本书以MATLAB和Simulink仿真软件为主要工具，介绍了自动控制系统、电子电路和电力电子系统的计算机仿真基础知识及应用。全书内容围绕电气控制系统的建模、分析与计算机辅助设计，通过大量示例，循序渐进地介绍了MATLAB和Simulink的基础知识、基于数学模型的控制系统仿真、基于物理仿真框架的系统仿真技术以及虚拟现实技术等。
本书可以作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科生的教材，也可供自动控制及相关领域的工程技术人员参考。
适读人群 ：高等院校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业
本书通过大量示例，循序渐进地介绍了MATLAB和Simulink的基础知识、基于数学模型的控制系统仿真、基于物理仿真框架的系统仿真技术以及虚拟现实技术等。
仿真科学与技术已经成为与理论研究、实验研究并行的人类认识世界的重要方法之一。在解决工程和非工程领域复杂问题的过程中，系统仿真技术发挥着不可或缺的作用。
MATLAB语言和Simulink仿真环境以其强大的数学运算能力、语言的高度集成性和方便的绘图功能，在自动控制领域的教学研究中得到广泛应用，已成为系统仿真、自动控制、电气工程等领域首选的计算机软件工具。本书围绕自动控制系统、电机及其控制、电力电子装置等学科领域，以MATLAB和Simulink为仿真开发环境，先后介绍了系统建模、数值分析和计算机辅助设计、虚拟现实技术等。
全书共7章。第1章介绍了计算机仿真技术的发展概况；第2章介绍了MATLAB和Simulink仿真开发环境的基础知识；第3章主要介绍系统建模，以及控制系统中的模型转换等；第4章介绍了常用的连续系统离散化方法，重点讲解了PID控制器和状态反馈极点配置的MATLAB辅助设计方法；第5章和第6章分别介绍了Simulink在电子电路和电机控制系统仿真中的应用；第7章介绍使用Simulink进行虚拟现实的开发。附录部分提供了8个实验，供上机实验使用，其中前4个实验为学习MATLAB和Simulink的基础知识而设置，后4个实验为学习MATLAB和Simulink系统仿真而设置。书中实例均在MATLABR2014a版本上进行了仿真验证。
本书由中国矿业大学信息与控制工程学院叶宾、赵峻、李会军和王法广编写。其中，第1、4两章由赵峻编写，第2章由王法广编写，第3、5、6、7章由叶宾编写。全书由叶宾和李会军负责统稿。
本书在编写过程中，得到了中国矿业大学信息与控制工程学院王雪松教授、常俊林副教授的建议和支持，并且提出了许多宝贵的意见，在此表示深深的感谢。中国矿业大学研究生鞠晨、郭阳全、刘鹏等几位同学协助进行了许多仿真模型的开发和验证工作，在此表示诚挚的感谢。本书的编写和出版工作得到了江苏省高校品牌专业建设工程项目资助，在此一并表示感谢。
由于编者水平有限，书中难免存在缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。
前言
第1章绪论
1.1仿真技术简介
1.2仿真研究的步骤
1.3仿真技术的应用及发展
1.4习题
第2章MATLAB/Simulink基础知识
2.1MATLAB语言基础
2.1.1MATLAB开发环境
2.1.2数据结构
2.1.3矩阵及其计算
2.1.4符号运算
2.2MATLAB语言程序设计
2.2.1建立M文件
2.2.2结构语句
2.2.3其他常用命令
2.3数据可视化
2.3.1二维图形
2.3.2三维图形
2.4Simulink仿真环境
2.4.1建立Simulink仿真模型
2.4.2Simulink基本操作
2.4.3参数设置
2.4.4子系统封装
2.5习题
第3章控制系统的数学模型
3.1常用数学模型的MATLAB表示及转换
3.1.1连续系统模型
3.1.2离散系统模型
3.1.3模型的转换
3.2线性系统的实验建模法
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识
3.2.3由响应曲线识别一阶延迟模型
3.3一级倒立摆的机理建模
3.4习题
第4章自动控制系统的MATLAB仿真
4.1连续系统的离散化
4.1.1常用离散化方法
4.1.2数值积分方法的计算稳定性
4.1.3应用ODE算法的仿真实现
4.2PID控制器的设计与仿真
4.2.1连续PID控制器的设计与仿真
4.2.2离散PID控制器的设计与仿真
4.2.3PID控制器参数整定
4.3MATLAB的控制系统工具箱应用
4.4基于状态空间模型的控制器设计
4.4.1状态反馈
4.4.2极点配置
4.5习题
第5章电子电路的建模和仿真
5.1Simscape模型库简介
5.2模拟PID控制器的建模与仿真
5.3习题
第6章电力电子及电机拖动系统的Simscape仿真
6.1单相不可控整流电路的Simscape仿真
6.1.1单相不可控整流电路仿真实例
6.1.2PowerGUI的使用
6.2三相桥式全控整流电路的Simscape仿真
6.3直流调速系统及其仿真
6.3.1直流电动机开环调速系统的仿真
6.3.2直流电动机单闭环调速系统的仿真
6.4PWM变频器-交流异步电动机系统的仿真
6.5习题
第7章虚拟现实技术
7.1V-Realm Builder软件简介
7.2创建一个立方体的虚拟场景
7.3质量块-弹簧振荡系统的虚拟现实仿真
7.3.1创建质量块-弹簧振荡系统的虚拟场景
7.3.2创建虚拟场景动画的Simulink模型
7.4习题
附录实验指导书
实验一MATLAB基础
实验二MATLAB数值运算和符号运算
实验三程序设计
实验四基本绘图
实验五连续系统的仿真
实验六非线性系统的仿真
实验七模型近似与PID控制器设计
实验八模拟电路的Simscape仿真
参考文献
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