MATLAB工程仿真与应用30例

matlab一个突出的特点是能够为工程实践提供强大有效的解决方案，目前已在多个工程领域中得到广泛应用。本书着眼于工程实际，一方面注重内容的实用性，不仅详细介绍matlab工程应用的理论基础，并且针对每个应用模块给出了典型的应用实例，使读者在实际练习的过程中能快速提高应用水平；另一方面结合工程应用的广泛性和集中性，将全书分为控制、通信、电力电子、结构、热、图像和逻辑七大部分，每一部分通过4～6个实例讲述matlab在某一个特定领域的工程应用，从而使读者充分掌握matlab在多个工程领域的应用方法和应用过程。

施梨，男，哈尔滨工业大学博士，精通MATLAB、STK和C编程，具备丰富的科研、实践经验，所著图书贴近工程实际，参考性强。

第一部分控制工程仿真实例1
引言——控制工程建模与分析方法1
第1例船舶运动控制仿真7
1.1MATLAB编程基础7
1.1.1变量7
1.1.2运算符11
1.1.3常用数学函数12
1.1.4文件建立15
1.2船舶运动动力学及控制器15
1.3船舶运动控制器设计及仿真程序16
1.4本例小结21
第2例F-14战斗机俯仰轴控制仿真22
2.1Simulink建模及仿真基础22
2.2F-14俯仰轴动力学模型25
2.3基于Simulink的F-14俯仰轴仿真模型26
2.4本例小结29
第3例汽车主动悬架控制器设计与仿真30
3.1汽车被动悬架系统仿真30
3.1.1被动悬架系统动力学模型31
3.1.2被动悬架系统Simulink模型32
3.2汽车主动悬架系统控制器设计33
3.2.1主动悬架系统动力学模型33
3.2.2主动悬架系统控制器设计及建模仿真34
3.3本例小结37
第4例卫星对地定向姿态控制设计38
4.1LMI工具箱简介38
4.1.1LMI基本概念38
4.1.2LMI求解问题类型39
4.1.3LMI建模求解函数40
4.2卫星对地定向动力学模型42
4.3控制器设计及仿真43
4.4本例小结45
第二部分通信工程仿真实例46
引言—通信系统分类及MATLAB通信工具箱简介46
第5例车载数字电视调制解调设计56
5.1MATLAB通信工具箱简介（下）56
5.2车载数字电视调制解调设计59
5.3本例小结63
第6例舰载雷达通信系统仿真64
6.1S函数简介（1）64
6.2舰载雷达通信系统建模仿真67
6.3本例小结71
第7例机载GPS信号接收及处理过程建模72
7.1基于MATLAB文件操作简介72
7.1.1文件的打开与关闭72
7.1.2二进制文件的读／写操作73
7.1.3文本文件的读／写操作74
7.1.4MATLAB读txt文件74
7.2机载GPS信号接收及处理建模75
7.3本例小结80
第8例GPS卫星发射信号模拟81
8.1MATLAB串口操作简介81
8.2GPS的C/A码及导航电文建模83
8.3本例小结89
第三部分电力电子仿真实例90
引言——SimPowerSystems简介90
第9例燃料电池汽车动力系统仿真96
9.1Simdriveline简介96
9.1.1SimDriveline功能概述96
9.1.2SimDriveline工具箱分类98
9.1.3基于SimDriveline建模特点99
9.2燃料电池汽车仿真99
9.2.1燃料电池汽车简介99
9.2.2燃料电池汽车仿真电路设计99
9.2.3仿真结果及分析102
9.3本例小结103
第10例船舶雷达系统射频前端电路分析104
10.1RF工具箱简介104
10.1.1基于M语言的RF工具箱特点及仿真过程104
10.1.2基于Simulink的RF工具箱分类108
10.2雷达射频前端电路设计与仿真111
10.3本例小结112
第11例飞机供配电系统设计与仿真113
11.1Simscape工具箱简介113
11.1.1Simscape功能及特点113
11.1.2Simscape分类114
11.1.3Simscape数学方程及仿真流程115
11.2飞机供配电系统建模与仿真117
11.2.1飞机供配电系统电路设计118
11.2.2仿真结果121
11.3本例小结122
第12例重力场卫星加速度计读取电路设计123
12.1SimElectronics工具箱简介123
12.1.1SimElectronics工具箱特点123
12.1.2SimElectronics工具箱分类介绍124
12.2重力场卫星加速度计敏感电路设计与仿真127
12.2.1重力场卫星读取电路设计127
12.2.2仿真结果及分析128
12.3本例小结131
第四部分结构工程仿真实例132
引言—SimMechanics工具箱简介（上）132
第13例车载stewart平台建模与仿真141
13.1SimMechanics工具箱简介（中）141
13.2车载stewart平台建模与仿真145
13.3本例小结148
第14例舰载雷达四杆机构建模与仿真
14.1SimMechanics工具箱简介（下）
14.1.1SimMechanics工具箱可视化准备工作149
14.1.2可视化仿真窗口介绍150
14.2舰载雷达四杆机构仿真152
14.3本例小结154
第15例基于Solidworks的机载stewart平台建模与仿真155
15.1从CAD建模工具中输入模型155
15.1.1转换步骤155
15.1.2生成模型特性158
15.1.3转换后模型修改159
15.2基于SolidWorks的stewart平台三维模型转换160
15.3本例小结162
第16例卫星三维建模与有限元分析163
16.1基于M语言的GUI界面设计163
16.2卫星三维建模与有限元分析167
16.3本例小结173
第五部分热工程仿真实例174
引言—Simscape语言简介（上）174
第17例车载stewart平台建模与仿真181
17.1Simscape语言简介（中）181
17.2汽车温度调节系统仿真186
17.3本例小结189
第18例机载简易温度检测系统190
18.1Simscape语言简介（下）190
18.2机载简易温度检测仿真194
18.3本例小结197
第19例船舶温度调节系统198
19.1Level-2S函数简介198
19.1.1Level-2S函数基本特性198
19.1.2Level-2S函数模板199
19.2船舶温度调节系统202
19.3本例小结204
第20例卫星温度调节系统205
20.1基于C语言的S函数简介205
20.2卫星温度调节系统建模与仿真211
20.3本例小结213
第六部分图像工程仿真实例214
引言—图像处理工具箱介绍（上）214
第21例汽车图像识别221
21.1图像处理工具箱介绍（中）221
21.1.1图像合成221
21.1.2图像的空间变换222
21.1.3邻域和块处理224
21.2基于图像处理的交通车辆辨识225
21.3本例小结229
第22例飞机航拍图处理230
22.1图像处理工具箱介绍（下）230
22.1.1图像分析230
22.1.2图像配准232
22.2大型飞机航拍图处理234
22.3本例小结241
第23例船舶定位研究242
23.1地图工具箱介绍（上）242
23.1.1创建地图242
23.1.2地理计算244
23.2基于地图工具箱的船舶定位研究247
23.2.1地图工具箱用于导航基本方法247
23.2.2船舶最短路程规划实例250
23.3本例小结253
第24例卫星星下点轨迹仿真254
24.1地图工具箱介绍（下）254
24.1.1地图投影254
24.1.2创建和查看地图257
24.2卫星星下点轨迹图生成261
24.3本例小结262
第七部分逻辑系统仿真实例263
引言——逻辑系统简介263
第25例发射终止系统仿真264
25.1Stateflow状态模块与连接模块简介264
25.1.1状态模块264
25.1.2转移267
25.2发射终止系统269
25.3本例小结272
第26例月球登陆器自动驾驶仪仿真273
26.1Stateflow其他模块的概念和基本用法273
26.1.1默认转移274
26.1.2历史节点275
26.1.3连接节点276
26.1.4盒子模块278
26.1.5连接分类278
26.2月球登陆器自动驾驶仪仿真280
26.2.1数据存储共享系统281
26.2.2动力学系统281
26.2.3开关逻辑生成系统282
26.3本例小结283
第27例飞机俯仰轴容错控制仿真284
27.1基于Stateflow建立有限状态机过程284
27.1.1建立StateflowChart内部结构284
27.1.2定义输入／输出变量286
27.2 飞机俯仰轴容错控制仿真288
27.3本例小结290
第28例汽车电动车窗升降控制仿真291
28.1Stateflow运行机理291
28.1.1有限状态自动机与UML状态图理论概述291
28.1.2Stateflow机制分析与实现思路293
28.2汽车电动车窗升降控制仿真295
28.2.1指令输入部分296
28.2.2车窗动力学与控制部分297
28.2.3车窗控制逻辑部分299
28.2.4仿真结果299
28.3本例小结300
第29例汽车传动系统仿真301
29.1变速箱302
29.1.1行星齿轮组302
29.1.2离合器和制动带303
29.2引擎304
29.3液力变矩器304
29.4驱动系统及设备306
29.5发动机表格307
29.6变速逻辑308
29.7本例小结309
第30例导弹制导系统仿真310
30.1导弹三自由度动力学310
30.1.1三自由度导弹动力学311
30.1.2大气模型313
30.1.3自动驾驶仪模型314
30.2导弹制导系统314
30.3目标动力学316
30.4仿真结果316
30.5本例小结317