MATLAB 工程仿真与应用30例

MATLAB一个突出的特点是能够为工程实践提供强大有效的解决方案,目前已在多个工程领域中得到广泛应用。本书着眼于工程实际,一方面注重内容的实用性,不仅详细介绍MATLAB工程应用的理论基础,并且针对每个应用模块给出了典型的应用实例,使读者在实际练习的过程中能快速提高应用水平;另一方面结合工程应用的广泛性和集中性,将全书分为控制、通信、电力电子、结构、热、图像和逻辑七大部分,每一部分通过4~6个实例讲述MATLAB在某一个特定领域的工程应用,从而使读者充分掌握MATLAB在多个工程领域的应用方法和应用过程。 随书提供案例源程序、教学视频等配套资源,读者可登陆华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)搜索本书免费下载(须先注册)。 扉页 内 容 简 介 前 言 目 录 第一部分 控制工程仿真实例 引言—控制工程建模与分析方法 第1例 船舶运动控制仿真 1.1 MATLAB编程基础 1.1.1 变量 1.1.2 运算符 1.1.3 常用数学函数 1.1.4 文件建立 1.2 船舶运动动力学及控制器 1.3 船舶运动控制器设计及仿真程序 1.4 本例小结 第2例 F-14战斗机俯仰轴控制仿真 2.1 Simulink建模及仿真基础 2.2 F-14俯仰轴动力学模型 2.3 基于Simulink的F-14俯仰轴仿真模型 2.4 本例小结 第3例 汽车主动悬架控制器设计与仿真 3.1 汽车被动悬架系统仿真 3.1.1 被动悬架系统动力学模型 3.1.2 被动悬架系统Simulink模型 3.2 汽车主动悬架系统控制器设计 3.2.1 主动悬架系统动力学模型 3.2.2 主动悬架系统控制器设计及建模仿真 3.3 本例小结 第4例 卫星对地定向姿态控制设计 4.1 LMI工具箱简介 4.1.1 LMI基本概念 4.1.2 LMI求解问题类型 4.1.3 LMI建模求解函数 4.2 卫星对地定向动力学模型 4.3 控制器设计及仿真 4.4 本例小结 第二部分 通信工程仿真实例 引言—通信系统分类及MATLAB通信工具箱简介(上) 第5例 车载数字电视调制解调设计 5.1 MATLAB通信工具箱简介(下) 5.2 车载数字电视调制解调设计 5.3 本例小结 第6例 舰载雷达通信系统仿真 6.1 S函数简介 6.2 舰载雷达通信系统建模仿真 6.3 本例小结 第7例 机载GPS信号接收及处理过程建模 7.1 基于MATLAB文件操作简介 7.1.1 文件的打开与关闭 7.1.2 二进制文件的读/写操作 7.1.3 文本文件的读/写操作 7.1.4 MATLAB读txt文件 第8例 GPS卫星发射信号模拟 8.1 MATLAB串口操作简介 8.2 GPS的C/A码及导航电文建模 8.3 本例小结 7.2 机载GPS信号接收及处理建模 7.3 本例小结 第三部分 电力电子仿真实例 引言—SimPowerSystems简介 第9例 燃料电池汽车动力系统仿真 9.1 Simdriveline简介 9.1.1 SimDriveline功能概述 9.1.2 SimDriveline工具箱分类 9.1.3 基于SimDriveline建模特点 9.2 燃料电池汽车仿真 9.2.1 燃料电池汽车简介 9.2.2 燃料电池汽车仿真电路设计 9.2.3 仿真结果及分析 9.3 本例小结 第10例 船舶雷达系统射频前端电路分析 10.1 RF工具箱简介 10.1.1 基于M语言的RF工具箱特点及仿真过程 10.1.2 基于Simulink的RF工具箱分类 10.2 雷达射频前端电路设计与仿真 10.3 本例小结 第11例 飞机供配电系统设计与仿真 11.1 Simscape工具箱简介 11.1.1 Simscape功能及特点 11.1.2 Simscape分类 11.1.3 Simscape数学方程及仿真流程 11.2 飞机供配电系统建模与仿真 11.2.1 飞机供配电系统电路设计 11.2.2 仿真结果 11.3 本例小结 第12例 重力场卫星加速度计读取电路设计 12.1 SimElectronics工具箱简介 12.1.1 SimElectronics工具箱特点 12.1.2 SimElectronics工具箱分类介绍 12.2 重力场卫星加速度计敏感电路设计与仿真 12.2.1 重力场卫星读取电路设计 12.2.2 仿真结果及分析 12.3 本例小结 第四部分 结构工程仿真实例 引言—SimMechanics工具箱简介(上) 第13例 车载stewart平台建模与仿真 13.1 SimMechanics工具箱简介(中) 13.2 车载stewart平台建模与仿真 13.3 本例小结 第14例 舰载雷达四杆机构建模与仿真 14.1 SimMechanics工具箱简介(下) 14.1.1 SimMechanics工具箱可视化准备工作 14.1.2 可视化仿真窗口介绍 14.2 舰载雷达四杆机构仿真 14.3 本例小结 第15例 基于SolidWorks的机载stewart平台建模与仿真 15.1 从CAD建模工具中输入模型 15.1.1 转换步骤 15.1.2 生成模型特性 15.1.3 转换后模型修改 15.2 基于SolidWorks的stewart平台三维模型转换 15.3 本例小结 第16例 卫星三维建模与有限元分析 16.1 基于M语言的GUI界面设计 16.2 卫星三维建模与有限元分析 16.3 本例小结 第五部分 热工程仿真实例 引言—Simscape语言简介(上) 第17例 车载stewart平台建模与仿真 17.1 Simscape语言简介(中) 17.2 汽车温度调节系统仿真 17.3 本例小结 第18例 机载简易温度检测系统 18.1 Simscape语言简介(下) 18.2 机载简易温度检测仿真 18.3 本例小结 第19例 船舶温度调节系统 19.1 Level-2 S函数简介 19.1.1 Level-2 S函数基本特性 19.1.2 Level-2 S函数模板 19.2 船舶温度调节系统 19.3 本例小结 第20例 卫星温度调节系统 20.1 基于C语言的S函数简介 20.2 卫星温度调节系统建模与仿真 20.3 本例小结 第六部分 图像工程仿真实例 引言—图像处理工具箱介绍(上) 第21例 汽车图像识别 21.1 图像处理工具箱介绍(中) 21.1.1 图像合成 21.1.2 图像的空间变换 21.1.3 邻域和块处理 21.2 基于图像处理的交通车辆辨识 21.3 本例小结 第22例 飞机航拍图处理 22.1 图像处理工具箱介绍(下) 22.1.1 图像分析 22.1.2 图像配准 22.2 大型飞机航拍图处理 22.3 本例小结 第23例 船舶定位研究 23.1 地图工具箱介绍(上) 23.1.1 创建地图 23.1.2 地理计算 23.2 基于地图工具箱的船舶定位研究 23.2.1 地图工具箱用于导航基本方法 23.2.2 船舶最短路程规划实例 23.3 本例小结 第24例 卫星星下点轨迹仿真 24.1 地图工具箱介绍(下) 24.1.1 地图投影 24.1.2 创建和查看地图 24.2 卫星星下点轨迹图生成 24.3 本例小结 第七部分 逻辑系统仿真实例 引言—逻辑系统简介 第25例 发射终止系统仿真 25.1 Stateflow状态模块与连接模块简介 25.1.1 状态模块 25.1.2 转移 25.2 发射终止系统 25.3 本例小结 第26例 月球登陆器自动驾驶仪仿真 26.1 Stateflow其他模块的概念和基本用法 26.1.1 默认转移模块 26.1.2 历史节点 26.1.3 连接节点 26.1.4 盒子模块 26.1.5 连接分类 26.2 月球登陆器自动驾驶仪仿真 26.2.1 数据存储共享系统 26.2.2 动力学系统 26.2.3 开关逻辑生成系统 26.3 本例小结 第27例 飞机俯仰轴容错控制仿真 27.1 基于Stateflow建立有限状态机过程 27.1.1 建立Stateflow Chart内部结构 27.1.2 定义输入/输出变量 27.2 飞机俯仰轴容错控制仿真 27.3 本例小结 第28例 汽车电动车窗升降控制仿真 28.1 Stateflow运行机理 28.1.1 有限状态自动机与UML状态图理论概述 28.1.2 Stateflow机制分析与实现思路 28.2 汽车电动车窗升降控制仿真 28.2.1 指令输入部分 28.2.2 车窗动力学与控制部分 28.2.3 车窗控制逻辑部分 28.2.4 仿真结果 28.3 本例小结 第29例 汽车传动系统仿真 29.1 变速箱 29.1.1 行星齿轮组 29.1.2 离合器和制动带 29.2 引擎 29.3 液力变矩器 29.4 驱动系统及设备 29.5 发动机表格 29.6 变速逻辑 29.7 本例小结 第30例 导弹制导系统仿真 30.1 导弹三自由度动力学 30.1.1 三自由度导弹动力学 30.1.2 大气模型 30.1.3 自动驾驶仪模型 30.2 导弹制导系统 30.3 目标动力学 30.4 仿真结果 30.5 本例小结