科學計算與仿真應用(基於MWORKS)

本書以MWORKS 2025a為基礎，先系統地介紹了 Syslab的基本環境和操作方法，然後分別介紹了矩 陣與數組的創建和運算、符號運算、腳本與函數編 寫、基本繪圖方法及屬性設置、數值計算方法、圖 形用戶界面設計、Sysplorer仿真系統。在介紹上 述內容的過程中給出了大量示例， 大部分示例還 給出了執行語句腳本，便於讀者自學。本書可作為 物理、數學、電子信息、電氣工程、自動化等專業 理工科學生的教材或參考書，也可作為相關工程技 術人員的參考書。

第1章 MWORKS簡介
1.1 科學計算與建模仿真平臺概述
1.2 Syslab簡介
1.2.1 Syslab安裝
1.2.2 Syslab功能簡介
1.2.3 Syslab的基礎函數庫
1.2.4 Syslab的幫助系統
本章小結
習題
第2章 矩陣、數組、符號運算
2.1 創建矩陣的方法
2.1.1 直接輸入法
2.1.2 創建矩陣的函數
2.2 創建數組的方法
2.2.1 創建數組的函數
2.2.2 矢量生成方法
2.3 矩陣和數組的運算操作
2.3.1 四則運算
2.3.2 初等數學運算
2.3.3 矩陣運算函數
2.4 多項式
2.4.1 多項式表述
2.4.2 多項式操作
2.5 符號表達式的生成
2.5.1 創建符號對象
2.5.2 操作符號對象
2.6 微積分
2.7 解符號方程
2.7.1 解代數方程
2.7.2 解微分方程
2.8 積分變換
2.9 實例應用
2.9.1 解多項式
2.9.2 解線性方程組
2.9.3 求平行六面體體積
2.9.4 特征值和特征向量
2.9.5 多元數據
2.9.6 電路問題
本章小結
習題
第3章 編程
3.1 top-down設計模式
3.2 偽代碼
3.3 順序結構
3.4 分支結構
3.4.1 關系運算符和邏輯運算符
3.4.2 if結構
3.4.3 try-catch結構
3.5 循環結構
3.5.1 for循環結構
3.5.2 while循環結構
3.6 函數編寫
3.6.1 函數
3.6.2 Syslab中變量值的傳遞
3.6.3 全局變量
3.6.4 私人函數和子函數
本章小結
習題
第4章 繪圖
4.1 二維繪圖
4.1.1 plot函數
4.1.2 圖形參數設置
4.1.3 特殊二維圖形繪制函數
4.1.4 easy二維繪圖函數
4.2 三維繪圖
4.2.1 plot3函數
4.2.2 patch函數
4.2.3 三維網格圖和曲面圖函數
4.2.4 contour函數、contour3函數和contourf函數
4.2.5 quiver函數
4.2.6 三維圖形的其他參數設置函數
4.3 應用示例
4.3.1 帶洞的峰面
4.3.2 透視圖
4.4 圖形屬性設置的鼠標操作
本章小結
習題
第5章 數值計算方法
5.1 線性方程組的數值解法
5.1.1 直接法
5.1.2 疊代法
5.2 多項式插值與 小二乘曲線擬合
5.2.1 多項式插值
5.2.2 小二乘曲線擬合
5.3 數值積分與數值微分
5.3.1 數值積分
5.3.2 數值微分
5.4 矩陣的特征值和特征向量
5.4.1 求特征值和特征向量的函數
5.4.2 冪法和反冪法
5.4.3 Jacobi方法
5.4.4 QR方法
5.5 常微分方程的數值解法
5.5.1 Euler方法
5.5.2 Runge-Kutta方法
5.5.3 Syslab中的相關函數
5.6 非線性方程求根的數值計算方法
5.6.1 二分法
5.6.2 Newton疊代法
5.6.3 弦截法
本章小結
習題
第6章 圖形用戶界面設計
6.1 雲端版Syslab使用教程
6.2 創建GUI示例
6.3 GUI實例
本章小結
習題
第7章 Sysplorer仿真系統
7.1 Sysplorer基礎
7.1.1 啟動Sysplorer
7.1.2 Modelica模型庫和Sysblock模塊庫瀏覽器
7.1.3 Electrical模型庫
7.1.4 Sysplorer模型窗口
7.1.5 Sysplorer建模仿真示例
7.2 Sysplorer模型操作和仿真系統設置
7.2.1 Sysplorer模型操作
7.2.2 Sysplorer仿真系統設置
7.3 系統建模實例
7.4 仿真系統中的子系統
7.4.2 子系統的條件執行
7.4.3 封裝子系統
7.5 Modelica語法基礎
7.5.1 Sysplorer的圖形化建模基礎
7.5.2 Foucault擺模型的圖形化設計示例
7.5.3 Sysplorer的圖形轉代碼功能
7.5.4 Modelica語法深度解析
本章小結
習題
參考文獻