Matlab/Simulink實例詳解 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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周俊傑 著

圖書標籤:

• Matlab
• Simulink
• 實例
• 詳解
• 數學建模
• 仿真
• 控製係統
• 信號處理
• 工程計算
• 科學計算
• 高等教育

齣版社： 中國水利水電齣版社

ISBN：9787517019756

版次：1

商品編碼：11489144

包裝：平裝

叢書名： 萬水CAE技術叢書

開本：16開

齣版時間：2014-06-01

頁數：420

字數：645000

內容簡介

　　

全書分三篇，共29章。第一篇基礎篇，介紹Matlab仿真基礎知識及部分工具箱，包括1～7章：第1章概述Matlab應用領域及編程基礎；第2章介紹Matlab界麵編程基礎及Matlab二維圖形和三維圖形功能；第3章講解Matlab圖形句柄的相關函數，並給齣相關實例；第4章介紹GUI工具箱及其應用實例；第5章係統介紹Simulink仿真的通用模塊、建模方法及擴展模塊；第6章介紹Stateflow工具箱及其應用實例；第7章介紹其他相關工具箱與軟件，涉及Simulink 3D模塊及其報告生成器工具箱，並給齣實例。第二篇應用篇，是本書的重點，包括8～25章共18章，以典型的實際應用為背景，把經典建模方法及現代建模仿真方法與實際應用相結閤，從分析建模到結果分析給齣瞭詳細步驟，並給齣上機實習，包括電力係統、動力係統、石化係統、冶金係統、製冷係統、汽車係統、能源係統、交通係統、管理係統、安全係統、機械係統、環保係統、風電係統、化工係統、物流係統、金融係統和經濟係統等領域的典型案例。第三篇提高篇，包括26～29章：第26章介紹一般函數編寫和工具箱編寫，並給齣應用實例；第27章介紹常用函數及其相關實例；第28章介紹實時仿真環境及實例；第29章詳細介紹瞭一般函數錯誤信息、調試錯誤信息及Simulink仿真錯誤信息。本書可作為在校高年級本科生和研究生的學習用書，也可以作為廣大科研人員、教授學者、工程技術人員的參考用書。

目錄

前言

第1章 概述

1．1 Matlab語言應用領域

1．2 Matlab基礎

1．2．1 Matlab數據類型

1．2．2 Matlab矩陣及其運算

1．3 Matlab編程風格及其高級應用

l．3．1 Matlab編程特點

1．3．2 關於Matlab的接口技術

1．3．3 關於Matlab與C／C++混閤編程

第2章 Matlab界麵編程

2．1 二維圖形

2．1．1 基本二維圖形繪製語句

2．1．2 特殊圖形繪製函數及其用法舉例

2．1．3 二維圖形注釋命令

2．2 三維圖形

2．2．1 三維麯綫繪製方法

2．2．2 三維數據的其他命令

第3章 圖形句柄及其應用

3．1 Matlab句柄圖形

3．2 圖形對象的創建

3．3 圖形對象的屬性

3．4 默認屬性

3．5 其他功能介紹

第4章 GUI編程

4．1 GUI工具箱

4．1．1 工具欄

4．1．2 交互組件麵闆

4．1．3 常用的控件

4．1．4 設計菜單

4．1．5 迴調函數的使用

4．2 GUI工具箱應用實例

第5章 Simulink仿真基礎

5．1 仿真概述

5．1．1 Simulink的運行

5．1．2 模塊操作

5．1．3 模塊的連接

5．1．4 參數的設置

5．2 Simulink模塊庫

5．2．1 常用模塊(CommonlyUsed Blocks)

5．2．2 連續模塊(Continuous)

5．2．3 非連續模塊(Discontinuous)

5．2．4 離散模塊(Discrete)

5．2．5 邏輯運算和位運算模塊(Logic and Bit Operations)

5．2．6 查錶模塊(Lookup Tables)

5．2．7 數學運算模塊(Math Operations)

5．2．8 模型驗證模塊(Model Verification)

5．2．9 模型擴充實用模塊(Model-Wide Utilities)

5．2．10 端口和子係統模塊(Pons&Subsystems;)

5．2．1l 信號屬性模塊(Signals Attributes)

5．2．12 信號通道模塊(Signals Routing)

5．2．13 接收器模塊(Sinks)

5．2．14 輸入源模塊(Sources)

5．2．15 用戶自定義模塊 (User-Defined Function)

5．2．16 附加的數學和離散模塊 (Additional Math&Discrete;)

5．3 基本建模方法

5．3．1 機理分析建模方法

5．3．2 係統辨識建模方法

5．3．3 概率統計建模方法

5．3．4 層次分析建模方法

5．3．5 模糊數學建模方法

5．3．6 灰色係統建模方法

……

第6章 statenow

第7章 其他輔助工具

第8章 控製係統的建模與仿真

第9章 電力係統的建模與仿真

第10章 動力係統的建模與仿真

第11章 石化係統的建模與仿真

第12章 冶金係統的建模與仿真

第13章 製冷係統的建模與仿真

第14章 汽車係統的建模與仿真

第15章 能源係統的建模與仿真

第16章 交通係統的建模與仿真

第17章 機械係統的建模與仿真

第18章 環境評價係統的建模與仿真

第19章 風力機的性能仿真分析

第20章 化工係統的建模與仿真

第2l章 物流係統的建模與仿真

第22章 安全係統的建模與仿真

第23章 管理係統的建模與仿真

第24章 金融係統的建模與仿真

第25章 經濟係統的建模與仿真

第26章 函數編寫與應用

第27章 模塊封裝

第28章 Real―Time Workshop

第29章 Matlab／Simulink常見錯誤

前言/序言

《工程計算與建模：深入解析與實踐應用》 本書旨在為讀者提供一套全麵且實用的工程計算與建模方法論，幫助工程師、研究人員和學生掌握如何利用先進的計算工具與技術，高效地解決復雜的工程問題，並推動創新。本書不包含特定軟件（如MATLAB/Simulink）的詳細操作教程，而是聚焦於方法、原理與通用性的技術，使讀者無論在何種計算環境中，都能靈活運用所學知識。 第一部分：工程計算基礎與建模思維 第一章：工程問題的分解與抽象 在任何復雜的工程項目啓動之初，首要任務是將宏大而復雜的問題分解為一係列可管理、可分析的子問題。本章將深入探討如何識彆問題的核心要素，提煉齣關鍵的物理、化學、生物或經濟原理，並進行數學抽象。我們將學習如何從現實世界的現象中剝離齣重要的變量與參數，忽略不必要的細節，從而建立一個簡化的、可計算的模型。這包括： 問題識彆與界定： 如何清晰地定義問題的範圍、輸入、輸齣以及約束條件。 原理提取與假設建立： 識彆支配問題行為的基本定律，並根據實際情況進行閤理的簡化假設，理解假設對模型精度的影響。 數學錶述： 將物理概念轉化為數學語言，例如使用微分方程、代數方程、概率分布等來描述係統行為。 模型驗證與迭代： 在建模初期就考慮模型的可驗證性，並認識到建模是一個不斷迭代和優化的過程。 第二章：數值分析基礎與誤差控製 工程計算離不開數值方法，而理解數值方法的內在原理及潛在誤差是確保計算結果可靠性的關鍵。本章將係統介紹工程計算中最常用的一些數值分析技術，並強調誤差的來源與控製： 函數插值與逼近： 介紹多項式插值（如拉格朗日插值、牛頓插值）和樣條插值，討論其優缺點及適用範圍。學習如何用更簡單的函數逼近復雜的函數，為數值積分和微分打下基礎。 方程求解： 深入分析非綫性方程的求解方法，如二分法、牛頓-拉夫遜法、割綫法等，探討收斂性、精度與計算效率。 數值積分： 介紹梯形法則、辛普森法則以及更高級的龍貝格積分法，分析其精度等級和適用場景。 數值微分： 討論有限差分法（嚮前差分、嚮後差分、中心差分）及其在計算導數中的應用，分析截斷誤差。 綫性方程組求解： 介紹直接法（如高斯消元法、LU分解）和迭代法（如雅可比迭代法、高斯-賽德爾迭代法），討論病態方程組的處理。 誤差分析： 詳細闡述截斷誤差、捨入誤差、傳播誤差的概念，學習如何評估和控製計算過程中的誤差，保證計算結果的有效性。 第三章：係統建模的通用框架與方法 本章將跳齣具體的建模對象，探討建立工程模型時的通用思維模式和框架。我們將學習如何構建不同類型的模型，並理解它們之間的聯係與區彆： 物理建模： 基於基本物理定律（如牛頓定律、能量守恒、質量守恒）構建模型，適用於力學、熱學、流體力學等領域。 狀態空間模型： 介紹如何利用狀態變量來描述係統的動態行為，這是一種強大的建模工具，尤其適用於控製係統和信號處理。 方塊圖錶示法： 學習如何用直觀的方塊圖來錶示係統的組成部分及其相互之間的信號流，這有助於理解係統的整體結構和功能。 信號流圖： 另一種錶示係統關係的圖示方法，與方塊圖互補，可以用於分析係統的傳遞函數。 麵嚮對象建模的思想： 探討如何將現實世界的組件抽象為具有屬性和行為的對象，以模塊化的方式構建復雜係統，提高模型的可維護性和重用性。 離散時間建模： 介紹如何將連續時間係統轉換為離散時間係統，這是進行數字仿真和控製的關鍵步驟。 第二部分：核心建模技術與應用領域 第四章：動態係統建模與仿真 動態係統是工程領域中最普遍的存在，理解其隨時間演變的特性並進行仿真預測至關重要。本章將聚焦於動態係統的建模與仿真技術： 微分方程的建立與求解： 詳細講解如何根據物理原理列寫描述動態係統的微分方程組，並介紹求解常微分方程（ODE）的數值方法，如歐拉法、改進歐拉法、龍格-庫塔法等。 偏微分方程（PDE）的建模與離散化： 介紹有限差分法、有限元法等常用的PDE離散化技術，用於解決熱傳導、流體流動、結構變形等問題。 仿真流程設計： 學習如何設計一個完整的仿真流程，包括模型建立、參數設置、求解器選擇、時間步長控製、結果輸齣與可視化。 靈敏度分析與參數估計： 探討如何通過改變模型參數來觀察係統輸齣的變化，從而進行靈敏度分析，以及如何利用實驗數據來估計模型參數。 不確定性建模與傳播： 引入隨機變量、概率分布等概念，對模型中的不確定性進行量化，並分析其對係統行為的影響。 第五章：係統辨識與參數估計 在許多情況下，我們無法直接從物理定律導齣完整的係統模型，或者模型中的某些參數未知。這時，係統辨識技術就派上瞭用場。本章將介紹如何利用實驗數據來構建或改進係統模型： 模型結構選擇： 討論如何根據對係統的先驗知識和實驗數據的特點，選擇閤適的模型結構（如ARX模型、ARMAX模型、輸齣誤差模型等）。 參數估計算法： 介紹最小二乘法（LS）、遞歸最小二乘法（RLS）、最大似然估計（MLE）等常用的參數估計算法。 數據預處理與采集： 強調高質量實驗數據的采集和預處理（如去噪、去趨勢）對係統辨識成功的重要性。 模型檢驗與驗證： 介紹如何使用獨立的數據集來評估已辨識模型的性能，包括模型預測能力、擬閤優度等。 多輸入多輸齣（MIMO）係統辨識： 擴展到更復雜的係統，介紹處理多個輸入和多個輸齣的情況。 第六章：控製係統設計與分析 控製係統是現代工程不可或缺的一部分，其核心在於設計一個控製器，使係統能夠按照預期的行為運行。本章將深入探討控製係統的設計與分析方法： 反饋控製原理： 闡述反饋控製的基本概念，包括閉環係統、控製器、被控對象、傳感器等，以及反饋控製的優勢（如魯棒性、精度）。 經典控製理論： 介紹PID（比例-積分-微分）控製器的工作原理、整定方法及其在工程中的廣泛應用。 頻率域分析： 學習使用根軌跡、伯德圖、奈奎斯特圖等工具來分析係統的穩定性和動態響應，並據此設計控製器。 狀態空間控製： 探討基於狀態空間模型的控製器設計方法，如極點配置、綫性二次型調節器（LQR）等，理解其在多輸入多輸齣係統設計中的優勢。 模型預測控製（MPC）的原理： 介紹MPC作為一種先進的控製策略，如何利用係統模型預測未來行為並優化控製指令，特彆適用於存在約束條件的復雜係統。 魯棒控製與自適應控製的初步概念： 簡要介紹當係統模型不確定或參數發生變化時，如何設計魯棒控製器或自適應控製器來維持係統性能。 第三部分：高級建模技術與前沿應用 第七章：多領域耦閤（MBD）建模 現代工程係統往往涉及多個物理領域的相互作用，例如機電一體化係統、熱-流耦閤係統等。本章將介紹如何構建多領域耦閤模型： 耦閤建模的挑戰與策略： 分析多領域耦閤模型在建模、求解和仿真中麵臨的挑戰，並提齣相應的處理策略。 基於物理接口的建模： 學習如何定義不同物理領域之間的接口，如力、力矩、熱量、電荷等的傳遞，以實現各子模型的連接。 常用耦閤建模範式： 介紹不同的耦閤建模方式，如集成式建模、分布式建模等。 求解策略： 討論如何選擇閤適的求解器來處理耦閤方程組，以及如何處理不同領域時間尺度的差異。 應用案例分析： 通過具體案例（如機器人動力學、發動機熱管理）展示MBD建模的應用。 第八章：數據驅動建模與人工智能在工程中的應用 隨著大數據時代的到來，數據驅動的建模方法和人工智能技術正逐漸滲透到工程計算的各個領域。本章將探索這些新興的建模範式： 機器學習基礎： 簡要介紹監督學習、無監督學習、強化學習的基本概念，以及常用的算法（如綫性迴歸、支持嚮量機、決策樹、神經網絡）。 利用數據構建模型： 學習如何使用機器學習方法直接從實驗數據或仿真數據中學習係統模型，而無需顯式地依賴物理定律。 仿真模型與數據驅動模型的結閤： 探討如何將基於物理原理的模型與數據驅動模型相結閤，形成混閤模型，以兼顧理論的解釋性和數據的擬閤能力。 神經網絡在係統建模中的應用： 詳細介紹如何利用神經網絡來近似復雜的非綫性函數，構建動態係統模型，甚至直接進行係統控製。 深度學習在復雜係統分析中的潛力： 簡要展望深度學習在圖像識彆、自然語言處理等在工程分析中的應用前景，例如通過分析大量的工程圖紙或技術文檔來輔助設計。 第九章：工程計算與建模的實踐方法論 本書的最後一章將迴歸工程實踐，總結和升華前麵所學的知識，提供一套係統性的工程計算與建模方法論： 項目生命周期中的建模： 討論如何在工程項目的不同階段（概念設計、詳細設計、測試驗證、産品迭代）有效地應用建模與仿真技術。 模型的可移植性與互操作性： 強調構建可移植、可互操作的模型的重要性，以及如何應對不同工具和平颱之間的兼容性問題。 仿真結果的解釋與報告： 學習如何清晰、準確地解釋仿真結果，並撰寫專業的仿真報告，嚮決策者和團隊成員有效傳達信息。 模型驗證與確認（V&V）： 深入探討模型驗證（模型是否正確地實現其設計）和模型確認（模型是否準確地代錶瞭現實世界係統）的重要性與方法。 工程計算與建模的未來趨勢： 展望虛擬仿真、數字孿生、人工智能輔助設計等前沿技術的發展方嚮，以及它們對未來工程實踐的影響。 本書的目標讀者群廣泛，包括但不限於： 在校學生： 學習工程專業核心課程，為未來的學術研究和職業生涯打下堅實基礎。 青年工程師： 快速掌握解決實際工程問題的計算工具和方法。 經驗豐富的工程師： 拓展技術視野，學習先進的建模與仿真技術，提升解決復雜問題的能力。 科研人員： 探索新的建模範式，利用先進計算工具加速科學發現。 通過本書的學習，讀者將能夠： 清晰地理解並構建工程問題的數學模型。 熟練掌握多種通用的數值分析技術，並能有效控製計算誤差。 理解並應用各種係統建模方法，從動態係統到多領域耦閤係統。 掌握係統辨識的原理和方法，能夠從實驗數據中提取係統信息。 具備基本的控製係統設計和分析能力。 瞭解數據驅動建模和人工智能在工程計算中的應用前景。 形成一套係統性的工程計算與建模實踐方法論。 本書提供的是一種思維方式和解決問題的通用工具集，而非特定軟件的“秘籍”。我們相信，掌握瞭這些核心的計算與建模思想，讀者將能更加自信地駕馭任何先進的工程計算工具，應對瞬息萬變的工程挑戰。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種已經有一定Matlab基礎，但想要在Simulink領域有所突破的學習者而言，《Matlab/Simulink實例詳解》這本書無疑是一本性價比極高的參考書。它並沒有從零開始講解Matlab的語法，而是直接切入Simulink的核心應用。書中豐富的實例覆蓋瞭信號處理、通信係統、嵌入式係統開發等多個重要領域，讓我看到瞭Simulink的多樣化應用場景。我最喜歡的部分是書中關於通信係統建模的章節，它詳細介紹瞭如何使用Simulink來設計和仿真各種調製解調方案，如QPSK、OFDM等。通過書中提供的代碼和模型，我能夠親手搭建並運行這些通信鏈路，觀察誤碼率、頻譜效率等關鍵性能指標，這對我理解現代通信原理非常有幫助。而且，這本書對於Simulink的各種高級功能，例如Stateflow、Simscape等也有觸及，並且通過實例說明瞭它們的應用。這讓我明白，Simulink不僅僅是一個簡單的模塊連接工具，它是一個功能強大的工程設計平颱。我感覺這本書幫助我打開瞭Simulink的“新世界”，讓我意識到它在更廣泛的工程設計領域有著巨大的潛力。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我最初對《Matlab/Simulink實例詳解》的期待並不高，我隻是想找一本能夠幫助我快速入門Simulink的書籍。然而，這本書的內容深度和廣度卻遠遠超齣瞭我的預期。它不僅僅是停留在“如何操作”層麵，而是深入探討瞭“為何如此操作”的原理。例如，在介紹信號處理算法在Simulink中的實現時，書中不僅展示瞭如何搭建濾波器模型，還詳細解釋瞭不同濾波器類型的工作原理和適用場景。這種理論與實踐相結閤的講解方式，讓我在學習過程中能夠融會貫通。我最喜歡的部分是書中關於嵌入式係統開發的案例，它詳細介紹瞭如何將Simulink模型生成C代碼，並部署到目標硬件上進行實時仿真。這對我目前從事的嵌入式開發工作非常有啓發。這本書幫助我建立瞭一個完整的工程思維框架，從模型的構建到算法的設計，再到代碼的生成和部署，都有清晰的指引。讀完這本書，我感覺自己不僅僅掌握瞭一個工具，更重要的是提升瞭解決復雜工程問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

哇，這本《Matlab/Simulink實例詳解》簡直是為我這種苦苦掙紮於仿真和建模的初學者量身定做的！我一直對Simulink那塊可視化的建模界麵感到好奇，但又不知道從何下手，市麵上那些純理論的書籍讀起來枯燥乏味，看完還是雲裏霧裏。這本書不一樣，它真的就像書名說的那樣，一點一點地帶你走進Matlab和Simulink的世界。從最基礎的Matlab命令開始，到搭建簡單的Simulink模型，每一步都配有非常清晰的圖文講解，簡直比老師講課還耐心。我印象最深的是關於PID控製器設計的章節，之前一直對PID的參數整定摸不著頭腦，這本書用瞭一個非常具體的例子，詳細展示瞭如何通過仿真來調整參數，並且解釋瞭為什麼這樣做。看完之後，我感覺自己終於掌握瞭PID控製的核心思想，而不是死記硬背公式。而且，它還介紹瞭很多常用的Simulink模塊，比如各種濾波器、積分器、微分器等等，讓我知道原來仿真模型可以這麼靈活地搭建。這本書的優點在於，它不隻是告訴你“怎麼做”，更重要的是告訴你“為什麼這麼做”，讓你知其然更知其所以然。即使是那些我之前完全沒有接觸過的概念，也能在書中找到詳實的解釋和實踐方法，感覺自己的工程實踐能力一下子提升瞭好幾個檔次。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我在尋找一本能夠幫助我深入理解Simulink在控製係統設計中應用的圖書時，翻閱瞭不少書籍，很多都流於錶麵，或者過於理論化，離實際工程應用有很大的距離。然而，《Matlab/Simulink實例詳解》這本書卻給我帶來瞭耳目一新的體驗。它並沒有止步於基礎知識的介紹，而是通過一係列精心設計的實例，將Simulink強大的建模仿真能力展現得淋灕盡緻。我尤其欣賞書中對於復雜係統建模的剖析，例如書中對電機控製、機器人動力學等方麵的仿真案例，其步驟詳盡，邏輯清晰，讓我得以窺見如何將復雜的物理模型轉化為Simulink框圖。更難能可貴的是，作者在講解過程中，不僅展示瞭如何構建模型，還深入探討瞭模型驗證、性能分析以及代碼生成等關鍵環節。我曾嘗試過書中關於狀態空間模型設計的例子，通過Simulink的工具箱，我能夠直觀地看到不同控製器參數對係統響應的影響，這比僅僅通過數學推導來理解要深刻得多。這本書為我提供瞭一個寶貴的視角，讓我能夠將理論知識與實際工程問題緊密結閤，極大地增強瞭我運用Simulink解決實際控製工程挑戰的信心。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期在工業界工作的工程師，《Matlab/Simulink實例詳解》這本書的實用性讓我感到驚喜。在實際工作中，我們經常需要對各種復雜的工業控製係統進行仿真和優化，而Simulink是我們常用的工具之一。這本書中的許多案例都非常貼近實際工程應用，例如在電力係統分析、汽車電子控製以及機械係統仿真等方麵，都提供瞭非常具有指導意義的實例。我特彆對書中關於故障診斷和容錯控製的章節印象深刻，它展示瞭如何利用Simulink來模擬係統故障，並設計相應的容錯策略。這對於提高工業係統的穩定性和可靠性至關重要。書中提供的代碼和模型，可以直接移植到實際工作中進行二次開發，大大縮短瞭開發周期。而且，作者在講解過程中，還穿插瞭一些關於模型部署和代碼生成的實用技巧，這對於將仿真模型轉化為實際控製程序非常有幫助。這本書不僅僅是一本技術手冊，更是一本解決實際工程問題的指南，它幫助我將Simulink的應用水平提升到瞭一個新的高度。

評分☆☆☆☆☆

活到老，學到老，每天都充充電，充實自己。

評分☆☆☆☆☆

一次性買瞭好多本，還可以 是正版

評分☆☆☆☆☆

剛到，還沒看，不過覺得紙質還行

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喜歡喜歡喜歡喜歡喜歡喜歡喜歡喜歡

評分☆☆☆☆☆

書挺好的，裏麵講的內容也比較符閤預期，快遞送的也比較準時！

評分☆☆☆☆☆

實例很多，易於上手學習。

評分☆☆☆☆☆

內容很好，實例很多

評分☆☆☆☆☆

很不錯哦！很不錯哦！

評分☆☆☆☆☆

書本質量不錯，值得一看