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MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版)

MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版)

出版社：北京航空航天大學出版社出版時間：2022-03-01
開本： 16開 頁數(shù)： 515
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MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版) 版權信息

MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版) 本書特色

本書為讀者免費提供書中示例的程序源代碼、Simulink仿真模型和部分課件,請關注微信公眾號“北航科技圖書”,回復“3624”,獲得百度網(wǎng)盤的下載鏈接。

MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版) 內容簡介

本書以目前我國機場工程冬季施工面臨的主要技術難題為出發(fā)點,深入分析了國內外機場道面冬季施工的相關理論與技術,從以下幾個方面開展研究: ①機場道面混凝土抗凍耐久性與預測技術; ②機場道面混凝土抗裂性能評價與測試技術; ③基于機場工程實例的機場道面混凝土冬季施工配合比; ④機場道面冬季施工工藝; ⑤機場道面混凝土冬季施工專家輔助決策系統(tǒng)。本書基于天津濱？壳皺C場第二跑道工程冬季施工的實際工程應用案例對所述技術應用進行闡述,也是國內外搶先發(fā)售將大面積冬季施工條件下機場道面高性能混凝土關鍵技術應用于

MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版) 目錄

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 2020的安裝與使用 3

1.2.1 MATLAB 2020的安裝 3

1.2.2 MATLAB視窗環(huán)境 8

1.3 MATLAB工程計算與圖形繪制 12

1.3.1 MATLAB工程計算 12

1.3.2 圖形繪制與輸出 29

1.3.3 MATLAB解方程(組) 37

本章小結 42

思考練習題 42

第2章 MATLAB程序設計及仿真 43

2.1 M 文件 43

2.1.1 M 腳本文件 43

2.1.2 M 函數(shù) 44

2.1.3 M 函數(shù)程序 45

2.1.4 全局變量與局部變量 47

2.2 函 數(shù) 47

2.2.1 子函數(shù)和私有函數(shù) 47

2.2.2 串演算函數(shù) 48

2.3 MATLAB程序設計的基本原則 49

2.4 流程控制與面向對象編程 50

2.4.1 流程控制 50

2.4.2 面向對象編程 53

2.5 M 文件調試與剖析 54

2.5.1 M 文件調試 54

2.5.2 M 文件性能剖析 57

2.6 良好的編程習慣 58

本章小結 59

思考練習題 59

第3章 Simulink集成仿真環(huán)境 60

3.1 Simulink的啟動與運行 60

3.2 Simulink仿真模型的特點和數(shù)據(jù)類型 64

3.2.1 Simulink仿真模型的特點 64

3.2.2 Simulink仿真模型的數(shù)據(jù)類型 66

3.3 Simulink模塊的構成和模塊庫介紹 68

3.3.1 Simulink模塊的構成 68

3.3.2 公共模塊庫 69

3.3.3 專業(yè)模塊庫 87

3.4 Simulink基本操作 88

3.4.1 Simulink模塊基本操作 89

3.4.2 Simulink信號線基本操作 93

3.4.3 Simulink系統(tǒng)模型基本操作 99

3.4.4 Simulink子系統(tǒng)基本操作 100

3.5 Simulink仿真設置 117

3.6 Simulink用戶自定義模塊及模塊庫的創(chuàng)建和使用 129

3.6.1 Simulink用戶自定義模塊 129

3.6.2 Simulink模塊庫的創(chuàng)建和使用 134

3.7 S函數(shù)的設計和應用 140

3.7.1 S函數(shù)的設計 141

3.7.2 S函數(shù)的應用 145

本章小結 149

思考練習題 150

第4章 Simulink建模與實例 151

4.1 Simulink建模的步驟和方法技巧 151

4.1.1 Simulink建模的步驟 151

4.1.2 Simulink建模的方法技巧 153

4.2 Simulink運行仿真與保存 154

4.2.1 啟動與仿真 154

4.2.2 仿真模型調試 156

4.2.3 優(yōu)化仿真過程 159

4.2.4 保存仿真模型 161

4.3 Simulink建模舉例 161

本章小結 170

思考練習題 170

第5章 典型動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真 171

5.1 動態(tài)系統(tǒng)建模 171

5.1.1 動態(tài)系統(tǒng)概述 171

5.1.2 動態(tài)系統(tǒng)建模示例 173

5.1.3 動態(tài)系統(tǒng)仿真過程 174

5.2 連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真 174

5.2.1 連續(xù)系統(tǒng)的基本概念 174

5.2.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學描述 175

5.2.3 連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真 175

5.3 離散系統(tǒng)建模與仿真 178

5.3.1 離散系統(tǒng)的基本概念 178

5.3.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學描述 179

5.3.3 離散系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真 180

5.4 線性系統(tǒng)建模與仿真 183

5.4.1 線性連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 183

5.4.2 線性離散系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 190

5.5 混合系統(tǒng)建模與仿真 194

本章小結 195

思考練習題 195

第6章 連桿機構建模與仿真 196

6.1 連桿機構概述 196

6.1.1 連桿機構的基本問題 196

6.1.2 連桿機構自由度的計算 197

6.2 連桿機構的數(shù)學描述與 Multibody仿真工具介紹 198

6.2.1 連桿機構的數(shù)學描述 198

6.2.2 Multibody仿真工具介紹 199

6.2.3 Multibody機械建模示例 202

6.3 平面連桿機構建模與仿真 208

6.3.1 平面曲柄搖桿機構建模與仿真 208

6.3.2 平面曲柄滑塊機構建模與仿真 214

6.4 空間連桿機構建模與仿真 221

6.4.1 空間連桿機構自由度的計算 222

6.4.2 空間連桿機構的數(shù)學描述 223

6.4.3 空間連桿機構仿真示例 225

6.5 連桿機構建模仿真的工程應用 227

本章小結 237

思考練習題 237

第7章 齒輪機構建模與仿真 238

7.1 齒輪機構概述 238

7.1.1 齒輪機構傳動比 238

7.1.2 簡單齒輪機構仿真舉例 239

7.2 常規(guī)齒輪機構建模與仿真 242

7.2.1 可變傳動比齒輪機構建模與仿真 242

7.2.2 恒定傳動比串聯(lián)齒輪機構建模與仿真 244

7.2.3 定傳動比與可變傳動比串聯(lián)齒輪機構建模與仿真 245

7.2.4 含有約束的齒輪機構建模與仿真 246

7.2.5 齒輪五桿機構建模與仿真 252

7.3 輪系機構建模與仿真 257

7.3.1 輪系概述 257

7.3.2 定軸輪系建模與仿真 258

7.3.3 行星輪系建模與仿真 260

7.4 機械系統(tǒng)建模與仿真 262

7.4.1 齒輪齒條機構建模與仿真 262

7.4.2 機械系統(tǒng)仿真示例 266

本章小結 272

思考練習題 272

第8章 液壓控制系統(tǒng)建模與仿真 273

8.1 液壓控制系統(tǒng)概述及數(shù)學描述 273

8.1.1 液壓控制系統(tǒng)概述 273

8.1.2 液壓控制系統(tǒng)的建模過程 275

8.1.3 液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學描述 275

8.2 液壓控制系統(tǒng)的仿真工具介紹 276

8.3 液壓位置控制系統(tǒng)建模與仿真 279

8.3.1 液壓位置控制系統(tǒng)的組成與工作原理 279

8.3.2 液壓位置控制系統(tǒng)框圖與傳遞函數(shù) 280

8.3.3 液壓位置控制系統(tǒng)仿真示例 282

8.4 液壓速度控制系統(tǒng)建模與仿真 286

8.4.1 液壓速度控制系統(tǒng)的構成與控制方式 287

8.4.2 液壓速度控制系統(tǒng)仿真示例 289

8.5 液壓方向控制系統(tǒng)建模與仿真 295

8.6 液壓壓力控制系統(tǒng)建模與仿真 298

本章小結 301

思考練習題 301

第9章 液壓執(zhí)行元件建模與仿真 302

9.1 液壓元件概述及數(shù)學描述 302

9.1.1 液壓元件概述 302

9.1.2 液壓元件的基本數(shù)學描述 303

9.2 四通閥控液壓缸的建模與仿真 306

9.2.1 液壓缸的基本方程 306

9.2.2 四通閥控液壓缸動力機構方程與傳遞函數(shù)的推導 306

9.2.3 四通閥控液壓缸傳遞函數(shù)仿真 310

9.2.4 四通閥控液壓缸動力機構傳遞函數(shù)的簡化與仿真 312

9.3 四通閥控液壓馬達元件的建模與仿真 315

9.3.1 四通閥控液壓馬達傳遞函數(shù) 315

9.3.2 四通閥控液壓馬達傳遞函數(shù)仿真 316

本章小結 318

思考練習題 319

第10章 電子電路建模與仿真 320

10.1 電子電路概述及數(shù)學描述 320

10.1.1 電子電路概述 320

10.1.2 電子電路的數(shù)學描述 321

10.2 常用電路的分析方法 326

10.2.1 直流電路分析方法 326

10.2.2 交流電路分析方法 327

10.3 電路仿真模塊介紹與仿真步驟 328

10.3.1 電路仿真模塊介紹 328

10.3.2 電路仿真步驟 330

10.4 常用電路的建模與仿真 331

10.4.1 直流電路的建模與仿真 331

10.4.2 交流電路的建模與仿真 334

10.4.3 含半導體器件電路的建模與仿真 338

10.4.4 常用數(shù)字電路的建模與仿真 343

本章小結 352

思考練習題 352

第11章 電機建模與仿真 353

11.1 電機概述與仿真步驟 353

11.1.1 電機概述 353

11.1.2 電機仿真步驟 354

11.2 直流電機的建模與仿真 355

11.2.1 直流電機啟動 355

11.2.2 直流電機調速 364

11.2.3 直流電機制動 367

11.3 交流電機的建模與仿真 372

11.4 步進電機的建模與仿真 382

11.5 變壓器的建模與仿真 386

11.5.1 變壓器空載運行 387

11.5.2 變壓器負載運行 391

本章小結 395

思考練習題 395

第12章 電力系統(tǒng)建模與仿真 396

12.1 電力系統(tǒng)概述 396

12.1.1 電力系統(tǒng)概念和特點 396

12.1.2 電力系統(tǒng)仿真思想 397

12.2 電力系統(tǒng)的數(shù)學描述 397

12.2.1 同步發(fā)電機模型 397

12.2.2 電力變壓器模型 402

12.2.3 輸電線路模型 406

12.2.4 電力系統(tǒng)負荷模型 410

12.3 高壓直流輸電系統(tǒng)仿真與分析 413

12.4 高壓交流輸電系統(tǒng)暫態(tài)仿真與分析 420

12.5 交流電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析 425

12.5.1 基于SVC的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)仿真與分析 426

12.5.2 基于 UPFC的電力系統(tǒng)綜合仿真與分析 435

本章小結 452

思考練習題 452

第13章 測控系統(tǒng)建模與仿真 453

13.1 測控系統(tǒng)概述 453

13.2 測控系統(tǒng)的數(shù)學描述 454

13.2.1 測控系統(tǒng)的時域數(shù)學描述 454

13.2.2 測控系統(tǒng)的復域數(shù)學描述 457

13.3 測控系統(tǒng)常用分析方法 460

13.3.1 測控系統(tǒng)的時域分析法 461

13.3.2 測控系統(tǒng)的頻域分析法 464

本章小結 467

思考練習題 468

第14章 PID控制器建模與仿真 469

14.1 PID控制器概述 469

14.2 PID控制器的數(shù)學描述與仿真模塊介紹 470

14.2.1 PID控制器的基本思想 470

14.2.2 PID控制器原理的數(shù)學描述 471

14.2.3 Simulink中PID控制器仿真模塊介紹 472

14.3 模擬PID控制器的建模與仿真 474

14.3.1 模擬PID控制器的構建 475

14.3.2 模擬PID控制器仿真示例 476

14.4 數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 479

14.4.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 480

14.4.2 離散系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 481

14.4.3 增量式數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 483

14.4.4 位置PID控制器的 M 文件仿真 484

14.5 其他PID控制器概述 486

本章小結 487

思考練習題 487

第15章 讀/寫外部數(shù)據(jù) 488

15.1 管理文件夾 488

15.2 讀/寫數(shù)據(jù)文件 492

15.2.1 讀取數(shù)據(jù)文件 492

15.2.2 導出數(shù)據(jù)文件 497

15.3 讀/寫音頻文件與圖像文件 499

15.3.1 讀/寫、錄制和播放音頻文件 499

15.3.2 讀取、顯示和寫入圖像文件 503

15.4 讀/寫視頻與攝像頭數(shù)據(jù) 508

15.4.1 讀取和寫入視頻文件 509

15.4.2 讀取攝像頭數(shù)據(jù) 511

本章小結 515

思考練習題 515

參考文獻 516


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MATLAB/Simulink機電動態(tài)系統(tǒng)仿真及工程應用(第2版) 作者簡介

周高峰，工學博士，副教授，碩士研究生導師。從事機械電子工程專業(yè)的教學科研工作，現(xiàn)就職于中原工學院機電學院。主要講授機械電子工程專業(yè)課程、機械工程基礎課程及研究生課程，研究方向為傳感器技術、機電檢測技術、機電控制與自動化、機器人理論及其技術應用。同時擔任多家國際學術期刊的學術稿件審稿人和編委，如JMMT、Sensor Review、IEEE Sensors Journal、Assembly Automation、Industrial Robot、IEEE Transaction on Mechatronics、Review of Scientific Instrument等。已發(fā)表學術論文40余篇，其中SCI/EI論文9篇，獲授權發(fā)明專利4項，主持出版中、英文專業(yè)科技書籍4部。

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