分。 它详细地介绍了如何进行不确定性分析，比如如何通过蒙特卡洛仿真来评估参数不确定性对系统性能的影响，以及如何利用灵敏度分析来找出关键的敏感参数。这对于我们做系统鲁棒性设计至关重要。此外，关于仿真加速的技术，比如代码生成、并行计算等，这本书也做了比较深入的探讨，并且给出了具体的实现方法和性能对比。我特别关注了它关于Stateflow的使用，对于一些需要处理复杂状态逻辑和事件驱动的系统，Stateflow的建模方法能够极大地简化设计，避免了大量的if-else语句。

评分☆☆☆☆☆

这次拿到《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用（第2版）》，我主要关注的是它在高级应用部分的介绍。我一直觉得，仅仅会搭个简单的模型是不够的，真正能体现仿真价值的是那些复杂的、跨学科的系统建模和分析。这本书在这方面做得相当不错，它花了相当大的篇幅去讲解如何构建和仿真一些更大型、更精密的系统，比如一些电力电子系统、通信系统，甚至是更宏观的工业过程控制。 其中，关于模型重用和模块化设计的章节，我读了之后茅塞顿开。以前我总觉得大型项目仿真起来特别混乱，模型之间耦合度很高，改动一点点就可能牵一发而动全身。但这本书详细介绍了如何将仿真模型分解成独立的子系统，如何创建可复用的库，以及如何有效地进行版本管理。这不仅能提高仿真效率，还能极大地降低出错的可能性。另外，它还涉及了一些代码生成和硬件在环仿真的内容，这对于我们这些需要将仿真结果快速转化为实际产品的人来说，是至关重要的，能够大大缩短研发周期。

评分☆☆☆☆☆

作为一名刚开始接触系统仿真的学生，我选择了这本书作为入门读物，并且觉得它非常适合我这种初学者。首先，它从最基础的MATLAB环境介绍开始，比如如何使用命令行窗口、如何进行基本的矩阵运算，然后循序渐进地引入Simulink。对于Simulink的界面布局、常用工具箱，以及最基本的模块搭建，都有非常详尽的讲解。 我觉得最棒的一点是，它没有一开始就扔给我一堆复杂的理论，而是通过非常多生动形象的实例来解释概念。比如，在讲到信号处理的时候，它会用一个简单的音频信号处理的例子，让你看到傅里叶变换、滤波器这些概念是如何在Simulink中实现的，并且能直观地听到仿真的效果。而且，它还提供了配套的M文件和Simulink模型，我可以直接运行和修改，这对于巩固学习非常有效。书中的很多练习题也很有启发性，能够帮助我主动去思考和实践。

评分☆☆☆☆☆

书不错，送货也很及时

评分☆☆☆☆☆

书有点脏啊，封面还折了。

评分☆☆☆☆☆

MATLAB/Simulink的系统仿真方面说的比较详细的一本书，能写得再详细一点就好了！比较满意了！

评分☆☆☆☆☆

还没看，翻了一下应该是正品

评分☆☆☆☆☆

学好MATLAB真心不容易，需要用心去慢慢体味，用实践去磨练。此书的印刷质量不是特别好，内容还是可以的。

评分☆☆☆☆☆

很不错的书 是实验室买的 值得买

评分☆☆☆☆☆

不错，跟另一本薛定宇的书结合起来一起用

评分☆☆☆☆☆

搞活动买的，很划算，是正品。

评分☆☆☆☆☆

《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。