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第1章 绪论1

1.1 仿真技术简介1

1.2 仿真研究的步骤5

1.3 仿真技术的应用及发展6

1.4 习题8

第2章 MATLAB/Simulink基础知识9

2.1 MATLAB语言基础9

2.1.1 MATLAB开发环境9

2.1.2 数据结构11

2.1.3 矩阵及其计算13

2.1.4 符号运算17

2.2 MATLAB语言程序设计24

2.2.1 建立M文件24

2.2.2 结构语句25

2.2.3 其他常用命令27

2.3 数据可视化27

2.3.1 二维图形27

2.3.2 三维图形33

2.4 Simulink仿真环境34

2.4.1 建立Simulink仿真模型35

2.4.2 Simulink基本操作35

2.4.3 参数设置36

2.4.4 子系统封装40

2.5 习题43

第3章 控制系统的数学模型44

3.1 常用数学模型的MATLAB表示及转换44

3.1.1 连续系统模型44

3.1.2 离散系统模型46

3.1.3 模型的转换47

3.2 线性系统的实验建模法48

3.2.1 最小二乘法原理49

3.2.2 基于MATLAB的最小二乘法模型辨识51

3.2.3 由响应曲线识别一阶延迟模型54

3.3 一级倒立摆的机理建模55

3.4 习题60

第4章 自动控制系统的MATLAB仿真61

4.1 连续系统的离散化61

4.1.1 常用离散化方法61

4.1.2 数值积分方法的计算稳定性74

4.1.3 应用ODE算法的仿真实现77

4.2 PID控制器的设计与仿真83

4.2.1 连续PID控制器的设计与仿真83

4.2.2 离散PID控制器的设计与仿真90

4.2.3 PID控制器参数整定92

4.3 MATLAB的控制系统工具箱应用99

4.4 基于状态空间模型的控制器设计102

4.4.1 状态反馈102

4.4.2 极点配置103

4.5 习题106

第5章 电子电路的建模和仿真109

5.1 Simscape模型库简介109

5.2 模拟PID控制器的建模与仿真118

5.3 习题119

第6章 电力电子及电机拖动系统的Simscape仿真123

6.1 单相不可控整流电路的Simscape仿真123

6.1.1 单相不可控整流电路仿真实例123

6.1.2 PowerGUI的使用126

6.2 三相桥式全控整流电路的Simscape仿真129

6.3 直流调速系统及其仿真132

6.3.1 直流电动机开环调速系统的仿真132

6.3.2 直流电动机单闭环调速系统的仿真135

6.4 PWM变频器－交流异步电动机系统的仿真136

6.5 习题140

第7章 虚拟现实技术141

7.1 V-Realm Builder软件简介142

7.2 创建一个立方体的虚拟场景143

7.3 质量块－弹簧振荡系统的虚拟现实仿真149

7.3.1 创建质量块－弹簧振荡系统的虚拟场景149

7.3.2 创建虚拟场景动画的Simulink模型154

7.4 习题159

附录 实验指导书160

实验一 MATLAB基础160

实验二 MATLAB数值运算和符号运算161

实验三 程序设计162

实验四 基本绘图163

实验五 连续系统的仿真164

实验六 非线性系统的仿真165

实验七 模型近似与PID控制器设计165

实验八 模拟电路的Simscape仿真166

参考文献167