MATLAB/Simulink電子信息工程建模與仿真

《MATLAB/Simulink電子信息工程建模與仿真》是由張德豐編寫，電子工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 書名：MATLAB/Simulink電子信息工程建模與仿真 
• 作者：張德豐
• ISBN：9787121328985 
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2017-11-01
• 開本：16開

內容簡介

本書以MATLAB R2016a為平台，以工程建模仿真為背景，將專業技術與大量典型實例相結合，深入淺出地介紹了MATLAB/Simulink在電子信息工程中的建模與仿真套用。

全書共分8章，主要介紹了MATLAB R2016a基礎知識、Simulink基礎知識、MATLAB Simulink系統仿真、Simulink子系統與封裝、MATLAB Simulink動力系統仿真、MATLAB Simulink通信系統仿真、MATLAB Simulink模糊控制系統仿真、MATLAB Simulink神經網路系統仿真等內容。讓讀者輕鬆快速掌握MATLAB/Simulink，並進一步套用MATLAB/Simulink進行工程的建模與仿真，領略到MATLAB/Simulink的簡單、易學、功能強大。

目 錄

第1章 MATLAB R2016a基礎知識 1

1.1 MATLAB的概述 1

1.1.1 MATLAB的發展史 1

1.1.2 MATLAB的主要功能 3

1.1.3 MATLAB的技術特點 4

1.1.4 MATLAB R2016a新增功能 5

1.1.5 MATLAB產品說明 8

1.2 MATLAB的安裝與激活 9

1.3 MATLAB的工作環境 13

1.3.1 選單/工具列 15

1.3.2 命令視窗 15

1.3.3 歷史視窗 16

1.3.4 工作空間 16

1.3.5 當前資料夾 17

1.3.6 搜尋路徑及設定 18

1.3.7 M檔案編輯 20

1.4 MATLAB幫助系統 20

1.4.1 純文本幫助 21

1.4.2 Demos幫助 22

1.4.3 幫助導航瀏覽器 22

1.5 MATLAB的工具箱 23

1.6 MATLAB的實例演示 23

1.7 MATLAB計算基礎 26

1.7.1 數據類型 27

1.7.2 數組 38

1.7.3 矩陣及其運算 50

1.7.4 高維數組 56

1.7.5 稀疏矩陣 59

1.8 控制語句 62

1.8.1 for循環結構 62

1.8.2 while循環結構 63

1.8.3 if-else-end結構 64

1.8.4 switch-case結構 65

1.8.5 try-catch模組 68

1.9 M函式 70

1.10 可視化 72

1.10.1 二維繪圖 72

1.10.2 三維繪圖 81

第2章 Simulink基礎知識 88

2.1 Simulink的概述 88

2.1.1 Simulink的功能 88

2.1.2 Simulink的特點 89

2.2 Simulink的導引 90

2.2.1 Simulink的安裝 90

2.2.2 Simulink的啟動 91

2.2.3 Simulink工作環境 92

2.2.4 第一個Simulink模型實例 92

2.3 Simulink的擴展功能 94

2.4 Simulink的工作原理 95

2.4.1 計算機動態系統仿真 95

2.4.2 Simulink求解器 97

2.4.3 求解器參數設定 98

2.5 Simulink的組成 102

2.5.1 套用工具箱 103

2.5.2 擴展模組庫 104

2.6 Simulink環境 104

2.7 Simulink模組庫 105

2.7.1 常用模組庫 106

2.7.2 連續模組庫 106

2.7.3 儀錶板模組庫 107

2.7.4 不連續模組庫 108

2.7.5 離散模組庫 108

2.7.6 邏輯與位操作模組庫 110

2.7.7 查表模組庫 111

2.7.8 數學運算模組庫 111

2.7.9 模型擴展模組庫 113

2.7.10 模型驗證模組庫 114

2.7.11 連線埠與子系統模組庫 115

2.7.12 信號屬性模組庫 116

2.7.13 信號路由模組庫 117

2.7.14 信號接收器模組庫 118

2.7.15 輸入源模組庫 118

2.7.16 用戶自定義模組庫 119

2.8 Simulink系統模型 120

2.8.1 Simulink選單 120

2.8.2 打開系統模型 121

2.8.3 輸入Simulink命令 121

2.8.4 保存系統模型 124

2.8.5 列印模型及生成報告 124

2.9 Simulink的基本操作 128

2.9.1 模組的基本操作 128

2.9.2 信號線的基本操作 129

2.9.3 系統模型的基本操作 130

2.9.4 子系統建立 131

2.10 Simulink仿真實例 133

第3章 MATLAB/Simulink系統仿真 135

3.1 系統仿真與仿真概述 135

3.1.1 仿真方法與仿真工具的關係 135

3.1.2 仿真環境的要求 136

3.2 MATLAB建模仿真 138

3.2.1 MATLAB實現靜態系統 139

3.2.2 MATLAB實現動態系統 141

3.2.3 MATLAB實現狀態方程 146

3.3 Simulink建模仿真 149

3.3.1 Simulink實現簡單系統 149

3.3.2 Simulink實現離散系統 153

3.3.3 Simulink實現連續系統 158

3.3.4 Simulink實現混合系統 165

3.4 命令行方式實現動態仿真 169

3.4.1 sim命令實現動態仿真 169

3.4.2 模型線性化 176

3.4.3 求取平均點 179

第4章 Simulink子系統與封裝 181

4.1 子系統介紹 181

4.1.1 子系統定義 181

4.1.2 創建子系統 183

4.1.3 子系統的基本操作 184

4.1.4 瀏覽層級子系統 184

4.2 高級子系統 186

4.2.1 使能子系統 186

4.2.2 觸發子系統 191

4.2.3 觸發使能子系統 195

4.2.4 交替創建執行子系統 196

4.3 Simulink控制流語句 198

4.3.1 if-else語句 198

4.3.2 Switch語句 200

4.3.3 While語句 201

4.3.4 for語句 203

4.3.5 Simulink控制流的實現 204

4.4 封裝子系統 207

4.4.1 封裝子系統的概述 207

4.4.2 創建封裝模組動態對話框 213

4.5 S-function函式 217

4.5.1 S-function的概述 217

4.5.2 S-function的概念 218

4.5.3 S-function模組 221

4.5.4 S-function的工作原理 223

4.5.5 S-function的仿真流程 224

4.5.6 S-function的回調程式 225

4.5.7 編寫M檔案的S-function函式 225

4.5.8 S-function模板實現 230

第5章 MATLAB/Simulink動力系統仿真 241

5.1 動力學微分模型 241

5.1.1 動力學建模概述 241

5.1.2 動力學建模基本定理 242

5.2 數值微積分法 246

5.2.1 數值積分法 246

5.2.2 數值微分法 248

5.2.3 龍格-庫塔法 252

5.2.4 四階龍格-庫塔法 254

5.2.5 隱式逐步積分法 257

5.2.6 微分方程的邊值問題 260

5.3 傳遞函式模型 265

5.3.1 傳遞函式的概述 265

5.3.2 傳遞函式的基本環節 265

5.3.3 傳遞函式的形式 267

5.3.4 傳遞函式的仿真與建模 272

5.4 狀態空間模型 281

5.4.1 狀態空間模型的形式 282

5.4.2 狀態空間的相似變換 284

5.4.3 狀態空間與傳遞函式模型間的轉換 286

5.4.4 串並聯法實現模型間轉換 294

5.4.5 建立狀態空間仿真模型 299

5.5 系統的瞬態回響分析 303

5.5.1 一階系統的瞬態分析 304

5.5.2 二階系統的瞬態分析 306

5.5.3 MATLAB/Simulink仿真建模 311

5.6 系統頻域分析 313

5.6.1 單位脈衝與頻率回響函式 313

5.6.2 頻率回響建模與仿真 317

第6章 MATLAB/Simulink通信系統仿真 324

6.1 通信系統的介紹 324

6.1.1 通信系統的分類 324

6.1.2 通信系統的組成 326

6.1.3 模擬通信系統的概述 328

6.1.4 數字通信系統的概述 328

6.2 通信仿真方法 330

6.2.1 狀態方程求解法 330

6.2.2 蒙特卡羅方法 333

6.2.3 混合方法 336

6.3 信源與信道模組 339

6.3.1 信源模組 339

6.3.2 信道模組 345

6.3.3 信源與信道模組套用 349

6.4 濾波器 351

6.4.1 濾波器最小階和3dB截止頻率 352

6.4.2 線性濾波器的常用命令 353

6.4.3 濾波器的實現 353

6.5 調製與解調 361

6.5.1 基帶模型與調製通帶 362

6.5.2 調製/解調MATLAB實現 362

6.5.3 調製/解調模組 367

6.5.4 調製/解調模組實現 374

6.6 數字調製/解調模型 376

6.6.1 數字調製/解調模型介紹 376

6.6.2 數字調製/解調模型實現 385

第7章 MATLAB/Simulink模糊控制系統仿真 388

7.1 模糊理論的概述 388

7.1.1 模糊集合 388

7.1.2 模糊關係 389

7.1.3 模糊邏輯 390

7.1.4 模糊語言 390

7.1.5 模糊推理 391

7.1.6 模糊控制系統的組成 392

7.2 模糊邏輯控制函式 395

7.2.1 高斯型隸屬函式 395

7.2.2 三角形隸屬函式 397

7.3 模糊邏輯控制箱圖形界面 398

7.3.1 基本FIS編輯器 398

7.3.2 隸屬函式編輯器 399

7.3.3 繪製FIS 400

7.3.4 設定模糊系統屬性 401

7.3.5 規則編輯器 401

7.3.6 規則觀察器 402

7.3.7 曲面觀察器 403

7.4 模糊聚類分析 403

7.4.1 模糊C-均值聚類 403

7.4.2 減法聚類 408

7.4.3 其他聚類 412

7.5 模糊控制系統仿真 417

7.5.1 模糊邏輯工具箱 417

7.5.2 PID控制器 424

7.5.3 Rule觀察器 427

7.5.4 Surface觀察器 427

7.5.5 自帶的模糊控制實例 428

第8章 MATLAB/Simulink神經網路系統仿真 431

8.1 神經網路的概述 431

8.1.1 神經元模型 432

8.1.2 神經網路結構 434

8.1.3 神經網路的學習規則 435

8.2 MATLAB神經網路工具箱 436

8.3 感知器神經網路 441

8.3.1 感知器網路結構 442

8.3.2 感知器的套用 442

8.4 BP神經網路 444

8.4.1 BP神經網路模型 444

8.4.2 BP網路學習算法 446

8.4.3 BP神經網路套用 447

8.5 RBF神經網路 451

8.5.1 RBF神經元模型 451

8.5.2 RBF網路模型 452

8.5.3 RBF神經網路傳遞函式 452

8.5.4 RBF神經網路的創建與學習過程 453

8.5.5 徑向基網路的套用 454

8.6 自組織競爭人工神經網路 458

8.6.1 網路結構 458

8.6.2 競爭學習規則 459

8.6.3 競爭網路的訓練過程 461

8.6.4 自組織競爭網路的套用 461

8.7 反饋型神經網路 468

8.7.1 Elman網路 469

8.7.2 Hopfield網路 472

8.8 基於Simulink神經網路 476

8.8.1 神經網路模組 476

8.8.2 創建模組 478

8.9 基於Simulink神經網路控制系統 480

8.9.1 神經網路預測控制器 481

8.9.2 反饋線性化控制器 483

8.9.3 模型參考控制器 486

參考文獻 490