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第一部分 控制工程仿真实例1

引言——控制工程建模与分析方法1

第1例 船舶运动控制仿真7

1.1 MATLAB编程基础7

1.1.1 变量7

1.1.2 运算符11

1.1.3 常用数学函数12

1.1.4 文件建立15

1.2 船舶运动动力学及控制器15

1.3 船舶运动控制器设计及仿真程序16

1.4 本例小结21

第2例 F-14战斗机俯仰轴控制仿真22

2.1 Simulink建模及仿真基础22

2.2 F-14俯仰轴动力学模型25

2.3 基于Simulink的F-14俯仰轴仿真模型26

2.4 本例小结29

第3例 汽车主动悬架控制器设计与仿真30

3.1 汽车被动悬架系统仿真30

3.1.1 被动悬架系统动力学模型31

3.1.2 被动悬架系统Simulink模型32

3.2 汽车主动悬架系统控制器设计33

3.2.1 主动悬架系统动力学模型33

3.2.2 主动悬架系统控制器设计及建模仿真34

3.3 本例小结37

第4例 卫星对地定向姿态控制设计38

4.1 LMI工具箱简介38

4.1.1 LMI基本概念38

4.1.2 LMI求解问题类型39

4.1.3 LMI建模求解函数40

4.2 卫星对地定向动力学模型42

4.3 控制器设计及仿真43

4.4 本例小结45

第二部分 通信工程仿真实例46

引言——通信系统分类及MATLAB通信工具箱简介（上）46

第5例 车载数字电视调制解调设计56

5.1 MATLAB通信工具箱简介（下）56

5.2 车载数字电视调制解调设计59

5.3 本例小结63

第6例 舰载雷达通信系统仿真64

6.1 S函数简介64

6.2 舰载雷达通信系统建模仿真67

6.3 本例小结71

第7例 机载GPS信号接收及处理过程建模72

7.1 基于MATLAB文件操作简介72

7.1.1 文件的打开与关闭72

7.1.2 二进制文件的读/写操作73

7.1.3 文本文件的读/写操作74

7.1.4 MATLAB读txt文件74

7.2 机载GPS信号接收及处理建模75

7.3 本例小结80

第8例 GPS卫星发射信号模拟81

8.1 MATLAB串口操作简介81

8.2 GPS的C/A码及导航电文建模83

8.3 本例小结89

第三部分 电力电子仿真实例90

引言——SimPowerSystems简介90

第9例 燃料电池汽车动力系统仿真96

9.1 Simdriveline简介96

9.1.1 SimDriveline功能概述96

9.1.2 SimDriveline工具箱分类98

9.1.3 基于SimDriveline建模特点99

9.2 燃料电池汽车仿真99

9.2.1 燃料电池汽车简介99

9.2.2 燃料电池汽车仿真电路设计99

9.2.3 仿真结果及分析102

9.3 本例小结103

第10例 船舶雷达系统射频前端电路分析104

10.1 RF工具箱简介104

10.1.1 基于M语言的RF工具箱特点及仿真过程104

10.1.2 基于Simulink的RF工具箱分类108

10.2 雷达射频前端电路设计与仿真111

10.3 本例小结112

第11例 飞机供配电系统设计与仿真113

11.1 Simscape工具箱简介113

11.1.1 Simscape功能及特点113

11.1.2 Simscape分类114

11.1.3 Simscape数学方程及仿真流程115

11.2 飞机供配电系统建模与仿真117

11.2.1 飞机供配电系统电路设计118

11.2.2 仿真结果121

11.3 本例小结122

第12例 重力场卫星加速度计读取电路设计123

12.1 SimElectronics工具箱简介123

12.1.1 SimElectronics工具箱特点123

12.1.2 SimElectronics工具箱分类介绍124

12.2 重力场卫星加速度计敏感电路设计与仿真127

12.2.1 重力场卫星读取电路设计127

12.2.2 仿真结果及分析128

12.3 本例小结131

第四部分 结构工程仿真实例132

引言——SimMechanics工具箱简介（上）132

第13例 车载stewart平台建模与仿真141

13.1 SimMechanics工具箱简介（中）141

13.2 车载stewart平台建模与仿真145

13.3 本例小结148

第14例 舰载雷达四杆机构建模与仿真149

14.1 SimMechanics工具箱简介（下）149

14.1.1 SimMechanics工具箱可视化准备工作149

14.1.2 可视化仿真窗口介绍150

14.2 舰载雷达四杆机构仿真152

14.3 本例小结154

第15例 基于SolidWorks的机载stewart平台建模与仿真155

15.1 从CAD建模工具中输入模型155

15.1.1 转换步骤155

15.1.2 生成模型特性158

15.1.3 转换后模型修改159

15.2 基于SolidWorks的stewart平台三维模型转换160

15.3 本例小结162

第16例 卫星三维建模与有限元分析163

16.1 基于M语言的GUI界面设计163

16.2 卫星三维建模与有限元分析167

16.3 本例小结173

第五部分 热工程仿真实例174

引言——Simscape语言简介（上）174

第17例 车载 stewart平台建模与仿真181

17.1 Simscape语言简介（中）181

17.2 汽车温度调节系统仿真186

17.3 本例小结189

第18例 机载简易温度检测系统190

18.1 Simscape语言简介（下）190

18.2 机载简易温度检测仿真194

18.3 本例小结197

第19例 船舶温度调节系统198

19.1 Level-2 S函数简介198

19.1.1 Level-2 S函数基本特性198

19.1.2 Level-2 S函数模板199

19.2 船舶温度调节系统202

19.3 本例小结204

第20例 卫星温度调节系统205

20.1 基于C语言的S函数简介205

20.2 卫星温度调节系统建模与仿真211

20.3 本例小结213

第六部分 图像工程仿真实例214

引言——图像处理工具箱介绍（上）214

第21例 汽车图像识别221

21.1 图像处理工具箱介绍（中）221

21.1.1 图像合成221

21.1.2 图像的空间变换222

21.1.3 邻域和块处理224

21.2 基于图像处理的交通车辆辨识225

21.3 本例小结229

第22例 飞机航拍图处理230

22.1 图像处理工具箱介绍（下）230

22.1.1 图像分析230

22.1.2 图像配准232

22.2 大型飞机航拍图处理234

22.3 本例小结241

第23例 船舶定位研究242

23.1 地图工具箱介绍（上）242

23.1.1 创建地图242

23.1.2 地理计算244

23.2 基于地图工具箱的船舶定位研究247

23.2.1 地图工具箱用于导航基本方法247

23.2.2 船舶最短路程规划实例250

23.3 本例小结253

第24例 卫星星下点轨迹仿真254

24.1 地图工具箱介绍（下）254

24.1.1 地图投影254

24.1.2 创建和查看地图257

24.2 卫星星下点轨迹图生成261

24.3 本例小结262

第七部分 逻辑系统仿真实例263

引言——逻辑系统简介263

第25例 发射终止系统仿真264

25.1 Stateflow状态模块与连接模块简介264

25.1.1 状态模块264

25.1.2 转移267

25.2 发射终止系统269

25.3 本例小结272

第26例 月球登陆器自动驾驶仪仿真273

26.1 Stateflow其他模块的概念和基本用法273

26.1.1 默认转移模块274

26.1.2 历史节点275

26.1.3 连接节点276

26.1.4 盒子模块278

26.1.5 连接分类278

26.2 月球登陆器自动驾驶仪仿真280

26.2.1 数据存储共享系统281

26.2.2 动力学系统281

26.2.3 开关逻辑生成系统282

26.3 本例小结283

第27例 飞机俯仰轴容错控制仿真284

27.1 基于Stateflow建立有限状态机过程284

27.1.1 建立Stateflow Chart内部结构284

27.1.2 定义输入/输出变量286

27.2 飞机俯仰轴容错控制仿真288

27.3 本例小结290

第28例 汽车电动车窗升降控制仿真291

28.1 Stateflow运行机理291

28.1.1 有限状态自动机与UML状态图理论概述291

28.1.2 Stateflow机制分析与实现思路293

28.2 汽车电动车窗升降控制仿真295

28.2.1 指令输入部分296

28.2.2 车窗动力学与控制部分297

28.2.3 车窗控制逻辑部分299

28.2.4 仿真结果299

28.3 本例小结300

第29例 汽车传动系统仿真301

29.1 变速箱302

29.1.1 行星齿轮组302

29.1.2 离合器和制动带303

29.2 引擎304

29.3 液力变矩器304

29.4 驱动系统及设备306

29.5 发动机表格307

29.6 变速逻辑308

29.7 本例小结309

第30例 导弹制导系统仿真310

30.1 导弹三自由度动力学310

30.1.1 三自由度导弹动力学311

30.1.2 大气模型313

30.1.3 自动驾驶仪模型314

30.2 导弹制导系统314

30.3 目标动力学316

30.4 仿真结果316

30.5 本例小结317