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| 內容簡介： |
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本书为北京理工大学“十四五”规划教材、“新型工业化·科学计算与系统建模仿真系列”之一。本书简要介绍了科学计算语言的基本情况和发展历程，讲述了科学计算语言Julia的起源、特性和程序开发过程，重点讲解了Julia的基本数据类型及运算、数组与多维数组、函数、流程控制、模块及数据可视化，详细介绍了Syslab工具箱的组成和功能，演示了Syslab环境下初等数学、线性代数、数据插值、曲线拟合和数理统计等科学计算实例，最后介绍了MWORKS及其产品体系，分析了Syslab系统组成及功能，利用一阶倒立摆系统和四旋翼无人机的路径跟踪两个综合应用案例演示了Syslab和Sysplorer系统建模与协同仿真。本书共8章，内容包括Julia介绍及MWORKS简介、Syslab入门、Julia的基础语法、Julia进阶、科学计算数据可视化、Syslab工具箱应用、Syslab的科学计算实例和MWORKS综合应用案例。每章正文之前有内容提要和本章重点，每章正文之后有本章小结和习题，以满足教师教学和学生自学的需要。本书可作为高等学校机械电子、控制工程、航空宇航、光电通信、电子信息、计算机等专业本科生和研究生的教学用书，也可作为相关专业科研人员、工程技术人员的参考书。
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| 關於作者： |
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许承东，北京理工大学宇航学院教授、博士生导师，长期从事飞行器总体设计、数字化设计与制造和系统建模仿真等领域的科研与教学工作，作为项目负责人承担国家科技攻关项目、国家高技术研究发展计划（863计划）重点项目、国家制造业高质量发展专项、国家自然科学基金面上项目和国防预研项目等十余项国家级科研项目，在飞行器设计和系统建模仿真技术领域积累了丰硕成果，培养博士研究生15人，硕士研究生50余人，获省部级科技进步奖2项，主编出版专著1部、教材4部，发表SCI/EI收录论文60余篇，获授权发明专利10余项，软件著作权4项。
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| 目錄：
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第1章 Julia及MWORKS简介1
1.1 Julia2
1.1.1 科学计算语言概述2
1.1.2 Julia简介4
1.1.3 Julia的优势5
1.1.4 Julia与其他科学计算语言的差异5
1.2 Julia Hello World8
1.2.1 直接安装并运行Julia8
1.2.2 使用MWORKS运行Julia10
1.3 MWORKS简介10
1.3.1 MWORKS设计与验证11
1.3.2 MWORKS产品体系12
1.4 Syslab功能简介14
1.4.1 交互式编程环境14
1.4.2 科学计算函数库14
1.4.3 计算数据可视化15
1.4.4 库开发与管理16
1.4.5 科学计算与系统建模的融合16
1.4.6 中文帮助系统17
本章小结17
习题117
第2章 Syslab入门18
2.1 Syslab安装及界面介绍19
2.1.1 Syslab的下载与安装19
2.1.2 Syslab的工作界面21
2.2 Julia REPL环境的几种模式26
2.2.1 Julia模式26
2.2.2 Package模式27
2.2.3 Help模式27
2.2.4 Shell模式28
2.3 Syslab与Sysplorer的软件集成28
2.3.1 Syslab调用Sysplorer API28
2.3.2 Sysplorer调用Syslab Function模块30
本章小结31
习题231
第3章 Julia的基础语法32
3.1 基本数据类型33
3.1.1 变量33
3.1.2 整数与浮点数35
3.1.3 复数与有理数38
3.1.4 字符与字符串39
3.2 数组45
3.2.1 数组构造与类型45
3.2.2 数组的基础函数49
3.2.3 索引与链接52
3.3 集合容器55
3.3.1 元组55
3.3.2 字典56
3.3.3 表58
3.3.4 集合属性与操作61
3.4 数学运算与初等函数63
3.4.1 算术运算函数63
3.4.2 逻辑运算函数68
3.4.3 其他数学函数68
3.4.4 数学运算符69
3.5 流程控制73
3.5.1 复合表达式73
3.5.2 条件表达式74
3.5.3 循环表达式75
3.5.4 短路求值78
3.5.5 异常处理78
本章小结80
习题380
第4章 Julia进阶82
4.1 模块83
4.1.1 创建模块83
4.1.2 加载模块85
4.1.3 导出列表86
4.1.4 调用模块的路径87
4.1.5 预编译机制88
4.2 类型系统89
4.2.1 类型声明90
4.2.2 抽象类型91
4.2.3 原始类型92
4.2.4 复合类型93
4.2.5 参数类型95
4.2.6 类型运算98
4.2.7 多重分派99
4.3 元编程100
4.3.1 程序表示100
4.3.2 表达式与求值101
4.3.3 代码生成103
4.3.4 宏104
4.3.5 非标准字符串字面量106
4.3.6 生成函数106
4.3.7 运行时反射107
4.4 外部语言调用108
4.4.1 C/C++108
4.4.2 Python112
本章小结114
习题4114
第5章 科学计算数据可视化116
5.1 线图117
5.1.1 简单线图117
5.1.2 对数图127
5.1.3 函数图129
5.2 离散数据图与数据分布图131
5.2.1 条形图131
5.2.2 针状图134
5.2.3 直方图135
5.2.4 散点图139
5.2.5 饼图与热图142
5.3 曲面图、网格图与特殊曲线图145
5.3.1 曲面图与网格图145
5.3.2 多边形148
5.3.3 等高线图150
5.3.4 向量场154
5.4 极坐标图158
5.4.1 极坐标数据图158
5.4.2 极坐标区设置162
5.5 标签与注释166
5.5.1 标签166
5.5.2 注释170
5.6 坐标区外观176
5.6.1 坐标区范围横纵比176
5.6.2 网格线、刻度值和标签180
5.6.3 多图绘制188
5.6.4 清除或创建坐标区191
5.7 颜色图与三维场景控制193
5.7.1 颜色图与颜色空间193
5.7.2 三维场景控制197
5.8 面向自定义图形的对象设置199
5.8.1 图像对象属性200
5.8.2 图像对象标识201
5.8.3 图像对象清空与删除202
本章小结203
习题5203
第6章 Syslab工具箱应用205
6.1 Syslab工具箱简介206
6.1.1 基础工具箱/数学工具箱/图形工具箱206
6.1.2 图像工具箱206
6.1.3 地理图工具箱207
6.1.4 符号数学工具箱207
6.1.5 拟合工具箱208
6.1.6 信号处理工具箱209
6.1.7 通信工具箱211
6.1.8 DSP系统工具箱213
6.1.9 控制系统工具箱214
6.1.10 优化工具箱216
6.1.11 全局优化工具箱217
6.1.12 统计工具箱217
6.2 Syslab工具箱实例分析218
6.2.1 直流伺服电动机转速PID控制219
6.2.2 语音信号处理223
本章小结234
习题6235
第7章 Syslab的科学计算实例236
7.1 方程组求解237
7.1.1 线性方程组求数值解237
7.1.2 非线性方程组求数值解239
7.1.3 线性方程组求解析解240
7.2 插值与拟合242
7.2.1 插值问题242
7.2.2 一维插值247
7.2.3 多维插值251
7.2.4 曲线拟合255
7.3 概率统计分布计算262
7.3.1 随机变量的数字特征262
7.3.2 概率统计分布计算267
7.3.3 假设检验271
7.4 优化问题273
7.4.1 线性规划273
7.4.2 非线性规划274
7.4.3 最大值最小化277
7.4.4 全局优化278
本章小结281
习题7282
第8章 MWORKS综合应用案例283
8.1 一阶倒立摆系统284
8.1.1 一阶倒立摆系统介绍284
8.1.2 一阶倒立摆系统在Syslab中的控制律设计285
8.1.3 一阶倒立摆系统在Sysplorer中的物理模型搭建288
8.1.4 综合Syslab与Sysplorer的一阶倒立摆系统的模型仿真分析290
8.2 四旋翼无人机的路径跟踪293
8.2.1 四旋翼无人机的飞行原理293
8.2.2 四旋翼无人机的数学模型297
8.2.3 基于MWORKS的四旋翼无人机建模303
8.2.4 基于MWORKS的路径跟踪仿真309
本章小结311
习题8312
参考文献313
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