MATLAB/Simulink電子信息工程建模與仿真
定 價：69 元
叢書名：MATLAB仿真應用精品叢書
- 作者：張德豐
- 出版時間：2017/11/1
- ISBN：9787121328985
- 出 版 社：電子工業(yè)出版社
- 中圖法分類：G203-39;TH-39
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
本書以MATLAB R2016a為平臺，以工程建模仿真為背景，將專業(yè)技術與大量典型實例相結合，深入淺出地介紹了MATLAB/Simulink在電子信息工程中的建模與仿真應用。全書共分8章，主要介紹了MATLAB R2016a基礎知識、Simulink基礎知識、MATLAB Simulink系統(tǒng)仿真、Simulink子系統(tǒng)與封裝、MATLAB Simulink動力系統(tǒng)仿真、MATLAB Simulink通信系統(tǒng)仿真、MATLAB Simulink模糊控制系統(tǒng)仿真、MATLAB Simulink神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)仿真等內(nèi)容。讓讀者輕松快速掌握MATLAB/Simulink，并進一步應用MATLAB/Simulink進行工程的建模與仿真，領略到MATLAB/Simulink的簡單、易學、功能強大。
本書以MATLAB R2016a為平臺，以工程建模仿真為背景，將專業(yè)技術與大量典型實例相結合，深入淺出地介紹了MATLAB/Simulink在電子信息工程中的建模與仿真應用。
前 言
MATLAB是由美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB在以商品形式出現(xiàn)后的短短幾年，就以其良好的開放性和運行的可靠性，使原先控制領域里的封閉式軟件包紛紛被淘汰，而改在MATLAB平臺上重建。
Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，其建模較一般程序建模更直觀，操作更簡單，不用死記各種參數(shù)即命令的使用方法，只需用鼠標就能完成非常復雜的工作。其廣泛應用于線性系統(tǒng)、數(shù)字控制、非線性系統(tǒng)以及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。
Simulink不但功能強大、應用廣泛，而且還是一個開放性系統(tǒng)，用戶可以自己開發(fā)模塊來增強Simulink的功能。對于同一個系統(tǒng)模型，利用Simulink可采用多個采樣速率。Simulink不但能夠實時地顯示計算結果，還能夠顯示模型所表示實物的實際運動形式。使用MATLAB/Simulink進行仿真建模，已成為大量仿真工程師必須掌握的技術之一，也成為高等院校專業(yè)學生的必選課程。
MATLAB/Simulink是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領域仿真和基于模型的設計工具。對于各種時變系統(tǒng)，包括通信、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來進行設計、仿真、執(zhí)行和測試。Simulink可以用連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩者混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。
本書基于MATLAB R2016a版，由淺入深地全面講解MATLAB/Simulink的相關知識，幫助讀者盡快掌握MATLAB/Simulink的應用。本書具有如下特點：
1．全面細致，循序漸進
本書以MATLAB R2016a為平臺，簡要全面、由淺入深地介紹MATLAB軟件的特色、使用，再輔以MATLAB/Simulink在工程中的應用案例，幫助讀者盡快地掌握使用MATLAB/Simulink進行工程應用分析的技能。
2．內(nèi)容新穎，應用典型
本書結合MATLAB/Simulink解決工程應用中的各種實際問題，詳細地講解MATLAB/Simulink軟件的使用方法與技巧，并通過大量典型的應用例子來實操，在講解過程中輔以相應的圖片，使讀者在閱讀時一目了然，從而快速地掌握書中的內(nèi)容。
3．輕松易學，上手快速
本書理論與實例相結合，并通過MATLAB的在線幫助、自帶實例等內(nèi)容，使讀者輕松地掌握所學內(nèi)容，快速上手，還可以提高快速分析和解決實際問題的能力，從而能夠在最短的時間內(nèi)，以最好的效率解決實際通信系統(tǒng)中遇到的問題，提升工作效率。
本書圍繞著MATLAB/Simulink在工程中的仿真與建模等內(nèi)容，分為8章，主要包括：
第1章 MATLAB R2016a基礎知識，主要包括MATLAB的發(fā)展史、MATLAB的功能特性、MATLAB的工作環(huán)境、MATLAB的計算基礎等內(nèi)容。
第2章 Simulink基礎知識，主要包括Simulink的功能特點、Simulink工作環(huán)境、Simulink的工作原理、Simulink基本模塊庫及Simulink基本操作等內(nèi)容。
第3章 MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真，主要包括建模仿真的概述、MATLAB建模仿真、Simulink建模仿真等內(nèi)容。
第4章 Simulink子系統(tǒng)與封裝，主要包括子系統(tǒng)介紹、高級子系統(tǒng)、Simulink控制流語句及封裝子系統(tǒng)等內(nèi)容。
第5章 MATLAB/Simulink動力系統(tǒng)仿真，主要包括動力學微分模型、數(shù)值微積分法、傳遞函數(shù)模型、狀態(tài)空間模型等內(nèi)容。
第6章 MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)仿真，主要包括通信系統(tǒng)的介紹、通信仿真方法、信源與信道模塊、濾波器及調制與解調等內(nèi)容。
第7章 MATLAB/Simulink模糊控制系統(tǒng)仿真，主要包括模糊理論的概述、模糊邏輯控制函數(shù)、模糊邏輯控制箱圖形界面及模糊聚類分析等內(nèi)容。
第8章 MATLAB/Simulink神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)仿真，主要包括神經(jīng)網(wǎng)絡的概述、感知器神經(jīng)網(wǎng)絡、BP神經(jīng)網(wǎng)絡、RBF神經(jīng)網(wǎng)絡及自組織競爭人工神經(jīng)網(wǎng)絡等內(nèi)容。
本書由張德豐編著，此外參加編寫工作的還有趙書蘭、周品、梁志成、梁仲軒、盧佳華、盧偉彬、羅嘉甫、彭偉星、施潔、許興杰、楊平、葉利輝、詹錦超、張金林。
本書可作為控制工程、通信工程、電子信息方面的廣大科研人員、學者、工程技術人員的參考用書，也可作為高等院校教師、在讀理工學生及相關領域的廣大科研人員的參考用書。
由于時間倉促，加之作者水平有限，錯誤和疏漏之處在所難免。在此，誠懇地期望得到各領域的專家和廣大讀者的批評指正。
編 著 者
張德豐，男， 1963年9月生，遼寧大連人。1993年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學航天學院，獲得工學碩士學位。現(xiàn)佛山科學技術學院，電子信息工程學院計算機系，計算機應用技術教授。學院數(shù)字圖像處理與識別學術帶頭人。
目 錄
第1章 MATLAB R2016a基礎知識1
1.1 MATLAB的概述1
1.1.1 MATLAB的發(fā)展史1
1.1.2 MATLAB的主要功能3
1.1.3 MATLAB的技術特點4
1.1.4 MATLAB R2016a新增功能5
1.1.5 MATLAB產(chǎn)品說明8
1.2 MATLAB的安裝與激活9
1.3 MATLAB的工作環(huán)境13
1.3.1 菜單/工具欄15
1.3.2 命令窗口15
1.3.3 歷史窗口16
1.3.4 工作空間16
1.3.5 當前文件夾17
1.3.6 搜索路徑及設置18
1.3.7 M文件編輯20
1.4 MATLAB幫助系統(tǒng)20
1.4.1 純文本幫助21
1.4.2 Demos幫助22
1.4.3 幫助導航瀏覽器22
1.5 MATLAB的工具箱23
1.6 MATLAB的實例演示23
1.7 MATLAB計算基礎26
1.7.1 數(shù)據(jù)類型27
1.7.2 數(shù)組38
1.7.3 矩陣及其運算50
1.7.4 高維數(shù)組56
1.7.5 稀疏矩陣59
1.8 控制語句62
1.8.1 for循環(huán)結構62
1.8.2 while循環(huán)結構63
1.8.3 if-else-end結構64
1.8.4 switch-case結構65
1.8.5 try-catch模塊68
1.9 M函數(shù)70
1.10 可視化72
1.10.1 二維繪圖72
1.10.2 三維繪圖81
第2章 Simulink基礎知識88
2.1 Simulink的概述88
2.1.1 Simulink的功能88
2.1.2 Simulink的特點89
2.2 Simulink的導引90
2.2.1 Simulink的安裝90
2.2.2 Simulink的啟動91
2.2.3 Simulink工作環(huán)境92
2.2.4 第一個Simulink模型實例92
2.3 Simulink的擴展功能94
2.4 Simulink的工作原理95
2.4.1 計算機動態(tài)系統(tǒng)仿真95
2.4.2 Simulink求解器97
2.4.3 求解器參數(shù)設置98
2.5 Simulink的組成102
2.5.1 應用工具箱103
2.5.2 擴展模塊庫104
2.6 Simulink環(huán)境104
2.7 Simulink模塊庫105
2.7.1 常用模塊庫106
2.7.2 連續(xù)模塊庫106
2.7.3 儀表板模塊庫107
2.7.4 不連續(xù)模塊庫108
2.7.5 離散模塊庫108
2.7.6 邏輯與位操作模塊庫110
2.7.7 查表模塊庫111
2.7.8 數(shù)學運算模塊庫111
2.7.9 模型擴展模塊庫113
2.7.10 模型驗證模塊庫114
2.7.11 端口與子系統(tǒng)模塊庫115
2.7.12 信號屬性模塊庫116
2.7.13 信號路由模塊庫117
2.7.14 信號接收器模塊庫118
2.7.15 輸入源模塊庫118
2.7.16 用戶自定義模塊庫119
2.8 Simulink系統(tǒng)模型120
2.8.1 Simulink菜單120
2.8.2 打開系統(tǒng)模型121
2.8.3 輸入Simulink命令121
2.8.4 保存系統(tǒng)模型124
2.8.5 打印模型及生成報告124
2.9 Simulink的基本操作128
2.9.1 模塊的基本操作128
2.9.2 信號線的基本操作129
2.9.3 系統(tǒng)模型的基本操作130
2.9.4 子系統(tǒng)建立131
2.10 Simulink仿真實例133
第3章 MATLAB/Simulink系統(tǒng)仿真135
3.1 系統(tǒng)仿真與仿真概述135
3.1.1 仿真方法與仿真工具的關系135
3.1.2 仿真環(huán)境的要求136
3.2 MATLAB建模仿真138
3.2.1 MATLAB實現(xiàn)靜態(tài)系統(tǒng)139
3.2.2 MATLAB實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)141
3.2.3 MATLAB實現(xiàn)狀態(tài)方程146
3.3 Simulink建模仿真149
3.3.1 Simulink實現(xiàn)簡單系統(tǒng)149
3.3.2 Simulink實現(xiàn)離散系統(tǒng)153
3.3.3 Simulink實現(xiàn)連續(xù)系統(tǒng)158
3.3.4 Simulink實現(xiàn)混合系統(tǒng)165
3.4 命令行方式實現(xiàn)動態(tài)仿真169
3.4.1 sim命令實現(xiàn)動態(tài)仿真169
3.4.2 模型線性化176
3.4.3 求取平均點179
第4章 Simulink子系統(tǒng)與封裝181
4.1 子系統(tǒng)介紹181
4.1.1 子系統(tǒng)定義181
4.1.2 創(chuàng)建子系統(tǒng)183
4.1.3 子系統(tǒng)的基本操作184
4.1.4 瀏覽層級子系統(tǒng)184
4.2 高級子系統(tǒng)186
4.2.1 使能子系統(tǒng)186
4.2.2 觸發(fā)子系統(tǒng)191
4.2.3 觸發(fā)使能子系統(tǒng)195
4.2.4 交替創(chuàng)建執(zhí)行子系統(tǒng)196
4.3 Simulink控制流語句198
4.3.1 if-else語句198
4.3.2 Switch語句200
4.3.3 While語句201
4.3.4 for語句203
4.3.5 Simulink控制流的實現(xiàn)204
4.4 封裝子系統(tǒng)207
4.4.1 封裝子系統(tǒng)的概述207
4.4.2 創(chuàng)建封裝模塊動態(tài)對話框213
4.5 S-function函數(shù)217
4.5.1 S-function的概述217
4.5.2 S-function的概念218
4.5.3 S-function模塊221
4.5.4 S-function的工作原理223
4.5.5 S-function的仿真流程224
4.5.6 S-function的回調程序225
4.5.7 編寫M文件的S-function函數(shù)225
4.5.8 S-function模板實現(xiàn)230
第5章 MATLAB/Simulink動力系統(tǒng)仿真241
5.1 動力學微分模型241
5.1.1 動力學建模概述241
5.1.2 動力學建�；径ɡ�242
5.2 數(shù)值微積分法246
5.2.1 數(shù)值積分法246
5.2.2 數(shù)值微分法248
5.2.3 龍格-庫塔法252
5.2.4 四階龍格-庫塔法254
5.2.5 隱式逐步積分法257
5.2.6 微分方程的邊值問題260
5.3 傳遞函數(shù)模型265
5.3.1 傳遞函數(shù)的概述265
5.3.2 傳遞函數(shù)的基本環(huán)節(jié)265
5.3.3 傳遞函數(shù)的形式267
5.3.4 傳遞函數(shù)的仿真與建模272
5.4 狀態(tài)空間模型281
5.4.1 狀態(tài)空間模型的形式282
5.4.2 狀態(tài)空間的相似變換284
5.4.3 狀態(tài)空間與傳遞函數(shù)模型間的轉換286
5.4.4 串并聯(lián)法實現(xiàn)模型間轉換294
5.4.5 建立狀態(tài)空間仿真模型299
5.5 系統(tǒng)的瞬態(tài)響應分析303
5.5.1 一階系統(tǒng)的瞬態(tài)分析304
5.5.2 二階系統(tǒng)的瞬態(tài)分析306
5.5.3 MATLAB/Simulink仿真建模311
5.6 系統(tǒng)頻域分析313
5.6.1 單位脈沖與頻率響應函數(shù)313
5.6.2 頻率響應建模與仿真317
第6章 MATLAB/Simulink通信系統(tǒng)仿真324
6.1 通信系統(tǒng)的介紹324
6.1.1 通信系統(tǒng)的分類324
6.1.2 通信系統(tǒng)的組成326
6.1.3 模擬通信系統(tǒng)的概述328
6.1.4 數(shù)字通信系統(tǒng)的概述328
6.2 通信仿真方法330
6.2.1 狀態(tài)方程求解法330
6.2.2 蒙特卡羅方法333
6.2.3 混合方法336
6.3 信源與信道模塊339
6.3.1 信源模塊339
6.3.2 信道模塊345
6.3.3 信源與信道模塊應用349
6.4 濾波器351
6.4.1 濾波器最小階和3dB截止頻率352
6.4.2 線性濾波器的常用命令353
6.4.3 濾波器的實現(xiàn)353
6.5 調制與解調361
6.5.1 基帶模型與調制通帶362
6.5.2 調制/解調MATLAB實現(xiàn)362
6.5.3 調制/解調模塊367
6.5.4 調制/解調模塊實現(xiàn)374
6.6 數(shù)字調制/解調模型376
6.6.1 數(shù)字調制/解調模型介紹376
6.6.2 數(shù)字調制/解調模型實現(xiàn)385
第7章 MATLAB/Simulink模糊控制系統(tǒng)仿真388
7.1 模糊理論的概述388
7.1.1 模糊集合388
7.1.2 模糊關系389
7.1.3 模糊邏輯390
7.1.4 模糊語言390
7.1.5 模糊推理391
7.1.6 模糊控制系統(tǒng)的組成392
7.2 模糊邏輯控制函數(shù)395
7.2.1 高斯型隸屬函數(shù)395
7.2.2 三角形隸屬函數(shù)397
7.3 模糊邏輯控制箱圖形界面398
7.3.1 基本FIS編輯器398
7.3.2 隸屬函數(shù)編輯器399
7.3.3 繪制FIS400
7.3.4 設置模糊系統(tǒng)屬性401
7.3.5 規(guī)則編輯器401
7.3.6 規(guī)則觀察器402
7.3.7 曲面觀察器403
7.4 模糊聚類分析403
7.4.1 模糊C-均值聚類403
7.4.2 減法聚類408
7.4.3 其他聚類412
7.5 模糊控制系統(tǒng)仿真417
7.5.1 模糊邏輯工具箱417
7.5.2 PID控制器424
7.5.3 Rule觀察器427
7.5.4 Surface觀察器427
7.5.5 自帶的模糊控制實例428
第8章 MATLAB/Simulink神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)仿真431
8.1 神經(jīng)網(wǎng)絡的概述431
8.1.1 神經(jīng)元模型432
8.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡結構434
8.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習規(guī)則435
8.2 MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱436
8.3 感知器神經(jīng)網(wǎng)絡441
8.3.1 感知器網(wǎng)絡結構442
8.3.2 感知器的應用442
8.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡444
8.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型444
8.4.2 BP網(wǎng)絡學習算法446
8.4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡應用447
8.5 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡451
8.5.1 RBF神經(jīng)元模型451
8.5.2 RBF網(wǎng)絡模型452
8.5.3 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡傳遞函數(shù)452
8.5.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的創(chuàng)建與學習過程453
8.5.5 徑向基網(wǎng)絡的應用454
8.6 自組織競爭人工神經(jīng)網(wǎng)絡458
8.6.1 網(wǎng)絡結構458
8.6.2 競爭學習規(guī)則459
8.6.3 競爭網(wǎng)絡的訓練過程461
8.6.4 自組織競爭網(wǎng)絡的應用461
8.7 反饋型神經(jīng)網(wǎng)絡468
8.7.1 Elman網(wǎng)絡469
8.7.2 Hopfield網(wǎng)絡472
8.8 基于Simulink神經(jīng)網(wǎng)絡476
8.8.1 神經(jīng)網(wǎng)絡模塊476
8.8.2 創(chuàng)建模塊478
8.9 基于Simulink神經(jīng)網(wǎng)絡控制系統(tǒng)480
8.9.1 神經(jīng)網(wǎng)絡預測控制器481
8.9.2 反饋線性化控制器483
8.9.3 模型參考控制器486
參考文獻490
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