自動控制理論虛擬仿真與實驗設計

內容簡介

本書共包含4章內容。第1章為自動控制理論實驗基礎，介紹了自動控制及系統的組成、穩定性的概念及傳遞函式的建立方法。第2章利用MATLAB提供的強大數據處理、繪圖函式和命令設計了12個小實驗。第3章使用Simulink仿真工具設計了7個小實驗。第4章結合電機及倒立擺硬體對象設計了11個實驗內容。在此基礎上，讀者可根據虛擬仿真實驗算法在硬體平台上擴展。這些實驗從時域、頻域、根軌跡、非線性及狀態空間幾個方面，完成對系統性能指標驗證及控制系統設計。書中還使用APP編寫了實驗界面，通過人-機互動完成PID控制參數設計。每個實驗通過說明、案例列出了詳細操作步驟，引導讀者自行完成實驗內容。本書中的實驗包括實驗目的、實驗內容、操作步驟及實驗要求，*後附有思考題。本書*後使用附錄的形式增加了繪圖及函式的使用方法，幫助讀者在完成從仿真分析到實物驗證、再到設計控制參數時，通過輸出圖形進行對比分析，能直觀地判別性能指標。書中的實驗案例列舉了大量圖形，使抽象的理論變得生動形象，不僅能幫助讀者理解自動控制理論知識，還能使其在實驗中增加興趣。

本書可作為高等院校工科自動化、電氣工程自動化、機械工程及自動化、儀表及測試等專業的教科書，亦可作為自動控制類的各專業工程技術人員自學參考的實驗教材。

圖書目錄

第1章自動控制理論實驗基礎

1.1 自動控制及控制系統

1.1.1 常見的自動控制系統

1.1.2 開環與閉環控制

1.1.3 程式自動控制

1.2 控制系統的穩定性

1.2.1 穩定性的描述

1.2.2 穩定性的圖形表示

1.3 傳遞函式模型

1.3.1 傳遞函式的定義

1.3.2 傳遞函式的性質

1.3.3 傳遞函式的主要套用

1.4 系統的開環和閉環傳遞函式

1.4.1 開環傳遞函式

1.4.2 閉環傳遞函式

1.5 傳遞函式的常用形式及建立方法

1.5.1 多項式傳遞函式形式

1.5.2 零極點傳遞函式形式

1.5.3 狀態空間形式

1.5.4 標準傳遞函式形式

1.5.5 延遲環節傳遞函式形式

1.5.6 建立傳遞函式的方法

1.6 傳遞函式的形式轉換

1.6.1 多項式到零極點傳遞函式

1.6.2 零極點到多項式傳遞函式

1.6.3 多項式傳遞函式到狀態空間

1.6.4 狀態空間到多項式傳遞函式

1.6.5 零極點到狀態空間

1.6.6 狀態空間到零極點傳遞函式

1.6.7 由傳遞函式獲取係數

第2章基於MATLAB虛擬仿真實驗

實驗一框圖化簡

一、實驗目的

二、實驗案例及說明

三、實驗內容與要求

四、思考題

實驗二控制系統的瞬態回響分析

一、實驗目的

自動控制理論虛擬仿真與實驗設計

基本介紹

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