Matlab/Simulink实例详解

•实例丰富且经典，实用性强。

•系统讲解Matlab中与控制和仿真相关的工具箱函数及其典型案例。

•全面介绍Simulink在多个领域中的应用。

Matlab作为当前国际控制界最流行的面向工程与科学计算的高级语言，近年来得到了业界的一致认可，在控制系统的分析、仿真和设计方面有非常广泛的应用，其自身也得到迅速发展，功能不断完善。本书以Matlab/Simulink为对象，系统介绍了仿真基础及其应用案例。

另外，随着在通信、信号等领域的广泛应用，Matlab/Simulink已逐渐被能源动力、经济社会等领域的学者所熟悉。本书在控制系统的基础上，系统介绍了典型领域的工业应用，并给出了详细分析步骤，供高年级本科生、研究生、教授学者和科研与工程技术人员参考。

本书通过大量的工程实例，对Matlab/Simulink进行由浅入深的阐述与讲解。书中的每个案例都经过实际操作和验证，是我们多年科研与教学工作的结晶。本书具有以下特点：

（1）内容丰富实例典型、实用性强。

（2）全面介绍Simulink在多个领域的应用。

（3）系统讲解Matlab中与控制仿真相关的工具箱函数及其典型案例。

本书分三篇，共29章：基础篇结合实例对Matlab编程基础、界面编程、Simulink仿真基础及其工具箱进行介绍；应用篇选取节能、环保、经济、安全等领域的典型应用为研究对象，进行详细分析，并在每章结束时给出上机实习，加深对章节知识的推广，达到举一反三的效果；提高篇介绍函数编写、模块封装和实时仿真等内容，使在应用篇的基础上进一步提高。

本书主要由周俊杰编写，参加部分编写工作的还有吴学红、张玉芳、房全国、汪辉、严伊莉、王梅玲、张学梅、张子良和李文鹏等。在本书编辑过程中，参与具体工作的有：李伟、景小艳、王呼佳、许志清、刘军华、张赛桥、姚新军、张代全、万雷、王斌、江广顺、李强、吴志俊、余松、郭敏、董茜、陈鲲、王晓。感谢中国水利水电出版社的编辑，正是你们辛苦的付出才使本书能在第一时间和读者见面。

由于时间仓促，加之作者水平有限，书中错误和疏漏之处在所难免，敬请广大读者和专家批评指正。

前言

第1章 概述 1
1.1 Matlab语言应用领域 1
1.2 Matlab基础 4
1.2.1 Matlab数据类型 4
1.2.2 Matlab矩阵及其运算 7
1.3 Matlab编程风格及其高级应用 13
1.3.1 Matlab编程特点 13
1.3.2 关于Matlab的接口技术 13
1.3.3 关于Matlab与C/C++混合编程 14
第2章 Matlab界面编程 15
2.1 二维图形 15
2.1.1 基本二维图形绘制语句 15
2.1.2 特殊图形绘制函数及其用法举例 18
2.1.3 二维图形注释命令 21
2.2 三维图形 23
2.2.1 三维曲线绘制方法 23
2.2.2 三维数据的其他命令 26
第3章 图形句柄及其应用 30
3.1 Matlab句柄图形 30
3.2 图形对象的创建 33
3.3 图形对象的属性 36
3.4 默认属性 43
3.5 其他功能介绍 45
第4章 GUI编程 48
4.1 GUI工具箱 48
4.1.1 工具栏 50
4.1.2 交互组件面板 52
4.1.3 常用的控件 53
4.1.4 设计菜单 56
4.1.5 回调函数的使用 57
4.2 GUI工具箱应用实例 58
第5章 Simulink仿真基础 66
5.1 仿真概述 66
5.1.1 Simulink的运行 67
5.1.2 模块操作 68
5.1.3 模块的连接 68
5.1.4 参数的设置 69
5.2 Simulink模块库 71
5.2.1 常用模块（Commonly Used Blocks） 71
5.2.2 连续模块（Continuous） 72
5.2.3 非连续模块（Discontinuous） 74
5.2.4 离散模块（Discrete） 76
5.2.5 逻辑运算和位运算模块
（Logic and Bit Operations） 79
5.2.6 查表模块（Lookup Tables） 79
5.2.7 数学运算模块（Math Operations） 81
5.2.8 模型验证模块（Model Verification） 84
5.2.9 模型扩充实用模块
（Model-Wide Utilities） 86
5.2.10 端口和子系统模块
（Ports & Subsystems） 86
5.2.11 信号属性模块（Signals Attributes） 88
5.2.12 信号通道模块（Signals Routing） 89
5.2.13 接收器模块（Sinks） 91
5.2.14 输入源模块（Sources） 93
5.2.15 用户自定义模块
（User-Defined Function） 93
5.2.16 附加的数学和离散模块
（Additional Math & Discrete） 94
5.3 基本建模方法 95
5.3.1 机理分析建模方法 95
5.3.2 系统辨识建模方法 95
5.3.3 概率统计建模方法 97
5.3.4 层次分析建模方法 97
5.3.5 模糊数学建模方法 99
5.3.6 灰色系统建模方法 100
5.3.7 神经网络建模方法 101
5.4 扩展模块 104
5.4.1 Simscape模块 104
5.4.2 SimEvents模块 113
5.4.3 SimPowerSystems模块 122
第6章 Stateflow 135
6.1 概述 135
6.2 应用基础 136
6.3 应用实例 142
第7章 其他辅助工具 149
7.1 Simulink 3D Animation模块 149
7.1.1 应用领域与适用范围 149
7.1.2 安装与启动 151
7.1.3 简单操作实例 153
7.2 Simulink Report Generator 157
7.2.1 应用领域 157
7.2.2 主要功能 158
7.2.3 安装与启动 158
7.2.4 简单举例——创建一个
Simulink Report 160
第8章 控制系统的建模与仿真 173
8.1 概述 173
8.2 系统分析 174
8.3 系统建模与仿真 175
8.4 仿真结果分析 180
8.5 小结 182
8.6 上机实习 182
第9章 电力系统的建模与仿真 184
9.1 概述 184
9.2 系统分析 185
9.3 系统建模与仿真 186
9.4 仿真结果分析 191
9.5 小结 191
9.6 上机实习 191
第10章 动力系统的建模与仿真 192
10.1 概述 192
10.2 系统分析 193
10.3 系统建模与仿真 194
10.4 仿真结果分析 199
10.5 小结 199
10.6 上机实习 200
第11章 石化系统的建模与仿真 201
11.1 概述 201
11.2 系统分析 202
11.3 系统建模与仿真 203
11.4 仿真结果分析 208
11.5 小结 208
11.6 上机实习 208
第12章 冶金系统的建模与仿真 209
12.1 概述 209
12.2 系统分析 210
12.3 系统建模与仿真 211
12.4 仿真结果分析 215
12.5 小结 215
12.6 上机实习 216
第13章 制冷系统的建模与仿真 217
13.1 概述 217
13.2 系统分析 217
13.3 系统建模与仿真 219
13.4 仿真结果分析 226
13.5 小结 227
13.6 上机实习 227
第14章 汽车系统的建模与仿真 228
14.1 概述 228
14.2 系统分析 229
14.3 系统建模与仿真 229
14.4 仿真结果分析 233
14.5 小结 234
14.6 上机实习 234
第15章 能源系统的建模与仿真 235
15.1 概述 235
15.2 系统分析与建模 236
15.2.1 指标体系的建立 236
15.2.2 能源安全评价指标等级及分值 237
15.2.3 层次分析法简介 239
15.2.4 各个指标权重的确定 242
15.3 实现与结果分析 245
15.4 小结 247
15.5 上机实习 247
第16章 交通系统的建模与仿真 249
16.1 概述 249
16.2 系统分析与建模 250
16.3 实现与结果分析 254
16.4 小结 260
16.5 上机实习 261
第17章 机械系统的建模与仿真 262
17.1 概述 262
17.2 系统分析 262
17.3 系统建模与仿真 263
17.4 仿真结果分析 269
17.5 小结 270
17.6 上机实习 271
第18章 环境评价系统的建模与仿真 272
18.1 概述 272
18.2 系统分析 272
18.3 系统建模与仿真 273
18.4 仿真结果分析 278
18.5 小结 278
18.6 上机练习 279
第19章 风力机的性能仿真分析 280
19.1 概述 280
19.2 系统分析 281
19.3 系统建模与仿真 282
19.4 仿真结果分析 289
19.5 小结 290
19.6 上机实习 290
第20章 化工系统的建模与仿真 291
20.1 概述 291
20.2 系统分析 291
20.3 系统建模与分析 292
20.4 仿真结果分析 299
20.5 小结 299
20.6 上机练习 299
第21章 物流系统的建模与仿真 300
21.1 概述 300
21.2 系统分析与建模 302
21.2.1 指标等级的划分与指标体系的建立 302
21.2.2 各个层次因子的权重 303
21.3 实现与结果分析 303
21.4 小结 305
21.5 上机实习 306
第22章 安全系统的建模与仿真 307
22.1 概述 307
22.2 系统分析 308
22.3 系统建模与仿真 309
22.4 仿真结果分析 319
22.5 小结 319
22.6 上机实习 319
第23章 管理系统的建模与仿真 320
23.1 概述 320
23.2 系统分析与建模 321
23.3 实现与结果分析 323
23.4 小结 328
23.5 上机实习 329
第24章 金融系统的建模与仿真 330
24.1 概述 330
24.2 系统分析 331
24.3 系统建模与仿真 333
24.4 仿真结果分析 340
24.5 小结 340
24.6 上机实习 341
第25章 经济系统的建模与仿真 342
25.1 概述 342
25.2 系统分析 343
25.3 系统建模与仿真 344
25.4 仿真结果分析 357
25.5 小结 358
25.6 上机实习 358
第26章 函数编写与应用 359
26.1 概述 359
26.2 一般函数的编写 368
26.3 应用实例 375
26.4 小结 379
第27章 模块封装 380
27.1 概述 380
27.2 子系统的创建 381
27.2.1 在已有的系统模型中建立子系统 381
27.2.2 在系统模型中新建子系统 382
27.2.3 用子系统模块定义模块库 383
27.3 模块封装 383
27.3.1 模块封装的特点 383
27.3.2 封装选项设置 383
27.4 小结 387
第28章 Real-Time Workshop 388
28.1 概述 388
28.2 RTW自动程序创建过程简介 390
28.2.1 程序创建过程 391
28.2.2 程序创建过程中生成文件 393
28.3 实例 393
28.4 小结 402
第29章 Matlab/Simulink常见错误 403
29.1 一般函数错误信息 403
29.2 Matlab编程的一些注意事项及技巧 406
29.3 Simulink错误信息 408
29.4 小结 410

1. MathCAD学步随笔 [张培忠 编著]