第1章 MATLAB基础知识

1.1 MATLAB简介

1.2 MATLAB的通用命令

1.2.1 MATLAB菜单说明

1.2.2 MATLAB路径设置

1.2.3 MATLAB系统常量说明

1.2.4 MATLAB程序注解符说明

1.3 MATLAB的计算基础

1.3.1 MATLAB的预定义变量

1.3.2 常用运算和基本数学函数

1.3.3 数值的输出格式

1.4 MATLAB程序设计基础

1.4.1 MATLAB基本程序设计

1.4.2 MATLAB程序控制语句的运用

1.5 MATLAB的绘图功能

1.5.1 离散数据图形绘制

1.5.2 函数图形绘制

1.5.3 网格图绘制

1.5.4 曲面图的绘制

1.5.5 特殊图形绘制

1.6 微积分问题的MATLAB求解

1.6.1 符号微积分

1.6.2 微分方程的数值解

1.6.3 龙贝格积分法微积分运算

1.6.4 有限差分方法求边值问题

1.6.5 样条函数求积分

1.6.6 常微分方程符号解

1.7 非线性方程与线性规划问题求解

1.7.1 非线性方程组求解

1.7.2 无约束最优化问题求解

1.7.3 线性规划问题

1.7.4 二次型规划问题

1.8 本章小结

第2章 Simulink仿真入门

2.1 Simulink基本操作

2.1.1 运行Simulink

2.1.2 Simulink模块库

2.1.3 Simulink模块的操作

2.2 运行仿真及参数设置简介

2.2.1 模型的创建

2.2.2 模块的连接与简单处理

2.2.3 仿真参数设置简介

2.3 子系统及其封装

2.3.1 创建子系统

2.3.2 使能子系统

2.3.3 触发子系统

2.3.4 使能触发子系统

2.3.5 封装子系统

2.4 用MATLAB命令创建和运行Simulink模型

2.4.1 创建Simulink模型与文件

2.4.2 添加模块和信号线

2.4.3 设置模型和模块属性

2.4.4 仿真

2.5 本章小结

第3章 Simulink模型的建立与仿真

3.1 Simulink模块库简介

3.2 信号源模块组

3.2.1 Clock模块

3.2.2 Digital Clock模块

3.2.3 Constant模块

3.2.4 Band-Limited White Noise模块

3.2.5 Chirp Signal模块

3.2.6 Sine Wave模块

3.2.7 Pulse Generator模块

3.2.8 Random Number模块

3.2.9 Step模块

3.2.10 Uniform Random Number模块

3.3 连续模块组

3.3.1 Derivative模块

3.3.2 Integrator模块

3.3.3 Transfer Fcn模块

3.3.4 Transport Delay模块

3.3.5 Zero-Pole模块

3.3.6 State-Space模块

3.4 离散模块组

3.4.1 Discrete Transfer Fcn模块

3.4.2 Discrete Filter模块

3.4.3 Unit Delay模块

3.4.4 Memory模块

3.4.5 Discrete Zero-Pole模块

3.4.6 Discrete State-Space模块

3.4.7 Zero-Order Hold模块

3.5 查表模块组

3.5.1 1-D Lookup Table模块

3.5.2 2-D Lookup Table模块

3.6 用户自定义函数模块组

3.6.1 Fcn模块

3.6.2 MATLAB Fcn模块

3.6.3 S-Function模块

3.7 数学运算模块组

3.7.1 Abs模块

3.7.2 Add模块

3.7.3 Divide模块

3.7.4 Dot Product模块

3.7.5 Gain模块

3.7.6 Complex to Magnitude-Angle模块

3.7.7 Magnitude-Argle to Complex模块

3.8 非线性模块组

3.8.1 Backlash模块

3.8.2 Coulomb＆Viscous Friction模块

3.8.3 Dead Zone模块

3.8.4 Quantizer模块

3.8.5 Rate Limiter模块

3.8.6 Saturation模块

3.9 信号与系统模块组

3.9.1 Bus Selector模块

3.9.2 Bus Creator模块

3.9.3 Mux模块

3.9.4 Demux模块

3.9.5 Data Store Memory模块

3.9.6 Data Store Read模块

3.9.7 Data Store Write模块

3.9.8 Enable模块

3.9.9 Ground模块

3.10 本章小结

第4章 Simulink常用命令库分析

4.1 Simulink中常用的模块库

4.2 Simulink命令代码

4.2.1 Simulink系统路径

4.2.2 获取Simulink模型参数值

4.3 Simulink系统创建命令

4.3.1 simulink命令

4.3.2 simulink3命令

4.3.3 find_system命令

4.3.4 new_system命令

4.3.5 open_system命令

4.3.6 save_system命令

4.3.7 bdclose命令

4.4 Simulink模型模块操作命令

4.4.1 add＿block命令

4.4.2 delete＿block命令

4.4.3 add_line命令

4.4.4 delete_line命令

4.4.5 replace_block命令

4.5 获取Simulink文件路径

4.5.1 gcb命令

4.5.2 gcbh命令

4.5.3 gcs命令

4.5.4 bdroot命令

4.6 获取Simulink模型参数命令

4.6.1 get_param命令

4.6.2 set_param命令

4.7 Simulink代码建模

4.8 本章小结

第5章 基于Simulink的S函数建模

5.1 Simulink S函数仿真应用

5.1.1 Simulink S函数仿真过程

5.1.2 S函数的回调方法

5.2 M-file S函数应用

5.3 M-file S函数模板

5.3.1 S函数工作方式

5.3.2 S函数仿真过程

5.3.3 S函数的编写

5.3.4 M文件S函数的模块化

5.4 M-file S函数实现

5.5 本章小结

第6章 控制系统Simulink仿真

6.1 控制系统频域分析

6.1.1 频率特性的定义

6.1.2 频率特性和传递函数的关系

6.1.3 频率特性的图形表示方法

6.2 幅相频率特性

6.2.1 比例环节

6.2.2 微分环节

6.2.3 积分环节

6.2.4 惯性环节

6.2.5 一阶复合微分环节

6.2.6 二阶振荡环节

6.2.7 二阶复合微分环节

6.2.8 延迟环节

6.2.9 开环系统的幅相特性曲线

6.3 对数频率特性

6.3.1 比例环节

6.3.2 微分环节

6.3.3 积分环节

6.3.4 惯性环节

6.3.5 一阶复合微分环节

6.3.6 二阶振荡环节

6.3.7 二阶复合微分环节

6.3.8 延迟环节

6.4 开环系统的Bode图

6.5 最小相角系统和非最小相角系统

6.6 奈奎斯特频域稳定判据

6.7 频域对数稳定判据

6.8 稳定裕度

6.8.1 稳定裕度的定义

6.8.2 稳定裕度的计算

6.9 本章小结

第7章 基于PID的Simulink控制系统仿真

7.1 PID控制原理

7.2 基于PID的控制仿真

7.3 基于S函数的PID控制系统仿真

7.4 基于PID的倒立摆小车控制仿真

7.5 本章小结

第8章 模糊逻辑控制仿真

8.1 模糊逻辑概述

8.1.1 高斯型隶属函数

8.1.2 三角形隶属函数

8.2 模糊逻辑控制箱图形界面

8.2.1 基本FIS编辑器

8.2.2 隶属函数编辑器

8.2.3 绘制FIS

8.2.4 设置模糊系统属性

8.2.5 规则编辑器和语法编辑器

8.2.6 规则观察器和模糊推理框图

8.3 模糊聚类分析

8.3.1 FIS曲面

8.3.2 FIS结构

8.3.3 模糊均值聚类

8.3.4 模糊聚类工具箱

8.4 模糊与PID控制器仿真设计

8.4.1 模糊逻辑工具箱

8.4.2 PID控制

8.4.3 模糊控制器设计

8.4.4 模糊与PID控制仿真

8.5 本章小结

第9章 Simulink在电力系统中的应用

9.1 同步发电机原理分析

9.2 简化同步电机模块使用

9.3 同步电机模块使用

9.4 负荷模型

9.4.1 静态负荷模块

9.4.2 三相动态负荷模块

9.5 异步电动机模块

9.6 直流电机模块

9.7 本章小结

第10章 电力系统稳定性分析

10.1 Powergui模块

10.1.1 仿真类型

10.1.2 分析工具

10.2 二极管模块

10.3 晶闸管模块

10.4 电力系统稳态仿真

10.4.1 连续系统仿真

10.4.2 离散系统仿真

10.5 电力系统电磁暂态仿真

10.5.1 断路器模块

10.5.2 三相断路器模块

10.5.3 三相故障模块

10.5.4 暂态仿真分析

10.6 本章小结

第11章 通信系统仿真设计

11.1 通信系统仿真概述

11.2 信源与信道模型

11.2.1 随机数产生器

11.2.2 泊松分布产生器

11.2.3 伯努利二进制信号产生器

11.2.4 加性噪声产生器

11.3 滤波器分析

11.4 调制与解调

11.4.1 基带模型与调制通带分析

11.4.2 解调与模拟调制模型分析

11.4.3 数字调制解调器模型分析

11.5 本章小结

第12章 神经网络控制

12.1 神经网络简介

12.2 人工神经元模型

12.3 神经网络的学习规则

12.4 MATLAB神经网络工具箱

12.5 基于BP神经网络的PID自适应控制

12.6 基于Simulink的神经网络模块仿真

12.6.1 模块的设置

12.6.2 模块的生成

12.7 基于Simulink的神经网络控制系统

12.8 反馈线性化控制

12.9 本章小结

第13章 滑模控制

13.1 基于名义模型的滑模控制

13.1.1 名义控制系统结构

13.1.2 基于名义模型的控制

13.1.3 基于名义模型的滑模控制器的设计

13.1.4 基于名义模型的滑模控制仿真

13.2 全局滑模控制

13.2.1 全局滑模控制系统

13.2.2 全局滑模控制器的设计

13.2.3 基于全局滑模控制的仿真

13.3 基于线性化反馈的滑模控制

13.3.1 二阶非线性确定系统的倒立摆仿真

13.3.2 二阶非线性不确定系统的倒立摆仿真

13.3.3 输入输出的反馈线性化控制

13.3.4 输入输出的反馈线性化滑模控制

13.4 基于模型参考的滑模控制

13.5 本章小结

第14章 车辆系统仿真

14.1 汽车制动系统仿真

14.2 汽车悬架系统仿真

14.2.1 汽车悬架系统运动方程建立

14.2.2 汽车悬架系统仿真

14.2.3 白噪声路面模拟输入仿真

14.3 汽车四轮转向控制系统仿真

14.3.1 低速四轮转向系统仿真

14.3.2 高速四轮转向系统仿真

14.4 本章小结

第15章 群智能算法控制系统仿真

15.1 PID控制

15.2 粒子群算法控制仿真

15.2.1 基本粒子群算法

15.2.2 粒子群算法流程

15.2.3 被控对象PID整定

15.2.4 阶跃响应性能检测

15.3 遗传算法控制仿真

15.3.1 选择算子

15.3.2 交叉算子

15.3.3 变异算子

15.3.4 适应度值评估

15.3.5 遗传算法流程

15.3.6 被控对象PID整定

15.3.7 阶跃响应性能检测

15.4 人群搜索算法控制仿真

15.4.1 搜索步长的确定

15.4.2 搜索方向的确定

15.4.3 搜寻者个体位置的更新

15.4.4 人群搜索算法流程

15.4.5 被控对象PID整定

15.4.6 阶跃响应性能检测

15.5 本章小结

第16章 图像处理仿真

16.1 图像处理模块库

16.1.1 分析和增强模块

16.1.2 转换模块库

16.1.3 滤波模块库

16.1.4 几何变换模块库

16.1.5 形态学操作模块库

16.1.6 接收器模块库

16.1.7 输入源模块库

16.1.8 统计模块库

16.1.9 文本和图形模块库

16.1.10 变换模块库

16.1.11 工具模块库

16.2 基Simulink的图像增强

16.2.1 图像灰度变换增强

16.2.2 图像的平滑增强

16.2.3 图像锐化增强

16.3 基于Simulink的图像转换处理

16.3.1 图像类型转换

16.3.2 颜色模型转换

16.4 基于Simulink的图像几何变换

16.4.1 图像的旋转

16.4.2 图像的缩放

16.5 基于Simulink的图像数学形态学操作

16.5.1 图像膨胀和腐蚀

16.5.2 图像的开运算与闭运算

16.6 基于Simulink的图像增强综合实例

16.6.1 图像进行旋转和增强

16.6.2 图像缩小旋转及边缘检测处理

16.7 本章小结

附录 Simulink常用命令库

参考文献