MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

李獻，駱誌偉，於晉臣 著

圖書標籤:

• MATLAB
• Simulink
• 係統仿真
• 科學計算
• 工程計算
• 建模仿真
• 控製係統
• 信號處理
• 數值分析
• 數學建模
• 仿真技術

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302467403

版次：1

商品編碼：12145803

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-07-01

用紙：膠版紙

頁數：540

字數：851000

正文語種：中文

産品特色

編輯推薦

　　

(1) 資深作者編著，圖書質量更有保證：一綫資深工程師執筆，係統歸納和總結瞭智能算法的實戰經驗。
　　(2) 提供配套源碼，便於讀者動手實踐：理論必須聯係實踐，《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》提供源代碼下載，方便讀者學習使用。
　　(3) 內含豐富實例，利於讀者二次開發：《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》提供瞭十幾個智能算法的典型實例，讀者可以據此二次開發。
　　(4) 《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》提供配套課件，便於教師備課使用：配套提供瞭完整的教學課件資料，便於廣大教師備課使用。
　　

配套學習資源下載地址為清華大學齣版社網站本書頁麵。係列熱銷圖書如下：
　　MATLAB 編程指南——計算、編程、仿真、算法及應用
　　MATLAB/Simulink係統仿真
　　MATLAB GUI程序設計
　　MATLAB智能算法
　　MATLAB數學建模
　　MATLAB科學計算
　　MATLAB信號處理
　　MATLAB圖像處理
　　
　　

內容簡介

　　

　　《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》在MATLAB 2016a的基礎上由淺入深地講解瞭MATLAB/Simulink軟件的知識，內容涉及麵廣、涵蓋瞭用戶需要使用的各種功能。本書編排閤理，自始至終采用實例描述； 內容完整且各章相對獨立，是一本極具參考價值的MATLAB/Simulink參考書。

　　《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》分為三大部分共16章。第一部分主要介紹瞭MATLAB基礎知識、Simulink仿真入門、Simulink模型建立與仿真以及Simulink常用命令庫等； 第二部分主要介紹S�睩unction的應用、控製係統仿真和PID控製仿真等； 第三部分則涉及Simulink高級應用，包括模糊邏輯控製、電力係統仿真、通信係統仿真、神經網絡控製仿真、滑模控製、車輛係統仿真、群智能算法仿真和圖像處理仿真等。

　　《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》以工程應用為目標，深入淺齣，實例引導，講解翔實，適閤作為理工科高等院校本科生和研究生的教學用書，也可作為廣大科研工程技術人員的參考用書。

　　

作者簡介

　　李獻，畢業於中國科學院研究生院，博士學位，碩士畢業於華中科技大學。畢業後留在中科院電工研究所應用超導重點實驗室工作。主要從事電磁推進、脈衝強磁場以及脈衝功率電源的相關研究工作。在國內外期刊發錶論文多篇，齣版多部暢銷圖書。

精彩書評

　　NULL

目錄

第1章MATLAB基礎知識

1.1MATLAB簡介

1.2MATLAB的通用命令

1.2.1MATLAB菜單說明

1.2.2MATLAB路徑設置

1.2.3MATLAB係統常量說明

1.2.4MATLAB程序注解符說明

1.3MATLAB的計算基礎

1.3.1MATLAB的預定義變量

1.3.2常用運算和基本數學函數

1.3.3數值的輸齣格式

1.4MATLAB程序設計基礎

1.4.1MATLAB基本程序設計

1.4.2MATLAB程序控製語句的運用

1.5MATLAB的繪圖功能

1.5.1離散數據圖形繪製

1.5.2函數圖形繪製

1.5.3網格圖繪製

1.5.4麯麵圖的繪製

1.5.5特殊圖形繪製

1.6微積分問題的MATLAB求解

1.6.1符號微積分

1.6.2微分方程的數值解

1.6.3龍貝格積分法微積分運算

1.6.4有限差分方法求邊值問題

1.6.5樣條函數求積分

1.6.6常微分方程符號解

1.7非綫性方程與綫性規劃問題求解

1.7.1非綫性方程組求解

1.7.2無約束最優化問題求解

1.7.3綫性規劃問題

1.7.4二次型規劃問題

1.8本章小結

第2章Simulink仿真入門

2.1Simulink基本操作

2.1.1運行Simulink

2.1.2Simulink模塊庫

2.1.3Simulink模塊的操作

2.2運行仿真及參數設置簡介

2.2.1模型的創建

2.2.2模塊的連接與簡單處理

2.2.3仿真參數設置簡介

2.3子係統及其封裝

2.3.1創建子係統

2.3.2使能子係統

2.3.3觸發子係統

2.3.4使能觸發子係統

2.3.5封裝子係統

2.4用MATLAB命令創建和運行Simulink模型

2.4.1創建Simulink模型與文件

2.4.2添加模塊和信號綫

2.4.3設置模型和模塊屬性

2.4.4仿真

2.5本章小結

第3章Simulink模型的建立與仿真

3.1Simulink模塊庫簡介

3.2信號源模塊組

3.2.1Clock模塊

3.2.2Digital Clock模塊

3.2.3Constant模塊

3.2.4Band�睱imited White Noise模塊

3.2.5Chirp Signal模塊

3.2.6Sine Wave模塊

3.2.7Pulse Generator模塊

3.2.8Random Number模塊

3.2.9Step模塊

3.2.10Uniform Random Number模塊

3.3連續模塊組

3.3.1Derivative模塊

3.3.2Integrator模塊

3.3.3Transfer Fcn模塊

3.3.4Transport Delay模塊

3.3.5Zero�睵ole模塊

3.3.6State�睸pace模塊

3.4離散模塊組

3.4.1Discrete Transfer Fcn模塊

3.4.2Discrete Filter模塊

3.4.3Unit Delay模塊

3.4.4Memory模塊

3.4.5Discrete Zero�睵ole模塊

3.4.6Discrete State�睸pace模塊

3.4.7Zero�睴rder Hold模塊

3.5查錶模塊組

3.5.11�睤 Lookup Table模塊

3.5.22�睤 Lookup Table模塊

3.6用戶自定義函數模塊組

3.6.1Fcn模塊

3.6.2MATLAB Fcn模塊

3.6.3S�睩unction模塊

3.7數學運算模塊組

3.7.1Abs模塊

3.7.2Add模塊

3.7.3Divide模塊

3.7.4Dot Product模塊

3.7.5Gain模塊

3.7.6Complex to Magnitude�睞ngle模塊

3.7.7Magnitude�睞ngle to Complex模塊

3.8非綫性模塊組

3.8.1Backlash模塊

3.8.2Coulomb & Viscous Friction模塊

3.8.3Dead Zone模塊

3.8.4Quantizer模塊

3.8.5Rate Limiter模塊

3.8.6Saturation模塊

3.9信號與係統模塊組

3.9.1Bus Selector模塊

3.9.2Bus Creator模塊

3.9.3Mux模塊

3.9.4Demux模塊

3.9.5Data Store Memory模塊

3.9.6Data Store Read模塊

3.9.7Data Store Write模塊

3.9.8Enable模塊

3.9.9Ground模塊

3.10本章小結

第4章Simulink常用命令庫分析

4.1Simulink中常用的模塊庫

4.2Simulink命令代碼

4.2.1Simulink係統路徑

4.2.2獲取Simulink模型參數值

4.3Simulink係統創建命令

4.3.1simulink命令

4.3.2simulink3命令

4.3.3find_system命令

4.3.4new_system命令

4.3.5open_system命令

4.3.6save_system命令

4.3.7bdclose命令

4.4Simulink模型模塊操作命令

4.4.1add_block命令

4.4.2delete_block命令

4.4.3add_line命令

4.4.4delete_line命令

4.4.5replace_block命令

4.5獲取Simulink文件路徑

4.5.1gcb命令

4.5.2gcbh命令

4.5.3gcs命令

4.5.4bdroot命令

4.6獲取Simulink模型參數命令

4.6.1get_param命令

4.6.2set_param命令

4.7Simulink代碼建模

4.8本章小結

第5章基於Simulink的S函數建模

5.1Simulink S函數仿真應用

5.1.1Simulink S函數仿真過程

5.1.2S函數的迴調方法

5.2M�瞗ile S函數應用

5.3M�瞗ile S函數模闆

5.3.1S函數工作方式

5.3.2S函數仿真過程

5.3.3S函數的編寫

5.3.4M文件S函數的模塊化

5.4M�瞗ile S函數實現

5.5本章小結

第6章控製係統Simulink仿真

6.1控製係統頻域分析

6.1.1頻率特性的定義

6.1.2頻率特性和傳遞函數的關係

6.1.3頻率特性的圖形錶示方法

6.2幅相頻率特性

6.2.1比例環節

6.2.2微分環節

6.2.3積分環節

6.2.4慣性環節

6.2.5一階復閤微分環節

6.2.6二階振蕩環節

6.2.7二階復閤微分環節

6.2.8延遲環節

6.2.9開環係統的幅相特性麯綫

6.3對數頻率特性

6.3.1比例環節

6.3.2微分環節

6.3.3積分環節

6.3.4慣性環節

6.3.5一階復閤微分環節

6.3.6二階振蕩環節

6.3.7二階復閤微分環節

6.3.8延遲環節

6.4開環係統的Bode圖

6.5最小相角係統和非最小相角係統

6.6奈奎斯特頻域穩定判據

6.7頻域對數穩定判據

6.8穩定裕度

6.8.1穩定裕度的定義

6.8.2穩定裕度的計算

6.9本章小結

第7章基於PID的Simulink控製係統仿真

7.1PID控製原理

7.2基於PID的控製仿真

7.3基於S函數的PID控製係統仿真

7.4基於PID的倒立擺小車控製仿真

7.5本章小結

第8章模糊邏輯控製仿真

8.1模糊邏輯概述

8.1.1高斯型隸屬函數

8.1.2三角形隸屬函數

8.2模糊邏輯控製箱圖形界麵

8.2.1基本FIS編輯器

8.2.2隸屬函數編輯器

8.2.3繪製FIS

8.2.4設置模糊係統屬性

8.2.5規則編輯器和語法編輯器

8.2.6規則觀察器和模糊推理框圖

8.3模糊聚類分析

8.3.1FIS麯麵

8.3.2FIS結構

8.3.3模糊均值聚類

8.3.4模糊聚類工具箱

8.4模糊與PID控製器仿真設計

8.4.1模糊邏輯工具箱

8.4.2PID控製

8.4.3模糊控製器設計

8.4.4模糊與PID控製仿真

8.5本章小結

第9章Simulink在電力係統中的應用

9.1同步發電機原理分析

9.2簡化同步電機模塊使用

9.3同步電機模塊使用

9.4負荷模型

9.4.1靜態負荷模塊

9.4.2三相動態負荷模塊

9.5異步電動機模塊

9.6直流電機模塊

9.7本章小結

第10章電力係統穩定性分析

10.1Powergui模塊

10.1.1仿真類型

10.1.2分析工具

10.2二極管模塊

10.3晶閘管模塊

10.4電力係統穩態仿真

10.4.1連續係統仿真

10.4.2離散係統仿真

10.5電力係統電磁暫態仿真

10.5.1斷路器模塊

10.5.2三相斷路器模塊

10.5.3三相故障模塊

10.5.4暫態仿真分析

10.6本章小結

第11章通信係統仿真設計

11.1通信係統仿真概述

11.2信源與信道模型

11.2.1隨機數産生器

11.2.2泊鬆分布産生器

11.2.3伯努利二進製信號産生器

11.2.4加性噪聲産生器

11.3濾波器分析

11.4調製與解調

11.4.1基帶模型與調製通帶分析

11.4.2解調與模擬調製模型分析

11.4.3數字調製解調器模型分析

11.5本章小結

第12章神經網絡控製

12.1神經網絡簡介

12.2人工神經元模型

12.3神經網絡的學習規則

12.4MATLAB神經網絡工具箱

12.5基於BP神經網絡的PID自適應控製

12.6基於Simulink的神經網絡模塊仿真

12.6.1模塊的設置

12.6.2模塊的生成

12.7基於Simulink的神經網絡控製係統

12.8反饋綫性化控製

12.9本章小結

第13章滑模控製

13.1基於名義模型的滑模控製

13.1.1名義控製係統結構

13.1.2基於名義模型的控製

13.1.3基於名義模型的滑模控製器的設計

13.1.4基於名義模型的滑模控製仿真

13.2全局滑模控製

13.2.1全局滑模控製係統

13.2.2全局滑模控製器的設計

13.2.3基於全局滑模控製的仿真

13.3基於綫性化反饋的滑模控製

13.3.1二階非綫性確定係統的倒立擺仿真

13.3.2二階非綫性不確定係統的倒立擺仿真

13.3.3輸入輸齣的反饋綫性化控製

13.3.4輸入輸齣的反饋綫性化滑模控製

13.4基於模型參考的滑模控製

13.5本章小結

第14章車輛係統仿真

14.1汽車製動係統仿真

14.2汽車懸架係統仿真

14.2.1汽車懸架係統運動方程建立

14.2.2汽車懸架係統仿真

14.2.3白噪聲路麵模擬輸入仿真

14.3汽車四輪轉嚮控製係統仿真

14.3.1低速四輪轉嚮係統仿真

14.3.2高速四輪轉嚮係統仿真

14.4本章小結

第15章群智能算法控製係統仿真

15.1PID控製

15.2粒子群算法控製仿真

15.2.1基本粒子群算法

15.2.2粒子群算法流程

15.2.3被控對象PID整定

15.2.4階躍響應性能檢測

15.3遺傳算法控製仿真

15.3.1選擇算子

15.3.2交叉算子

15.3.3變異算子

15.3.4適應度值評估

15.3.5遺傳算法流程

15.3.6被控對象PID整定

15.3.7階躍響應性能檢測

15.4人群搜索算法控製仿真

15.4.1搜索步長的確定

15.4.2搜索方嚮的確定

15.4.3搜尋者個體位置的更新

15.4.4人群搜索算法流程

15.4.5被控對象PID整定

15.4.6階躍響應性能檢測

15.5本章小結

第16章圖像處理仿真

16.1圖像處理模塊庫

16.1.1分析和增強模塊

16.1.2轉換模塊庫

16.1.3濾波模塊庫

16.1.4幾何變換模塊庫

16.1.5形態學操作模塊庫

16.1.6接收器模塊庫

16.1.7輸入源模塊庫

16.1.8統計模塊庫

16.1.9文本和圖形模塊庫

16.1.10變換模塊庫

16.1.11工具模塊庫

16.2基於Simulink的圖像增強

16.2.1圖像灰度變換增強

16.2.2圖像的平滑增強

16.2.3圖像銳化增強

16.3基於Simulink的圖像轉換處理

16.3.1圖像類型轉換

16.3.2顔色模型轉換

16.4基於Simulink的圖像幾何變換

16.4.1圖像的鏇轉

16.4.2圖像的縮放

16.5基於Simulink的圖像數學形態學操作

16.5.1圖像膨脹和腐蝕

16.5.2圖像的開運算與閉運算

16.6基於Simulink的圖像增強綜閤實例

16.6.1圖像進行鏇轉和增強

16.6.2圖像縮小鏇轉及邊緣檢測處理

16.7本章小結

附錄Simulink常用命令庫

參考文獻

精彩書摘

　　第3章Simulink模型的建立與仿真

　　Simulink是MATLAB的仿真工具箱，它是麵嚮框圖的仿真軟件。Simulink能用繪製方框圖代替程序，結構和流程清晰；利用Simulink可智能化地建立和運行仿真，仿真精細、貼近實際。Simulink適應麵廣。可應用於綫性、非綫性係統，連續、離散及混閤係統，以及單任務、多任務離散事件係統。采用Simulink模塊庫能夠方便地進行模型的編輯和仿真構建。

　　學習目標：

　　(1)學習Simulink基本庫原件；

　　(2)學習Simulink各模塊的使用；

　　(3)學習Simulink各模塊的參數配置；

　　(4)學習使用Simulink各模塊搭建仿真框圖。

　　3.1Simulink模塊庫簡介

　　在MATLAB命令行窗口輸入simulink，打開Simulink工具箱，進行Simulink工具箱模塊庫的學習。Simulink模塊庫很龐大，以下將主要介紹常規的Simulink應用模塊，包括信號源模塊組、連續模塊組、離散模塊組、查錶模塊組、用戶自定義函數模塊組、數學運算模塊組、非綫性模塊組、輸齣池模塊組、信號與係統模塊組、子係統模塊組、常用模塊組、其他工具箱與模塊集等。

　　3.2信號源模塊組

　　Simulink模塊庫中提供瞭豐富的信號源模塊組，下麵逐一介紹。

　　3.2.1Clock模塊

　　時鍾模塊以及時鍾模塊的屬性如圖3��1所示。

　　圖3��1時鍾模塊

　　時鍾模塊如圖3��1所示，在Simulink仿真中，時鍾模塊主要用於計時，效果很直觀。

　　在時鍾模塊的屬性窗口中：

　　（1）Displaytime：如果該復選框被選中，則該時鍾模塊在仿真過程中，界麵將顯示時間，如果不顯示，則可將其輸入到工作區中。

　　（2）Decimation：默認為10，Decimation的數值可以為任意整數，在仿真過程中，隨著時鍾不斷地更新，其數值不斷增加，例如對於10s的仿真，係統Decimation默認為10，則錶示係統將以1s、2s、3s、…、10s依次遞增。

　　搭建時鍾模塊如圖3��2所示。

　　運行仿真文件，輸齣結果如圖3��3所示。

　　圖3��2時鍾使用

　　圖3��3時鍾模塊示波器時鍾變化圖

　　3.2.2DigitalClock模塊

　　數字時鍾模塊以及數字時鍾模塊的屬性如圖3��4所示。

　　圖3��4數字時鍾模塊

　　圖3��5DigitalClock模塊使用

　　在Simulink仿真中，數字時鍾模塊主要用於離散係統的計時，該模塊能夠輸齣保持前一次的值不變。

　　對於其屬性窗口：Sampletime錶示采樣時間，默認值為1s。

　　……

前言/序言

　　MATLAB/Simulink可用於動態係統和嵌入式係統的多領域仿真，是基於模型的設計工具。Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，它基於MATLAB的框圖設計環境，是實現動態係統建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用於綫性係統、非綫性係統、數字控製及數字信號處理的建模和仿真中。

　　對於各種時變係統，包括通信、控製、信號處理、視頻處理和圖像處理係統，Simulink提供瞭交互式圖形化環境和可定製的模塊庫來對其進行設計、仿真、執行和測試。Simulink可以用連續采樣時間、離散采樣時間或混閤的采樣時間進行建模，它也支持多速率係統，即係統中的不同部分具有不同的采樣速率。

　　為瞭創建動態係統模型，Simulink提供瞭一個建立模型方框圖的圖形用戶接口(GUI)，創建過程隻需單擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供瞭一種快捷、直接明瞭的方式，使得用戶可以立即看到係統的仿真結果。

　　1.本書特點

　　（1）由淺入深、循序漸進：本書以MATLAB愛好者為對象，首先從MATLAB使用基礎講起，再輔以MATLAB/Simulink在工程中的應用案例幫助讀者盡快掌握MATLAB/Simulink進行工程應用分析的技能。

　　（2）步驟詳盡、內容新穎：本書結閤作者多年MATLAB/Simulink使用經驗與實際工程應用案例，將MATLAB/Simulink軟件的使用方法與技巧詳細地講解給讀者。本書在講解過程中步驟詳盡、內容新穎，並輔以相應的圖片，使讀者在閱讀時一目瞭然，從而快速掌握書中的內容。

　　（3）實例典型、輕鬆易學：通過實際工程應用案例的具體操作，讀者可以更好地掌握MATLAB/Simulink的使用方法。本書通過綜閤應用案例，透徹詳盡地講解瞭MATLAB/Simulink在各方麵的應用。

　　2.本書內容

　　本書基於MATLAB2016a版本，講解瞭MATLAB/Simulink的基礎知識和核心內容。本書主要圍繞MATLAB/Simulink在工程問題中的應用進行仿真運算，內容分為三部分共16章。第一部分主要介紹瞭MATLAB及Simulink的基本操作知識；第二部分介紹瞭Simulink的控製係統仿真應用；第三部分則講解Simulink的高級應用。

　　第一部分為MATLAB及Simulink的基本應用，包括第1章到第4章，內容涵蓋矩陣的應用、MATLAB計算基礎、程序設計基礎、繪圖功能、微積分應用、非綫性方程求解、Simulink基本操作、Simulink運行仿真參數設置、Simulink子係統封裝展開以及Simulink模塊庫分析等。

　　第二部分為Simulink控製係統的仿真部分，包括第5章到第7章，主要介紹采用S�睩unction進行控製係統設計，采用S函數進行Simulink模塊設計，控製係統計算機仿真的算法分析、控製係統數字仿真的實現和控製係統計算機仿真等。

　　第三部分為Simulink高級係統仿真應用，包括第8章到第16章，主要分析瞭模糊邏輯控製器的設計、電力係統仿真設計、通信係統仿真設計、Simulink神經網絡應用、滑模控製、車輛係統仿真和群智能算法控製係統仿真等。

　　本書附錄部分介紹Simulink常用命令庫，基本涵蓋所有常用的Simulink命令函數。

　　3.讀者對象

　　本書適閤於MATLAB/Simulink初學者，也適閤想要研究算法和提高工程應用能力的讀者，本書麵嚮的讀者群體包括：

　　★廣大科研工作人員★初學MATLAB/Simulink的技術人員

　　★大中專院校的教師和在校生★相關培訓機構的教師和學員

　　★參加工作實習的“菜鳥”★MATLAB/Simulink愛好者

　　★初中級MATLAB/Simulink從業人員

　　4.讀者服務

　　為瞭方便解決本書的疑難問題，讀者朋友在學習過程中遇到任何與本書有關的技術問題，都可以發郵件到郵箱caxart@126.com，或者訪問博客http://blog.sina.com.cn/caxart，編者會盡快給予解答。

　　另外本書所涉及的資料（程序代碼）已經上傳到上麵提到的博客及清華大學齣版社本書頁麵中，讀者可以下載。

　　5.本書作者

　　本書主要由李獻、駱誌偉和於晉臣編著。此外，付文利、王廣、張岩、溫正、林曉陽、任艷芳、唐傢鵬、孫國強和高飛等也參與瞭本書部分內容的編寫工作。

　　雖然作者在本書的編寫過程中力求敘述準確、完善，但由於水平有限，書中欠妥之處在所難免，希望讀者能夠及時指齣，以促進本書質量的提高。

　　最後希望本書能夠為讀者的學習和工作提供幫助！

　　編者

《工程係統建模與仿真導論：從原理到實踐》 概述 本書是一本麵嚮工程領域研究人員、工程師以及相關專業高年級本科生和研究生設計的專業教材，旨在係統性地闡述工程係統建模與仿真的核心理論、關鍵技術以及實際應用。通過深入淺齣的講解和豐富的案例分析，本書幫助讀者建立起紮實的理論基礎，掌握實用方法，並能靈活運用各種工具來解決復雜的工程問題。本書不局限於任何特定的軟件平颱，而是側重於通用性的建模與仿真理念，強調理解問題本質，掌握分析方法，並最終能夠高效地進行係統設計、優化與驗證。 內容詳述 第一部分：工程係統建模的基礎理論 本部分將係統性地梳理工程係統建模的學科基礎，為後續的仿真技術打下堅實的理論根基。 第一章：工程係統的本質與分類 1.1 什麼是工程係統？ 定義：工程係統是對現實世界中由相互關聯的組件構成的實體或過程進行抽象和描述的數學或邏輯模型。 要素：輸入、輸齣、狀態、參數、動態行為、約束條件。 舉例：機械係統（如車輛懸架）、電氣係統（如電力網）、控製係統（如飛機自動駕駛）、生物係統（如人體循環係統）、經濟係統（如供應鏈）。 1.2 工程係統的分類與特性 按領域劃分： 機械、電氣、熱力、流體、控製、化學、生物、經濟、交通等。 按特性劃分： 綫性與非綫性係統： 疊加原理是否成立。 時不變與時變係統： 係統參數是否隨時間變化。 連續時間與離散時間係統： 係統狀態變量隨時間的變化是連續的還是離散的。 確定性與隨機係統： 係統行為是否完全可預測，是否存在不確定性因素。 集中參數與分布參數係統： 係統的狀態是否能由有限數量的變量完全描述，還是需要連續的場變量。 獨立係統與互聯係統： 係統是否獨立運行，還是與其他係統相互影響。 1.3 建模的目標與原則 目標： 理解係統行為、預測係統響應、優化係統設計、故障診斷、性能評估、規避風險。 原則： 準確性： 模型應足夠精確地反映實際係統的關鍵特性。 簡化性： 避免不必要的復雜性，使模型易於理解和分析。 適用性： 模型應適用於特定研究或工程目標。 可驗證性： 模型應允許通過實驗或數據進行驗證。 經濟性： 建模與仿真成本應與預期收益相匹配。 第二章：數學建模方法論 2.1 基於物理原理的建模（白盒模型） 物理定律的運用： 牛頓定律、能量守恒定律、基爾霍夫定律、熱力學定律、流體力學方程等。 微分方程建模： 常微分方程（ODE）：描述係統狀態變量隨時間的變化率。 偏微分方程（PDE）：描述係統狀態變量在空間和時間上的變化。 狀態空間方程： 一種通用的時域分析方法，通過狀態變量、輸入和輸齣變量來描述係統。 傳遞函數模型： 主要用於綫性時不變（LTI）係統，描述輸入與輸齣之間的拉普拉斯變換關係。 框圖模型： 直觀地錶示係統各組件之間的信號流和數學運算。 2.2 基於數據的建模（黑盒模型） 概念： 不依賴於對係統內部物理機製的深入理解，而是通過分析輸入-輸齣數據來構建模型。 識彆方法： 迴歸分析： 綫性迴歸、多項式迴歸等。 時間序列分析： ARIMA模型、狀態空間模型識彆。 神經網絡模型： 前饋神經網絡、循環神經網絡（RNN）等，適用於復雜非綫性映射。 支持嚮量機（SVM）模型： 用於分類和迴歸。 模型精度與泛化能力： 如何通過訓練集和測試集評估模型性能。 2.3 混閤建模（灰盒模型） 概念： 結閤瞭基於物理原理和基於數據的建模方法。 應用場景： 當部分係統機製已知，但存在難以精確建模的部分；或當需要提高基於物理模型的精度時。 方法： 利用物理定律構建核心模型，並通過數據識彆模型中的未知參數或修正模型。 將黑盒模型嵌入到白盒模型中，形成復閤模型。 第三章：離散化與數值方法 3.1 連續係統離散化 必要性： 計算機隻能處理離散時間序列，因此需要將連續時間係統轉換為離散時間係統。 方法： 嚮前歐拉法： 簡單但精度較低。 嚮後歐拉法： 精度較高，但可能存在穩定性問題。 梯形法（Crank-Nicolson法）： 精度和穩定性較好。 零階保持器（ZOH）： 將連續信號在采樣周期內保持不變。 一階保持器（FOH）： 將連續信號在采樣周期內進行綫性插值。 采樣周期選擇： Nyquist-Shannon采樣定理，過采樣與欠采樣的影響。 3.2 數值積分方法 常微分方程（ODE）的數值求解： 單步法： 歐拉法、Runge-Kutta法（RK4）。 多步法： Adams-Bashforth法、Adams-Moulton法。 偏微分方程（PDE）的數值求解： 有限差分法（FDM）： 將連續域離散化為網格點，用差分近似代替導數。 有限元法（FEM）： 將連續域劃分為離散單元，在單元內使用插值函數近似解。 有限體積法（FVM）： 基於守恒律，將計算區域劃分為控製體積。 3.3 算法穩定性與精度分析 數值方法的穩定性： 離散化誤差隨時間步長纍積的程度。 截斷誤差： 數值方法在離散化過程中引入的誤差。 收斂性： 隨著步長趨於零，數值解是否趨近於真實解。 如何選擇閤適的數值方法： 綜閤考慮問題的特性、精度要求和計算效率。 第二部分：工程係統仿真的關鍵技術與實踐 本部分將深入探討工程係統仿真的核心技術，並結閤實際應用場景，指導讀者如何有效地進行仿真。 第四章：仿真模型開發與驗證 4.1 模型構建流程 需求分析： 明確仿真目標和精度要求。 模型選擇： 根據係統特性和仿真目標選擇閤適的建模方法。 數學描述： 列齣係統的數學方程。 離散化與數值實現： 選擇閤適的離散化方法和數值算法。 模型代碼開發（或配置）： 使用閤適的工具實現模型。 模型集成： 將各個子模型組閤成整體係統模型。 4.2 模型驗證與確認（V&V） 驗證（Verification）： 確保模型正確地實現瞭其數學描述。 單元測試： 對模型中的子模塊進行獨立測試。 集成測試： 測試模型各部分集成後的功能。 代碼審查： 檢查模型代碼的邏輯和語法。 仿真輸齣分析： 檢查仿真結果是否符閤預期。 確認（Validation）： 確保模型準確地代錶瞭實際係統。 與實際數據對比： 將仿真結果與實驗數據或曆史運行數據進行比較。 專傢評審： 邀請領域專傢評估模型的閤理性。 敏感性分析： 分析模型參數變化對仿真結果的影響，以瞭解模型的魯棒性。 極端工況測試： 模擬係統在極端條件下的行為。 4.3 參數估計與校準 模型參數的獲取： 實驗測量、文獻查閱、設計值。 參數估計： 當模型參數未知或不確定時，通過實驗數據反推齣模型參數。 模型校準： 通過優化模型參數，使仿真結果與實際觀測數據盡可能匹配。 常用方法： 最小二乘法、梯度下降法、貝葉斯估計等。 第五章：仿真實驗設計與執行 5.1 仿真實驗類型 瞬態仿真（Transient Simulation）： 分析係統在一段時間內的動態響應。 穩態仿真（Steady-State Simulation）： 分析係統達到平衡狀態後的行為。 頻率響應仿真（Frequency Response Simulation）： 分析係統對不同頻率輸入的響應。 濛特卡洛仿真（Monte Carlo Simulation）： 用於分析係統在不確定性因素影響下的性能，通過多次隨機抽樣進行仿真。 優化仿真（Optimization Simulation）： 通過改變係統參數來找到最優設計。 參數掃描仿真（Parameter Sweeping）： 改變一個或多個參數，觀察仿真結果的變化。 5.2 仿真實驗設計原則 明確實驗目的： 每次仿真實驗都要有清晰的目標。 變量控製： 識彆並控製影響仿真結果的因素。 重復性： 保證實驗的可重復性。 數據記錄： 詳細記錄仿真輸入、參數和輸齣。 統計分析： 對仿真結果進行必要的統計處理。 5.3 仿真流程管理 工作流程： 實驗設計 -> 模型配置 -> 仿真執行 -> 結果分析 -> 報告撰寫。 版本控製： 管理不同版本的模型和仿真腳本。 批處理仿真： 自動化執行大量仿真任務。 分布式仿真： 利用多颱計算機並行執行仿真。 第六章：仿真結果分析與解釋 6.1 數據可視化技術 圖錶類型選擇： 綫圖、散點圖、柱狀圖、餅圖、三維圖等。 有效可視化原則： 清晰、準確、信息豐富。 動畫展示： 直觀展示係統動態行為。 6.2 統計分析方法 描述性統計： 均值、中位數、方差、標準差等。 推斷性統計： 假設檢驗、置信區間、迴歸分析。 誤差分析： 仿真誤差、測量誤差、模型誤差。 6.3 性能指標提取與評估 係統響應指標： 穩態值、峰值、上升時間、衰減時間、超調量、振蕩頻率。 效率與能耗指標： 能量消耗、效率係數。 可靠性與安全性指標： 故障概率、失效模式。 經濟性指標： 成本、收益。 6.4 仿真結果的解讀與報告 將仿真結果與工程實際聯係起來： 解釋仿真結果的物理意義。 識彆模型局限性： 討論模型在特定條件下的適用範圍。 得齣結論與建議： 基於仿真結果提齣工程解決方案或改進建議。 撰寫仿真報告： 結構清晰，內容完整，包含模型描述、實驗設計、結果分析、結論和參考文獻。 第三部分：工程係統仿真的高級應用與展望 本部分將探討更高級的仿真技術，並展望仿真在未來工程領域的發展趨勢。 第七章：復雜係統集成仿真 7.1 多物理場仿真 概念： 同時考慮多個物理領域（如力學、熱學、電磁學、流體動力學）在同一係統中的相互作用。 挑戰： 不同物理域的方程形式、求解方法、網格劃分和數據交換。 耦閤策略： 強耦閤、弱耦閤。 應用： 電子封裝熱管理、汽車發動機熱力學分析、MEMS器件設計。 7.2 實時仿真與硬件在環（HIL） 實時仿真： 仿真速度與實際係統運行速度同步，常用於嵌入式係統開發和測試。 硬件在環（HIL）： 將待測的嵌入式控製器連接到仿真模型上，模擬外部環境，實現對控製器的真實測試。 應用： 航空航天、汽車電子、工業自動化。 7.3 分布式仿真與協同仿真 概念： 將一個大型係統的不同部分在不同的仿真平颱或計算節點上進行仿真，並通過通信協議進行集成。 挑戰： 時間同步、數據一緻性、通信延遲。 應用： 航空器集成仿真、智能交通係統仿真。 第八章：仿真驅動的設計與優化 8.1 參數化設計與族群仿真 參數化模型： 將模型設計參數化，便於快速生成不同設計方案。 族群仿真： 同時運行大量具有不同參數的仿真，以快速探索設計空間。 8.2 優化算法與仿真集成 優化問題定義： 目標函數、約束條件、設計變量。 常用優化算法： 梯度下降、遺傳算法、粒子群優化、響應麵法。 仿真與優化的協同： 將仿真模型作為目標函數評估的工具，驅動優化算法尋找最優解。 應用： 結構強度優化、控製係統參數整定、工藝參數優化。 8.3 機器學習在仿真優化中的應用 surrogate 模型： 利用機器學習快速替代復雜的仿真模型，加速優化過程。 強化學習： 用於控製策略和係統設計優化。 數據驅動的優化： 直接從仿真或實驗數據中學習優化策略。 第九章：仿真技術的未來發展趨勢 9.1 數字孿生（Digital Twin） 概念： 物理實體在數字空間的精確映射，通過實時數據不斷更新，實現對物理實體的監控、分析、預測和優化。 核心技術： 建模、仿真、數據融閤、人工智能。 應用前景： 智慧製造、智慧城市、智能醫療。 9.2 高性能計算（HPC）與雲計算在仿真中的作用 HPC： 提供強大的計算能力，處理海量數據和復雜模型。 雲計算： 提供靈活的計算資源和協作平颱，降低仿真成本和門檻。 9.3 增強現實（AR）/虛擬現實（VR）與仿真集成 AR/VR： 提供沉浸式的可視化和交互體驗，輔助仿真結果的理解和決策。 應用： 虛擬裝配、操作培訓、設計評審。 9.4 仿真在新興工程領域的應用 生物醫學工程： 器官仿真、藥物輸送模擬、疾病發展預測。 材料科學： 材料性能預測、新材料設計。 環境工程： 氣候變化模擬、汙染擴散預測、資源管理。 總結 《工程係統建模與仿真導論：從原理到實踐》力求為讀者提供一個全麵、係統且具有前瞻性的工程係統建模與仿真學習框架。本書強調理論與實踐相結閤，鼓勵讀者在學習過程中積極動手，通過實際案例加深對概念的理解。通過掌握本書內容，讀者將能夠更自信地應對復雜的工程挑戰，並為未來的技術創新和産業發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

評價四 我是一位在自動化領域工作多年的工程師，在日常工作中，MATLAB 和 Simulink 已經是我們不可或缺的工具。然而，隨著技術的不斷發展，我意識到對這些工具的掌握還需要更深入、更係統。偶然間發現瞭這本《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》，可以說是相見恨晚。這本書並沒有局限於某個特定領域，而是從更宏觀的角度，深入淺齣地講解瞭係統仿真的理論基礎和在各種工程學科中的應用。讓我印象深刻的是，作者不僅僅講解瞭如何使用 Simulink 的現有模塊，還指導我們如何創建自定義模塊和 S-function，這極大地擴展瞭 Simulink 的適用範圍，讓我們能夠處理更專業、更定製化的仿真需求。書中對於“實時仿真”和“硬件在環”的章節，對於我們實際項目開發非常有指導意義，能夠幫助我們更快地進行産品驗證和調試。此外，書中的語言嚴謹而不失通俗，邏輯清晰，即使是對於一些復雜的概念，也能通過精闢的解釋和恰當的圖示得到很好的理解。這本書不僅是一本技術手冊，更是一本能夠提升我們工程思維和問題解決能力的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

評價一 這本書的齣現，簡直是給我這個 MATLAB/Simulink 的初學者掃清瞭一大片迷霧！我之前嘗試過幾本教材，但總覺得講得太零散，要麼就是代碼太多理論太少，要麼就是例子過於簡單，脫離實際工程場景。而這本《MATLAB/Simulink係統仿真》則恰恰彌補瞭這些不足。它從最基礎的概念講起，循序漸進，邏輯清晰，讓我這個“小白”也能很快理解 Simulink 的強大功能。特彆是書中對模型搭建的步驟、常用模塊的使用以及仿真結果的分析，都給齣瞭非常詳盡的指導。我印象最深刻的是關於“模型組件化”和“模塊庫復用”的章節，這對於構建復雜係統至關重要。以往我都是直接把所有東西堆在一個模型裏，導緻後期維護和修改非常睏難。這本書提供瞭係統性的解決方案，讓我學會瞭如何將大型係統分解成獨立的子係統，提高瞭代碼的可讀性和可重用性。而且，書中的示例都來源於真實的科學與工程問題，比如電機控製、通信係統設計等，這些都極大地激發瞭我學習的興趣，讓我看到瞭 Simulink 在實際應用中的巨大潛力。雖然我還沒有完全讀完，但已經感覺收獲滿滿，對後續的學習充滿瞭信心。

評分☆☆☆☆☆

評價二 作為一名已經有幾年 Simulink 使用經驗的工程師，我一直希望能找到一本能夠深化我對係統仿真理解的書籍。市麵上很多 Simulink 的教材，側重點往往在於操作技巧，而對於背後的理論支撐和高級應用講解不足。然而，《MATLAB/Simulink係統仿真（科學與工程計算技術叢書）》這本書完全顛覆瞭我的看法。它並沒有停留在簡單的模型搭建，而是深入探討瞭係統仿真的核心原理，包括離散時間係統、連續時間係統在 Simulink 中的建模方法，以及各種數值積分算法的選擇和影響。書中對於狀態空間模型、傳遞函數模型的 Simulink 實現，以及如何通過仿真來驗證理論推導，都進行瞭非常深入的剖析。讓我驚喜的是，作者還花瞭很大篇幅講解瞭模型優化和代碼生成的技術，這對於我將仿真模型轉化為實際産品代碼非常有幫助。我尤其喜歡書中關於“仿真加速技術”的討論，這對於處理大規模、高復雜度仿真場景至關重要，能夠顯著提高計算效率。這本書的深度和廣度都超齣瞭我的預期，讓我對 Simulink 的理解達到瞭一個新的高度，也為我解決更復雜的工程問題提供瞭強大的理論指導和實踐方法。

評分☆☆☆☆☆

評價三 我是一名剛剛步入研究生階段的學生，科研工作中不可避免地需要大量使用 MATLAB 和 Simulink 進行數值計算和係統仿真。在老師的推薦下，我選擇瞭這本《MATLAB/Simulink係統仿真》。這本書的內容組織得非常好，從基礎的 MATLAB 語法和數據處理，到 Simulink 的基本建模，再到更高級的控製係統設計和信號處理應用，幾乎涵蓋瞭我們在科研中可能遇到的方方麵麵。我特彆欣賞的是書中對於“模型驗證與確認”的強調，這在科學研究中至關重要，確保我們的仿真結果是可靠的。書中提供瞭多種驗證方法，比如與解析解對比、與實驗數據擬閤等，並給齣瞭具體的實現步驟。此外，書中的案例研究都非常貼近實際科研項目，例如在動力學係統建模、濾波算法設計、甚至一些前沿的機器學習在控製係統中的應用，都讓我眼前一亮。這些案例不僅展示瞭 MATLAB/Simulink 的強大能力，也為我今後的科研方嚮提供瞭很多啓發。雖然有些章節的內容還需要我反復研讀和實踐，但總體而言，這本書無疑為我的研究生學習打下瞭堅實的基礎，讓我能夠更自信、更高效地開展科研工作。

評分☆☆☆☆☆

評價五 作為一名對復雜係統建模和仿真充滿好奇的學習者，我一直在尋找一本能夠係統性介紹 MATLAB/Simulink 的書籍。《MATLAB/Simulink係統仿真》這本書給我帶來瞭意想不到的驚喜。它不僅僅是一本技術教程，更像是一堂生動的科學與工程計算思想課。書中從數學模型的建立入手，講解瞭如何將現實世界中的物理過程轉化為可以在 Simulink 中運行的模型。我特彆欣賞的是作者對“仿真的不確定性”和“模型的魯棒性”的討論，這讓我意識到仿真並非萬能，理解其局限性同樣重要。書中提供瞭很多關於模型參數辨識、靈敏度分析以及不確定性傳播的實用方法，這些都是我在以往的學習中很少接觸到的。此外，書中的各個章節都緊密相連，形成瞭一個完整的知識體係，讓我能夠從全局視角理解 Simulink 在整個工程設計流程中的作用。從最初的需求分析、模型設計，到仿真驗證、性能評估，這本書都給齣瞭清晰的指導。這本書的價值在於它不僅教會瞭我“如何做”，更讓我思考瞭“為什麼這麼做”，極大地提升瞭我對係統仿真理論的認知深度。

評分☆☆☆☆☆

質量不錯，內容也不錯。送貨快

評分☆☆☆☆☆

學習，學習，，學習，不錯，很好

評分☆☆☆☆☆

我為什麼喜歡在京東買東西，因為今天買明天就可以送到。我為什麼每個商品的評價都一樣，因為在京東買的東西太多太多瞭，導緻積纍瞭很多未評價的訂單，所以我統一用段話作為評價內容。京東購物這麼久，有買到很好的産品

評分☆☆☆☆☆

這本書講解的很細緻，可以好好學一下，用一下，

評分☆☆☆☆☆

很好，值得一讀

評分☆☆☆☆☆

東西怎麼樣不說瞭，這快遞不行瞭，以前都是送到傢的，現在往小區門口店裏隨便一扔，也不放快遞櫃瞭。

評分☆☆☆☆☆

書很好。快遞非常快 下午下單晚上就到瞭。

評分☆☆☆☆☆

做活動買瞭一些要用的書籍，雖然還都沒看，不過價格都很美麗啊，比平時優惠很多瞭，支持618！做活動買瞭一些要用的書籍，雖然還都沒看，不過價格都很美麗啊，比平時優惠很多瞭，支持618！做活動買瞭一些要用的書籍，雖然還都沒看，不過價格都很美麗啊，比平時優惠很多瞭，支持618！做活動買瞭一些要用的書籍，雖然還都沒看，不過價格都很美麗啊，比平時優惠很多瞭，支持618！

評分☆☆☆☆☆

很好，值得一讀