MATLAB R2016a控制系統設計與仿真35個案例分析

《MATLAB R2016a控制系統設計與仿真35個案例分析》是2018年9月清華大學出版社出版的圖書，作者是李曉東。

基本介紹

• 書名：MATLAB R2016a控制系統設計與仿真35個案例分析
• 作者：李曉東
• ISBN：9787302494966
• 定價：89元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2018年9月

內容簡介

本書以MATLAB R2016a為平台編寫，以案例的形式講解控制系統的設計與仿真。目前，MATLAB已經成為控制理論與控制工程以及計算機仿真領域的有力工具，控制系統的建模、分析、設計及套用都離不開MATLAB的支持。

全書共35章，也是35個案例，主要介紹了MATLAB的使用及控制系統的基本理論、控制系統的數學模型、Simulink仿真環境、控制系統數學模型的MATLAB實現、控制系統分析、離散系統設計、狀態空間設計、時頻域分析、穩定性判定、校正、最優控制及魯棒控制等內容。

圖書目錄

第1章創建Simulink仿真系統的過程

1.1Simulink概述

1.1.1Simulink的特點

1.1.2啟動Simulink

1.2一個簡單的仿真系統

1.2.1添加模組

1.2.2設定模組屬性

1.2.3連線模組

1.2.4仿真器設定

1.2.5運行仿真

1.3建立狀態空間表達式

1.3.1由圖建立狀態空間表達式

1.3.2由函式建立狀態空間表達式

第2章飛行器控制系統綜合與分析的方法

2.1飛行器控制系統套用概述

2.2飛行器控制系統數學模型

2.3飛行器控制系統解析內容

2.4校正裝置最佳化設計

2.5頻域性能分析

第3章最優與魯棒控制系統設計

3.1最優控制問題的描述

3.2連續系統二次型最優控制及其MATLAB實現

3.3離散系統二次型最優控制及其MATLAB實現

第4章飛機偏航阻尼器設計的MATLAB實現

4.1飛機偏航阻尼器設計

4.2數學模型及MATLAB描述

4.3校正前系統性能分析

4.4校正設計

4.4.1根軌跡法設計

4.4.2下洗濾波器設計

4.5校正後系統性能分析

第5章控制系統根軌跡校正分析

5.1控制系統性能指標

5.2校正的基本概念

5.3根軌跡校正法

5.3.1根軌跡的串聯超前校正

5.3.2根軌跡的串聯滯後校正

5.3.3根軌跡的串聯超前滯後校正

第6章現代控制系統設計與仿真分析

6.1可控性分析

6.1.1連續系統的完全可控性

6.1.2離散系統的可控性

6.1.3連續系統的狀態完全可控標準型

6.1.4連續系統的輸出可控性

6.2可觀性分析

6.2.1線性離散系統的完全可觀性

6.2.2連續系統的完全可觀性

6.2.3連續系統的完全可觀標準型

6.3系統的極點配置

6.3.1極點配置的MATLAB函式

6.3.2極點配置示例分析

6.4系統狀態觀測器設計

第7章MATLAB離散控制系統的設計

7.1離散控制系統的基本概念

7.2離散信號的數字描述

7.2.1採樣過程及採樣定理

7.2.2保持器的數學描述

7.3Z變換

7.3.1離散信號的Z變換

7.3.2Z變換與其逆變換

第8章Nyquist穩定判據的實際套用

8.1頻域分析基本概念

8.2Bode圖

8.3Nyquist圖

8.4系統穩定性的判斷

8.4.1用Bode圖法判斷系統穩定性

8.4.2用Nyquist曲線法判斷系統穩定性

第9章PID控制器校正的MATLAB實現

9.1PID控制器校正

9.2PID控制器概述

9.3P控制

9.4PD控制

9.5I控制

9.6PI控制

9.7PID控制

第10章控制系統的典型輸入信號時域分析

10.1控制系統時域分析法

10.2控制系統時域分析使用的函式

10.2.1step函式

10.2.2initial函式

10.2.3impulse函式

10.2.4lsim函式

第11章MATLAB控制系統的綜合實例

11.1MATLAB在積分方程中的套用

11.2MATLAB在微分方程中的套用

11.3MATLAB/Simulink在機電系統中的套用

11.4MATLAB/Simulink在時域分析中的套用

11.5MATLAB/Simulink在根軌跡分析中的套用

第12章控制系統數學模型的MATLAB實現

12.1連續系統

12.2離散系統

12.3與數學模型相關的MATLAB函式

12.3.1傳遞模型的函式

12.3.2零極點模型函式

12.3.3狀態空間模型函式

第13章控制系統的暫態特性和穩態特性

13.1典型輸入信號實例

13.2時域分析的基本概念

13.2.1動態過程與動態性能

13.2.2穩態過程與穩態性能

13.2.3控制系統的穩定性

13.3線性系統時域回響求法

13.4二階系統

13.4.1二階系統的單位脈衝回響

13.4.2二階系統的單位階躍回響

第14章頻域分析的MATLAB函式實現

14.1頻域分析的概念

14.2頻域分析的MATLAB函式

14.2.1allmargin函式

14.2.2nyquist函式

14.2.3bode函式

14.2.4bodemag函式

14.2.5nichols函式

14.2.6ngrid函式

14.2.7margin函式

第15章MATLAB函式實現的狀態空間分析

15.1狀態空間的MATLAB實現

15.1.1ctrb函式

15.1.2ctrbf函式

15.1.3obsv函式

15.1.4obsvf函式

15.2系統狀態反饋與狀態觀測器

15.2.1極點配置

15.2.2狀態觀測器

第16章魯棒控制系統設計的MATLAB實現

16.1魯棒控制簡介

16.2魯棒控制系統的MATLAB實現

第17章藉助根軌跡曲線對控制系統進行校正

17.1其他幾種根軌跡形式

17.2根軌跡對系統暫態特性的分析

17.3控制系統的根軌跡校正法

17.3.1根軌跡法超前校正

17.3.2根軌跡法滯後校正

17.4根軌跡的設計工具

第18章控制系統頻域回響校正分析

18.1頻域回響校正法

18.2頻域法的串聯超前校正

18.3頻域法的串聯滯後校正

18.4頻域串聯滯後超前校正

18.5反饋校正

第19章PID控制器參數整定

19.1ZieglerNichols整定法

19.2一般數學模型擬合成帶延時的慣性環節

19.3CohenCoon整定法

19.4誤差積分指標最優校正

第20章模型預測控制的實際套用

20.1模型預測控制的套用

20.1.1直流伺服控制器設計

20.1.2直流伺服控制器的MATLAB實現

20.2控制系統的實際套用

20.2.1PID控制器套用示例

20.2.2非線性控制系統套用示例

第21章系統模型間轉換的MATLAB實現

21.1系統模型間轉換

21.1.1tf2ss函式

21.1.2ss2tf函式

21.1.3tf2zp函式

21.1.4zp2tf函式

21.1.5zp2ss函式

21.1.6ss2zp函式

21.2系統模型連線方式

第22章自動控制實際系統的分析設計

22.1傳遞函式模型分析

22.2傳遞函式模型的MATLAB實現

22.3狀態空間模型分析

22.4狀態空間模型的MATLAB實現

22.5零極點增益模型分析

22.6零極點增益模型的MATLAB實現

第23章MATLAB控制系統的頻率特性

23.1頻率特性的表示法

23.2典型環節的Nyquist圖

23.2.1比例環節

23.2.2慣性環節

23.2.3積分環節

23.2.4微分環節

23.2.5一階微分環節

23.2.6振盪環節

23.3典型環節的Bode圖

23.3.1比例環節

23.3.2積分環節

23.3.3微分環節

23.3.4慣性環節

23.3.5一階微分環節

23.3.6振盪環節

23.3.7二階微分環節

第24章離散控制系統的穩定性分析

24.1離散系統的時域數學模型

24.2離散系統的頻域數學模型

24.2.1c2d函式

24.2.2d2c函式

24.2.3d2d函式

24.2.4upsample函式

24.3離散控制系統分析

24.3.1離散控制系統的穩定性

24.3.2採樣周期與開環增益對穩定性的影響

第25章線性二次型高斯最優控制的MATLAB實現

25.1LQG最優控制概述

25.2LQG最優控制的MATLAB實現

25.2.1reg函式

25.2.2lqg函式

25.2.3lqgreg函式

第26章MATLAB函式直接繪製系統的根軌跡

26.1根軌跡的概述

26.2二階系統的根軌跡分析

26.3MATLAB中與根軌跡相關的函式

26.3.1pzmap函式

26.3.2rlocus函式

26.3.3rlocfind函式

26.3.4sgrid函式

26.3.5zgrid函式

26.3.6damp函式

第27章可控性與可觀性的MATLAB實現

27.1可控性與可觀性

27.2狀態可控性

27.3狀態可觀性

27.4可控性和可觀性的實現

27.4.1可控標準型

27.4.2可觀標準型

第28章系統穩態誤差分析的MATLAB實現

28.1系統誤差分析與計算

28.2MATLAB LTI Viewer穩定性判定實例

第29章頻域穩定性分析

29.1Nyquist穩定判據

29.2穩定裕度

29.2.1相對穩定性

29.2.2增益裕度

29.2.3相角裕度

第30章控制系統工程套用實例

30.1MATLAB在頻域回響中的套用

30.2MATLAB/Simulink在狀態空間中的套用

30.3MATLAB在PID控制器設計中的套用

第31章變換矩陣與狀態空間表達式

31.1非唯一性與特徵不變性

31.2標準型

31.2.1對角規範型

31.2.2約當規範型

第32章高階系統的時域分析

32.1高階系統

32.2時域分析的MATLAB實現

32.2.1step函式

32.2.2dcgain函式

32.2.3impulse函式

32.2.4initial函式

32.2.5lsim函式

32.3MATLAB圖形化時域分析

第33章控制系統穩定性判定的MATLAB實現

33.1方程特徵根判定穩定性

33.2LienardChipard判據判定系統穩定性

33.3根軌跡法判定穩定性

33.4傳遞函式極點法判定系統穩定性

33.5李亞普諾夫第二法判定系統穩定性

33.6頻率法判定系統穩定性

33.6.1Bode圖判定系統穩定性

33.6.2Nyquist曲線判定系統穩定性

第34章設計kalman濾波器最優狀態估計器

34.1kalman函式

34.2lqi函式

34.3estim函式

第35章閉環比值與解耦控制系統分析

35.1閉環比值控制系統

35.1.1單閉環比值控制系統

35.1.2雙閉環比值控制系統

35.2解耦控制系統

35.2.1前饋補償解耦控制

35.2.2反饋補償解耦控制

附錄AMATLAB R2016a安裝說明

參考文獻