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Simulink仿真及代码生成技术入门到精通

作　　者：孙忠潇（Hyowinner）

出版社：北京航空航天大学出版社

出版时间：2015年10月

定　　价：69.00

I S B N ：9787512418578

所属分类：专业科技 > 计算机/网络 > 人工智能

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标　　签：计算机/网络人工智能

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TOP内容简介

本书围绕Simulink软件的仿真和代码生成技术，从原理上展开阐述，把握整体，注重细节，让读者深刻认识Simulink的运行原理。结构化的章节安排和丰富多彩的案例展示了Simulink在模型建立、工业流程仿真及嵌入式控制等方面的应用技巧和方法。本书不拘泥于界面操作，而结合MATLAB脚本语言展示其自动控制模型仿真、代码生成过程的强大功能，带领读者把握宏观架构，攻克细节问题。

全书共19章，分为入门篇、进阶篇和高级篇3个篇章。入门篇介绍Simulink软件及其基本操作和构成要素；进阶篇讲解Simulink的运行机制和原理、自定义模块及模块封装、自定义模块库的建立和Simulink环境的编辑等功能，并讲解如何使用M语言为模块发布help文档，以及通过工业实例展示综合应用GUI控制Simulink进行仿真的方法及代码生成的应用方法；高级篇重点介绍“基于模型设计”的开发流程、嵌入式C代码生成技术原理及TLC语言编写方法，并展示如何在嵌入式应用中使用TSP。

本书可作为高等院校计算机、电子、自动化类专业计算机仿真及嵌入式课程的教学用书，也可供嵌入式系统研发工程师、软件公司研发工程师及其他有关专业科研人员参考。

TOP作者简介

孙忠潇（hyowinner），南京富士通南大软件技术有限公司(FNST)主任工程师，主要负责ARM芯片的Hardware Support Package开发团队以及电源控制软件开发团队的管理工作，有5年的MATLAB/Simulink应用经验。

孙忠潇已获得MathWorks MATLAB Associate资格认证，并任MATLAB中文论坛(http://www.ilovematlab.cn/forum.php)“Simulink基础”“Simulink代码生成”版块的版主。在MATLAB中文论坛的最佳答案超过1000个，长期稳居论坛会员排行榜的第2名。

TOP目录

入门篇

第1章Simulink界面介绍

1.1Simulink是什么

1.2Simulink启动及Simulink Library Browser介绍

1.3模型的建立

1.4打开既存模型

1.5向模型中添加模块

第2章Simulink模块

2.1Simulink模块的组成要素

2.1.1模块概述

2.1.2Simulink模块的构成

2.1.3Simulink模块的朝向

2.1.4Simulink模块的属性及参数

2.1.5Simulink模块的注解

2.1.6Simulink模块的虚拟性

2.2Simulink常用模块库

2.2.1输入/输出模块

2.2.2常数模块

2.2.3波形显示模块

2.2.4四则运算模块

2.2.5延时模块

2.2.6关系操作模块

2.2.7逻辑运算模块

2.2.8Switch模块

2.2.9积分模块

2.2.10限幅模块

2.2.11接地模块

2.2.12终止模块

2.2.13信号合并与分解模块

2.2.14总线创建与总线选择模块

2.2.15向量连接模块

2.2.16数据类型转换模块

2.2.17子系统模块

2.3Commonly Used Blocks以外的常用模块

2.3.1信号源模块

2.3.2信号接收模块

2.3.3查表模块

2.3.4其他常用模块

2.3.5用户自定义模块

第3章Simulink信号

3.1Simulink信号概述

3.2Simulink信号的操作

3.3Simulink信号的分类

3.3.1Scalar信号

3.3.2Vector信号

3.3.3Matrix信号

3.3.4Bus信号

3.3.5Functioncall信号

3.3.6尺寸可变信号

3.3.7未连接信号

3.4Simulink信号的属性

第4章Simulink子系统

4.1Simulink子系统详解

4.1.1子系统概述

4.1.2Simulink模型的运行顺序

4.1.3各种子系统的特点与功能

4.2Simulink子系统实例

4.2.1虚拟和非虚拟(原子)子系统

4.2.2触发使能子系统

4.2.3函数调用子系统(条件子系统)

4.2.4While子系统(动作子系统)

4.2.5可变子系统(选择子系统)

4.2.6可配置子系统(选择子系统)

第5章Simulink模型的仿真

5.1模型的配置仿真

5.1.1解算器

5.1.2参数的配置

5.2模型仿真数据记录

5.3仿真过程的调试

5.3.1Debugger的启动

5.3.2Debugger的单步方法

5.3.3Debugger的断点设置方法

5.4仿真的加速

第6章Simulink模型保存为图片

6.1截图保存方式

6.2拷贝视图方式

6.3使用saveas函数保存

6.4使用print函数保存

进阶篇

第7章Simulink的回调函数

7.1什么是回调函数

7.2回调跟踪

7.3模型回调函数

7.4模块回调函数

7.5端口回调函数

7.6参数回调函数的使用

7.7回调函数使用例程

7.7.1打开模型时自动加载变量

7.7.2双击模块执行MATLAB脚本

7.7.3开始仿真前执行命令

7.7.4提示模块端口的连线情况

7.7.5统计模型中所有模块信息

第8章M语言对Simulink模型的自动化操作及配置

8.1M语言控制模型的仿真

8.1.1sim控制模型仿真及参数配置

8.1.2set_param控制模型仿真过程

8.2M语言修改模块属性

8.3M语言自动建立模型

8.3.1模型的建立及打开

8.3.2模块的添加、删除及替换

8.3.3信号线的添加及删除

8.3.4M语言自动创建模型

第9章Simulink的流控制

9.1Simulink 流控制分类

9.2While 流控制

9.3For 循环控制

9.4If else控制

9.5Switch Case控制

第10章S函数

10.1S函数概述

10.2S函数的类型

10.3S函数的要素

10.4S函数的组成及执行顺序

10.5使用不同语言编写S函数

10.5.1Level 1 M S函数

10.5.2Level 2 M S函数

10.5.3C Mex S函数

第11章模块的封装

11.1Mask Editor封装模块

11.1.1封装模块构成的子系统

11.1.2封装S函数编写的模块

11.2编程自动封装模块

11.2.1模块的属性

11.2.2使用set_param和get_param封装模块

11.2.3使用Simulink.Mask类封装模块

11.3使用GUIDE封装模块

第12章Publish发布M文件

12.1M文件的注释

12.2Cell模式

12.3注释的Publish

12.3.1正文

12.3.2字体控制

12.3.3小标题

12.3.4插入超链接

12.3.5插入可执行代码

12.4注释发布功能的应用场景

第13章Simulink创建自定义库

第14章Simulink自定义环境

14.1Simulink 环境自定义功能

14.2Simulink 工具栏菜单自定义

14.3Simulink Library Browser菜单栏自定义

14.4Simulink目标硬件自定义

14.5Simulink参数对话框控制

第15章Simulink在流程工业中的仿真应用

15.1工业乙醇生产与计算机仿真

15.2工业乙醇发酵流程

15.3乙醇发酵动力学方程

15.4发酵动力学方程组的MATLAB求解

15.5发酵动力学方程组的Simulink求解

15.6乙醇连续发酵流程的Simulink仿真

15.7乙醇连续发酵的仿真软件设计

15.7.1GUIDE介绍

15.7.2乙醇连续发酵程序仿真软件界面

15.7.3Simulink动态仿真控制器制作

15.7.4基于代码生成的模型仿真加速

15.8总结

高级篇

第16章Simulink基于模型设计的工业应用概述

16.1Simulink用途概述

16.2Simulink的工业应用

16.2.1Airbus使用基于模型的设计为 A380 开发出燃油管理系统

16.2.2马自达加快开发下一代应用创驰蓝天技术(SKYACTIV TECHNOLOGY)的

发动机

16.2.3特斯拉电动跑车Roadster

16.2.4罗斯胡尔曼理工学院使用Simulink和SimDriveline设计混合动力汽车动力

总成系统

16.2.5三星(英国)利用Simulink开发出4G无线系统

16.3总结

第17章Simulink代码生成技术详解

17.1基于模型的设计

17.1.1需求文档

17.1.2根据需求进行设计

17.1.3需求与设计的挂接

17.1.4模型的仿真

17.1.5模型的性能分析及修正

17.1.6模型效率分析与优化

17.1.7模型的代码生成

17.1.8模型生成代码的优化

17.1.9代码的有效性验证

17.1.10其他验证方法

17.2Simulink代码生成流程及技巧

17.2.1代码生成时的模型配置方法

17.2.2代码生成的流程

17.2.3代码生成方法与技巧

第18章TLC语言

18.1TLC的作用

18.2TLC的语法

18.2.1基本语法

18.2.2常用

TOP书摘

在2015年人大和政协会议的政府工作报告中，李克强总理针对产业发展提到了一个新概念：要实施“中国制造2025”，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国。

工信部部长苗圩在两会期间接受记者采访时指出，“中国制造2025的切入点就是智能制造”。

我认为，智能制造首先是实现智能工厂。通过推行自律系统的开发及智能监控系统，让工厂内外的事物都通过物联网(The Internet of Things,IoT)连接到互联网，以激发管理模式和商业模式的创新，同时也赋予产品新的价值。

产生这样的连锁效应的前提是工厂生产的所有关联信息要互联互通，统一管理。通过信息物理系统(Cyber Physical Systems,CPS)，将CRM(Customer

Relationship Management，客户关系管理)、PDM(Product Data Management，产品数据管理)、PLM (Product Lifecycle Management，产品生命周期管理)、CAD

(Computer Aided Design，计算机辅助设计)等各种信息进行集成，统一管理。

这里面的关键技术就是信息通信技术(Information Communication Technology，ICT)。具体说就是通过互联网相互连接的信息设备之间自律的协调工作M2M(Machine to Machine)，通过分析从互联网得到的各个终端的大数据得到信息，再与开发/销售/ERP(Enterprise Resource Management)/PLM/SCM(Supply Chain Management)等业务系统进行连携等类似的应用。

在这个大系统中，工程师们会更加关注与产品开发环节相关的PLM系统。几乎所有的工业制造会用到MATLAB/Simulink，来让开发内容可视化，通过数学模型及控制模型的计算仿真，可以快速地验证创新设计的效果，并以此提高开发品质，降低开发成本，缩短开发周期。MATLAB/Simulink在汽车和工业控制领域取得的成功案例已经不胜枚举。此外，通信领域、金融领域、半导体及电力电子领域也都在使用MATLAB/Simulink加速数据分析、设计和仿真。

不积跬步无以至千里。要实现“中国制造2025”的战略目标，必须在各个环节引入先进的方法和工具，培养相关的人才。

此书旨在让更多的研发工程师和在校大学生认识和了解MATLAB/Simulink，为迎接智能制造的挑战做好知识储备。

陈锦程2015年4月20日