正版新书]MATLAB/Simulink系统仿真李献、骆志伟、于晋臣9787302

第1章 MATLAB基础知识
1.1 MATLAB简介
1.2 MATLAB的通用命令
1.2.1 MATLAB菜单说明
1.2.2 MATLAB路径设置
1.2.3 MATLAB系统常量说明
1.2.4 MATLAB程序注解符说明
1.3 MATLAB的计算基础
1.3.1 MATLAB的预定义变量
1.3.2 常用运算和基本数学函数
1.3.3 数值的输出格式
1.4 MATLAB程序设计基础
1.4.1 MATLAB基本程序设计
1.4.2 MATLAB程序控制语句的运用
1.5 MATLAB的绘图功能
1.5.1 离散数据图形绘制
1.5.2 函数图形绘制
1.5.3 网格图绘制
1.5.4 曲面图的绘制
1.5.5 特殊图形绘制
1.6 微积分问题的MATLAB求解
1.6.1 符号微积分
1.6.2 微分方程的数值解
1.6.3 龙贝格积分法微积分运算
1.6.4 有限差分方法求边值问题
1.6.5 样条函数求积分
1.6.6 常微分方程符号解
1.7 非线性方程与线性规划问题求解
1.7.1 非线性方程组求解
1.7.2 无约束最优化问题求解
1.7.3 线性规划问题
1.7.4 二次型规划问题
1.8 本章小结
第2章 Simulink仿真入门
2.1 Simulink基本操作
2.1.1 运行Simulink
2.1.2 Simulink模块库
2.1.3 Simulink模块的操作
2.2 运行仿真及参数设置简介
2.2.1 模型的创建
2.2.2 模块的连接与简单处理
2.2.3 仿真参数设置简介
2.3 子系统及其封装
2.3.1 创建子系统
2.3.2 使能子系统
2.3.3 触发子系统
2.3.4 使能触发子系统
2.3.5 封装子系统
2.4 用MATLAB命令创建和运行Simulink模型
2.4.1 创建Simulink模型与文件
2.4.2 添加模块和信号线
2.4.3 设置模型和模块属性
2.4.4 仿真
2.5 本章小结
第3章 Simulink模型的建立与仿真
3.1 Simulink模块库简介
3.2 信号源模块组
3.2.1 Clock模块
3.2.2 Digital Clock模块
3.2.3 Constant模块
3.2.4 BandLimited White Noise模块
3.2.5 Chirp Signal模块
3.2.6 Sine Wave模块
3.2.7 Pulse Generator模块
3.2.8 Random Number模块
3.2.9 Step模块
3.2.10 Uniform Random Number模块
……
第4章 Simulink常用命令库分析
第5章 基于Simulink的S函数建模
第6章 控制系统Simulink仿真
第7章 基于PID的Simulink控制系统仿真
第8章 模糊逻辑控制仿真
第9章 Simulink在电力系统中的应用
第10章 电力系统稳定性分析
第11章 通信系统仿真设计
第12章 神经网络控制
第13章 滑模控制
第14章 车辆系统仿真
第15章 群智能算法控制系统仿真
第16章 图像处理仿真
附录 Simulink常用命令库
参考文献

李献、毕业于中国科学院研究生院，博士学位，硕士毕业于华中科技大学。毕业后留在中科院电工研究所应用超导重点实验室工作。主要从事电磁推进、脉冲强磁场以及脉冲功率电源的相关研究工作。在靠前外期刊发表论文多篇，出版多部畅销图书。

第3章Simulink模型的建立与仿真
Simulink是MATLAB的仿真工具箱，它是面向框图的仿真软件。Simulink能用绘制方框图代替程序，结构和流程清晰；利用Simulink可智能化地建立和运行仿真，仿真精细、贴近实际。Simulink适应面广。可应用于线性、非线性系统，连续、离散及混合系统，以及单任务、多任务离散事件系统。采用Simulink模块库能够方便地进行模型的编辑和仿真构建。
学习目标：(1)学习Simulink基本库原件；(2)学习Simulink各模块的使用；(3)学习Simulink各模块的参数配置；(4)学习使用Simulink各模块搭建仿真框图。
3.1Simulink模块库简介在MATLAB命令行窗口输入simulink，打开Simulink工具箱，进行Simulink工具箱模块库的学习。Simulink模块库很庞大，以下将主要介绍常规的Simulink应用模块，包括信号源模块组、连续模块组、离散模块组、查表模块组、用户自定义函数模块组、数学运算模块组、非线性模块组、输出池模块组、信号与系统模块组、子系统模块组、常用模块组、其他工具箱与模块集等。
3.2信号源模块组Simulink模块库中提供了丰富的信号源模块组，下面逐一介绍。
3.2.1Clock模块时钟模块以及时钟模块的属性如图31所示。
图31时钟模块时钟模块如图31所示，在Simulink仿真中，时钟模块主要用于计时，效果很直观。
在时钟模块的属性窗口中：（1）Displaytime：如果该复选框被选中，则该时钟模块在仿真过程中，界面将显示时间，如果不显示，则可将其输入到工作区中。
（2）Decimation：默认为10，Decimation的数值可以为任意整数，在仿真过程中，随着时钟不断地更新，其数值不断增加，例如对于10s的仿真，系统Decimation默认为10，则表示系统将以1s、2s、3s、…、10s依次递增。
搭建时钟模块如图32所示。
运行仿真文件，输出结果如图33所示。
图32时钟使用图33时钟模块示波器时钟变化图3.2.2DigitalClock模块数字时钟模块以及数字时钟模块的属性如图34所示。
图34数字时钟模块图35DigitalClock模块使用在Simulink仿真中，数字时钟模块主要用于离散系统的计时，该模块能够输出保持前一次的值不变。
对于其属性窗口：Sampletime表示采样时间，默认值为1s。
搭建DigitalClock模块如图35所示。
运行仿真文件，输出结果如图36所示。
图36DigitalClock模块示波器时钟变化图3.2.3Constant模块Constant模块，表示常数输入，其模块属性如图37所示。
图37Constant模块在Simulink仿真中，常数模块主要用在输入的量为定值的情况。
对于其属性窗口：（1）Constantvalue：表示常数值，由用户指定。
（2）Sampletime：表示采样时间，默认值为inf，也可以设置为与系统的采样时间相一致。
搭建Constant模块如图38所示。
图38Constant模块使用运行仿真文件，输出结果如图39所示。
图39Constant模块示波器时钟变化图3.2.4BandLimitedWhiteNoise模块BandLimitedWhiteNoise模块产生服从正态分布的随机数，用于混合系统或者连续系统，用户可以采样该模块产生比系统最小时间常数更小的相关时间的随机序列来模拟白噪声的效果，通常噪声的相关时间t可计算如下：t=2π100fmax其中，fmax（rad/s）表示系统的带宽。
采用时间t作为换算因子，保证了一个连续系统对我们需要近似模拟的白噪声应具有的系统方差(系统噪声)，BandLimitedWhiteNoise模块属性如图310所示。
图310BandLimitedWhiteNoise模块对于其属性窗口：（1）Noisepower：表示白噪声PSD的幅度，默认值为0.1。
（2）Sampletime：表示采样时间，默认值为0.1。
（3）Seed：表示随机数信号发生器的初始种子，默认值为［23341］。
搭建BandLimitedWhiteNoise模块如图311所示。
图311BandLimitedWhiteNoise模块使用运行仿真文件，输出结果如图312所示。
图312BandLimitedWhiteNoise模块示波器时钟变化图3.2.5ChirpSignal模块ChirpSignal模块产生频率随时间线性增加的正弦信号，即调频信号，该模块可用于非线性系统的谱分析，且以矢量或标量输出。
ChirpSignal模块的模块属性如图313所示。
图313ChirpSignal模块对于其属性窗口：（1）Initialfrequency（Hz）：表示信号的初始化频率，指定为标量或矢量，默认值为0.1。
（2）Targettime（secs）：表示频率变化的最大时间，默认值为100。
（3）Frequencyattargettime（Hz）：表示对应目标时间的信号频率，输入为矢量或标量，默认值为1。
搭建ChirpSignal模块如图314所示。
图314ChirpSignal模块使用运行仿真文件，输出结果如图315所示。
图315ChirpSignal模块示波器时钟变化图3.2.6SineWave模块SineWave正弦波模块，产生如下形式的正弦波：f（t）=Amp·sin（Freq·t+Phase）+Bias其中，Amp为正弦波振幅，Freq为正弦波的频率，Phase为初始相位，Bias为正弦波上下移动的常量。
SineWave正弦波的模块属性如图316所示。
图316SineWave正弦波模块对于其属性窗口：（1）Amplitude：表示正弦信号的振幅，指定为标量或矢量，默认值为1。
（2）Bias：表示正弦信号离0均值线的偏移量，默认值为0。
（3）Frequency(rad/sec)：表示对应目标信号频率，输入为矢量或标量，默认值为1。
（4）Phase（rad）：表示信号的初始相位，默认值为0。
（5）Sampletime：表示系统采样时间。
（6）Intervectorparametersas1D：该复选框可以选中，也可以不选，选中表示信号按照一行的数据矢量进行输出；不勾选，则信号以列向量存储。
搭建SineWave模块如图317所示。
图317SineWave模块使用运行仿真文件，输出结果如图318所示。
图318SineWave模块示波器时钟变化图3.2.7PulseGenerator模块PulseGenerator模块产生等间隔的脉冲波形，脉冲宽度就是脉冲持续高电平期间的数字采样周期数，脉冲周期等于脉冲持续高电平、低电平的数字采样周期之和，相位延迟则是起始脉冲所对应的数字采样周期数。
PulseGenerator的模块属性如图319所示。
图319PulseGenerator模块对于其属性窗口：（1）Amplitude：表示脉冲信号的振幅，指定为标量或矢量，默认值为1。
（2）Period(secs)：表示脉冲数字采样周期，默认值为10。
（3）Pulsewidth（%ofperiod）：表示脉冲宽度，输入为矢量或标量，默认值为5。
（4）Phasedelay（secs）：表示信号的相位延迟，默认值为0。
（5）Intervectorparametersas1D：该复选框可以选中，也可以不选，选中表示信号按照一行的数据矢量进行输出；不勾选，则信号以列向量存储。
搭建PulseGenerator模块如图320所示。