MATLAB程序设计及其应用

目录 基础篇 第1章MATLAB概述3 1.1MATLAB简介3 1.1.1MATLAB的发展史3 1.1.2MATLAB的系统结构4 1.1.3MATLAB的特点4 1.1.4MATLAB的工具箱6 1.1.5MATLAB的Simulink7 1.2MATLAB的安装与启动8 1.2.1MATLAB的安装8 1.2.2MATLAB的启动9 1.3MATLAB的工作环境11 1.3.1MATLAB的主界面11 1.3.2MATLAB的文本编辑窗口13 1.3.3MATLAB的帮助使用14 习题16 第2章MATLAB语言程序设计基础17 2.1MATLAB数据类型及其运算17 2.1.1变量命令规则17 2.1.2MATLAB预定义的变量17 2.1.3MATLAB的数据类型18 2.2MATLAB矩阵(数组)的表示19 2.2.1数组的概念及分类19 2.2.2创建一维数组变量19 2.2.3创建二维数组变量20 2.2.4矩阵、数组的算术运算23MATLAB程序设计及其应用目录2.3M文件25 2.3.1M文件简介25 2.3.2M文件的创建和打开26 2.3.3函数M文件26 2.4MATLAB的流程控制27 2.4.1ifelseend条件控制27 2.4.2switchcase控制结构28 2.4.3for循环和while循环29 2.4.4控制程序流的其他常用指令32 习题34 第3章MATLAB图形绘制与图形编辑36 3.1引导36 3.1.1离散数据和离散函数的可视化36 3.1.2连续函数的可视化37 3.2二维曲线和图形38 3.2.1二维曲线绘制的基本指令plot38 3.2.2坐标控制和图形标识40 3.2.3多次叠绘、双纵坐标和多子图45 3.2.4获取二维图形数据的指令ginput47 3.3三维曲线和曲面48 3.3.1三维线图指令plot348 3.3.2三维曲面/网线图48 3.3.3曲面/网线图的精细修饰49 3.3.4透视、镂空和裁切52 3.4高维可视化54 3.4.1二维半图指令pcolor、contour、contourf54 3.4.2四维表现55 3.4.3动态图形57 3.5图形窗功能简介61 习题63 第4章Simulink应用基础67 4.1安装Simulink软件包67 4.2Simulink的启动68 4.3Simulink的工作环境69 4.3.1Simulink库浏览器窗口69 4.3.2Simulink中模块简介69 4.3.3公共模型库70 4.3.4专业模型库72 4.4Simulink建模与仿真73 4.4.1向模型中添加模块73 4.4.2对齐和连接模块73 4.4.3设置模块参数74 4.4.4建立分支连接74 4.4.5组织模型75 4.4.6对模型进行仿真并查看结果76 4.4.7修改模型76 4.4.8定义配置参数78 4.4.9运行仿真79 4.5关于仿真和基于模型的设计80 4.5.1基于模型的设计概述80 4.5.2使用Simulink进行建模、仿真和分析81 4.6连续系统建模实例82 习题85 实训篇 第5章MATLAB在自动控制原理中的仿真实现89 5.1控制系统数学模型的建立89 5.1.1控制系统的模型及转换89 5.1.2传递函数在MATLAB中的表示90 5.1.3结构图模型的简化91 5.2MATLAB在时域分析中的应用95 5.2.1时域分析曲线的绘制函数95 5.2.2二阶系统性能指标的计算98 5.2.3代数稳定判据MATLAB的实现102 5.3MATLAB在根轨迹中的应用103 5.3.1绘制系统的零极点分布图103 5.3.2绘制系统的根轨迹103 5.3.3根轨迹与系统性能105 5.4MATLAB在系统频域分析中的应用107 5.4.1Bode图的绘制107 5.4.2奈氏判据109 习题110 第6章MATLAB在电力电子电路中的仿真实现111 6.1单相半波可控整流实训111 6.1.1主电路拓扑111 6.1.2电路的Simulink建模112 6.1.3仿真114 6.2单相全桥可控整流及逆变实训114 6.2.1主电路拓扑114 6.2.2电路的Simulink建模115 6.2.3仿真115 6.3三相桥式全控整流实训118 6.3.1主电路拓扑118 6.3.2电路的Simulink建模118 6.3.3仿真120 习题122 第7章MATLAB在电力拖动自动控制系统中的仿真实现128 7.1直流调速系统128 7.1.1直流电机的调速原理128 7.1.2晶闸管开环直流调速系统的建模与仿真129 7.1.3晶闸管单闭环直流调速系统仿真135 7.1.4转速电流双闭环直流调速系统的建模与仿真139 7.1.5直流脉宽调速系统的建模与仿真141 7.2交流调速系统143 7.2.1交流变频调速方法144 7.2.2交流异步电动机变频调速系统仿真145 习题147 第8章MATLAB在电力系统中的仿真实现148 8.1单侧电源辐射网络相间短路的三段式电流保护148 8.1.1项目简介148 8.1.2实训项目模型的搭建149 8.1.3离线仿真实训结果分析150 8.2单侧电源辐射网络相间短路的距离保护156 8.2.1项目简介156 8.2.2实训项目模型的搭建158 8.2.3离线仿真试验结果分析159 8.3一次调频试验165 8.3.1项目简介165 8.3.2实训项目模型的搭建166 8.3.3离线仿真实训结果分析167 习题168 参考文献170