计算机仿真技术

随着计算机技术的不断发展，仿真技术的应用领域在不断扩大，越来越受到重视，而作为仿真工具的MATLAB是美国MathWorks公司推出的科学计算软件，是一种广泛应用于工程计算及数值分析领域的高级计算机仿真语言，目前，MATLAB已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具。本书基于MATLAB2011版，介绍仿真的基础概念和方法，仿真工具MATLAB的环境、语法、数学运算和绘图功能，模块化建模的原理及基本算法；从应用领域的角度，介绍图像处理的基本内容和应用，控制系统的基本理论及仿真，电力系统仿真的理论和应用。

目录第1章计算机仿真概述 11.1仿真的概念和方法 11.1.1仿真的概念及分类 11.1.2仿真的基本步骤 31.2仿真技术的应用和发展 41.2.1仿真技术的应用 41.2.2仿真技术的发展阶段 61.2.3仿真技术的发展趋势 61.3仿真工具MATLAB 71.3.1MATLAB的发展历史 71.3.2MATLAB的特点 81.3.3MATLAB的工具箱 91.3.4Notebook 101.4本书学习方法 11第2章数学运算 122.1MATLAB的集成环境 122.2MATLAB语法 142.2.1变量 142.2.2运算符 182.2.3流程控制 202.2.4M文件 232.2.5编程技巧 252.3数值运算 272.3.1矩阵运算 272.3.2统计分析 282.3.3多项式运算 292.3.4解方程 302.3.5曲线拟合与插值 312.3.6微积分 322.3.7概率统计 332.4符号运算 332.4.1符号变量和表达式 342.4.2符号运算实例 34第3章数据可视化及GUI 423.1数据可视化 423.1.1二维及三维图形绘制 423.1.2图形窗口的控制及修饰 463.1.3特殊图形绘制 513.1.4动画制作 583.2图形句柄 603.2.1图形对象和句柄 603.2.2利用句柄图形设计GUI 653.3GUI设计工具GUIDE 67第4章数字图像处理 694.1图像处理概述 694.1.1基本概念 694.1.2图像的运算 714.1.3图像处理的内容 724.2图像处理的应用 734.2.1图像处理工具箱 734.2.2图像的读写和显示 744.2.3图像的代数运算 764.2.4图像的几何处理 764.2.5图像的增强和复原 774.2.6图像变换 814.2.7图像压缩 834.2.8图像分割 874.2.9图像识别 88第5章系统建模及仿真算法 925.1系统和模型 925.1.1系统 925.1.2模型 945.1.3数学模型 955.2仿真算法 1005.2.1算法的概念和性能 1005.2.2连续系统的仿真算法 1015.2.3离散事件系统仿真算法 1075.2.4系统的稳定性与仿真精度 108第6章动态建模工具Simulink 1106.1Simulink概述 1106.1.1操作环境 1106.1.2运行原理 1116.2模块库及模块功能 1126.2.1Simulink公共模块库 1126.2.2Simulink专业模块库 1186.3建模及仿真 1196.3.1模块的基本操作 1196.3.2仿真参数设置 1206.3.3Simulink与MATLAB之间的数据交互 1236.3.4模型的运行、结果观察和调试 1246.3.5仿真实例 1276.4子系统 1316.4.1子系统的建立及封装 1326.4.2条件子系统 1346.5S-函数 1366.5.1S-函数的功能 1366.5.2S-函数的调用 1366.5.3S-函数的编写规则 1366.5.4S-函数实例 1376.6性能优化 1396.6.1仿真性能和精度 1396.6.2代数环 1406.6.3过零检测 142第7章控制系统的仿真 1447.1控制系统的基础理论 1447.1.1控制系统的组成 1447.1.2控制系统的分类 1457.1.3控制系统的数学模型 1467.1.4控制系统的典型环节及传递函数 1497.1.5控制系统的性能要求 1507.1.6控制系统的分析 1517.1.7控制系统的设计 1557.2控制系统的建模 1567.2.1基本数学模型 1567.2.2模型的转换 1617.2.3模型的属性描述、降阶与标准化 1637.2.4延迟系统模型 1647.2.5非线性系统的模型 1657.3控制系统的分析 1667.3.1稳定性分析 1667.3.2时域分析 1677.3.3根轨迹分析 1717.3.4频域分析 1737.3.5系统分析工具ltiview 1777.4控制系统的设计 1797.4.1串联校正 1807.4.2PID控制器调节 1827.4.3状态反馈与极点配置 1837.4.4系统设计工具SISODesignTool 1887.5仿真实例――直流电机双闭环调速 1907.5.1系统的工作原理 1907.5.2系统的动态性能分析 1917.5.3系统的数学模型和仿真模型 1927.5.4调节器的设计 1927.5.5调节器校正前后的典型响应分析 193第8章电力系统仿真 1968.1电力系统仿真概述 1968.2Simpowersystems模块库 1978.2.1Simpowersystems简介 1978.2.2模块库 1988.2.3常用模块设置 2038.3电力系统中典型电路的仿真 2088.3.1直流电路仿真 2088.3.2开关电路仿真 2098.3.3整流滤波电路仿真 2138.3.4电力传输系统仿真 218参考文献 225