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第1章 MATLAB及Simulink仿真基础1

1.1 MATLAB概述1

1.1.1 MATLAB发展史1

1.1.2 MATLAB的功能与特点2

1.1.3 MATLAB系统组成3

1.1.4 MATLAB R2009a的新特点3

1.2 MATLAB R2009a的基本操作4

1.2.1 MATLAB R2009a的安装与激活4

1.2.2 操作界面10

1.2.3 帮助系统13

1.3 MATLAB的语言特点16

1.3.1 MATLAB语言结构16

1.3.2 MATLAB常用命令操作18

1.4 MATLAB的结构与基本运算24

1.4.1 MATLAB的结构24

1.4.2 MATLAB的基本运算26

1.5 多项式与数据拟合分析37

1.5.1 多项式介绍37

1.5.2 数据的插值39

1.5.3 数据拟合分析41

1.6 仿真的一般过程与步骤42

1.6.1 仿真的一般过程42

1.6.2 仿真的一般步骤42

1.7 系统建模仿真方法与仿真工具的关系43

第2章 MATLAB的文件结构及其绘图介绍46

2.1 MATLAB的程序结构46

2.1.1 if分支结构46

2.1.2 循环结构48

2.1.3 switch分支结构50

2.2 M文件51

2.2.1 数据文件51

2.2.2 M文件简介52

2.3 函数文件的分析57

2.3.1 调用函数57

2.3.2 函数的参数59

2.3.3 局部变量与全局变量64

2.4 MATLAB的绘图功能65

2.4.1 二维图形绘制65

2.4.2 三维图形绘制71

2.5 图形的灯光设置73

2.5.1 图形灯光设置对象73

2.5.2 添加灯光效果74

第3章 Simulink仿真基础76

3.1 Simulink概述76

3.1.1 Simulink简介76

3.1.2 Simulink的启动与退出77

3.2 Simulink模块处理分析78

3.2.1 Simulink仿真模型构成78

3.2.2 仿真的过程78

3.3 系统的仿真79

3.3.1 模块的基本操作79

3.3.2 仿真参数的设置84

3.4 Simulink模块库简介88

3.4.1 常用模块库88

3.4.2 连续系统模块库94

3.4.3 非连续系统模块库97

3.4.4 离散系统模块库98

3.4.5 逻辑与位操作模块库100

3.4.6 数学操作模块库100

3.4.7 表格查询模块库102

3.4.8 端口与子系统模块库105

3.4.9 信号属性操作模块库105

3.4.10 信号路由模块库105

3.4.11 接收模块库108

3.4.12 信号源模块库110

3.4.13 用户自定义功能模块库110

3.5 Simulink仿真示例112

第4章 Simulink建模与仿真高级应用115

4.1 系统仿真建模的要求115

4.2 Simulink模块子系统115

4.2.1 子系统的生成与封装116

4.2.2 触发子系统119

4.2.3 使能子系统121

4.2.4 触发使能子系统122

4.2.5 受控子系统124

4.3 S-函数建模与仿真129

4.3.1 S-函数介绍129

4.3.2 M文件的S-函数134

4.3.3 S-函数示例143

4.4 Simulink的命令仿真149

4.4.1 使用命令创建Simulink仿真模型149

4.4.2 Simulink命令行仿真技术153

第5章 Simulink在控制系统中的应用158

5.1 连续时间系统建模与仿真分析158

5.1.1 线性连续时间系统158

5.1.2 非线性连续时间系统167

5.2 离散系统建模与仿真分析173

5.2.1 离散时间系统建模介绍173

5.2.2 定常离散时间系统建模与仿真174

5.2.3 非线性离散时间系统建模与仿真176

5.3 控制系统设计分析与示例177

5.3.1 简单闭环控制系统的仿真分析177

5.3.2 多闭环控制系统的仿真分析185

5.4 PID控制器的微积分分析193

5.4.1 比例控制及性能分析194

5.4.2 比例积分控制及性能分析196

5.4.3 比例微分控制及性能分析197

5.5 Simulink仿真在PID控制器中的设计199

5.5.1 Ziegler-Nichols整定法及其MATLAB实现199

5.5.2 Ziegler-Nichols整定法的Simulink仿真设计201

5.5.3 临界比例带法202

第6章 Simulink在电力系统的建模与仿真应用204

6.1 电力系统的模型分析204

6.1.1 电力系统仿真工具箱介绍204

6.1.2 Park变换分析212

6.1.3 三相桥式全控制电流电路分析215

6.2 直流调速系统的仿真分析219

6.2.1 直流调整速系统控制方法分析219

6.2.2 开环直流调速控制系统与仿真分析222

6.2.3 直流调速闭环控制系统仿真分析227

6.3 交流电动机系统建模与仿真分析232

6.3.1 交流电动机调速原理232

6.3.2 Simulink建模与仿真在交流调速系统的分析232

6.4 电力系统时域分析235

6.4.1 电力系统不对称运行分析法235

6.4.2 电力系统时域分析工具239

6.5 电力系统仿真示例分析243

第7章 神经网络的仿真与分析249

7.1 神经网络仿真概述249

7.2 线性神经网络仿真分析253

7.2.1 线性神经网络应用函数253

7.2.2 线性神经网络仿真设计分析256

7.3 感知器网络仿真分析261

7.3.1 感知器神经网络应用函数261

7.3.2 感知器神经网络仿真设计分析264

7.4 径向神经网络仿真分析269

7.4.1 径向神经网络应用函数269

7.4.2 径向神经网络仿真设计分析272

7.5 BP神经网络仿真分析275

7.5.1 BP神经网络应用函数275

7.5.2 BP神经网络仿真设计分析284

7.6 自组织神经网络的函数及其MATLAB实现289

7.7 Simulink神经网络仿真示例299

7.7.1 设置神经网络模块299

7.7.2 神经网络生成模块301

第8章 模糊逻辑控制的仿真分析304

8.1 模糊逻辑控制概述304

8.2 模糊逻辑工具箱的图形界面306

8.2.1 模糊推理系统图形用户界面介绍306

8.2.2 模糊推理系统编辑器介绍307

8.2.3 隶属度函数编辑器介绍311

8.2.4 模糊规则编辑器314

8.2.5 模糊规则观测窗316

8.2.6 模糊推理输入／输出曲面观察器316

8.3 模糊聚类317

8.3.1 模糊C-均值聚类函数317

8.3.2 减法聚类318

8.3.3 基于减法聚类的模糊推理系统建模函数320

8.3.4 模糊C-均值和减法聚类的图形用户界面320

8.4 模糊控制的相关函数324

8.4.1 模糊推理系统的建立、修改与管理存储相关函数324

8.4.2 模糊规则建立与修改相关函数331

8.4.3 模糊推理计算与解模糊化的相关函数332

8.5 模糊与PID控制器仿真设计334

8.5.1 FIS与Simulink的连接335

8.5.2 模糊-PI双模控制系统仿真设计338

8.5.3 模糊与PID双控制器仿真设计345

8.5.4 模糊-PID控制器仿真设计347

第9章 Simulink建模与仿真在通信系统中的应用349

9.1 通信系统仿真方法介绍349

9.1.1 求解动态系统建模的状态方程方法349

9.1.2 蒙特卡罗法352

9.1.3 混合法355

9.2 信源与信道模型357

9.2.1 随机数产生器358

9.2.2 泊松分布产生器359

9.2.3 伯努利产生器360

9.2.4 加性高斯白噪声信道361

9.2.5 错误概率信道362

9.3 滤波器模型363

9.3.1 滤波的相关操作363

9.3.2 滤波器的实现分析373

9.4 调制与解调376

9.4.1 基带模型与调制通带分析376

9.4.2 解调与模拟调制模型分析377

9.4.3 解调与数字调制模型分析384

9.5 模拟线性调制393

9.5.1 常规双边带调幅394

9.5.2 抑制载波双边带调幅399

9.5.3 单边带调幅401

9.6 蒙特卡罗仿真的精度分析405

9.6.1 蒙特卡罗仿真次数与精度的联系405

9.6.2 蒙特卡罗仿真次数的算法409

参考文献411