控制系統數字仿真與CAD（第3版）

《控制系統數字仿真與CAD（第3版）》是2020年3月機械工業出版社出版的圖書，作者是張曉華、主編。張曉華978711128802228元

基本介紹

• 書名：控制系統數字仿真與CAD（第3版）
• 作者：張曉華
• ISBN：9787111288022
• 定價：28元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2020年3月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

在概述了仿真技術發展進程的基礎上，以MATLAB語言為平台，系統地闡述了數字仿真技術的基本概念、原理與方法，概括了控制系統分析與設計中的基本內容，主要包括控制系統的實驗方法、系統的數學描述與模型的建立、數字仿真的實現方法、控制系統CAD及其綜合套用等。

圖書目錄

第3版前言

第一章概述1

第一節控制系統的實驗方法1

一、解析法1

二、實驗法1

三、仿真實驗法2

第二節仿真實驗的分類與性能比較2

一、按模型分類3

二、按計算機類型分類4

第三節系統、模型與數字仿真6

一、系統的組成與分類6

二、模型的建立及其重要性7

三、數字仿真的基本內容8

第四節控制系統CAD與數字仿真軟體9

一、CAD技術的一般概念9

二、控制系統CAD的主要內容10

三、數字仿真軟體10

第五節仿真技術的套用與發展16

一、仿真技術在工程中的套用16

二、套用仿真技術的重要意義17

三、仿真技術的發展趨勢18

第六節問題與探究——虛擬現實與仿真

技術18

一、虛擬現實技術18

二、虛擬現實仿真技術22

三、基於虛擬樣機的球棒控制系統仿真25

小結27

習題27

第二章控制系統的數學描述30

第一節控制系統的數學模型30

一、控制系統數學模型的表示形式30

二、數學模型的轉換32

三、線性時不變系統的對象數據類型描述34

四、控制系統建模的基本方法35

第二節控制系統建模實例39

一、獨輪腳踏車實物仿真問題39

二、龍門起重機運動控制問題42

三、水箱液位控制問題46

四、燃煤熱水鍋爐控制問題49

五、三相電壓型PWM整流器系統控制

問題51

六、磁懸浮軸承運動控制問題56

第三節實現問題61

一、單變數系統的可控標準型實現61

二、控制系統的數字仿真實現63

第四節常微分方程數值解法63

一、數值求解的基本概念64

二、數值積分法65

三、關於數值積分法的幾點討論69

第五節數值算法中的“病態”問題72

一、“病態”常微分方程72

二、控制系統仿真中的“病態”問題74

三、“病態”系統的仿真方法75

第六節數字仿真中的“代數環”問題76

一、問題的提出76

二、“代數環”產生的條件77

三、消除“代數環”的方法78

第七節問題與探究——電力電子器件

建模問題81

一、問題提出81

二、建模機理81

三、問題探究84

小結85

習題86

第三章控制系統數字仿真的實現88

第一節控制系統的結構及其拓撲描述88

一、控制系統常見的典型結構形式88

二、控制系統的典型環節描述89

三、控制系統的連線矩陣90

第二節面向系統結構圖的數字仿真92

一、典型閉環系統的數字仿真92

二、複雜連線的閉環系統數字仿真97

第三節環節的離散化與非線性系統的

數字仿真103

一、連續系統的離散化模型法103

二、非線性系統的數字仿真112

第四節計算機控制系統的數字仿真119

一、採樣控制系統的數學描述120

二、採樣控制系統的仿真方法123

三、採樣控制系統仿真程式實現126

第五節問題與探究——一類非線性控制

系統數字仿真的效率問題132

一、問題提出132

二、問題分析133

三、幾點討論139

小結139

習題140

第四章控制系統CAD142

第一節概述142

第二節經典控制理論CAD143

一、控制系統固有特性分析143

二、控制系統的設計方法146

三、控制系統的最佳化設計154

第三節基於雙閉環PID控制的一階倒立

擺控制系統設計159

一、系統模型159

二、模型驗證161

三、雙閉環PID控制器設計165

四、仿真實驗170

五、結論173

第四節現代控制理論CAD173

一、線性二次型最優控制器設計174

二、模型參考自適應控制系統設計182

第五節基於時間最優控制的起重機防

擺控制技術研究188

一、問題的提出188

二、時間最優控制189

三、系統建模190

四、模型驗證190

五、時間最優控制策略192

六、仿真實驗194

七、結論196

第六節問題與探究——“球車系統”的

建模與控制問題197

一、問題提出197

二、系統建模197

三、問題探究198

小結198

習題199

第五章數字仿真技術的綜合套用202

第一節直流電動機雙閉環調速系統設計

中的若干問題202

一、雙閉環VM調速系統的目的202

二、關於積分調節器的飽和非線性問題203

三、關於ASR與ACR的工程設計問題203

四、雙閉環VM調速系統的動態分析205

第二節數字PID調節器的魯棒性設計

方法207

一、數字PID調節器的魯棒性設計207

二、“高精度齒輪量儀”位置伺服系統

控制器設計209

第三節“水箱系統”液位控制的仿真

研究211

一、系統建模211

二、數字仿真211

三、結果分析211

第四節一階倒立擺系統的雙閉環模糊

控制方案212

一、引言212

二、模糊理論中的幾個基本概念213

三、一階倒立擺系統的雙閉環模糊控制214

四、仿真實驗216

五、結論223

第五節基於單位功率因數的PWM整流

器控制系統設計223

一、引言223

二、滑模變結構控制224

三、系統建模與模型驗證225

四、基於滑模變結構控制的PWM整流

器控制系統設計226

五、仿真實驗230

六、結論234

第六節問題與探究——兩輪電動車自平

衡控制問題234

一、問題提出234

二、系統建模236

三、問題探究237

小結238

習題238

參考文獻241