MATLAB在自動控制中的套用

《MATLAB在自動控制中的套用》是2015年西安電子科技大學出版社出版的圖書，作者是吳曉燕。

基本介紹

• 書名：MATLAB在自動控制中的套用
• 作者：吳曉燕
• ISBN：978-7-5606-1695-7/TP.0418
• 定價：33.15元
• 出版社：西安電子科技大學出版社
• 出版時間：2015-02

內容簡介

本書以MATLAB在自動控制中的套用為主線，全面、系統地介紹了套用MATLAB 7.1進行控制系統建模、仿真、分析與設計的原理和方法。

本書主要內容包括 MATLAB入門及常用功能, 控制系統數學模型的建立及轉換, 控制系統分析與設計,基於Simulink 6.3的控制系統建模與仿真, 反饋控制系統分析與設計工具等。在這些內容的基礎上，本書還給出了許多精心設計的實例以及MATLAB的典型套用案例。

本書可作為高等院校自動化專業本科生的教材或參考書，還可作為研究生、教師和科技工作者的參考。

目錄

第1章 MATLAB簡介

1.1 概述

1.2 桌面啟動

1.3 通用操作界面簡介

1.4 運行方式

1.5 圖形視窗

1.6 幫助系統

1.7 工具箱

1.7.1 控制系統工具箱

1.7.2 Simulink

1.7.3 其他解決控制領域問題的工具箱

1.8 安裝和內容選擇

第2章 MATLAB基本使用方法及常用功能介紹

2.1 套用基礎

2.1.1 最簡單的計算器使用方法

2.1.2 矩陣

2.1.3 MATLAB的基本要素

2.2 基本操作

2.2.1 命令視窗

2.2.2 命令歷史視窗

2.2.3 當前目錄瀏覽器

2.2.4 工作空間瀏覽器

2.2.5 數組編輯器

2.2.6 數據檔案的存取

2.3 數值運算

2.3.1 向量及其運算

2.3.2 數組及其運算

2.3.3 基本數學函式運算

2.3.4 矩陣的函式運算

2.3.5 多項式及其運算

2.4 符號運算

2.4.1 符號對象的創建和使用

2.4.2 符號運算中的運算符號和基本函式

2.4.3 符號表達式的操作

2.4.4 符號積分變換

2.5 圖形表達功能

2.5.1 二維繪圖

2.5.2 圖形注釋

2.5.3 特殊坐標繪圖

2.5.4 三維繪圖

2.5.5 句柄圖形簡介

2.6 程式設計基礎

2.6.1 M檔案

2.6.2 M檔案編輯/調試器

2.6.3 程式設計基礎

第3章 數學模型的MATLAB描述

3.1 控制系統的數學模型

3.1.1 線性定常連續系統

3.1.2 線性定常離散系統

3.2 數學模型的建立

3.2.1 傳遞函式模型

3.2.2 狀態空間模型

3.2.3 零極點增益模型

3.2.4 頻率回響數據模型

3.3 數學模型參數的獲取

3.4 數學模型的轉換

3.4.1 連續時間模型轉換為離散時間模型

3.4.2 離散時間模型轉換為連續時間模型

3.4.3 離散時間系統重新採樣

3.4.4 傳遞函式模型轉換為狀態空間模型

3.4.5 傳遞函式模型轉換為零極點增益模型

3.4.6 狀態空間模型轉換為傳遞函式模型

3.4.7 狀態空間模型轉換為零極點增益模型

3.4.8 零極點增益模型轉換為傳遞函式模型

3.4.9 零極點增益模型轉換為狀態空間模型

3.5 數學模型的連線

3.5.1 優先原則

3.5.2 串聯連線

3.5.3 並聯連線

3.5.4 反饋連線

3.5.5 添加連線

3.5.6 複雜模型的連線

第4章 控制系統分析與設計

4.1 控制系統的時域分析

4.1.1 基本概念

4.1.2 時域分析方法

4.2 控制系統的頻域分析

4.2.1 基本概念

4.2.2 頻域分析方法

4.3 控制系統根軌跡法

4.3.1 基本概念

4.3.2 根軌跡分析方法

4.4 狀態空間模型的線性變換及簡化

4.4.1 基本概念

4.4.2 線性變換及簡化

4.5 狀態空間法分析

4.5.1 基本概念

4.5.2 可控性與可觀測性分析

4.5.3 穩定性分析

4.6 狀態空間法設計

4.6.1 基本概念

4.6.2 極點配置問題求解

4.7 線性二次型問題的最優控制

4.7.1 最優控制的基本概念

4.7.2 線性二次型最優控制問題及求解

4.7.3 最優觀測器問題及求解

4.7.4 LQR/LQG設計

第5章 基於Simulink的控制系統建模

5.1 Simulink基本操作及模組庫

5.1.1 運行Simulink

5.1.2 Simulink模組庫

5.1.3 Simulink模型視窗的組成

5.2 Simulink模組庫模組功能介紹

5.2.1 常用模組組

5.2.2 連續模組組

5.2.3 非連續模組組

5.2.4 離散模組組

5.2.5 數學運算模組組

5.2.6 信源模組組

5.2.7 信宿模組組

5.3 Simulink基本建模方法

5.3.1 Simulink模型概念

5.3.2 Simulink模型視窗的操作

5.3.3 模組操作

5.3.4 信號線的操作

5.3.5 模型的注釋

5.4 Simulink模型的仿真運行

5.4.1 仿真運行

5.4.2 仿真參數的配置

5.5 連續時間系統建模與仿真

5.5.1 線性連續時間系統

5.5.2 非線性連續時間系統

5.6 離散時間系統建模與仿真

5.6.1 離散時間系統建模概述

5.6.2 線性定常離散時間系統建模與仿真

5.6.3 非線性離散時間系統建模與仿真

5.7 非線性系統的線性化

5.7.1 非線性系統的工作點

5.7.2 非線性系統的線性化

5.7.3 套用線性化方法求系統的數學模型

5.8 子系統創建及封裝技術

5.8.1 Simulink子系統及創建

5.8.2 封裝子系統

5.8.3 創建模組庫

5.9 S函式及其套用

5.9.1 S函式的概念

5.9.2 Simulink的仿真機理

5.9.3 S函式的基本結構

5.9.4 S函式設計舉例

第6章 反饋控制系統分析與設計工具

6.1 LTI Viewer及使用

6.1.1 LTI Viewer顯示視窗

6.1.2 模型數據的導入

6.1.3 圖形視窗中顯示曲線的設定

6.1.4 多種回響形式的配置

6.1.5 多個模型曲線的顯示

6.1.6 模型顯示的選擇

6.2 SISO設計工具及使用

6.2.1 SISO設計工具視窗

6.2.2 系統數據的導入

6.2.3 回響曲線的設定

6.2.4 右擊選單的使用

6.2.5 Bode圖設計方法

6.2.6 根軌跡設計方法

6.2.7 校正裝置及模型參數的導出

6.2.8 將模型參數導出至Simulink仿真模型

6.3 Simulink 回響最最佳化軟體包

6.3.1 控制系統最佳化設計概述

6.3.2 SRO功能及模組庫

6.3.3 給定性能指標的最佳化設計

6.3.4 跟蹤參考信號的最佳化設計

6.3.5 模型參數不確定的最佳化設計

第7章 MATLAB套用案例

7.1 直流電動機速度控制

7.1.1 直流電動機的數學模型

7.1.2 數學模型的MATLAB描述

7.1.3 電樞電壓ua（t）作用下的單位階躍回響

7.1.4 前饋校正設計

7.1.5 反饋校正設計

7.1.6 LQR校正設計

7.2 計算機硬碟讀/寫磁頭位置控制器設計

7.2.1 硬碟讀/寫磁頭的數學模型及MATLAB描述

7.2.2 模型離散化及性能分析

7.2.3 附加超前校正裝置及性能分析

7.2.4 閉環控制系統設計與性能分析

7.3 飛機偏航阻尼器設計

7.3.1 數學模型及MATLAB描述

7.3.2 校正前系統性能分析

7.3.3 校正裝置設計

7.3.4 校正後系統性能分析

7.4 飛行器控制系統綜合與分析

7.4.1 飛行器控制系統數學模型

7.4.2 飛行器控制系統綜合與分析的內容

7.4.3 校正裝置參數最佳化設計

7.4.4 時域性能分析

7.4.5 頻域性能分析

附錄A MATLAB Notebook與MicrosoftWord的連線

A.1 Notebook的安裝與啟動

A.2 Notebook的使用與啟動

A.3 使用Notebook的注意事項

附錄B 縮略詞表

參考文獻