计算机仿真技术MATLAB在电气、自动化专业中的应用

　　一本详细介绍MATLAB在电气、自动化专业课程中基本操作及应用的书籍。

　　《计算机仿真技术 MATLAB在电气、自动化专业中的应用》主要介绍MATLAB与Simulink及其在电气、自动化专业的仿真应用。全书分为三大部分：第一部分概述了计算机仿真的基本原理和概念，简单介绍了计算机仿真技术的算法和软件；第二部分介绍了MATLAB与Simulink的基本用法；第三部分内容包括自动控制原理、过程控制、电力电子技术、交直流调速、电力系统等课程中MATLAB的基本应用。
　　《计算机仿真技术 MATLAB在电气、自动化专业中的应用》涉及面较广，可以作为电气工程及其自动化、自动化、工业自动化、过程自动化等相关专业高校师生及技术研究人员、工程师的教材和实际应用参考书。

出版说明
前言
第1章计算机仿真技术
11系统与系统模型
111系统的概念
112系统研究的方法
113模型的建立
12仿真及计算机仿真三要素
121仿真的定义
122计算机仿真的目的和作用
123计算机仿真系统的三要素
124仿真的分类
13连续系统仿真概论
131连续系统仿真模型
132连续系统的仿真数字算法初步
133几种常用的积分法
134算法误差和稳定性问题
135算法的比较和选择
14计算机仿真软件
141计算机仿真软件发展
142以数学模型为基础的仿真软件
143以硬件模型为基础的仿真软件
第2章MATLAB基础知识
21MATLAB 简介
211MATLAB概述
212MATLAB的构成
213MATLAB的特点及优势
214部分MATLAB常见窗口界面
22MATLAB的基本操作
221MATLAB语言结构
222MATLAB常用命令
23MATLAB变量及运算
231矩阵变量及元素
232矩阵的基本运算
24常用函数和初等矩阵计算
241常用函数
242初等矩阵计算
25基本绘图方法
251二维平面图形
252三维立体图形
253其他图形函数绘图
254符号表达式绘图
255动画
26常见人机交流和输入输出函数
261注释语句的输入和显示
262输入函数
263数字与字符串的输出
第3章M文件和MATLAB开发环境
31MATLAB的M文件
311文本文件
312函数文件
313变量作用域
32流程控制语句
321顺序结构
322分支结构
323循环结构
324try语句
33MATLAB与其他软件的关系
331操作系统的日期与时间
332文件的操作
333图形文件的转储
334与文字或数据处理系统之间的关系
34MATLAB的文件管理系统
341安装后的MATLAB文件管理系统
342MATLAB自身的用户文件格式
343文件管理和搜索路径
344搜索顺序
第4章其他常规函数库
41数据分析函数库
411数据统计处理
412用于场论的数据分析
42多项式函数库
421特征多项式
422多项式运算
423多项式拟合
424多项式插值
425线性微分方程的解
43函数功能和数值积分函数库（funfun）
431任意函数的数值积分
432任意函数的数值微分
44字符串函数库(strfun)
441字符串赋值和格式转换
442字符串语句的执行
443字符串的输出
45符号数学工具箱
451符号变量和表达式的建立
452符号表达式的运算和操作
453符号极限、微积分和级数求和
454符号积分变换
455图形化的符号函数计算器
第5章Simulink基础
51Simulink入门
511Simulink模块构造和工作原理
512Simulink启动及窗口
513Simulink的基本模块简介
514Simulink的基本建模过程
515示波器的设置
52Simulink基本操作
521模块文件的操作
522模块的操作
523子系统的生成与操作
524仿真运行操作
53仿真参数设置
531仿真算法
532仿真参数设置
533Data Import/Export选项卡参数设置
534Diagnostics选项卡参数设置
535其他选项卡
54S-函数
541S-函数概述
542S-函数工作原理
543S-函数的模板程序
第6章MATLAB在自动控制原理中的应用
61系统的数学模型
611连续系统的模型
612模型转换
62控制系统工具箱和LTI对象
621LTI对象
622LTI模型对象生成及转换
623LTI典型对象的生成
624LTI典型对象模型检测
625LTI连续系统模型和离散系统模型之间的转换
63控制系统模型的组合连接
64控制系统分析函数
641控制系统时域分析函数
642控制系统频域分析函数
65控制系统分析及校正
651控制系统时域稳定性分析
652控制系统校正
66现代控制论的应用
661线性系统的标准型及能观能控的分解
662控制系统李雅普诺夫稳定性分析
663现代控制系统的校正
第7章MATLAB在过程控制中的应用
71过程控制中常用的仿真模块
711延迟特性的处理及模块介绍
712PID控制器及模块介绍
72MATLAB在过程控制中的具体应用
721串级控制系统的MATLAB计算及仿真
722大林算法MATLAB计算及仿真
723前馈控制MATLAB计算及仿真
第8章MATLAB在电力电子技术中的应用
81电力电子器件
811电力二极管
812晶闸管
813门极关断晶闸管
814绝缘栅双极性晶体管
82其他常用电力电子仿真模块
821整流桥模型
822同步脉冲触发器
823PWM发生器
824Powergui
825Multimeter
83MATLAB在电力电子技术中的具体应用
831交流电压信号叠加模型
832晶闸管斩波电路模型
833直流升压变换器模型
834晶闸管三相桥式整流器模型
第9章MATLAB在交直流调速中的应用
91交直流调速基本模块
911直流电动机模块
912交流电动机模块
913交流电动机测量模块
92MATLAB在交直流调速系统的具体应用
921开环直流电动机直接起动
922开环直流调速系统
923双闭环直流调速系统
924交流电动机直接全压起动系统
925交流电动机PWM开环调速系统
第10章MATLAB在电力系统中的应用
101电力系统基本模块
1011交流电压源
1012交流电流源
1013三相电源元件
1014串、并联RLC支路元件
1015串、并联RLC负载元件
1016集中参数输电线路元件
1017分布参数输电线路元件
1018断路器元件
1019变压器元件
10110Park变换模块
102MATLAB在电力系统中的具体应用
1021单相供电线路π型网络系统
1022线性变压器供电系统
1023三相供电负载变化及线路短路分析系统
参考文献

随着科学技术的飞速发展，系统的研究已经向着规模化、复杂化和智能化的方向发展，而作为系统研究重要手段的计算机仿真技术也已经深入到科学研究的各个领域。在电气、自动化专业学习和研究中，各种软硬件的仿真手段层出不穷，本书结合目前的教学和工程实际，对计算机仿真技术进行基本的介绍，着重介绍常用的计算机仿真计算软件——MATLAB及其Simulink，并对其在电气、自动化专业课程的相关应用分别进行介绍。考虑到计算机仿真技术通常是在专业课程开始以前进行授课，故在本书中对于专业课程的仿真计算仅仅介绍其基本模块和一些实例及其操作，而对于专业知识的介绍未有涉及。
本书主要包含以下三个部分的内容：
1） 计算机仿真技术的基本知识。介绍系统及模型的概念、计算机仿真算法的基础知识及常见的计算机仿真的软件。
2） MATLAB及其Simulink的组成及操作。介绍MATLAB及其Simulink的基本知识、常见的操作，以及一些特殊功能，如符号运算、S-函数等。
3） MATLAB在各个专业课程中的基本操作及应用。主要介绍自动控制理论、过程控制、电力电子技术、交直流调速、电力系统分析等专业课程的基于MATLAB的计算机仿真技术的基本应用。
本书结合作者多年计算机仿真及其他专业课程教学的讲义，适合进行课堂的教学。全书由隋涛和刘秀芝编写完成，其中隋涛编写第1~5、9、10章的内容，刘秀芝编写第6~8章的内容。本书的出版得到了山东科技大学名校工程建设的大力支持，孔维维、宫涛、卢武、刘灿、袁娜、郭红静、孔苓青、王竟沣等同学在本书的编辑工作中也提供了很大帮助，在此表示感谢。本书写作过程中，参考了许多文献，除参考文献中所列的文献以外，还有许多来自于网络，无法一一注明出处，在此向原作者表示感谢！
由于作者水平有限，书中不妥之处在所难免，敬请各位读者给予指正。
编者