本書以MATLAB和Simulink仿真軟件為主要工具，介紹了自動控制系統、電子電路和電力電子系統的計算機仿真基礎知識及應用。全書內容圍繞電氣控制系統的建模、分析與計算機輔助設計，通過大量示例，循序漸進地介紹了MATLAB和Simulink的基礎知識、基于數學模型的控制系統仿真、基于物理仿真框架的系統仿真技術以及虛擬現實技術等。
本書可以作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等專業(yè)本科生的教材，也可供自動控制及相關領域的工程技術人員參考。
適讀人群 ：高等院校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器等專業(yè)
本書通過大量示例，循序漸進地介紹了MATLAB和Simulink的基礎知識、基于數學模型的控制系統仿真、基于物理仿真框架的系統仿真技術以及虛擬現實技術等。
仿真科學與技術已經成為與理論研究、實驗研究并行的人類認識世界的重要方法之一。在解決工程和非工程領域復雜問題的過程中，系統仿真技術發(fā)揮著不可或缺的作用。
MATLAB語言和Simulink仿真環(huán)境以其強大的數學運算能力、語言的高度集成性和方便的繪圖功能，在自動控制領域的教學研究中得到廣泛應用，已成為系統仿真、自動控制、電氣工程等領域首選的計算機軟件工具。本書圍繞自動控制系統、電機及其控制、電力電子裝置等學科領域，以MATLAB和Simulink為仿真開發(fā)環(huán)境，先后介紹了系統建模、數值分析和計算機輔助設計、虛擬現實技術等。
全書共7章。第1章介紹了計算機仿真技術的發(fā)展概況；第2章介紹了MATLAB和Simulink仿真開發(fā)環(huán)境的基礎知識；第3章主要介紹系統建模，以及控制系統中的模型轉換等；第4章介紹了常用的連續(xù)系統離散化方法，重點講解了PID控制器和狀態(tài)反饋極點配置的MATLAB輔助設計方法；第5章和第6章分別介紹了Simulink在電子電路和電機控制系統仿真中的應用；第7章介紹使用Simulink進行虛擬現實的開發(fā)。附錄部分提供了8個實驗，供上機實驗使用，其中前4個實驗為學習MATLAB和Simulink的基礎知識而設置，后4個實驗為學習MATLAB和Simulink系統仿真而設置。書中實例均在MATLABR2014a版本上進行了仿真驗證。
本書由中國礦業(yè)大學信息與控制工程學院葉賓、趙峻、李會軍和王法廣編寫。其中，第1、4兩章由趙峻編寫，第2章由王法廣編寫，第3、5、6、7章由葉賓編寫。全書由葉賓和李會軍負責統稿。
本書在編寫過程中，得到了中國礦業(yè)大學信息與控制工程學院王雪松教授、常俊林副教授的建議和支持，并且提出了許多寶貴的意見，在此表示深深的感謝。中國礦業(yè)大學研究生鞠晨、郭陽全、劉鵬等幾位同學協助進行了許多仿真模型的開發(fā)和驗證工作，在此表示誠摯的感謝。本書的編寫和出版工作得到了江蘇省高校品牌專業(yè)建設工程項目資助，在此一并表示感謝。
由于編者水平有限，書中難免存在缺點和錯誤，殷切希望廣大讀者批評指正。
前言
第1章緒論
1.1仿真技術簡介
1.2仿真研究的步驟
1.3仿真技術的應用及發(fā)展
1.4習題
第2章MATLAB/Simulink基礎知識
2.1MATLAB語言基礎
2.1.1MATLAB開發(fā)環(huán)境
2.1.2數據結構
2.1.3矩陣及其計算
2.1.4符號運算
2.2MATLAB語言程序設計
2.2.1建立M文件
2.2.2結構語句
2.2.3其他常用命令
2.3數據可視化
2.3.1二維圖形
2.3.2三維圖形
2.4Simulink仿真環(huán)境
2.4.1建立Simulink仿真模型
2.4.2Simulink基本操作
2.4.3參數設置
2.4.4子系統封裝
2.5習題
第3章控制系統的數學模型
3.1常用數學模型的MATLAB表示及轉換
3.1.1連續(xù)系統模型
3.1.2離散系統模型
3.1.3模型的轉換
3.2線性系統的實驗建模法
3.2.1最小二乘法原理
3.2.2基于MATLAB的最小二乘法模型辨識
3.2.3由響應曲線識別一階延遲模型
3.3一級倒立擺的機理建模
3.4習題
第4章自動控制系統的MATLAB仿真
4.1連續(xù)系統的離散化
4.1.1常用離散化方法
4.1.2數值積分方法的計算穩(wěn)定性
4.1.3應用ODE算法的仿真實現
4.2PID控制器的設計與仿真
4.2.1連續(xù)PID控制器的設計與仿真
4.2.2離散PID控制器的設計與仿真
4.2.3PID控制器參數整定
4.3MATLAB的控制系統工具箱應用
4.4基于狀態(tài)空間模型的控制器設計
4.4.1狀態(tài)反饋
4.4.2極點配置
4.5習題
第5章電子電路的建模和仿真
5.1Simscape模型庫簡介
5.2模擬PID控制器的建模與仿真
5.3習題
第6章電力電子及電機拖動系統的Simscape仿真
6.1單相不可控整流電路的Simscape仿真
6.1.1單相不可控整流電路仿真實例
6.1.2PowerGUI的使用
6.2三相橋式全控整流電路的Simscape仿真
6.3直流調速系統及其仿真
6.3.1直流電動機開環(huán)調速系統的仿真
6.3.2直流電動機單閉環(huán)調速系統的仿真
6.4PWM變頻器-交流異步電動機系統的仿真
6.5習題
第7章虛擬現實技術
7.1V-Realm Builder軟件簡介
7.2創(chuàng)建一個立方體的虛擬場景
7.3質量塊-彈簧振蕩系統的虛擬現實仿真
7.3.1創(chuàng)建質量塊-彈簧振蕩系統的虛擬場景
7.3.2創(chuàng)建虛擬場景動畫的Simulink模型
7.4習題
附錄實驗指導書
實驗一MATLAB基礎
實驗二MATLAB數值運算和符號運算
實驗三程序設計
實驗四基本繪圖
實驗五連續(xù)系統的仿真
實驗六非線性系統的仿真
實驗七模型近似與PID控制器設計
實驗八模擬電路的Simscape仿真
參考文獻
書單推薦
