內容簡介
本書為普通高等教育""十一五”國家級規劃教材。全書全面論述控制系統計算機仿真的基本概念和原理,系統介紹了當前國際控制界最為流行的面向工程與科學計算的高級語言MATLAB及其動態仿真集成環境Simulink,並以最新版MATLAB/Simulink為平台,詳細闡述控制系統的數學模型及其轉換、連續系統和離散系統的仿真方法、控制系統的計算機輔助分析與設計;最後特別介紹基於圖形界面的MATLAB工具箱的線性和非線性控制系統設計方法。本書取材先進實用,講解深入淺出,各章均有大量的例題,並提供了相應的仿真程式,便於讀者掌握和鞏固所學知識。
圖書目錄
第0章緒論
01仿真技術簡介
02計算機仿真技術的發展概況
03計算機仿真技術的套用
04控制系統計算機輔助設計的主要
內容及其套用
05基於MATLAB的控制系統仿真的
現狀
習題
第1章仿真軟體——MATLAB
11MATLAB的功能特點
12MATLAB的基本操作
121語言結構
122磁碟檔案
123庫函式和數值顯示格式
124基本輸入輸出函式
125外部程式調用
13MATLAB的控制語句
131循環語句
132程式流控制語句
133條件轉移語句
14MATLAB的繪圖功能
141二維圖形
142三維圖形
143圖像處理
15MATLAB的數值運算
151矩陣運算
152向量運算
153關係和邏輯運算
154多項式運算
155數據處理
156數據分析
157函式極值
158代數方程求解
159微分方程求解
1510函式積分
16MATLAB的符號運算
161符號表達式的生成
162符號表達式的基本運算
163符號表達式的微積分
164符號表達式的變換
165符號表達式的求解
17MATLAB的檔案I/O
171處理二進制檔案
172處理文本檔案
18MATLAB的圖形界面
181啟動GUI Builder
182對象設計編輯器
19MATLAB編譯器
191創建MEX檔案
192創建EXE檔案
本章小結
習題
第2章控制系統的數學模型及其轉換
21線性系統數學模型的基本描述
方法
22系統數學模型間的相互轉換
23系統模型的連線
24典型系統的生成
25系統的離散化和連續化
26系統的特性值
本章小結
習題
第3章連續系統的數字仿真
31數值積分法
32面向系統傳遞函式的仿真
33面向系統結構圖的仿真
34連續系統的快速仿真
本章小結
習題
第4章連續系統按環節離散化的數字
仿真
41連續系統的離散化
42典型環節的離散係數及其差分
方程
43非線性系統的數字仿真方法
44連續系統按環節離散化的數字
仿真程式
本章小結
習題
第5章採樣控制系統的數字仿真
51採樣控制系統
52模擬調節器的數位化仿真方法
53採樣控制系統的數字仿真程式
54關於純滯後環節的數字仿真
本章小結
習題
第6章動態仿真集成環境——Simulink
61Simulink簡介
611Simulink的啟動
612Simulink庫瀏覽視窗的功能選單
613仿真模組集
62模型的構造
621模型編輯視窗
622對象的選定
623模組的操作
624模組間的連線
625模型的保存
626模組名字的處理
627模組內部參數的修改
628模組的標量擴展
63連續系統的數字仿真
631利用Simulink選單命令進行仿真
632利用MATLAB的指令操作方式
進行仿真
633模組參數的動態交換
634Simulink調試器
64離散系統的數字仿真
65仿真系統的線性化模型
66創建子系統
67封裝編輯器
671參數(Parameters)頁面
672圖示(Icon)頁面
673初始化(Initialization)頁面
674描述(Documentation)頁面
675功能按鈕
68條件子系統
本章小結
習題
第7章控制系統的計算機輔助分析
71控制系統的時域分析
711控制系統的穩定性
712控制系統的時域回響
713控制系統的穩態誤差
72根軌跡分析
721根軌跡的繪製
722根軌跡的分析
73控制系統的頻域分析
731連續控制系統的頻域分析
732離散控制系統的頻域分析
733時間延遲系統的頻域分析
734基於頻率特性的系統辨識
74系統的能控性和能觀測性分析
741系統的能控性和能觀測性
742將系統按能控性和不能控性進行
分解
743將系統按能觀測性和不能觀測性
進行分解
75系統模型的降階
751平衡實現
752模型降階
本章小結
習題
第8章控制系統的計算機輔助設計
81頻率法的串聯校正
811基於頻率回響法的串聯超前校正
812基於頻率回響法的串聯滯後校正
813基於頻率回響法的串聯滯後-超前
校正
82根軌跡法的串聯校正
821基於根軌跡法的串聯超前校正
822基於根軌跡法的串聯滯後校正
823基於根軌跡法的串聯滯後-超前
校正
83狀態反饋和狀態觀測器的設計
831狀態反饋
832狀態觀測器
833帶狀態觀測器的狀態反饋系統
834離散系統的極點配置和狀態
觀測器
835系統解耦
836系統估計器
837系統控制器
84最優控制系統設計
841狀態反饋的線性二次型最優控制
842輸出反饋的線性二次型最優控制
本章小結
習題
第9章基於MATLAB工具箱的控制
系統分析與設計
91控制系統工具箱簡介
92線性時不變系統的對象模型
921LTI對象
922模型建立及模型轉換函式
923LTI對象屬性的存取和設定
93線性時不變系統瀏覽器——LTI
Viewer
94單輸入單輸出系統設計工具——SISO
Design Tool
941MATLAB 6x的SISO Design Tool
942MATLAB 7x/8x的SISO Design
Tool
95非線性控制系統設計
951NCD Blockset模組及其套用
952Signal Constraint模組及其套用
953Check Step Response Characteristics
模組及其套用
954其他非線性控制系統的設計
問題
本章小結
習題
第10章Simulink的擴展工具——
S函式
101S函式簡介
102S函式的建立