計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

目 錄
第1章 計(jì)算機(jī)仿真概述 1
1.1 仿真的概念和方法 1
1.1.1 仿真的概念及分類(lèi) 1
1.1.2 仿真的基本步驟 3
1.2 仿真技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展 4
1.2.1 仿真技術(shù)的應(yīng)用 4
1.2.2 仿真技術(shù)的發(fā)展階段 6
1.2.3 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 6
1.3 仿真工具M(jìn)ATLAB 7
1.3.1 MATLAB的發(fā)展歷史 7
1.3.2 MATLAB的特點(diǎn) 8
1.3.3 MATLAB的工具箱 9
1.3.4 Notebook 10
1.4 本書(shū)學(xué)習(xí)方法 11
第2章 數(shù)學(xué)運(yùn)算 12
2.1 MATLAB的集成環(huán)境 12
2.2 MATLAB語(yǔ)法 14
2.2.1 變量 14
2.2.2 運(yùn)算符 18
2.2.3 流程控制 20
2.2.4 M文件 23
2.2.5 編程技巧 25
2.3 數(shù)值運(yùn)算 27
2.3.1 矩陣運(yùn)算 27
2.3.2 統(tǒng)計(jì)分析 28
2.3.3 多項(xiàng)式運(yùn)算 29
2.3.4 解方程 30
2.3.5 曲線擬合與插值 31
2.3.6 微積分 32
2.3.7 概率統(tǒng)計(jì) 33
2.4 符號(hào)運(yùn)算 33
2.4.1 符號(hào)變量和表達(dá)式 34
2.4.2 符號(hào)運(yùn)算實(shí)例 34
第3章 數(shù)據(jù)可視化及GUI 42
3.1 數(shù)據(jù)可視化 42
3.1.1 二維及三維圖形繪制 42
3.1.2 圖形窗口的控制及修飾 46
3.1.3 特殊圖形繪制 51
3.1.4 動(dòng)畫(huà)制作 58
3.2 圖形句柄 60
3.2.1 圖形對(duì)象和句柄 60
3.2.2 利用句柄圖形設(shè)計(jì)GUI 65
3.3 GUI設(shè)計(jì)工具GUIDE 67
第4章 數(shù)字圖像處理 69
4.1 圖像處理概述 69
4.1.1 基本概念 69
4.1.2 圖像的運(yùn)算 71
4.1.3 圖像處理的內(nèi)容 72
4.2 圖像處理的應(yīng)用 73
4.2.1 圖像處理工具箱 73
4.2.2 圖像的讀寫(xiě)和顯示 74
4.2.3 圖像的代數(shù)運(yùn)算 76
4.2.4 圖像的幾何處理 76
4.2.5 圖像的增強(qiáng)和復(fù)原 77
4.2.6 圖像變換 81
4.2.7 圖像壓縮 83
4.2.8 圖像分割 87
4.2.9 圖像識(shí)別 88
第5章 系統(tǒng)建模及仿真算法 92
5.1 系統(tǒng)和模型 92
5.1.1 系統(tǒng) 92
5.1.2 模型 94
5.1.3 數(shù)學(xué)模型 95
5.2 仿真算法 100
5.2.1 算法的概念和性能 100
5.2.2 連續(xù)系統(tǒng)的仿真算法 101
5.2.3 離散事件系統(tǒng)仿真算法 107
5.2.4 系統(tǒng)的穩(wěn)定性與仿真精度 108
第6章 動(dòng)態(tài)建模工具Simulink 110
6.1 Simulink概述 110
6.1.1 操作環(huán)境 110
6.1.2 運(yùn)行原理 111
6.2 模塊庫(kù)及模塊功能 112
6.2.1 Simulink公共模塊庫(kù) 112
6.2.2 Simulink專(zhuān)業(yè)模塊庫(kù) 118
6.3 建模及仿真 119
6.3.1 模塊的基本操作 119
6.3.2 仿真參數(shù)設(shè)置 120
6.3.3 Simulink與MATLAB之間的數(shù)據(jù)交互 123
6.3.4 模型的運(yùn)行、結(jié)果觀察和調(diào)試 124
6.3.5 仿真實(shí)例 127
6.4 子系統(tǒng) 131
6.4.1 子系統(tǒng)的建立及封裝 132
6.4.2 條件子系統(tǒng) 134
6.5 S-函數(shù) 136
6.5.1 S-函數(shù)的功能 136
6.5.2 S-函數(shù)的調(diào)用 136
6.5.3 S-函數(shù)的編寫(xiě)規(guī)則 136
6.5.4 S-函數(shù)實(shí)例 137
6.6 性能優(yōu)化 139
6.6.1 仿真性能和精度 139
6.6.2 代數(shù)環(huán) 140
6.6.3 過(guò)零檢測(cè) 142
第7章 控制系統(tǒng)的仿真 144
7.1 控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論 144
7.1.1 控制系統(tǒng)的組成 144
7.1.2 控制系統(tǒng)的分類(lèi) 145
7.1.3 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 146
7.1.4 控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)及傳遞函數(shù) 149
7.1.5 控制系統(tǒng)的性能要求 150
7.1.6 控制系統(tǒng)的分析 151
7.1.7 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 155
7.2 控制系統(tǒng)的建模 156
7.2.1 基本數(shù)學(xué)模型 156
7.2.2 模型的轉(zhuǎn)換 161
7.2.3 模型的屬性描述、降階與標(biāo)準(zhǔn)化 163
7.2.4 延遲系統(tǒng)模型 164
7.2.5 非線性系統(tǒng)的模型 165
7.3 控制系統(tǒng)的分析 166
7.3.1 穩(wěn)定性分析 166
7.3.2 時(shí)域分析 167
7.3.3 根軌跡分析 171
7.3.4 頻域分析 173
7.3.5 系統(tǒng)分析工具ltiview 177
7.4 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 179
7.4.1 串聯(lián)校正 180
7.4.2 PID控制器調(diào)節(jié) 182
7.4.3 狀態(tài)反饋與極點(diǎn)配置 183
7.4.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具SISO Design Tool 188
7.5 仿真實(shí)例——直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速 190
7.5.1 系統(tǒng)的工作原理 190
7.5.2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析 191
7.5.3 系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和仿真模型 192
7.5.4 調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 192
7.5.5 調(diào)節(jié)器校正前后的典型響應(yīng)分析 193
第8章 電力系統(tǒng)仿真 196
8.1 電力系統(tǒng)仿真概述 196
8.2 Simpowersystems模塊庫(kù) 197
8.2.1 Simpowersystems簡(jiǎn)介 197
8.2.2 模塊庫(kù) 198
8.2.3 常用模塊設(shè)置 203
8.3 電力系統(tǒng)中典型電路的仿真 208
8.3.1 直流電路仿真 208
8.3.2 開(kāi)關(guān)電路仿真 209
8.3.3 整流濾波電路仿真 213
8.3.4 電力傳輸系統(tǒng)仿真 218
參考文獻(xiàn) 225