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第一部分 入门——Simulink辅助设计基础第1章 绪论3

1.1 动态系统的计算机仿真3

1.1.1 系统与模型3

1.1.2 计算机仿真4

1.1.3 仿真的作用6

1.1.4 仿真算法和仿真软件7

1.1.5 计算机仿真的一般过程8

1.2 动态系统的Simulink仿真9

1.2.1 Simulink简介9

1.2.2 Simulink的应用领域10

1.2.3 Simulink在MATLAB家族中的位置11

1.3 本书的组织结构12

2.1 MATLAB的计算单元向量与矩阵13

第2章 Simulink使用基础13

2.2 MATLAB计算单元的基本操作15

2.3 多项式表达与基本运算17

2.4 MATLAB的基本绘图功能18

2.5 M文件与MATLAB函数22

2.5.1 M文件编辑器22

2.5.2 MATLAB语言的语法23

2.5.3 MATLAB脚本文件与M函数26

2.6 MATLAB的单元与结构体28

习题30

第3章 动态系统模型及其Simulink表示31

3.1 简单系统模型及表示31

3.1.1 简单系统的基本概念31

3.1.3 简单系统的Simulink描述32

3.1.2 简单系统的描述方式32

3.2 离散系统模型及表示33

3.2.1 离散系统的基本概念33

3.2.2 离散系统的数学描述33

3.2.3 离散系统的Simulink描述34

3.2.4 线性离散系统35

3.2.5 线性离散系统的数学描述36

3.2.6 线性离散系统的Simulink描述37

3.3 连续系统模型及表示39

3.3.1 连续系统的基本概念39

3.3.2 连续系统的数学描述40

3.3.3 连续系统的Simulink描述40

3.3.5 线性连续系统的数学描述41

3.3.4 线性连续系统41

3.3.6 线性连续系统的Simulink描述43

3.4 混合系统模型及表示44

3.4.1 混合系统的数学描述45

3.4.2 混合系统的Simulink描述与简单分析45

习题46

第二部分 进阶——Simulink动态系统仿真第4章 创建Simulink模型51

4.1 启用Simulink并建立系统模型51

4.2 Simulink模块库简介与使用53

4.2.1 Simulink公共模块库53

4.2.2 Simulink专业模块库61

4.3 构建Simulink框图62

4.3.1 模块选择63

4.3.2 模块操作64

4.3.3 运行仿真66

4.4 设计Simulink框图的界面67

4.4.1 模块及框图属性编辑67

4.4.2 信号标签与标签传递70

4.4.3 Simulink子系统介绍72

4.4.4 建立复杂系统模型74

4.5 Simulink与 MATLAB的接口设计75

4.5.1 由MATLAB工作空间变量设置系统模块参数75

4.5.2 将信号输出到MATLAB工作空间中76

4.5.3 使用工作空间变量作为系统输入信号77

4.5.4 向量与矩阵79

4.6 使用Simulink进行简单的仿真80

4.5.5 MATLAB Function与 Function模块80

习题82

第5章 动态系统的Simulink仿真85

5.1 简单系统的仿真分析85

5.1.1 建立系统模型85

5.1.2 系统模块参数设置86

5.1.3 系统仿真参数设置及仿真分析87

5.1.4 仿真步长设置88

5.2 Scope 高级使用技术90

5.2.1 Scope模块的使用90

5.2.2 Display模块的使用94

5.2.3 悬浮Scope模块94

5.3.1 人口变化系统的数学模型97

5.3.2 建立人口变化系统的模型97

5.3 离散系统的仿真分析97

5.3.3 系统模块参数设置98

5.3.4 系统仿真参数设置及仿真分析98

5.3.5 定步长仿真与变步长仿真100

5.4 连续系统的仿真分析101

5.4.1 蹦极跳系统的数学模型101

5.4.2 建立蹦极跳系统的Simulink仿真模型101

5.4.3 系统模块参数设置102

5.4.4 系统仿真参数设置与仿真分析103

5.4.5 仿真精度控制104

5.5 线性系统仿真分析105

5.5.1 线性离散系统仿真分析106

5.5.2 线性连续系统仿真分析109

5.6.1 混合系统仿真技术的一般知识110

5.6 混合系统设计分析110

5.6.2 混合系统设计之通信系统111

5.6.3 混合系统设计之二：行驶控制系统114

5.6.4 工作空间输入输出Workspace I/O设置117

5.7 Simulink的调试技术120

5.7.1 Simulink图形调试器启动120

5.7.2 调试器的操作设置与功能120

5.7.3 系统调试举例122

习题126

第三部分 精通——Simulink高级仿真技术第6章 Simulink系统仿真原理129

6.1 Simulink求解器概念129

6.1.1 离散求解器129

6.1.2 连续求解器130

6.2.2 事件通知132

6.2 系统过零的概念与解决方案132

6.2.1 过零的产生132

6.2.3 支持过零的模块133

6.2.4 过零的举例——过零的产生与关闭过零134

6.2.5 使用过零检测的其它注意事项137

6.3 系统代数环的概念与解决方案137

6.3.1 直接馈通模块137

6.3.2 代数环的产生137

6.3.3 代数环的举例与解决方案之一：直接求解系统方程138

6.3.4 代数环的举例与解决方案之二：代数约束139

6.3.5 代数环的举例与解决方案之三：切断环140

6.4 高级积分器142

6.5.1 高级选项145

6.5 仿真参数设置：高级选项与诊断选项145

6.5.2 诊断选项146

习题147

第7章 Simulink子系统技术148

7.1 Simulink简单子系统概念：148

回顾与复习148

7.1.1 通用子系统的生成149

7.1.2 子系统的基本操作150

7.2 Simulink高级子系统技术150

7.2.1 条件执行子系统的建立方法151

7.2.2 使能子系统152

7.2.3 触发子系统154

7.2.4 触发使能子系统157

7.2.5 原子子系统157

7.2.6 其它子系统介绍159

7.3 Simulink的子系统封装技术161

7.3.1 如何封装子系统161

7.3.2 封装编辑器之图标编辑对话框163

7.3.3 封装编辑器之参数初始化对话框166

7.3.4 封装编辑器之文档编辑对话框168

7.4 Simulink模块库技术170

7.4.1 模块库的概念及其应用170

7.4.2 建立与使用模块库171

7.4.3 库模块与引用块的关联172

7.4.4 可配置子系统174

习题175

第8章 Simulink命令行仿真技术176

8.1 使用命令行方式建立系统模型177

8.2 回顾与复习：Simulink 与 MATLAB的接口183

8.3 使用命令行方式进行动态系统仿真185

8.3.1 使用sim命令进行动态系统仿真185

8.3.2 举例之：简单仿真186

8.3.3 举例之二：仿真时间设置187

8.3.4 举例之三：外部输入变量设置189

8.3.5 simset与simget命令的使用191

8.3.6 simplot命令的使用193

8.4 使用MATLAB脚本分析动态系统194

8.4.1 蹦极跳的安全性分析194

8.4.2 行驶控制系统中控制器的调节196

8.5 其它内容198

8.5.1 系统状态的确定198

8.5.2 系统平衡点的确定200

8.5.3 非线性系统的线性化处理201

8.6 回调函数202

习题205

第9章 S-函数207

9.1 S-函数概述207

9.1.1 S-函数的基本概念207

9.1.2 如何使用S-函数208

9.1.3 与 S-函数相关的一些术语210

9.2 S-函数的工作原理211

9.2.1 状态方程211

9.2.2 Simulink仿真的两个阶段212

9.2.3 S-函数仿真流程213

9.3.1 M文件S-函数的工作流程214

9.3 编写M文件S-函数214

9.3.2 M文件S-函数模板215

9.3.3 含用户参数的简单系统217

9.3.4 离散系统的S-函数描述218

9.3.5 连续系统的S-函数描述220

9.3.6 混合系统的S-函数描述221

9.4 编写C MEX S-函数223

9.4.1 MEX文件223

9.4.2 Simstruct数据结构224

9.4.3 工作向量（Work Vector）224

9.4.4 C MEX S-函数流程226

9.4.5 C MEX S-函数模板228

9.4.6 S-函数包装程序234

9.4.7 S-function Builder235

习题237

第四部分 实例分析——利用Simulink进行系统设计与分析第10章 控制系统设计分析241

10.1 控制系统的线性分析241

10.1.1 滑艇动态方程及其线性化241

10.1.2 线性时不变系统浏览器LTI Viewer介绍247

10.1.3 LTI线性时不变系统对象介绍251

10.2 线性控制系统设计分析253

10.2.1 控制系统工具箱简介254

10.2.2 系统分析与设计简介254

10.2.3 单输入单输出系统设计工具255

10.3 非线性控制系统设计简介260

习题261

11.1.1 基于帧的信号处理263

第11章 DSP Blockset263

11.1 DSP处理单元：帧263

11.1.2 设置Simulink进行DSP仿真268

11.2 DSP Blockset模块库介绍269

11.2.1 信号的操作和管理269

11.2.2 信号变换271

11.2.3 滤波器设计与频率分析273

11.2.4 功率谱估计275

11.2.5 统计277

11.2.6 矩阵操作与线性方程求解278

习题279

附录内容索引281

参考文献282