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控制系統輔助設計與模擬驗證(基於MWORKS)/新型工業化科學計算與系統建模模擬系列

  • 作者：編者:常曉飛//閆天//郭行//符文星|責編:張萌萌
  • 出版社：電子工業
  • ISBN：9787121514036
  • 出版日期：2025/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：592
人民幣：RMB 99.8 元      售價：元
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內容大鋼
    MWORKS是同元軟控基於國際知識統一表達和互聯網標準打造的系統智能設計與驗證平台，在控制系統設計和系統建模模擬等方面，為控制系統設計人員提供高效、便捷的輔助設計工具和模擬驗證環境。
    本書以培育國產工業軟體用戶生態為宗旨，以滿足控制系統相關專業教學需求為目標，緊密圍繞控制系統的典型設計流程，編著者在多年的控制系統設計經驗和MWORKS使用心得的基礎上，較為系統、全面地介紹了科學計算平台MWORKS.Syslab和建模模擬環境MWORKS.Sysplorer的相關知識。在介紹了這兩個軟體的安裝方法和環境配置的基礎上，結合相關應用案例，詳細介紹了編程語言基礎、基本操作方法、主要任務函數、專業工具模塊、混合編程調用等內容。
    本書可作為控制學科相關專業本科生和研究生專業課程的教材或教學參考書，也可作為一般讀者學習和掌握MWORKS的參考書，還可作為相關科研人員學習和利用MWORKS開展控制系統設計的參考資料。
作者介紹
編者:常曉飛//閆天//郭行//符文星|責編:張萌萌
    常曉飛，工學博士，西北工業大學副教授，碩士生導師，主要研究方向為飛行器控制系統設計、虛實結合模擬、裝備能力評估。作為課題負責人，承擔國家自然基金、國家級重點項目、航天支撐、航空基金、陝西省自然基金重點項目等國家級和省部級項目等二十余項，發表學術論文二十余篇，出版學術專著三部、教材一部。作為主要負責人，負責國內航空、航天、兵器、軍校等多個科研院所虛實模擬系統的設計與研製，有力支撐了相關裝備型號的研製工作。
目錄
1  控制系統設計與系統建模模擬
  1.1  控制系統設計與系統建模模擬概述
    1.1.1  控制系統設計與系統建模模擬的相關概念
    1.1.2  控制理論的發展歷程
    1.1.3  控制系統的任務功能
    1.1.4  控制系統的設計流程
    1.1.5  控制系統的設計難點
  1.2  控制系統電腦輔助設計的相關概念
    1.2.1  控制系統電腦輔助設計的任務功能
    1.2.2  控制系統電腦輔助設計的發展歷程
  1.3  國產工業軟體
    1.3.1  工業軟體的定義與類型
    1.3.2  國產工業軟體的發展歷程
    1.3.3  國產工業軟體的用戶培養
  1.4  本書內容安排
    1.4.1  基礎概念和軟體概述
    1.4.2  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統控制系統設計分析
    1.4.3  基於MWORKS.Sysplorer的非線性控制系統建模分析試驗
  1.5  習題
2  MWORKS的總體情況與安裝配置
  2.1  MWORKS的總體情況
    2.1.1  MWORKS產品定位
    2.1.2  MWORKS產品體系
    2.1.3  MWORKS系統優勢
  2.2  基於MWORKS的控制系統設計與系統建模模擬的設計流程
    2.2.1  MWORKS對於被控對象數學建模階段的工作支撐
    2.2.2  MWORKS對於數學模型轉換階段的工作支撐
    2.2.3  MWORKS對於系統性能特徵分析階段的工作支撐
    2.2.4  MWORKS對於控制系統演算法設計階段的工作支撐
    2.2.5  MWORKS對於控制性能模擬驗證階段的工作支撐
  2.3  MWORKS.Syslab的安裝與配置
    2.3.1  MWORKS.Syslab的安裝
    2.3.2  MWORKS.Syslab界面簡介
    2.3.3  MWORKS.Syslab的環境首選項設置
    2.3.4  MWORKS.Syslab的環境完整設置
    2.3.5  MWORKS.Syslab的功能介紹
  2.4  MWORKS.Sysplorer的安裝與配置
    2.4.1  MWORKS.Sysplorer的安裝
    2.4.2  MWORKS.Sysplorer界面簡介
    2.4.3  MWORKS.Sysplorer的環境配置
    2.4.4  MWORKS.Sysplorer的功能介紹
  2.5  本章小結
  2.6  習題
3  MWORKS.Syslab中的Julia編程語言基礎
  3.1  Julia語言概述
  3.2  Julia語言的變數基礎知識
    3.2.1  Julia語言中的變數命名
    3.2.2  Julia語言中的數據賦值
    3.2.3  Julia語言中的數據類型
    3.2.4  Julia語言中的註釋方法

  3.3  Julia語言的數據運算處理
    3.3.1  Julia語言中的數值類型
    3.3.2  Julia語言中的數值運算
    3.3.3  Julia語言中的數組處理
    3.3.4  Julia語言中的字元處理
    3.3.5  Julia語言中的集合容器
  3.4  Julia語言的函數設計基礎
    3.4.1  Julia語言中的函數創建
    3.4.2  Julia語言中的函數調用
    3.4.3  Julia語言中的控制流設計
  3.5  Julia語言與其他語言的差異和調用方法
    3.5.1  Julia語言與其他語言的主要差異
    3.5.2  Julia語言調用其他語言的方法
  3.6  本章小結
  3.7  習題
4  MWORKS.Syslab的基礎操作方法
  4.1  MWORKS.Syslab中的命令行操作指令
    4.1.1  MWORKS.Syslab中命令行窗口的操作方法
    4.1.2  MWORKS.Syslab中命令行窗口的常用指令
    4.1.3  MWORKS.Syslab中命令行窗口的數據顯示
  4.2  MWORKS.Syslab中代碼的編寫與調試
    4.2.1  MWORKS.Syslab代碼文件的創建與保存
    4.2.2  MWORKS.Syslab的代碼編輯環境
    4.2.3  MWORKS.Syslab的代碼調試方法
  4.3  MWORKS.Syslab中的數據文件處理
    4.3.1  MWORKS.Syslab中數據文件的界面操作方法
    4.3.2  MWORKS.Syslab中數據文件的文本編程方法
  4.4  MWORKS.Syslab中的曲線繪製
    4.4.1  MWORKS.Syslab中曲線繪製的界面操作方法
    4.4.2  MWORKS.Syslab中曲線繪製的文本編程方法
  4.5  本章小結
  4.6  習題
5  基於MWORKS.Syslab的科學計算與應用
  5.1  MWORKS.Syslab的符號數學工具箱的基礎操作方法
    5.1.1  MWORKS.Syslab的符號數學工具箱的基本概念
    5.1.2  MWORKS.Syslab的符號運算的基礎操作
  5.2  利用MWORKS.Syslab求解線性代數問題
    5.2.1  利用MWORKS.Syslab進行矩陣運算處理
    5.2.2  利用MWORKS.Syslab進行線性代數方程的求解
  5.3  利用MWORKS.Syslab求解微積分問題
    5.3.1  利用MWORKS.Syslab求解微積分問題的解析解
    5.3.2  利用MWORKS.Syslab求解微積分問題的數值解
    5.3.3  利用MWORKS.Syslab求解微分方程
  5.4  利用MWORKS.Syslab求解優化問題
    5.4.1  利用MWORKS.Syslab求解非線性方程組
    5.4.2  利用MWORKS.Syslab求解非線性優化問題
    5.4.3  利用MWORKS.Syslab求解線性規劃問題和最小二乘問題
    5.4.4  利用MWORKS.Syslab求解全局優化問題
  5.5  利用MWORKS.Syslab求解數據插值/變換問題
    5.5.1  利用MWORKS.Syslab進行隨機數據的生成

    5.5.2  利用MWORKS.Syslab進行數據的插值處理
    5.5.3  利用MWORKS.Syslab進行數據的變換處理
  5.6  本章小結
  5.7  習題
6  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統模型描述與處理
  6.1  線性控制系統模型在MWORKS.Syslab中的描述方法
    6.1.1  線性連續系統模型在MWORKS.Syslab中的描述方法
    6.1.2  線性離散系統模型在MWORKS.Syslab中的描述方法
    6.1.3  頻率響應數據模型在MWORKS.Syslab中的描述方法
  6.2  線性控制系統模型在MWORKS.Syslab中的類型轉換
    6.2.1  線性連續系統的不同描述形式在MWORKS.Syslab中的轉換方法
    6.2.2  線性連續系統與線性離散系統在MWORKS.Syslab中的轉換方法
  6.3  線性控制系統模型在MWORKS.Syslab中的連接處理
    6.3.1  線性控制系統簡單連接方式在MWORKS.Syslab中的實現方法
    6.3.2  線性控制系統複雜連接在MWORKS.Syslab中的實現方法
  6.4  線性控制系統模型在MWORKS.Syslab中的降階處理
    6.4.1  線性控制系統最小實現在MWORKS.Syslab中的實現方法
    6.4.2  線性控制系統均衡實現在MWORKS.Syslab中的實現方法
  6.5  本章小結
  6.6  習題
7  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統分析與設計
  7.1  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統性能特徵分析
    7.1.1  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統特徵判斷方法
    7.1.2  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統穩定性分析方法
    7.1.3  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統的可控性和可觀性分析方法
  7.2  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統的時域/頻域分析
    7.2.1  線性控制系統的時域分析方法
    7.2.2  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統的時域分析方法
    7.2.3  線性控制系統的根軌跡分析方法
    7.2.4  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統的根軌跡分析方法
    7.2.5  線性控制系統的頻域分析方法
    7.2.6  基於MWORKS.Syslab的線性控制系統的頻域分析方法
    7.2.7  MWORKS.Syslab中的線性控制系統分析工具
  7.3  基於MWORKS.Syslab的控制系統設計方法
    7.3.1  MWORKS.Syslab中PID控制設計的實現方法
    7.3.2  MWORKS.Syslab中狀態空間極點配置設計的實現方法
    7.3.3  MWORKS.Syslab中線性二次型最優控制設計的實現方法
    7.3.4  MWORKS.Syslab中的PID控制調參工具
    7.3.5  MWORKS.Syslab中的控制系統工具
  7.4  MWORKS.Syslab的其他控制相關的工具箱
    7.4.1  MWORKS.Syslab中的系統辨識工具箱
    7.4.2  MWORKS.Syslab中的魯棒控制工具箱
  7.5  本章小結
  7.6  習題
8  MWORKS.Sysplorer的基礎操作方法
  8.1  基於MWORKS.Sysplorer進行模擬建模
    8.1.1  基於MWORKS.Sysplorer進行模擬建模的適用場景
    8.1.2  基於MWORKS.Sysplorer進行模擬建模的內容
    8.1.3  基於MWORKS.Sysplorer進行模擬建模的操作流程
  8.2  基於MWORKS.Sysplorer的建模準備階段的基本操作方法

    8.2.1  MWORKS.Sysplorer中模型庫設置的操作方法
    8.2.2  MWORKS.Sysplorer中模型創建的操作方法
  8.3  基於MWORKS.Sysplorer的模型構建階段的基本操作方法
    8.3.1  MWORKS.Sysplorer圖形化建模的操作方法
    8.3.2  MWORKS.Sysplorer文本建模的操作方法
    8.3.3  MWORKS.Sysplorer模型圖標的繪製方法
    8.3.4  MWORKS.Sysplorer幫助文檔的編寫方法
    8.3.5  MWORKS.Sysplorer模型檢查的操作方法和檢查內容
  8.4  基於MWORKS.Sysplorer的模擬運行階段的基本操作方法
    8.4.1  MWORKS.Sysplorer模型翻譯的操作方法
    8.4.2  MWORKS.Sysplorer模擬設置的操作方法
    8.4.3  MWORKS.Sysplorer模擬運行的操作方法
  8.5  基於MWORKS.Sysplorer的結果分析階段的基本操作方法
    8.5.1  MWORKS.Sysplorer數據處理的操作方法
    8.5.2  MWORKS.Sysplorer曲線繪製的操作方法
    8.5.3  MWORKS.Sysplorer動畫顯示的操作方法
  8.6  基於MWORKS.Sysplorer的快捷鍵操作方式
  8.7  本章小結
  8.8  習題
9  MWORKS.Sysplorer相關模型庫簡介
  9.1  Modelica模型庫簡介
    9.1.1  Modelica標準庫的發展歷程
    9.1.2  Modelica開源庫生態簡介
    9.1.3  Modelica商業庫生態簡介
  9.2  MWORKS.Sysplorer標準庫簡介
    9.2.1  控制基礎模塊庫Blocks簡介
    9.2.2  複數控制基礎庫ComplexBlocks簡介
    9.2.3  時鐘模塊庫Clocked簡介
    9.2.4  狀態圖庫StateGraph使用簡介
    9.2.5  電氣基礎庫Electrical簡介
    9.2.6  磁性基礎庫Magnetic簡介
    9.2.7  機械基礎庫Mechanics簡介
    9.2.8  流體基礎庫Fluid簡介
    9.2.9  熱學基礎庫Thermal簡介
  9.3  MWORKS.Sysplorer同元商業庫簡介
    9.3.1  基礎模型庫TYBase簡介
    9.3.2  機械模型庫簡介
    9.3.3  電氣模型庫簡介
    9.3.4  流體模型庫簡介
    9.3.5  車輛行業庫簡介
    9.3.6  動態儀錶組件庫DynamicBolocks簡介
  9.4  本章小結
  9.5  習題
10  MWORKS.Sysplorer中的Modelica建模語言基礎
  10.1  Modelica建模語言概述
    10.1.1  Modelica建模語言的發展歷程
    10.1.2  Modelica建模語言的技術優勢
    10.1.3  Modelica建模語言的模型組成
    10.1.4  Modelica建模語言架構
  10.2  Modelica建模語言的語法規範

    10.2.1  Modelica建模語言的標識命名
    10.2.2  Modelica建模語言的數據類型
    10.2.3  Modelica建模語言的數據運算
    10.2.4  Modelica建模語言的數組處理
    10.2.5  Modelica建模語言的註釋方法
  10.3  Modelica建模語言的類型描述
    10.3.1  Modelica建模語言中的特化類模型model簡介
    10.3.2  Modelica建模語言中的特化類框圖block簡介
    10.3.3  Modelica建模語言中的特化類連接器connector簡介
    10.3.4  Modelica建模語言中的特化類類型type簡介
    10.3.5  Modelica建模語言中的特化類函數function簡介
    10.3.6  Modelica建模語言中的特化類記錄record簡介
    10.3.7  Modelica建模語言中的特化類包package簡介
  10.4  Modelica建模語言的行為描述
    10.4.1  Modelica建模語言中模型行為的方程描述
    10.4.2  Modelica建模語言中模型行為的演算法描述
  10.5  Modelica建模語言的連接關係
    10.5.1  Modelica建模語言中連接關係的因果連接
    10.5.2  Modelica建模語言中連接關係的非因果連接
    10.5.3  Modelica建模語言中連接關係的可擴展連接
    10.5.4  Modelica建模語言中連接關係的隱式連接
  10.6  Modelica建模語言的函數實現
    10.6.1  Modelica建模語言中函數實現的函數的聲明與特殊優勢
    10.6.2  Modelica建模語言中函數實現的函數調用
    10.6.3  Modelica建模語言中函數實現的特殊函數和特殊調用方式
    10.6.4  Modelica建模語言中函數實現的外部調用
  10.7  Modelica建模語言的事件處理
    10.7.1  Modelica建模語言中事件處理的相關概念
    10.7.2  Modelica建模語言中事件處理的事件觸發
    10.7.3  Modelica建模語言中事件處理的抑制與平滑
  10.8  Modelica建模語言的註解功能
    10.8.1  Modelica建模語言中註解功能的參數面板設計
    10.8.2  Modelica建模語言中註解功能的動態圖標設計
    10.8.3  Modelica建模語言中註解功能的幫助文檔設計
  10.9  本章小結
  10.10  習題
11  MWORKS.Sysplorer專業工具箱的使用方法
  11.1  MWORKS.Sysplorer中模型線性化工具箱的使用方法
    11.1.1  MWORKS.Sysplorer中模型線性化工具箱簡介
    11.1.2  MWORKS.Sysplorer中模型線性化工具箱的線性分析的操作方法
    11.1.3  MWORKS.Sysplorer中模型線性化工具箱的頻率響應的操作方法
  11.2  MWORKS.Sysplorer中控制系統設計工具箱的使用方法
    11.2.1  MWORKS.Sysplorer中控制系統設計工具箱簡介
    11.2.2  MWORKS.Sysplorer中控制系統設計工具箱的使用步驟
  11.3  MWORKS.Sysplorer中模型試驗工具箱的使用方法
    11.3.1  MWORKS.Sysplorer中模型試驗工具箱簡介
    11.3.2  MWORKS.Sysplorer中模型試驗工具箱的參數矩陣的操作方法
    11.3.3  MWORKS.Sysplorer中模型試驗工具箱的組件選型的操作方法
    11.3.4  MWORKS.Sysplorer中模型試驗工具箱的圖形對比的操作方法
  11.4  MWORKS.Sysplorer中參數估計工具箱的使用方法

    11.4.1  MWORKS.Sysplorer中參數估計工具箱簡介
    11.4.2  MWORKS.Sysplorer中參數估計工具箱的參數估計的操作方法
    11.4.3  MWORKS.Sysplorer中參數估計工具箱的參數驗證的操作方法
    11.4.4  MWORKS.Sysplorer中參數估計工具箱的數據預處理的操作方法
  11.5  MWORKS.Sysplorer中響應優化工具箱的使用方法
    11.5.1  MWORKS.Sysplorer中響應優化工具箱簡介
    11.5.2  MWORKS.Sysplorer中響應優化工具箱的操作方法
  11.6  MWORKS.Sysplorer中敏感度分析工具箱的使用方法
    11.6.1  MWORKS.Sysplorer中敏感度分析工具箱簡介
    11.6.2  MWORKS.Sysplorer中敏感度分析工具箱的操作方法
  11.7  本章小結
  11.8  習題
12  MWORKS.Sysplorer的聯合模擬實現方法
  12.1  MWORKS.Sysplorer與MWORKS.Syslab的聯合模擬的調用
    12.1.1  在MWORKS.Sysplorer中讀取MWORKS.Syslab工作區數據的操作方法
    12.1.2  MWORKS.Sysplorer中的數據輸出到MWORKS.Syslab工作區的操作方法
    12.1.3  在MWORKS.Sysplorer中調用MWORKS.Syslab函數對象的操作方法
    12.1.4  在MWORKS.Syslab中調用MWORKS.Sysplorer任務功能的操作方法
  12.2  MWORKS.Sysplorer中外部函數的聯合模擬方法
    12.2.1  MWORKS.Sysplorer中外部函數的調用方法
    12.2.2  MWORKS.Sysplorer中外部函數編輯器的操作方法
  12.3  MWORKS.Sysplorer中FMI模型的生成與調用方法
    12.3.1  FMI標準簡介
    12.3.2  FMI標準中模型的復用方法
    12.3.3  MWORKS.Sysplorer中FMU模型的導出方法
    12.3.4  MWORKS.Sysplorer中FMU模型的導入方法
  12.4  MWORKS.Sysplorer中模擬模型的發布方法
    12.4.1  MWORKS.Sysplorer中模型發布的加密等級分類
    12.4.2  MWORKS.Sysplorer中模型發布的界面操作方法
    12.4.3  MWORKS.Sysplorer中模型發布的代碼編寫方法
  12.5  本章小結
  12.6  習題
13  基於MWORKS的控制系統設計綜合應用案例
  13.1  一階倒立擺控制系統設計
    13.1.1  一階倒立擺系統被控對象數學模型
    13.1.2  基於MWORKS.Syslab的一階倒立擺系統的控制律設計
    13.1.3  基於MWORKS.Sysplorer的一階倒立擺系統的非線性模型的搭建
    13.1.4  綜合MOWRKS.Syslab與MOWRKS.Sysplorer的一階倒立擺系統的模型模擬分析
  13.2  四旋翼無人機的路徑跟蹤
    13.2.1  四旋翼無人機的飛行原理
    13.2.2  四旋翼無人機的數學模型
    13.2.3  基於MWORKS的四旋翼無人機建模
    13.2.4  基於MWORKS的四旋翼無人機的路徑跟蹤的模擬驗證
  13.3  導彈制導控制迴路的模擬驗證
    13.3.1  導彈制導控制系統的工作原理
    13.3.2  導彈制導控制系統模擬驗證的數學模型
    13.3.3  基於MWORKS.Sysplorer的導彈6自由度的模擬驗證
  13.4  本章小結
  13.5  習題
參考文獻

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