123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書始終圍繞機(jī)電動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的仿真及其工程應(yīng)用這個(gè)主題而展開，主要講解了有關(guān)機(jī)電動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中的連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)、液壓執(zhí)行元件、電子電路、電機(jī)、電力系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、PID控制器、讀/寫外部數(shù)據(jù)等內(nèi)容。本書在第1版的基礎(chǔ)上對(duì)各章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行了補(bǔ)充和完善，增加了讀/寫外部數(shù)據(jù)內(nèi)容。全書共15章，第1、2章回顧和總結(jié)MATLAB工程基礎(chǔ);第3~5章說明在Simulink的集成仿真環(huán)境中如何仿真機(jī)電動(dòng)態(tài)系統(tǒng);第6~9章講解機(jī)械機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)工程的建模與仿真;第10~12章講解電子電路、電機(jī)和電力系統(tǒng)的建模與仿真;第13章講解測(cè)控系統(tǒng)的建模與仿真;第14章說明PID 控制器的建模與仿真;第15章講解MATLAB讀/寫外部數(shù)據(jù)。本書可作為高等院校機(jī)械工程、儀器科學(xué)與技術(shù)、電氣工程、自動(dòng)化專業(yè)的研究生教材，也可作為機(jī)電工程領(lǐng)域中的高級(jí)工程技術(shù)人員、大學(xué)教師、科學(xué)研究人員和機(jī)電動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真愛好者的參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　周高峰，工學(xué)博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。從事機(jī)械電子工程專業(yè)的教學(xué)科研工作，現(xiàn)就職于中原工學(xué)院機(jī)電學(xué)院。主要講授機(jī)械電子工程專業(yè)課程、機(jī)械工程基礎(chǔ)課程及研究生課程，研究方向?yàn)閭鞲衅骷夹g(shù)、機(jī)電檢測(cè)技術(shù)、機(jī)電控制與自動(dòng)化、機(jī)器人理論及其技術(shù)應(yīng)用。同時(shí)擔(dān)任多家國際學(xué)術(shù)期刊的學(xué)術(shù)稿件審稿人和編委，如JMMT、Sensor Review、IEEE Sensors Journal、Assembly Automation、Industrial Robot、IEEE Transaction on Mechatronics、Review of Scientific Instrument等。已發(fā)表學(xué)術(shù)論文40余篇，其中SCI/EI論文9篇，獲授權(quán)發(fā)明專利4項(xiàng)，主持出版中、英文專業(yè)科技書籍4部。

圖書目錄

第1章 MATLAB工程基礎(chǔ)回顧 1
1.1 系統(tǒng)建模與仿真 1
1.1.1 仿真的基本概念 1
1.1.2 仿真的基本步驟 1
1.1.3 仿真的發(fā)展階段 2
1.1.4 仿真技術(shù)的工程應(yīng)用意義 2
1.1.5 MATLAB的特點(diǎn) 2
1.2 MATLAB 2020的安裝與使用 3
1.2.1 MATLAB 2020的安裝 3
1.2.2 MATLAB視窗環(huán)境 8
1.3 MATLAB工程計(jì)算與圖形繪制 12
1.3.1 MATLAB工程計(jì)算 12
1.3.2 圖形繪制與輸出 29
1.3.3 MATLAB解方程(組) 37
本章小結(jié) 42
思考練習(xí)題 42
第2章 MATLAB程序設(shè)計(jì)及仿真 43
2.1 M 文件 43
2.1.1 M 腳本文件 43
2.1.2 M 函數(shù) 44
2.1.3 M 函數(shù)程序 45
2.1.4 全局變量與局部變量 47
2.2 函數(shù) 47
2.2.1 子函數(shù)和私有函數(shù) 47
2.2.2 串演算函數(shù) 48
2.3 MATLAB程序設(shè)計(jì)的基本原則 49
2.4 流程控制與面向?qū)ο缶幊?50
2.4.1 流程控制 50
2.4.2 面向?qū)ο缶幊?53
2.5 M 文件調(diào)試與剖析 54
2.5.1 M 文件調(diào)試 54
2.5.2 M 文件性能剖析 57
2.6 良好的編程習(xí)慣 58
本章小結(jié) 59
思考練習(xí)題 59
第3章 Simulink集成仿真環(huán)境 60
3.1 Simulink的啟動(dòng)與運(yùn)行 60
3.2 Simulink仿真模型的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)類型 64
3.2.1 Simulink仿真模型的特點(diǎn) 64
3.2.2 Simulink仿真模型的數(shù)據(jù)類型 66
3.3 Simulink模塊的構(gòu)成和模塊庫介紹 68
3.3.1 Simulink模塊的構(gòu)成 68
3.3.2 公共模塊庫 69
3.3.3 專業(yè)模塊庫 87
3.4 Simulink基本操作 88
3.4.1 Simulink模塊基本操作 89
3.4.2 Simulink信號(hào)線基本操作 93
3.4.3 Simulink系統(tǒng)模型基本操作 99
3.4.4 Simulink子系統(tǒng)基本操作 100
3.5 Simulink仿真設(shè)置 117
3.6 Simulink用戶自定義模塊及模塊庫的創(chuàng)建和使用 129
3.6.1 Simulink用戶自定義模塊 129
3.6.2 Simulink模塊庫的創(chuàng)建和使用 134
3.7 S函數(shù)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用 140
3.7.1 S函數(shù)的設(shè)計(jì) 141
3.7.2 S函數(shù)的應(yīng)用 145
本章小結(jié) 149
思考練習(xí)題 150
第4章 Simulink建模與實(shí)例 151
4.1 Simulink建模的步驟和方法技巧 151
4.1.1 Simulink建模的步驟 151
4.1.2 Simulink建模的方法技巧 153
4.2 Simulink運(yùn)行仿真與保存 154
4.2.1 啟動(dòng)與仿真 154
4.2.2 仿真模型調(diào)試 156
4.2.3 優(yōu)化仿真過程 159
4.2.4 保存仿真模型 161
4.3 Simulink建模舉例 161
本章小結(jié) 170
思考練習(xí)題 170
第5章典型動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模與仿真 171
5.1 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模 171
5.1.1 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)概述 171
5.1.2 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模示例 173
5.1.3 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真過程 174
5.2 連續(xù)系統(tǒng)建模與仿真 174
5.2.1 連續(xù)系統(tǒng)的基本概念 174
5.2.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 175
5.2.3 連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真 175
5.3 離散系統(tǒng)建模與仿真 178
5.3.1 離散系統(tǒng)的基本概念 178
5.3.2 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 179
5.3.3 離散系統(tǒng)的Simulink建模仿真與 M 文件仿真 180
5.4 線性系統(tǒng)建模與仿真 183
5.4.1 線性連續(xù)系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 183
5.4.2 線性離散系統(tǒng)的Simulink建模與仿真 190
5.5 混合系統(tǒng)建模與仿真 194
本章小結(jié) 195
思考練習(xí)題 195
第6章連桿機(jī)構(gòu)建模與仿真 196
6.1 連桿機(jī)構(gòu)概述 196
6.1.1 連桿機(jī)構(gòu)的基本問題 196
6.1.2 連桿機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 197
6.2 連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述與 Multibody仿真工具介紹 198
6.2.1 連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述 198
6.2.2 Multibody仿真工具介紹 199
6.2.3 Multibody機(jī)械建模示例 202
6.3 平面連桿機(jī)構(gòu)建模與仿真 208
6.3.1 平面曲柄搖桿機(jī)構(gòu)建模與仿真 208
6.3.2 平面曲柄滑塊機(jī)構(gòu)建模與仿真 214
6.4 空間連桿機(jī)構(gòu)建模與仿真 221
6.4.1 空間連桿機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算 222
6.4.2 空間連桿機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)描述 223
6.4.3 空間連桿機(jī)構(gòu)仿真示例 225
6.5 連桿機(jī)構(gòu)建模仿真的工程應(yīng)用 227
本章小結(jié) 237
思考練習(xí)題 237
第7章齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 238
7.1 齒輪機(jī)構(gòu)概述 238
7.1.1 齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 238
7.1.2 簡(jiǎn)單齒輪機(jī)構(gòu)仿真舉例 239
7.2 常規(guī)齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 242
7.2.1 可變傳動(dòng)比齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 242
7.2.2 恒定傳動(dòng)比串聯(lián)齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 244
7.2.3 定傳動(dòng)比與可變傳動(dòng)比串聯(lián)齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 245
7.2.4 含有約束的齒輪機(jī)構(gòu)建模與仿真 246
7.2.5 齒輪五桿機(jī)構(gòu)建模與仿真 252
7.3 輪系機(jī)構(gòu)建模與仿真 257
7.3.1 輪系概述 257
7.3.2 定軸輪系建模與仿真 258
7.3.3 行星輪系建模與仿真 260
7.4 機(jī)械系統(tǒng)建模與仿真 262
7.4.1 齒輪齒條機(jī)構(gòu)建模與仿真 262
7.4.2 機(jī)械系統(tǒng)仿真示例 266
本章小結(jié) 272
思考練習(xí)題 272
第8章液壓控制系統(tǒng)建模與仿真 273
8.1 液壓控制系統(tǒng)概述及數(shù)學(xué)描述 273
8.1.1 液壓控制系統(tǒng)概述 273
8.1.2 液壓控制系統(tǒng)的建模過程 275
8.1.3 液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 275
8.2 液壓控制系統(tǒng)的仿真工具介紹 276
8.3 液壓位置控制系統(tǒng)建模與仿真 279
8.3.1 液壓位置控制系統(tǒng)的組成與工作原理 279
8.3.2 液壓位置控制系統(tǒng)框圖與傳遞函數(shù) 280
8.3.3 液壓位置控制系統(tǒng)仿真示例 282
8.4 液壓速度控制系統(tǒng)建模與仿真 286
8.4.1 液壓速度控制系統(tǒng)的構(gòu)成與控制方式 287
8.4.2 液壓速度控制系統(tǒng)仿真示例 289
8.5 液壓方向控制系統(tǒng)建模與仿真 295
8.6 液壓壓力控制系統(tǒng)建模與仿真 298
本章小結(jié) 301
思考練習(xí)題 301
第9章液壓執(zhí)行元件建模與仿真 302
9.1 液壓元件概述及數(shù)學(xué)描述 302
9.1.1 液壓元件概述 302
9.1.2 液壓元件的基本數(shù)學(xué)描述 303
9.2 四通閥控液壓缸的建模與仿真 306
9.2.1 液壓缸的基本方程 306
9.2.2 四通閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)方程與傳遞函數(shù)的推導(dǎo) 306
9.2.3 四通閥控液壓缸傳遞函數(shù)仿真 310
9.2.4 四通閥控液壓缸動(dòng)力機(jī)構(gòu)傳遞函數(shù)的簡(jiǎn)化與仿真 312
9.3 四通閥控液壓馬達(dá)元件的建模與仿真 315
9.3.1 四通閥控液壓馬達(dá)傳遞函數(shù) 315
9.3.2 四通閥控液壓馬達(dá)傳遞函數(shù)仿真 316
本章小結(jié) 318
思考練習(xí)題 319
第10章電子電路建模與仿真 320
10.1 電子電路概述及數(shù)學(xué)描述 320
10.1.1 電子電路概述 320
10.1.2 電子電路的數(shù)學(xué)描述 321
10.2 常用電路的分析方法 326
10.2.1 直流電路分析方法 326
10.2.2 交流電路分析方法 327
10.3 電路仿真模塊介紹與仿真步驟 328
10.3.1 電路仿真模塊介紹 328
10.3.2 電路仿真步驟 330
10.4 常用電路的建模與仿真 331
10.4.1 直流電路的建模與仿真 331
10.4.2 交流電路的建模與仿真 334
10.4.3 含半導(dǎo)體器件電路的建模與仿真 338
10.4.4 常用數(shù)字電路的建模與仿真 343
本章小結(jié) 352
思考練習(xí)題 352
第11章電機(jī)建模與仿真 353
11.1 電機(jī)概述與仿真步驟 353
11.1.1 電機(jī)概述 353
11.1.2 電機(jī)仿真步驟 354
11.2 直流電機(jī)的建模與仿真 355
11.2.1 直流電機(jī)啟動(dòng) 355
11.2.2 直流電機(jī)調(diào)速 364
11.2.3 直流電機(jī)制動(dòng) 367
11.3 交流電機(jī)的建模與仿真 372
11.4 步進(jìn)電機(jī)的建模與仿真 382
11.5 變壓器的建模與仿真 386
11.5.1 變壓器空載運(yùn)行 387
11.5.2 變壓器負(fù)載運(yùn)行 391
本章小結(jié) 395
思考練習(xí)題 395
第12章電力系統(tǒng)建模與仿真 396
12.1 電力系統(tǒng)概述 396
12.1.1 電力系統(tǒng)概念和特點(diǎn) 396
12.1.2 電力系統(tǒng)仿真思想 397
12.2 電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 397
12.2.1 同步發(fā)電機(jī)模型 397
12.2.2 電力變壓器模型 402
12.2.3 輸電線路模型 406
12.2.4 電力系統(tǒng)負(fù)荷模型 410
12.3 高壓直流輸電系統(tǒng)仿真與分析 413
12.4 高壓交流輸電系統(tǒng)暫態(tài)仿真與分析 420
12.5 交流電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真與分析 425
12.5.1 基于SVC的電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)仿真與分析 426
12.5.2 基于 UPFC的電力系統(tǒng)綜合仿真與分析 435
本章小結(jié) 452
思考練習(xí)題 452
第13章測(cè)控系統(tǒng)建模與仿真 453
13.1 測(cè)控系統(tǒng)概述 453
13.2 測(cè)控系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述 454
13.2.1 測(cè)控系統(tǒng)的時(shí)域數(shù)學(xué)描述 454
13.2.2 測(cè)控系統(tǒng)的復(fù)域數(shù)學(xué)描述 457
13.3 測(cè)控系統(tǒng)常用分析方法 460
13.3.1 測(cè)控系統(tǒng)的時(shí)域分析法 461
13.3.2 測(cè)控系統(tǒng)的頻域分析法 464
本章小結(jié) 467
思考練習(xí)題 468
第14章 PID控制器建模與仿真 469
14.1 PID控制器概述 469
14.2 PID控制器的數(shù)學(xué)描述與仿真模塊介紹 470
14.2.1 PID控制器的基本思想 470
14.2.2 PID控制器原理的數(shù)學(xué)描述 471
14.2.3 Simulink中PID控制器仿真模塊介紹 472
14.3 模擬PID控制器的建模與仿真 474
14.3.1 模擬PID控制器的構(gòu)建 475
14.3.2 模擬PID控制器仿真示例 476
14.4 數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 479
14.4.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 480
14.4.2 離散系統(tǒng)數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 481
14.4.3 增量式數(shù)字PID控制器的 M 文件仿真 483
14.4.4 位置PID控制器的 M 文件仿真 484
14.5 其他PID控制器概述 486
本章小結(jié) 487
思考練習(xí)題 487
第15章讀/寫外部數(shù)據(jù) 488
15.1 管理文件夾 488
15.2 讀/寫數(shù)據(jù)文件 492
15.2.1 讀取數(shù)據(jù)文件 492
15.2.2 導(dǎo)出數(shù)據(jù)文件 497
15.3 讀/寫音頻文件與圖像文件 499
15.3.1 讀/寫、錄制和播放音頻文件 499
15.3.2 讀取、顯示和寫入圖像文件 503
15.4 讀/寫視頻與攝像頭數(shù)據(jù) 508
15.4.1 讀取和寫入視頻文件 509
15.4.2 讀取攝像頭數(shù)據(jù) 511
本章小結(jié) 515
思考練習(xí)題 515
參考文獻(xiàn) 516