機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真 基于MATLAB/Simulink 第3版
定 價(jià)：35 元
叢書名：普通高等教育“十三五”規(guī)劃教材
- 作者：陳新元 傅連東 蔣林
- 出版時(shí)間：2019/2/1
- ISBN：9787111614494
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TH-39
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書重點(diǎn)介紹如何利用MATLAB/Simulink進(jìn)行機(jī)電液動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模、性能分析以及綜合設(shè)計(jì)。其第1~4章系統(tǒng)介紹了動(dòng)態(tài)仿真所應(yīng)當(dāng)掌握的MATLAB基本知識(shí)和操作，第5~8章介紹了機(jī)電液系統(tǒng)建模、時(shí)間相應(yīng)、頻率響應(yīng)、控制系統(tǒng)綜合校正等相關(guān)專業(yè)知識(shí)、算法以及進(jìn)行仿真所對(duì)應(yīng)的MATLAB函數(shù)，第9章重點(diǎn)介紹了Simulink的特點(diǎn)及利用Simulink進(jìn)行機(jī)電液系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真的方法。本書可作為理工科院校機(jī)械類和近機(jī)類專業(yè)，如機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械電子工程、車輛工程、儀器與儀表等專業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)的教材或參考書，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生或科研人員使用。
《 機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真———基于 MATLAB /Simulink》 第 1 版于 2005 年出版, 為適應(yīng) MATLAB 軟件的更新和功能的擴(kuò)展, 2011 年 12 月以 MATLAB7 0 為基礎(chǔ)進(jìn)行修訂出版了第 2 版,主要對(duì)教材中部分章節(jié)的例題和習(xí)題進(jìn)行了充實(shí)和完善, 在第 9 章增加了一節(jié)介紹 MATLAB的 S-函數(shù)｡ 轉(zhuǎn)眼又 6 年多過(guò)去了, MathWorks 的 MATLAB R2016b 版已經(jīng)成為目前主要應(yīng)用版本, 工具箱得到進(jìn)一步擴(kuò)充和完善, 工作環(huán)境､ 操作界面等方面發(fā)生了很大變化, 為使讀者能夠更好地學(xué)習(xí)使用 MATLAB 軟件, 編寫組決定以 MATLAB R2016b 版為軟件平臺(tái)對(duì)教材進(jìn)行再次修訂｡
本次修訂后的結(jié)構(gòu)仍保持與第 2 版一致: 第 1 ~ 4 章介紹 MATLAB 的基本知識(shí), 這部分內(nèi)容是利用 MATLAB 進(jìn)行系統(tǒng)仿真所必須的基礎(chǔ); 第 5 ~ 8 章介紹與機(jī)電控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真有關(guān)的算法､ MATLAB 函數(shù)以及相應(yīng)的專業(yè)知識(shí); 第 9 章重點(diǎn)介紹 MATLAB 的高效仿真工具 Simulink, 以及利用 Simulink 進(jìn)行機(jī)電系統(tǒng)仿真的方法｡
本次修訂后的學(xué)習(xí)和講授方法也與第 2 版保持一致: 教材中關(guān)于 MATLAB 軟件使用的內(nèi)容, 讀者完全可以通過(guò)自學(xué)加以掌握｡ 但教材第 5 ~ 9 章中部分例題､ 習(xí)題因涉及機(jī)電的專業(yè)知識(shí), 有一定難度或可能需要花費(fèi)較多時(shí)間, 因此使用本教材的教師可根據(jù)具體情況給予一定指導(dǎo)和對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行取舍｡ “ 筍因落籜方成竹, 魚為奔波始化龍” , 在學(xué)習(xí)掌握MATLAB 這一仿真利器和深入理解機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模的基礎(chǔ)理論后, 兩者科學(xué)地結(jié)合, 多練習(xí), 才能得出具有參考價(jià)值的仿真結(jié)果, 真正指導(dǎo)實(shí)踐工作｡
本次修訂工作征求了課程團(tuán)隊(duì)許仁波､ 錢新博､ 盧艷､ 王念先､ 郭媛等教師的意見, 主要對(duì)操作界面､ 圖片進(jìn)行了更新, 對(duì)相應(yīng)文本說(shuō)明進(jìn)行了調(diào)整｡ 另外, 考慮到科學(xué)探索和試驗(yàn)研究活動(dòng)中常常通過(guò)便攜設(shè)備實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù), 而后期分析處理時(shí)一般需要將文本數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成曲線, 針對(duì)這一實(shí)際需求, 在第 3 章增加了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖形表達(dá)一節(jié), 講解了讀取 Excel格式數(shù)據(jù)文件和dat､txt 文本格式數(shù)據(jù)文件并繪制成曲線的方法｡研究生高薈超､ 宋彪､ 余晨陽(yáng)共同承擔(dān)了本次修訂的插圖處理工作, 在此表示衷心感謝!
本書凝結(jié)了劉白雁教授多年的心血｡ 由于他已經(jīng)退休, 特將本版的修訂工作委托給編者｡ 在本次修訂即將付印之際, 對(duì)他的無(wú)私提攜表示 衷心的感謝!古人云: 行百里者半九十｡ 如果將編寫一本優(yōu)秀的教材看成是一個(gè)百里征程的話, 那本次修訂距完善仍很遙遠(yuǎn), 因此懇請(qǐng)讀者提供寶貴意見, 以便該教材能夠不斷改進(jìn)｡ 編者Email: chenxinyuan@ wust.edu.cn ( 陳新元) ｡
編 者
前 言
第 １ 章 ＭＡＴＬＡＢ 基礎(chǔ) …………… １
１１ 概述 ………………………………… １
１１１ ＭＡＴＬＡＢ 的發(fā)展歷程 …………１
１１２ ＭＡＴＬＡＢ 的基本組成和特點(diǎn) …２
１２ ＭＡＴＬＡＢ 操作界面………………３
１３ 指令窗口運(yùn)行 ……………………… ５
１３１ 數(shù)值、 變量和表達(dá)式 …………… ５
１３２ 指令窗口操作 ………………… ７
１４ 歷史指令窗口 ……………………… ９
１５ 當(dāng)前目錄窗口、 路徑設(shè)置器和
文件管理 …………………………… ９
１５１ ＭＡＴＬＡＢ 的搜索路徑 ………９
１５２ 當(dāng)前目錄瀏覽器………………… ９
１６ 工作空間窗口和數(shù)組編輯器 ………１１
１６１ 工作空間窗口 ………………… １１
１６２ 數(shù)組編輯器 …………………… １１
１７ Ｍ 文件編輯器和 Ｍ 腳本文件編寫 １２
１７１ Ｍ 文件編輯器簡(jiǎn)介 …………… １２
１７２ Ｍ 腳本文件的編寫 …………… １２
１８ 使用 ＭＡＴＬＡＢ 幫助 ……………１４
習(xí)題 １ …………………………………… １５
第 ２ 章 數(shù)組及其運(yùn)算 ………………… １７
２１ 簡(jiǎn)介 ……………………………… １７
２２ 數(shù)值數(shù)組的生成和尋訪 ……………１７
２２１ 數(shù)值數(shù)組的生成 ……………… １７
２２２ 數(shù)值數(shù)組的尋訪 ……………… ２１
２３ 數(shù)組運(yùn)算和矩陣運(yùn)算 …………… ２３
２３１ 執(zhí)行數(shù)組運(yùn)算的常用函數(shù) …… ２３
２３２ 數(shù)組和矩陣運(yùn)算 ……………… ２４
２４ “ 非數(shù)” 和 “ 空” 數(shù)組……… ２５
２４１ 非數(shù)…………………………… ２５
２４２ “ 空” 數(shù)組 …………………… ２６
２５ 數(shù)組的關(guān)系運(yùn)算和邏輯運(yùn)算 ………… ２７
２５１ 關(guān)系運(yùn)算 ……………………… ２７
２５２ 邏輯運(yùn)算 ……………………… ２８
２６ 字符串?dāng)?shù)組 ………………………… ２９
２６１ 字符串?dāng)?shù)組的創(chuàng)建與操作 ……… ２９
２６２ 串操作函數(shù) …………………… ３０
２６３ 串轉(zhuǎn)換函數(shù) …………………… ３１
２７ 元胞數(shù)組…………………………… ３３
２７１ 元胞數(shù)組的創(chuàng)建和顯示………… ３３
２７２ 元胞數(shù)組內(nèi)容的調(diào)取 ………… ３４
２８ 構(gòu)架數(shù)組…………………………… ３５
習(xí)題 ２ …………………………………… ３５
第 ３ 章 數(shù)據(jù)和函數(shù)的可視化 ………… ３７
３１ 二維曲線繪圖 ……………………… ３７
３１１ ｐｌｏｔ 的基本調(diào)用格式 …………… ３７
３１２ 曲線的色彩、 線型和數(shù)據(jù)點(diǎn)型 … ３９
３１３ 圖形控制 ……………………… ４０
３２ 三維繪圖…………………………… ５０
３２１ ｐｌｏｔ３ 的基本調(diào)用格式 ………… ５０
３２２ 三維網(wǎng)線圖和曲面圖 ………… ５０
３３ 圖形窗口功能簡(jiǎn)介 ………………… ５８
３３１ 圖形窗口工具條 ……………… ５８
３３２ 圖形編輯 ……………………… ５９
３４ 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖形表達(dá) ……………… ６２
３４１ ＥＸＣＥＬ 數(shù)據(jù)文件繪圖 ………… ６２
３４２ 文本數(shù)據(jù)文件繪圖 …………… ６３
習(xí)題 ３ …………………………………… ６５
第 ４ 章 ＭＡＴＬＡＢ 編程………………… ６６
４１ ＭＡＴＬＡＢ 程序控制 ………………… ６６
４１１ ｆｏｒ 循環(huán)結(jié)構(gòu) …………………… ６６
４１２ ｗｈｉｌｅ 循環(huán)結(jié)構(gòu) ………………… ６７
４１３ ｉｆｅｌｓｅｅｎｄ 分支結(jié)構(gòu) …………… ６７
４１４ ｓｗｉｔｃｈｃａｓｅ 結(jié)構(gòu) ……………… ６８
目 錄
４１５ ｔｒｙｃａｔｃｈ 結(jié)構(gòu) ………………… ６９
４１６ 控制程序流的其他常用指令 …… ７０
４２ Ｍ 腳本文件和 Ｍ 函數(shù)文件 ………… ７０
４２１ Ｍ 腳本文件 …………………… ７０
４２２ Ｍ 函數(shù)文件 …………………… ７０
４２３ Ｍ 函數(shù)文件的一般結(jié)構(gòu)………… ７１
４２４ 局部變量和全局變量 ………… ７２
４３ 變量的檢測(cè)傳遞和限權(quán)使用函數(shù) …… ７２
４３１ 輸入、 輸出參量檢測(cè)指令 ……… ７２
４３２ 子函數(shù) ………………………… ７３
４３３ 私有函數(shù) ……………………… ７５
４４ 串演算函數(shù) ………………………… ７５
４４１ ｅｖａｌ …………………………… ７５
４４２ ｆｅｖａｌ ………………………… ７６
４４３ 內(nèi)聯(lián)函數(shù) ……………………… ７６
４５ 函數(shù)句柄…………………………… ７７
４５１ 函數(shù)句柄的創(chuàng)建和觀察………… ７７
４５２ 函數(shù)句柄的基本用法 ………… ７７
４６ 符號(hào)計(jì)算…………………………… ７８
４６１ 符號(hào)對(duì)象和使用 ……………… ７８
４６２ 符號(hào)表達(dá)式的操作 …………… ８０
４６３ 符號(hào)微積分 …………………… ８１
習(xí)題 ４ …………………………………… ８３
第 ５ 章 系統(tǒng)模型 ……………………… ８５
５１ 系統(tǒng)仿真概述 ……………………… ８５
５１１ 系統(tǒng)仿真及其分類 …………… ８５
５１２ 仿真模型與仿真研究 ………… ８６
５２ 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 ……………………… ８６
５２１ 系統(tǒng)時(shí)域模型 ………………… ８６
５２２ 系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型 …………… ８７
５２３ 系統(tǒng)零極點(diǎn)增益模型 ………… ８８
５２４ 狀態(tài)空間模型 ………………… ８８
５２５ 系統(tǒng)模型的轉(zhuǎn)換 ……………… ９０
５２６ 系統(tǒng)模型參數(shù)的獲取 ………… ９１
５２７ 時(shí)間延遲系統(tǒng)建模 …………… ９２
５２８ 模型屬性設(shè)置和獲取 ………… ９３
５３ 系統(tǒng)模型的連接 …………………… ９４
５３１ 模型串聯(lián) ……………………… ９４
５３２ 模型并聯(lián) ……………………… ９５
５３３ 反饋連接 ……………………… ９５
５４ 機(jī)電系統(tǒng)建模舉例 ………………… ９６
５４１ 半定系統(tǒng)建模 ………………… ９６
５４２ 機(jī)械加速度計(jì)建模 …………… ９８
５４３ 磁懸浮系統(tǒng)建模 ……………… ９９
５４４ 液壓動(dòng)力元件建模 …………… １００
習(xí)題 ５ ………………………………… １０１
第 ６ 章 系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)及其仿真 ……… １０３
６１ 仿真算法 ………………………… １０３
６１１ 數(shù)值積分的基本原理 ………… １０３
６１２ 數(shù)值積分方法的選擇 ………… １０８
６１３ 基于離散相似法的系統(tǒng)
仿真方法 …………………… １０８
６２ 系統(tǒng)仿真的 ＭＡＴＬＡＢ 函數(shù) ………… １０９
６２１ 數(shù)值積分方法的 ＭＡＴＬＡＢ
函數(shù) ………………………… １０９
６２２ 時(shí)間響應(yīng)仿真的 ＭＡＴＬＡＢ
函數(shù) ………………………… １１３
６３ 采樣控制系統(tǒng)仿真 ………………… １１７
６３１ 采樣控制系統(tǒng)的基本組成 …… １１７
６３２ 采樣控制系統(tǒng)仿真特點(diǎn) ……… １１８
６３３ 采樣控制系統(tǒng)仿真方法 ……… １１８
習(xí)題 ６ ………………………………… １２０
第 ７ 章 系統(tǒng)頻率響應(yīng)及其仿真 ……… １２３
７１ 頻率特性的一般概念 ……………… １２３
７１１ 頻率響應(yīng)與頻率特性 ………… １２３
７１２ Ｎｙｑｕｉｓｔ 圖與 Ｂｏｄｅ 圖 ………… １２４
７１３ 穩(wěn)定裕度 …………………… １２４
７２ 連續(xù)系統(tǒng)頻率特性的 ＭＡＴＬＡＢ
函數(shù) ……………………………… １２５
７２１ 頻率響應(yīng)的計(jì)算 ……………… １２５
７２２ 頻率特性圖示法 ……………… １２７
７３ 離散系統(tǒng)頻域仿真 ………………… １３１
７４ 系統(tǒng)分析圖形用戶界面 …………… １３３
習(xí)題 ７ ………………………………… １３７
第 ８ 章 控制系統(tǒng)的綜合與校正 ……… １３９
８１ 系統(tǒng)性能指標(biāo)的計(jì)算 ……………… １３９
Ⅴ
機(jī)電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真———基于 ＭＡＴＬＡＢ ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 第 ３ 版
８１１ 時(shí)域指標(biāo) …………………… １３９
８１２ 頻域指標(biāo) …………………… １４２
８２ 系統(tǒng)校正的 ＭＡＴＬＡＢ 編程 ………… １４３
８２１ 相位滯后校正 ………………… １４３
８２２ ＰＩＤ 校正……………………… １４６
８３ 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例 ………………… １５０
８３１ 汽車懸架系統(tǒng)控制 …………… １５０
８３２ 閥控液壓馬達(dá)速度控制系統(tǒng) …… １５２
習(xí)題 ８ ………………………………… １５５
第 ９ 章 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 動(dòng)態(tài)仿真 …………… １５８
９１ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 基本操作 ………………… １５８
９１１ 啟動(dòng) Ｓｉｍｕｌｉｎｋ ………………… １５８
９１２ 打開空白模型窗口 …………… １６０
９１３ 建立 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真模型 ……… １６１
９１４ 系統(tǒng)仿真運(yùn)行 ………………… １６３
９１５ 仿真結(jié)果的輸出和保存 ……… １６４
９２ 模塊庫(kù)和系統(tǒng)仿真 ………………… １６４
９２１ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 模塊庫(kù) ……………… １６４
９２２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 環(huán)境下的仿真運(yùn)行 …… １７４
９３ 子系統(tǒng)的創(chuàng)建與封裝 ……………… １７９
９３１ 子系統(tǒng)的創(chuàng)建 ………………… １７９
９３２ 子系統(tǒng)的封裝 ………………… １８１
９３３ 條件子系統(tǒng)…………………… １８５
９４ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真舉例 ………………… １９０
９４１ 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 … １９０
９４２ 懸吊式起重機(jī)動(dòng)力學(xué)仿真 …… １９４
９４３ 閥控液壓缸的動(dòng)剛度分析 …… １９６
９５ Ｓ函數(shù)簡(jiǎn)介 ……………………… １９９
９５１ Ｓ函數(shù)的概念 ………………… １９９
９５２ 編寫 Ｍ 文件 Ｓ函數(shù)…………… ２０２
習(xí)題 ９ ………………………………… ２０８
參考文獻(xiàn) ………………………………… ２１１
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