機電系統動態仿真——基於MATLAB/Simulink（第2版）

《機電系統動態仿真——基於MATLAB/Simulink（第2版）》是2018年6月機械工業出版社出版的圖書，作者是劉白雁。

內容簡介

本書重點介紹如何利用MATLAB/Simulink進行機電液動態系統的建模、性能分析以及綜合設計。其第1~4章系統介紹了動態仿真所應當掌握的MATLAB基本知識和操作，第5~8章介紹了機電液系統建模、時間相應、頻率回響、控制系統綜合校正等相關專業知識、算法以及進行仿真所對應的MATLAB函式，第9章重點介紹了Simulink的特點及利用Simulink進行機電液系統動態仿真的方法。

本書可作為理工科院校機械類(含機電類)有關專業，如機械設計與製造、機械電子工程、車輛工程、儀器與儀表等專業學生學習計算機動態仿真技術的教材或參考書，也可供相關專業的研究生或科研人員使用。

圖書目錄

第2版前言

第1版前言

第1章MATLAB基礎1

1.1概述1

1.1.1MATLAB的發展歷程1

1.1.2MATLAB的基本組成和特點2

1.2MATLAB的操作界面4

1.3指令窗運行5

1.3.1數值、變數和表達式6

1.3.2指令窗操作7

1.4歷史指令窗10

1.5當前目錄瀏覽器、路徑設定器和檔案管理11

1.5.1MATLAB的搜尋路徑11

1.5.2當前目錄瀏覽器11

1. 6工作空間瀏覽器和數組編輯器13

1.6.1工作空間瀏覽器13

1.6.2數組編輯器13

1.7M檔案編輯器和M腳本檔案編寫14

1.7.1Editor/Debugger M檔案編輯器簡介14

1.7.2M腳本檔案的編寫15

1.8使用MATLAB幫助16

習題118

第2章數組及其運算20

2.1簡介20

2.2數值數組的生成和尋訪20

2.2.1數值數組的生成20

2.2.2數值數組的尋訪25

2.3數組運算和矩陣運算26

2.3.1執行數組運算的常用函式26

2.3.2數組和矩陣運算27

2.4“非數”和“空”數組29

2.4.1非數29

2.4.2“空”數組31

2.5數組的關係運算和邏輯運算31

2.5.1關係運算32

2.5.2邏輯運算33

2.6字元串數組33

2.6.1字元串數組的創建與操作33

2.6.2串操作函式35

2.6.3串轉換函式36

2.7元胞數組38

2.7.1元胞數組的創建和顯示38

2.7.2元胞數組內容的調取39

2.8構架數組40

習題241

第3章數據和函式的可視化42

3.1二維曲線繪圖42

3.1.1plot的基本調用格式42

3.1.2曲線的色彩、線型和數據點型44

3.1.3圖形控制46

3.2三維繪圖57

3.2.1plot3的基本調用格式57

3.2.2三維網線圖和曲面圖58

3.3圖形窗功能簡介68

3.3.1圖形窗工具列68

3.3.2圖形編輯69

習題372

第4章MATLAB編程73

4.1MATLAB程式控制73

4.1.1for循環結構73

4.1.2while循環結構74

4.1.3ifelseend分支結構75

4.1.4switchcase結構75

4.1.5trycatch結構77

4.1.6控制程式流的其他常用指令77

4.2M腳本檔案和M函式檔案78

4.2.1M腳本檔案78

4.2.2M函式檔案78

4.2.3M函式檔案的一般結構79

4.2.4局部變數和全局變數80

4.3變數的檢測傳遞和限權使用函式81

4.3.1輸入、輸出參量檢測指令81

4.3.2子函式82

4.3.3私有函式84

4.4串演算函式84

4.4.1eval84

4.4.2feval85

4.4.3內聯函式86

4.5函式句柄87

4.5.1函式句柄的創建和觀察87

4.5.2函式句柄的基本用法87

4.6符號計算89

4.6.1符號對象和使用89

4.6.2符號表達式的操作91

4.6.3符號微積分92

習題493

第5章系統模型96

5.1系統仿真概述96

5.1.1系統仿真及其分類96

5.1.2仿真模型與仿真研究97

5.2系統數學模型98

5.2.1系統時域模型98

5.2.2系統傳遞函式模型98

5.2.3系統零極點增益模型99

5.2.4狀態空間模型100

5.2.5系統模型的轉換102

5.2.6系統模型參數的獲取103

5.2.7時間延遲系統建模105

5.2.8模型屬性設定和獲取105

5.3系統模型的連線107

5.3.1模型串聯107

5.3.2模型並聯107

5.3.3反饋連線108

5.4機電系統建模舉例110

5.4.1半定系統建模110

5.4.2機械加速度計建模111

5.4.3磁懸浮系統建模113

5.4.4液壓動力元件建模114

習題5116

第6章系統時間回響及其仿真117

6.1仿真算法117

6.1.1數值積分的基本原理117

6.1.2數值積分方法的選擇122

6.1.3基於離散相似法的系統仿真方法123

6.2系統仿真的MATLAB函式124

6.2.1數值積分方法的MATLAB函式124

6.2.2時間回響仿真的MATLAB函式129

6.3採樣控制系統仿真134

6.3.1採樣控制系統的基本組成134

6.3.2採樣控制系統仿真特點134

6.3.3採樣控制系統仿真方法135

習題6137

第7章系統頻率回響及其仿真140

7.1頻率特性的一般概念140

7.1.1頻率回響與頻率特性140

7.1.2Nyquist圖與Bode圖141

7.1.3穩定裕度141

7.2連續系統頻率特性的MATLAB函式142

7.2.1頻率回響的計算142

7.2.2頻率特性圖示法145

7.3離散系統頻域仿真150

7.4系統分析圖形用戶界面153

習題7157

第8章控制系統的綜合與校正159

8.1系統性能指標的計算159

8.1.1時域指標159

8.1.2頻域指標163

8.2系統校正的MATLAB編程163

8.2.1相位滯後校正164

8.2.2PID校正168

8.3控制系統設計舉例172

8.3.1汽車懸架系統控制172

8.3.2閥控液壓馬達速度控制系統176

習題8178

第9章Simulink動態仿真181

9.1Simulink基本操作181

9.1.1啟動Simulink181

9.1.2打開空白模型視窗182

9.1.3建立Simulink仿真模型183

9.1.4系統仿真運行186

9.1.5仿真結果的輸出和保存187

9.2模組庫和系統仿真187

9.2.1Simulink模組庫187

9.2.2Simulink環境下的仿真運行197

9.3子系統的創建與封裝202

9.3.1子系統的創建203

9.3.2子系統的封裝206

9.3.3條件子系統210

9.4Simulink仿真舉例214

9.4.1曲柄滑塊機構運動學的仿真214

9.4.2懸吊式起重機動力學仿真218

9.4.3閥控液壓缸的動剛度分析220

9.5S函式簡介224

9.5.1S函式的概念224

9.5.2編寫M檔案S函式227

習題9234

參考文獻238