第2版前言

本书自第1 版问世以来，已历经数年的教学实践与课程录制。在此期间，我深感书中的

部分内容亟须进行全面更新与优化。为更好地契合MATLAB 新版本的使用需求，我精心撰

写了本书的第2 版。此次更新虽在正文部分改动不多，但重点内容已得到显著提升，具体更

新要点如下。

（1）在常规习题的基础上，每章新增了若干经过精心设计且具有一定挑战性的“小项

目”，旨在为学有余力的读者提供更深入的学习机会。这些“小项目”已制作成实时文本格式

文件，方便读者直接下载使用。

（2）详细阐述了MATLAB 新版本中引入的arguments 段落功能，该功能不仅使函数输

入变元的检测机制更加规范化和简洁化，同时也显著优化了程序的整体结构。本书按照这样

的结构对第1 版图书中全部MATLAB 函数进行了改写。

（3）通过例子简要介绍了MATLAB 调用Python 函数的方法，为读者学习使用MATLAB

无缝连接Python 奠定了基础。

（4）在“最优化问题求解”一章中，针对无约束最优化与一般非线性规划问题，详细介绍

了新版本MATLAB 全面支持的基于问题的描述方式及其求解方法。此外，还探讨了如何将

这种描述方式转换为结构体描述方式，从而使得复杂最优化问题的表述更加直观和简洁。

（5）在微分方程求解与最优化的相关章节中，新增了求解过程的可视化监测方法。这一

改进旨在帮助读者更清晰地掌握求解过程中的中间信息，并在必要时通过有效手段干预求

解过程，从而显著提升问题求解的效率与解的可靠性。

（6）在介绍Simulink 建模与仿真的两章中，根据MATLAB 新版本的中文界面进行了全

面改写，并详细介绍了“模型资源管理器”的使用方法。这一更新使得Simulink 模型的参数

设置更加便捷，显著提升了用户的操作体验。

（7）本书不仅详细介绍了经典的一级S_函数编程格式，还简要阐述了二级S_函数的编

程方法。通过掌握这两种格式，读者将具备S_函数的升级能力，从而在一级S_函数被Math_

Works 公司弃用后，依然能够利用二级S_函数构建或升级模块，确保代码的持续可用性和可

维护性。

（8）新增附录部分，专门介绍并通过实例演示了基于人工智能软件DeepSeek 的半自动

编程技术。这一内容旨在为读者提供一种高效、智能的编程辅助工具，帮助读者在开发过程

中提升效率与代码质量。

（9）为每个知识点新增了全新录制的英文微课视频，方便读者随时扫码观看学习。同时，

本书的英文版MATLAB and Simulink in Action: Programming, Scientific Computing and

II MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

Simulation 已由Springer 出版社同步出版，非常适合用于全英文或双语课程的建设与学习，

为读者提供更加丰富的学习资源与国际化视角。

（10）书末增加了“术语索引”，以便读者能更容易地查询相关内容。

本书的部分写作受东北大学2024 年度本科教育教学改革研究立项项目与2024 年第一

批产学合作协同育人项目（项目编号：231101663020737）的资助，在此表示感谢。

特别感谢我的女儿薛杨，她提供了宝贵的建议和策划，并做了初步的探索，在此基础上，

我为本书编写了基于DeepSeek 的半自动编程的附录，为MATLAB 课程学习与实践提供了

新的思路。

薛定宇

2025 年7 月10 日

第1版前言

MATLAB 语言是学术界与很多工程领域使用广泛的专业计算机语言。对理工科学生

而言，尽早学习、掌握这样的主流计算机语言，才能有机会提早在课程学习与课外活动中使

用MATLAB 语言，更好地解决学习、实践中遇到的问题。例如，在传统课程的学习中，至少

可以从一个新的视角审视学习的内容，探讨利用计算机解决实际问题的方法，甚至创造性地

解决前人没有解决的问题。

在总结多年实际教学经验的基础上，我曾在首届MathWorks 亚洲研究教育峰会（2014

年11 月，东京）上提出了科学运算问题的“三步求解方法”。第一步是用简单的语言理解要求

解数学问题的物理意义；第二步是用计算机能接受的方式将数学问题输入计算机；第三步是

调用恰当的函数求出数学问题的解。有了这样的思路，普通研究者就可以直接利用计算机工

具在短时间内解决已经学习过甚至从未接触过的科学运算问题。本书涉及大量科学运算问

题的求解实例，基本采用的就是这样的“三步求解方法”。

我于1988 年在英国Sussex 大学读博士时开始接触MATLAB 语言，并用MATLAB 语

言开发了用于反馈控制课程实验的Control Kit 软件，用于该校的实际教学实践，该软件后

来成为英国Rapid Data 公司的商品软件。1993 年我回东北大学任教，将MATLAB 语言引

入实际教学，并在1996 年由清华大学出版社出版《控制系统计算机辅助设计——MATLAB

语言与应用》，该书被认为是国内较早系统介绍MATLAB 语言的著作，后来被评为国家级

精品教材，以其为基础的“控制系统仿真与CAD”课程被先后评为国家级精品课程、首批国

家级精品资源共享课程。

随着MATLAB 功能的日益强大，各个专业的师生都普遍使用MATLAB 解决实际问

题，我认为有必要开设一门专门的课程，不但介绍MATLAB 的基本使用方法，更应该广

泛介绍利用MATLAB 语言求解与各门数学课程相关的问题，全面提升学生解决实际科学

运算问题的水平。2002 年，我在东北大学开设了自动化专业本科生的必选课程“MATLAB

语言与科学运算”，并于次年将该课程扩展为面向全校研究生的选修课程。2004 年我在清华

大学出版社出版了《高等应用数学问题的MATLAB 求解》，以其为教材的课程“现代科学运

算——MATLAB 语言与应用”于2020 年入选首批国家级一流本科课程。

经过30 年教学与科研的积累，我在清华大学出版社出版了系列著作《薛定宇教授大讲

堂》（共6 卷），专门介绍MATLAB、Simulink 的编程与建模基础，并针对若干数学主题，深入

研究如何用MATLAB 直接求解数学问题。为了使理工科各专业本科生和研究生能够更好

地学习使用MATLAB 语言，解决实际的科学研究问题，特将该系列著作的基础内容浓缩成

现在的《MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真》一书，在此特别感谢清华大学

IV MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

出版社计算机与信息分社盛东亮主任的建议。

本书的写作经历了“从薄到厚，再从厚到薄”的演变过程。经过十几年的努力，从最初

2004 年400 多页的教材扩展成1700 多页的系列著作，再浓缩成这部300 多页的教材。本书兼

顾MATLAB 编程、科学运算和系统仿真三方面的内容。与早期教材相比，本书大篇幅增加

了MATLAB 编程方面的内容，在充分介绍传统编程方法之外，还介绍了面向对象的编程技

术，弱化了科学运算问题求解的内容，但保留了传统的科学运算问题的主线，保留了很多原

创的内容，更有效地求解各个数学分支的科学运算问题。本书增加了Simulink 建模与仿真

的内容，为读者开展系统仿真研究奠定必要的基础。

在本书的基础上，我准备了全套的交互式PPT 教学材料和其他教学资源，适合读者学

习。此外，我录制的国家级一流本科课程“现代科学运算——MATLAB 语言与应用”的教学

视频同样适合本教材的线上学习。书中还给出了对应知识点视频的二维码，便于读者自学。

本书即将出版之时，特别感谢我的导师任兴权教授和Derek Atherton 教授，是他们将我

引入系统仿真与MATLAB 编程的乐园，开始了饶有兴趣且富有挑战的学术、教学生涯。感

谢前辈同事徐心和教授的提携、关照与具体指导，并为我后来的自主发展提供了宽松的条

件，使我能够将大量时间用于教学探讨与教材建设。

特别感谢团队的同事潘峰博士在课程建设、教材建设与教学团队建设中的出色贡献和

所做的具体工作。感谢美国加利福尼亚大学Merced 分校的陈阳泉教授二十多年来的真诚合

作及对诸多问题的有意义的探讨。我几十年来与同事、学生、同行甚至网友进行有益交流，

其中有些内容已经形成了本书的重要素材，在此一并表示感谢。本书的出版还得到了美国

MathWorks 公司图书计划的支持，在此表示谢意。

最后但同样重要的，我衷心感谢相濡以沫的妻子杨军教授，她数十年如一日的无私关怀

是我坚持研究、教学与写作的巨大动力。感谢女儿薛杨在文稿写作、排版与视频转换中给出

的建议和具体帮助。

薛定宇

2021 年8 月11 日

本书是作者在国家级一流本科课程“现代科学运算——MATLAB与应用”授课经验的基础上编写而成。全书系统阐述了MATLAB编程的知识，浓缩了科学运算的系统理论，并扩展了Simulink系统仿真的内容，更适合满足一般理工科专业的实际教学需求。全书配套教学资源如下：?微课视频扫码观看便于自学。?习题解答全书完整习题解答。?教学课件交互式的教学课件。?程序代码配书通用代码与模型说明：关注“人工智能科学与技术”微信公众号，在“知识”→“资源下载”→“配书资源”菜单获取下载链接（或到清华大学出版社网站本书页面获取下载链接）。

本书系统地介绍科学研究与工程应用领域使用广泛的MATLAB语言,全面介绍其基本编程方法,包括数据结构、语句结构、流程控制、函数编写、图形绘制与面向对象编程技术等,并介绍MATLAB语言在微积分、线性代数、代数方程、微分方程、最优化与数据处理领域的问题求解方法;本书还介绍基于Simulink的系统建模与仿真方法.本书适合理工科各专业本科生、研究生以及工程技术人员学习MATLAB语言,并利用MATLAB语言解决科学运算、系统建模与仿真方法等问题.

目　录

第1 章MATLAB 语言简介…………………………………1

1.1 科学运算与仿真问题演示……………………………1

1.1.1 科学运算问题求解………………………………1

1.1.2 常规计算机语言的局限性…………………………2

1.2 MATLAB 语言…………………………………4

1.2.1 MATLAB 的出现与发展……………………………4

1.2.2 MATLAB 语言的特色……………………………5

1.3 科学运算问题的三步求解方法…………………………6

1.4 本书的结构……………………………………8

1.5 小项目………………………………………9

1.5.1 代数方程求解…………………………………9

1.5.2 微积分问题求解………………………………9

本章习题…………………………………………10

参考文献…………………………………………10

第2 章MATLAB 的编程基础…………………………………12

2.1 MATLAB 的基本操作………………………………12

2.1.1 MATLAB 主窗口………………………………12

2.1.2 MATLAB 工作路径……………………………13

2.1.3 MATLAB 联机帮助系统……………………………14

2.1.4 MATLAB 的显示格式……………………………15

2.1.5 MATLAB 的工作空间与管理…………………………16

2.1.6 MATLAB 的其他辅助工具…………………………16

2.2 MATLAB 数据结构………………………………17

2.2.1 保留的常量…………………………………17

2.2.2 变量名与命名规则………………………………18

2.2.3 双精度数据结构………………………………18

2.2.4 符号型数据结构与符号函数…………………………19

2.2.5 任意符号型矩阵的生成……………………………21

2.2.6 其他数据结构…………………………………21

2.2.7 数据结构的识别………………………………22

2.3 MATLAB 语句结构………………………………22

2.3.1 基本赋值语句…………………………………22

2.3.2 函数调用语句…………………………………23

2.3.3 冒号表达式…………………………………24

2.3.4 子矩阵的提取…………………………………24

VI MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

2.3.5 MATLAB 的人机交互函数…………………………25

2.4 MATLAB 基本运算………………………………25

2.4.1 算术运算…………………………………25

2.4.2 超越函数运算…………………………………28

2.4.3 逻辑运算…………………………………29

2.4.4 比较运算…………………………………30

2.4.5 字符串运算…………………………………30

2.4.6 符号表达式的处理………………………………32

2.5 MATLAB 的文件操作………………………………33

2.5.1 MATLAB 工作空间变量的存取………………………33

2.5.2 文件读写函数…………………………………34

2.5.3 Microsoft Excel 文件的操作…………………………34

2.6 小项目………………………………………35

2.6.1 表格数据结构…………………………………35

2.6.2 获得π 的更多位数字……………………………36

本章习题…………………………………………36

参考文献…………………………………………37

第3 章MATLAB 的流程结构…………………………………38

3.1 循环结构……………………………………38

3.1.1 for 循环结构…………………………………38

3.1.2 while 循环结构………………………………40

3.1.3 循环语句的嵌套………………………………41

3.1.4 向量化编程与循环结构……………………………42

3.2 转移结构……………………………………43

3.2.1 简单的条件转移结构……………………………43

3.2.2 条件转移结构的一般形式…………………………44

3.2.3 其他流程控制命令………………………………44

3.2.4 分段函数的向量化计算……………………………44

3.3 开关结构……………………………………46

3.4 试探结构……………………………………47

3.5 小项目………………………………………48

3.5.1 学习向量化编程………………………………48

3.5.2 第一次接触最优化问题……………………………48

本章习题…………………………………………49

参考文献…………………………………………51

第4 章MATLAB 的函数编程…………………………………52

4.1 MATLAB 脚本文件………………………………52

4.1.1 MATLAB 的程序编辑器……………………………53

4.1.2 MATLAB 实时编辑器……………………………53

目 录VII

4.2 函数的基本结构…………………………………55

4.2.1 为什么需要MATLAB 函数…………………………55

4.2.2 函数的结构…………………………………55

4.2.3 函数名的命名规则………………………………56

4.2.4 输入、输出变元的个数……………………………57

4.2.5 输入变元的检验………………………………58

4.2.6 M_函数的递归调用……………………………60

4.2.7 匿名函数…………………………………61

4.3 函数变量的传递…………………………………62

4.3.1 输入、输出变元的传递与提取…………………………62

4.3.2 局部变量与全局变量……………………………64

4.3.3 工作空间变量的存取……………………………64

4.3.4 由MATLAB 调用Python 函数………………………65

4.4 M_函数调试方法与处理………………………………65

4.4.1 M_函数的跟踪调试……………………………66

4.4.2 伪代码技术…………………………………67

4.5 小项目………………………………………67

4.5.1 递推算法的推导与实现……………………………67

4.5.2 矩阵函数的递推实现……………………………68

本章习题…………………………………………68

参考文献…………………………………………70

第5 章MATLAB 的科学可视化………………………………71

5.1 简单二维图形……………………………………71

5.1.1 基于数据的绘图………………………………71

5.1.2 基于函数表达式的绘图……………………………75

5.1.3 参数方程曲线绘制………………………………76

5.1.4 双y 轴曲线…………………………………77

5.1.5 图形修饰与编辑………………………………78

5.1.6 图形数据的提取………………………………79

5.2 特殊二维图形……………………………………79

5.2.1 极坐标……………………………………79

5.2.2 离散数据的图形表示……………………………81

5.2.3 统计图形绘制…………………………………82

5.2.4 填充图……………………………………83

5.2.5 对数图绘制…………………………………84

5.2.6 动态轨迹绘制与动画制作…………………………85

5.2.7 图形窗口的分割………………………………86

5.3 MATLAB 三维绘图………………………………87

5.3.1 三维曲线绘制…………………………………87

5.3.2 三维参数方程的曲线绘制…………………………87

5.3.3 三维曲面绘制…………………………………88

5.3.4 视角设置…………………………………89

5.3.5 二元参数方程的曲面绘制…………………………90

VIII MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

5.3.6 三维动画的制作与播放……………………………90

5.4 隐函数绘制……………………………………91

5.4.1 二维隐函数曲线绘制……………………………91

5.4.2 三维隐函数曲面绘制……………………………93

5.5 小项目………………………………………94

5.5.1 Mandelbrot 图………………………………94

5.5.2 曲面的交线…………………………………95

本章习题…………………………………………95

参考文献…………………………………………97

第6 章MATLAB 的面向对象编程………………………………98

6.1 面向对象程序的基本概念……………………………98

6.2 类与对象的设计…………………………………99

6.2.1 类的数据结构…………………………………99

6.2.2 类的输入与显示………………………………100

6.2.3 加减法运算重载函数……………………………102

6.2.4 乘法运算重载函数………………………………103

6.2.5 乘方运算重载函数………………………………105

6.2.6 合并同类项重载函数……………………………105

6.3 应用程序的界面设计………………………………106

6.3.1 图形用户界面的对象……………………………106

6.3.2 简易对话框…………………………………107

6.3.3 标准对话框的编程与使用…………………………108

6.3.4 用App Designer 设计应用程序………………………108

6.4 小项目………………………………………113

6.4.1 分数阶传递函数………………………………113

6.4.2 一个App 设计任务………………………………113

本章习题…………………………………………114

参考文献…………………………………………114

第7 章微积分与积分变换…………………………………115

7.1 微积分问题的解析求解………………………………115

7.1.1 单变量函数的极限………………………………115

7.1.2 多元函数的极限………………………………119

7.1.3 函数的导数…………………………………121

7.1.4 函数的积分…………………………………126

7.2 序列与函数的级数…………………………………129

7.2.1 级数求和…………………………………130

7.2.2 序列乘积…………………………………132

7.2.3 无穷级数的收敛性判定……………………………133

7.2.4 Taylor 级数…………………………………135

7.2.5 Fourier 级数…………………………………136

目 录IX

7.3 微积分问题的数值求解………………………………138

7.3.1 数值微分…………………………………138

7.3.2 数值积分…………………………………140

7.4 积分变换入门……………………………………144

7.4.1 Laplace 变换…………………………………145

7.4.2 数值Laplace 变换………………………………146

7.4.3 Fourier 变换…………………………………147

7.4.4 z 变换……………………………………148

7.5 小项目………………………………………149

7.5.1 曲线积分…………………………………149

7.5.2 多变量积分的数值解……………………………150

本章习题…………………………………………150

参考文献…………………………………………155

第8 章线性代数与矩阵分析…………………………………157

8.1 特殊矩阵的输入…………………………………157

8.1.1 零矩阵、幺矩阵与单位矩阵…………………………157

8.1.2 随机数矩阵…………………………………159

8.1.3 对角矩阵…………………………………159

8.1.4 特殊矩阵的表现形式……………………………160

8.2 矩阵分析……………………………………160

8.2.1 矩阵的简单分析………………………………161

8.2.2 逆矩阵……………………………………164

8.2.3 Moore–Penrose 广义逆矩阵…………………………166

8.2.4 矩阵的特征值…………………………………167

8.3 矩阵的变换与分解…………………………………168

8.3.1 矩阵的相似变换………………………………168

8.3.2 相伴矩阵变换…………………………………168

8.3.3 一般矩阵的对角变换与Jordan 变换……………………169

8.3.4 矩阵的三角分解………………………………170

8.3.5 对称矩阵的Cholesky 分解…………………………171

8.3.6 奇异值分解…………………………………172

8.4 矩阵函数……………………………………173

8.4.1 矩阵的指数函数………………………………173

8.4.2 矩阵的三角函数………………………………174

8.4.3 任意矩阵函数…………………………………174

8.5 小项目………………………………………175

本章习题…………………………………………176

参考文献…………………………………………178

第9 章代数方程………………………………………179

9.1 线性代数方程组…………………………………179

9.1.1 线性方程的一般形式……………………………179

9.1.2 线性方程唯一解的数值与解析解法………………………180

X MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

9.1.3 无穷解的构造…………………………………181

9.1.4 矛盾方程的最小二乘解……………………………182

9.1.5 XA=B方程…………………………………183

9.2 特殊线性方程……………………………………183

9.2.1 线性方程的Kronecker 变换…………………………183

9.2.2 AXB=C 方程………………………………184

9.2.3 Lyapunov 方程………………………………185

9.2.4 Sylvester 方程…………………………………185

9.3 一般非线性方程…………………………………187

9.3.1 非线性方程的图解法……………………………187

9.3.2 多项式类方程的准解析解方法………………………190

9.3.3 二次型方程的准解析解方法…………………………191

9.3.4 非线性方程的数值解……………………………192

9.3.5 方程求解的参数控制……………………………193

9.4 多解非线性矩阵方程………………………………194

9.4.1 多解方程求解的思路与代码实现………………………194

9.4.2 矩阵方程…………………………………197

9.4.3 伪多项式方程…………………………………197

9.5 小项目………………………………………197

9.5.1 化学反应方程式的配平……………………………197

9.5.2 联立非线性方程求解……………………………198

本章习题…………………………………………199

参考文献…………………………………………201

第10 章常微分方程……………………………………202

10.1 常微分方程的解析解………………………………202

10.1.1 高阶线性常系数微分方程…………………………202

10.1.2 高阶微分方程组………………………………204

10.1.3 时变微分方程………………………………205

10.1.4 非线性微分方程………………………………206

10.2 微分方程的初值问题………………………………207

10.2.1 一阶显式微分方程的标准型…………………………207

10.2.2 微分方程的直接求解……………………………207

10.2.3 微分方程解的检验……………………………209

10.2.4 微分方程的变换方法……………………………210

10.2.5 刚性微分方程………………………………215

10.3 特殊微分方程…………………………………216

10.3.1 微分代数方程………………………………216

10.3.2 隐式微分方程………………………………217

10.3.3 延迟微分方程………………………………218

10.4 微分方程的边值问题………………………………222

10.4.1 边值问题的数学形式……………………………222

10.4.2 一般边值问题………………………………223

10.4.3 含有参数的边值问题……………………………224

目 录XI

10.5 小项目………………………………………225

10.5.1 一个比较复杂的微分方程…………………………225

10.5.2 用其他的方法求解边值问题…………………………226

本章习题…………………………………………226

参考文献…………………………………………231

第11 章最优化………………………………………233

11.1 无约束最优化…………………………………233

11.1.1 无约束最优化问题的数学形式………………………233

11.1.2 无约束最优化问题的求解…………………………234

11.1.3 无约束最优化问题的求解精度控制……………………235

11.1.4 寻优过程的可视化……………………………235

11.1.5 基于问题的描述与求解……………………………236

11.2 线性规划与二次型规划………………………………237

11.2.1 线性规划…………………………………237

11.2.2 二次型规划…………………………………240

11.2.3 基于问题的描述与求解……………………………240

11.3 一般非线性规划…………………………………242

11.3.1 非线性规划的数学形式……………………………242

11.3.2 非线性规划的直接求解……………………………242

11.3.3 局部最优解与全局最优解…………………………244

11.3.4 基于问题的非线性规划描述与求解……………………245

11.4 全局最优解的探讨…………………………………246

11.4.1 MATLAB 全局优化工具箱简介………………………246

11.4.2 无约束全局最优解的程序实现………………………247

11.4.3 有约束全局最优解的程序实现………………………250

11.5 小项目………………………………………252

11.5.1 一个应用问题………………………………252

11.5.2 混合整数规划问题……………………………252

本章习题…………………………………………253

参考文献…………………………………………256

第12 章数据处理与数理统计………………………………257

12.1 数据插值……………………………………257

12.1.1 一维数据插值………………………………257

12.1.2 二维与多维插值………………………………258

12.1.3 样条插值…………………………………260

12.1.4 基于样条插值的数值微积分运算………………………261

12.2 由数据拟合函数模型………………………………262

12.2.1 多项式拟合…………………………………263

12.2.2 最小二乘曲线拟合……………………………264

12.2.3 基于神经网络的数据拟合…………………………265

XII MATLAB/Simulink 实用教程——编程、计算与仿真（第2 版）

12.3 数据的统计分析…………………………………267

12.3.1 概率密度与分布函数……………………………267

12.3.2 伪随机数生成………………………………268

12.3.3 均值与方差…………………………………269

12.3.4 离群值检测…………………………………270

12.4 假设检验与方差分析………………………………272

12.4.1 数据的假设检验………………………………272

12.4.2 方差分析…………………………………274

12.5 小项目………………………………………276

本章习题…………………………………………277

参考文献…………………………………………278

第13 章Simulink 建模与仿真…………………………………280

13.1 Simulink 的界面…………………………………280

13.1.1 Simulink 的模块库与空白模型窗口……………………281

13.1.2 Simulink 的工具栏……………………………281

13.2 Simulink 的常用模块组………………………………283

13.2.1 输入、输出模块………………………………283

13.2.2 连续与离散系统模块……………………………283

13.2.3 运算模块…………………………………285

13.2.4 Simulink 模型的建模与仿真举例………………………285

13.3 Simulink 参数设置…………………………………288

13.3.1 求解器参数设置………………………………288

13.3.2 输入、输出参数设置……………………………289

13.3.3 模型参数预设值………………………………289

13.4 基于Simulink 的微分方程建模与求解………………………290

13.4.1 Simulink 建模规则……………………………291

13.4.2 底层建模…………………………………291

13.4.3 向量化建模…………………………………293

13.4.4 标准微分方程建模的统一框架………………………294

13.4.5 一般微分方程组建模……………………………296

13.4.6 隐式微分方程建模……………………………296

13.4.7 延迟微分方程建模……………………………297

13.5 小项目………………………………………299

本章习题…………………………………………300

参考文献…………………………………………301

第14 章Simulink 建模与仿真进阶……………………………303

14.1 基于命令的仿真方法………………………………303

14.1.1 仿真参数设置………………………………303

14.1.2 用MATLAB 启动仿真过程…………………………304

14.1.3 Simulink 仿真的输入与输出数据结构……………………305

14.1.4 并行仿真…………………………………306

目 录XIII

14.2 精确仿真与快速仿真………………………………306

14.2.1 过零点检测…………………………………306

14.2.2 代数环处理…………………………………307

14.2.3 仿真过程的快速重启……………………………310

14.3 子系统与模块封装…………………………………311

14.3.1 子系统……………………………………311

14.3.2 封装模块的参数对话框设计…………………………312

14.3.3 封装模块的图标设计……………………………314

14.4 S_函数的编程与应用………………………………316

14.4.1 系统的状态方程描述……………………………317

14.4.2 S_函数的基本结构……………………………317

14.4.3 S_函数的运行机制……………………………318

14.4.4 S_函数的响应函数……………………………319

14.4.5 S_函数举例…………………………………319

14.4.6 S_函数模块的封装……………………………324

14.4.7 二级S_函数简介………………………………325

14.5 小项目………………………………………327

本章习题…………………………………………328

参考文献…………………………………………330

附录A 基于DeepSeek 的半自动编程……………………………331

附录习题…………………………………………336

参考文献…………………………………………336

MATLAB 函数名索引……………………………………337

术语索引…………………………………………343