Лазарев Ю.Ф. Моделирование процессов и систем в MATLAB. Учебный курс

Опубликовал: pvi777 в категорию Материалы по MathWorks MATLAB - Дата добавления: 20.09.2020, 23:57


Материал книги является учебным курсом по системе MATLAB. Читатель не только ознакомится с тем, как работать с этой системой в режиме калькулятора, но и изучит программирование в среде MATLAB, в том числе и объектно-ориентированное. Большая часть книги посвящена моделированию физических процессов и технических систем. Рассмотрены цифровая обработка сигналов, моделирование линейных стационарных систем, аэрокосмических объектов и электроэнергетических систем, а также моделирование машин и механизмов. В рамках этих тем подробно описаны пакеты Signal Processing Tools, Control Toolbox и Simulink c дополнительными библиотеками Aerospace, SimPowerSystems, SimMechanics.
Учебное пособие предназначено для студентов технических и естественно-научных специальностей, инженеров и научных работников.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие
Введение

Урок 1. MATLAB как научный калькулятор
Командное окно
Операции с числами
Ввод и вывод действительных чисел
Простейшие арифметические действия
Вывод промежуточной информации
Математические функции
Ввод комплексных чисел
Элементарные действия с комплексными числами
Использование функций комплексного аргумента
Операции с векторами и матрицами
Ввод значений векторов и матриц
Функции, формирующие векторы и матрицы
Извлечение и вставка частей матриц
Операции с векторами
Поэлементное преобразование матриц
Действия над матрицами
Матричные функции
Функции прикладной численной математики
Операции с полиномами
Обработка данных измерений
Функции линейной алгебры
Аппроксимация и интерполяция данных
Векторная фильтрация и спектральный анализ
Построение простейших графиков
Процедура plot
Специальные графики
Дополнительные функции графического окна
Вывод графиков на печать
Операторы управления вычислительным процессом
Оператор условного перехода
Оператор переключения
Операторы цикла
Команды общего назначения
Вопросы для самопроверки

Урок 2. Программирование в среде MATLAB
Функции функций
М-файлы
Особенности М-файлов
Оформление М-файлов
Создание простейших файлов-функций
Общие требования к построению текста программы
Типовое оформление процедуры-функции
Создание файлов-сценариев
Основные особенности
Ввод и вывод информации в диалоговом режиме
Организация повторения действий
Изменение данных в диалоговом режиме
Типовая структура файла-сценария
Графическое оформление результатов
Общие требования к представлению графической информации
Разбивка графического окна на подокна
Вывод текста в графическое окно
Создание функций от функций
Процедура feval
Примеры создания функций от функций
Программа моделирования движения маятника
Преобразование уравнения
М-файл процедуры вычисления правых частей уравнений
Управляющий файл-сценарий
Файл-сценарий заставки
Файл меню
Файл ядра программы
Отладка программы
Проведение исследований
Вопросы для самопроверки

Урок 3. MATLAB и другие приложения
Использование MATLAB при оформлении текстовых документов
Создание М-книги
Использование команд MATLAB в М-книге
Редактирование М-книги
Преобразование документа Word в М-книгу
Особенности использования MATLAB в среде Word
Изменение параметров вывода результатов
Использование файлов данных в MATLAB
Открытие и закрытие файлов
Запись и чтение бинарных файлов
Запись и чтение текстовых файлов
Вопросы для самопроверки

Урок 4. Объектно-ориентированное программирование
Основные классы объектов
Класс символьных строк char
Класс записей struct
Класс ячеек cell
Производные классы
Класс inline
Классы пакета Control System Toolbox
Пример создания класса polynom
Создание подкаталога @polynom
Конструктор класса
Процедура символьного представления polynom-объекта
Методы класса
Вопросы для самопроверки

Урок 5. Цифровая обработка сигналов
Проектирование фильтров в пакете Signal Processing Toolbox
Формирование типовых процессов
Одиночные импульсные процессы
Колебательные процессы
Общие средства фильтрации
Формирование случайных процессов
Спектральный и статистический анализ процессов
Основы спектрального и статистического анализа
Использование процедуры fft
Фурье-изображение прямоугольного импульса
Фурье-изображение полигармонического процесса
Фурье-изображение случайного процесса
Статистический анализ
Проектирование фильтров
Формы представления фильтров
Преобразование фильтров
Аналоговые фильтры
БИХ-фильтры
КИХ-фильтры
Графические и интерактивные средства пакета Signal
Представление результатов в графической форме
Интерактивная оболочка SPTool
Вопросы для самопроверки

Урок 6. Исследование линейных стационарных систем
Общая характеристика процедур пакета Control Toolbox
Создание и преобразование LTI-моделей
SS-модель
TF-модель
Преобразование моделей
Получение информации о модели
Анализ системы
Интерактивный обозреватель LTI Viewer
Окно LTI Viewer
Настройка параметров LTI Viewer
Синтез системы
Вопросы для самопроверки

Урок 7. Основы визуального моделирования динамических систем
Библиотека Simulink – ядро пакета Simulink
Запуск и использование Simulink
Общая характеристика библиотеки блоков Simulink
Раздел Sinks
Раздел Sources
Раздел Continuous
Раздел Discrete
Раздел Math Operations
Раздел Discontinuities
Раздел User Defined Functions
Раздел Signals Routing
Раздел Signals Attributes
Раздел Ports 8c Subsystems
Раздел Look-Up Tables
Раздел Model Verification
Раздел Model-Wide Utilities
Построение блок-схем
Выделение объектов
Операции с блоками
Проведение соединительных линий
Метки сигналов
Создание подсистем
Сохранение и вывод на печать блок-схемы S-модели
Примеры создания S-моделей
Моделирование поведения физического маятника
Моделирование движения трех тел под действием сил гравитации
Вопросы для самопроверки

Урок 8. Взаимодействие MATLAB с Simulink
Объединение S-моделей с программами MATLAB
Управление процессом моделирования в Simulink
Обнаружение пересечения нуля
Обмен данными между средой MATLAB и S-моделью
Запуск процесса моделирования S-модели из среды MATLAB
Создание S-блоков с использованием программ MATLAB
Примеры S-функций
Запуск М-программ из S-модели
Пользовательские библиотеки S-блоков
Создание библиотеки
Создание окна настройки блока
Примеры применения пользовательской библиотеки
Ориентация космического аппарата
Движение маятника под действием сил сухого трения
Вопросы для самопроверки

Урок 9. Моделирование аэрокосмических объектов
Общая характеристика библиотеки Aerospace
Раздел Equations of Motion
Раздел Environment
Раздел Propulsion
Разделы Actuators и GNC
Раздел Transfomations
Свободное угловое движение космического аппарата
Управляемое угловое движение космического аппарата
Движение искусственного спутника Земли
Вопросы для самопроверки

Урок 10. Моделирование электроэнергетических систем
Общая характеристика библиотеки SimPowerSystems
Раздел Electrical Sources
Раздел Elements
Раздел Connectors
Раздел Power Electronics
Раздел Machines
Раздел Measurements
Запуск асинхронного двигателя
Трехфазный мостовой управляемый выпрямитель
Вопросы для самопроверки

Урок 11. Моделирование машин и механизмов
Общая характеристика библиотеки Sim Mechanics
Раздел Bodies
Раздел Joints
Раздел Sensors & Actuators
Раздел Constraints & Drivers
Раздел Utilities
Движение уравновешенного свободного гироскопа
Движение кривошипно-шатунного механизма
Движение маятника
Вопросы для самопроверки

Алфавитный указатель


Скачать:


  • Теги:

Комментарии:


Оставить комментарий

Вход на сайт

Информация о проекте

Настоящий сайт представляет собой информационный портал, содержащий материалы по проблеме бизнес-аналитики, раскрывающие особенности использования современных подходов и методов анализа и обработки данных, что в условиях современной информатизации общества представляется весьма актуальным при исследовании различных проблем социально-экономического характера.
Настоящий портал содержит материалы познавательного, учебно-методического и научно-исследовательского характера, демонстрирующие современное состояние развития проблемы бизнес-аналитики, проблемы анализа и обработки данных. Особое внимание на страницах сайта уделено методическому и аналитическому инструментарию рассматриваемых проблем. Наряду с теоретическими и аналитическими материалами сайт содержит пакеты программных продуктов, представляющих собой прикладной инструментарий, способный автоматизировать научно-практические исследования в области бизнес-аналитики и бизнес-статистики.

Контакты