本书内容包括MATLAB软件使用与计算机仿真两大部分,结合MATLAB、Simulink的学习体系,引导读者学习如何利用MATLAB进行计算机仿真。为满足交通、物流、机械等专业对优化、预测、机器学习等领域的需求,本书单设两章介绍MATLAB优化工具箱和智能算法工具箱,并设应用案例一章,讲解典型应用。为适应现代仿真技术的发展,本书从连续系统、离散系统、混合系统的角度介绍了计算机仿真、建模的相关知识,以及基于Simulink的计算机仿真。本书可作为高等学校交通、物流、机械等专业的本科生或研究生教材,亦可供相关科技工作者参考。

前言 第1章仿真技术概述 1.1系统、模型与仿真的含义 1.1.1系统 1.1.2模型 1.1.3仿真 1.2系统仿真的分类 1.2.1按照模型的种类划分 1.2.2按照仿真时钟与实际时钟的 相对快慢划分 1.2.3按照系统模型的特性划分 1.3计算机仿真 1.3.1计算机仿真定义的分析 1.3.2计算机仿真方法的特点 1.3.3计算机仿真方法的作用 1.3.4计算机仿真的步骤 1.4仿真技术的应用 1.5仿真技术的发展与展望 1.5.1仿真技术的发展历程 1.5.2仿真技术的发展趋势与应用 需求 习题 第2章MATLAB基础 2.1MATLAB产品体系 2.2MATLAB的操作界面 2.2.1命令窗的操作要点 2.2.2命令历史记录窗的功能与操作 2.2.3当前文件夹浏览器和文件管理 2.2.4工作区浏览器和变量编辑器 2.2.5M文件编辑/调试器与M脚本 文件编写 2.2.6MATLAB的路径搜索机制 2.3MATLAB帮助系统用法简介 2.3.1帮助系统的体系结构 2.3.2常用帮助命令 2.3.3帮助浏览器 习题 第3章MATLAB基本操作 3.1常用语法及指令 3.1.1常用数学函数 3.1.2表达式的基本运算符 3.2MATLAB的数据类型 3.2.1整数 3.2.2浮点数 3.2.3复数 3.2.4逻辑变量 3.2.5变量 3.2.6数据类型之间的转换 3.3MATLAB的基本语法 3.3.1矩阵的赋值 3.3.2几种基本矩阵 3.3.3矩阵的变换 3.3.4矩阵的初等运算 3.3.5矩阵的基本运算 3.3.6矩阵元素的关系运算与逻辑 运算 习题 第4章向量、字符串、单元数组与 结构体 4.1向量 4.2字符串与字符串操作 4.2.1字符串的生成 4.2.2字符串操作 4.3单元数组与结构数组 4.3.1单元数组 4.3.2字符串的比较、查找和替换 4.3.3结构数组 习题 第5章基本绘图 5.1二维图形绘制 5.1.1绘图步骤 5.1.2二维绘图函数 5.1.3绘图窗口控制 5.2三维图形绘制 5.3图形控制 5.3.1二维图形控制 5.3.2三维图形控制 5.4特殊图形的绘制 5.4.1二维特殊绘图函数 5.4.2三维特殊绘图函数 习题 目录第6章MATLAB数值运算 6.1数据分析与稀疏矩阵 6.1.1基本数据分析函数 6.1.2线性方程组的求解 6.1.3相关与卷积 6.1.4傅里叶变换 6.1.5稀疏矩阵 6.2多项式的操作 6.2.1多项式的表示 6.2.2多项式的运算 6.2.3多项式的求解 6.2.4多项式的拟合 6.2.5多项式的插值 6.3函数运算 6.3.1函数的绘图及分析 6.3.2函数的数值积分 6.4微分方程 习题 第7章MATLAB编程 7.1脚本文件与编辑器 7.1.1创建和使用脚本文件 7.1.2有效使用脚本文件 7.1.3有效使用命令窗口和编辑器/ 调试器窗口 7.1.4脚本文件可读性 7.1.5脚本文件示例 7.2输入/输出语句与程序设计 开发 7.2.1输入输出语句 7.2.2M函数文件的定义与调用 7.2.3伪代码 7.2.4程序设计和开发 7.3程序流程控制语句 7.3.1ifelseif/elseend条件分支 控制 7.3.2switchcase 切换多分支控制 7.3.3循环控制 7.3.4使用数组作为循环索引 7.4关系操作和逻辑操作 7.4.1logical类和logical函数 7.4.2逻辑运算符 7.4.3逻辑函数 7.4.4使用逻辑数组访问数组 7.5MATLAB程序调试 7.5.1断点功能区 7.5.2运行功能区 7.5.3查找故障 7.5.4循环调试示例 习题 第8章MATLAB符号处理 8.1符号运算简介 8.1.1符号对象 8.1.2符号变量和符号表达式的生成 8.1.3findsym函数和subs函数 8.1.4符号和数值之间的转换 8.1.5任意精度的计算 8.1.6创建符号方程 8.2符号表达式的化简与替换 8.2.1符号表达式的化简 8.2.2符号表达式的替换 8.3符号微积分 8.3.1符号表达式求极限 8.3.2符号微分 8.3.3符号积分 8.3.4级数求和 8.3.5泰勒级数 8.4符号方程的求解 8.4.1代数方程求解 8.4.2代数方程组求解 8.4.3微分方程求解 8.4.4微分方程组求解 8.4.5复合函数和反函数 8.5符号积分变换 8.5.1傅里叶变换 8.5.2拉普拉斯变换 8.5.3z变换 习题 第9章MATLAB句柄图形与GUI 设计 9.1MATLAB的图形对象 9.1.1Root对象 9.1.2Figure对象 9.1.3Core对象 9.1.4Plot对象 9.1.**nnotation对象 9.1.6Group对象 9.2图形对象属性与操作 9.2.1图形对象的属性 9.2.2图形对象属性值设置 9.2.3对象的默认属性值 9.2.4对象属性值的查询 9.3GUI简介 9.3.1GUI概述 9.3.2GUI的可选控件 9.3.3创建简单GUI示例 9.4向导创建GUI 9.4.1启动GUIDE 9.4.2控件运作机理及创建 9.4.3向导创建GUI示例 9.5编写GUI代码 9.5.1GUI文件 9.5.2响应函数 9.5.3控件编程 9.6程序创建GUI 9.6.1创建GUI的常用函数 9.6.2程序创建GUI示例 习题 第10章优化工具箱 10.1优化理论与优化工具箱简介 10.1.1优化理论概述 10.1.2MATLAB优化工具箱概述 10.1.3常用优化功能函数 10.1.4优化工具箱使用一般步骤 10.2线性规划问题 10.2.1线性规划数学模型 10.2.2线性规划MATLAB优化函数 10.2.3模型求解示例 10.3二次规划问题 10.3.1二次规划模型 10.3.2二次规划函数 10.3.3二次规划问题的应用 10.4无约束非线性规划 10.4.1基本数学原理介绍 10.4.2fminbnd函数 10.4.3fminunc函数 10.4.4fminsearch函数 10.5有约束非线性规划问题 10.5.1有约束非线性规划数学模型 10.5.2有约束非线性规划函数 10.6多目标优化 10.6.1fgoalattain函数 10.6.2fminimax函数 习题 第11章智能优化算法 11.1遗传算法简介 11.2遗传算法工具箱简介 11.2.1遗传算法工具箱界面操作与参数 设置 11.2.2遗传算法工具箱主要函数与 编程 11.3神经网络简介 11.4神经网络工具箱 习题 第12章Simulink入门与实例演示 12.1Simulink功能与特点简介 12.2实例演示——房屋热力学系统 模型 12.2.1运行房屋热力学系统演示 模型 12.2.2房屋热力学系统模型说明 12.3双质量弹簧系统模型演示及其他 模型实例 12.3.1双质量弹簧系统模型 12.3.2其他实例演示程序 12.4Simulink偏好属性设置 习题 第13章创建Simulink模型 13.1新建或打开模型 13.2模块基本操作 13.3模块连线操作 13.4模型说明 13.5模型打印 习题 第14章Simulink模块库 14.1模块库简介 14.2常用模块组 14.3连续模块组 14.4离散模块组 14.5非连续模块组 14.6逻辑运算与位操作模块组 14.7查表模块组 14.8数学运算模块组 14.9端口与子系统模块组 14.10信号通道模块组 14.11信号接收模块组 14.12信号源模块组 14.13用户自定义模块组 14.14专业模块库简介 习题 第15章Simulink模型的仿真运行 15.1用Simulink模型仿真的基本 步骤 15.2模型窗口的基本操作和参数 设置 15.2.1模型窗口仿真的基本操作 15.2.2仿真参数设置 15.3影响仿真速度与精度的因素 15.3.1求解器Solver及其正确设置 15.3.2影响Simulink仿真速度的若干 因素 15.3.3提高Simulink仿真精度的若干 措施 15.4S函数技术简介 15.4.1S函数的基本用法 15.4.2M文件S函数简介 15.4.3M文件S函数模板 15.4.4Simulink仿真应用举例 习题 第16章应用案例 16.1车货匹配问题 16.2选址问题 16.3旅行商问题 16.4供应链牛鞭效应仿真 参考文献