MATLAB控制系統仿真教程

《MATLAB控制系統仿真教程》是2016年華中科技大學出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：MATLAB控制系統仿真教程
• 出版時間：2016年10月1日
• 出版社：華中科技大學出版社
• ISBN：9787568016728

內容簡介

本書根據自動控制系統的特點和實踐需要，從MATLAB/Simulink基礎知識、控制系統數學模型、控制系統分析、控制系統工具箱、控制仿真實驗等幾個方面講述了運用MATLAB進行自動控制系統分析和設計的方法。

全書分為9章，包括：自動控制系統仿真概述、MATLAB語言基礎、Simulink仿真工具、自動控制系統數學模型、控制系統仿真分析、控制系統校正、控制系統工具箱、自動控制仿真實驗、自控系統仿真實驗室設計，其中自動控制仿真實驗為學生設定了17個課程實驗（每個實驗可以安排學生2學時上機完成）。

本書可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、測控技術、控制工程等相關專業學生的教學參考用書，也可作為相關領域的工程技術和研究人員的參考用書。

圖書目錄

第1章控制系統仿真概述

1.1系統模型與仿真的概念

1.1.1系統模型

1.1.2系統仿真

1.2控制系統仿真的類型及實現

1.2.1控制系統仿真分類

1.2.2控制系統仿真的實現

1.3系統仿真的套用與發展

1.3.1系統仿真的套用

1.3.2系統仿真的發展現狀

1.3.3系統仿真技術的發展趨勢

習題1

第2章MATLAB語言基礎

2.1MATLAB開發環境

2.1.1安裝與啟動

2.1.2組成與界面

2.1.3MATLAB的常用命令

2.1.4兩個簡單實例

2.2MATLAB數值計算

2.2.1數據類型

2.2.2矩陣運算

2.2.3數組運算

2.2.4常用的基本數學函式

2.2.5符號運算

2.3MATLAB繪圖

2.3.1圖形視窗與坐標系

2.3.2二維繪圖

2.3.3三維繪圖

2.3.4圖形輸出

2.4MATLAB程式設計

2.4.1M檔案

2.4.2程式控制結構

習題2

第3章Simulink仿真

3.1Simulink套用環境

3.1.1Simulink簡介

3.1.2Simulink工具箱的運行

3.1.3常用模組介紹

3.2Simulink功能模組操作

3.2.1模組基本操作

3.2.2模組的連線

3.2.3模組參數設定

3.3模型仿真設定

3.3.1概述

3.3.2設定解法器(Solver)選項卡參數

3.3.3設定數據輸入/輸出(Data Import/Export)選項卡參數

3.3.4仿真結果圖形輸出處理

3.4Simulink仿真簡明實例

3.4.1新模型創建

3.4.2模型模組的添加

3.4.3模型模組的移動

3.4.4模組參數設定

3.4.5模型模組的連線

3.4.6保存模型

3.4.7模型仿真

3.5子系統建模技術

3.5.1子系統的建模方法

3.5.2子系統的建模操作步驟

3.5.3子系統的建模實例

3.5.4Simulink子系統的封裝技術

習題3

第4章控制系統數學模型

4.1控制系統微分方程

4.1.1微分方程

4.1.2微分方程建立實例

4.2控制系統傳遞函式

4.2.1傳遞函式的基本概念

4.2.2傳遞函式的MATLAB描述形式

4.2.3典型環節數學模型

4.3狀態空間描述

4.3.1狀態空間函式模型簡述

4.3.2狀態空間函式的MATLAB相關函式

4.3.3建立狀態空間函式模型實例

4.4模型的轉換

4.4.1模型轉換關係

4.4.2模型轉換函式

4.4.3模型轉換實例

4.5模型的連線

4.5.1串聯方式

4.5.2並聯方式

4.5.3反饋連線

4.5.4模型連線綜合實例

習題4

第5章控制系統仿真分析

5.1自動控制系統概述

5.1.1自動控制系統的組成

5.1.2自動控制系統的控制方式

5.1.3控制系統的基本要求

5.2時域分析

5.2.1時域分析的一般方法

5.2.2穩定性分析

5.2.3常用時域分析函式

5.2.4套用實例

5.3根軌跡分析

5.3.1根軌跡分析的一般方法

5.3.2常用分析函式

5.3.3套用實例

5.4頻域分析法

5.4.1頻域分析的一般方法

5.4.2基於頻域分析法的系統性能分析

5.4.3常用分析函式

5.4.4頻域分析的實例

習題5

第6章控制系統校正

6.1控制系統設計指標

6.1.1控制系統的性能指標

6.1.2控制系統的時域性能指標

6.1.3控制系統的頻域性能指標

6.2控制系統校正方法

6.2.1串聯校正

6.2.2反饋校正

6.3基於根軌跡的校正

6.3.1根軌跡法串聯超前校正

6.3.2根軌跡法串聯滯後校正

6.3.3根軌跡法串聯滯後超前校正

6.4基於頻域分析法的系統校正

6.4.1基於頻域分析法的串聯超前校正

6.4.2基於頻域分析法的串聯滯後校正

6.4.3基於頻域分析法的串聯滯後超前校正

習題6

第7章控制系統工具箱

7.1線性時不變系統瀏覽器(LTI Viewer)

7.1.1LTI瀏覽器的啟動

7.1.2不同回響曲線繪製

7.1.3回響曲線繪製布局改變

7.1.4系統時域與頻域性能分析

7.1.5圖形界面的參數設定

7.1.6系統分析實例

7.2單輸入單輸出系統設計工具(SISO Design Tool)

7.2.1SISO設計器的啟動

7.2.2系統模型輸入

7.2.3系統模型設計與驗證

7.2.4設計實例

習題7

第8章自動控制仿真實驗

8.1實驗1MATLAB基本操作

8.2實驗2符號運算與矩陣運算

8.3實驗3MATLAB程式設計基礎

8.4實驗4Simulink仿真的環境與使用

8.5實驗5MATLAB模型建立與傳遞函式輸入

8.6實驗6MATLAB模型轉換與連線

8.7實驗7時域回響基本分析

8.8實驗8時域回響性能指標分析及LTI Viewer使用

8.9實驗9線性系統時域穩定性分析

8.10實驗10線性系統時域回響穩態誤差分析

8.11實驗11根軌跡基本分析

8.12實驗12根軌跡分析系統性能

8.13實驗13頻率回響基本分析

8.14實驗14線性系統頻率回響性能分析

8.15實驗15基於Sisotool工具的系統校正

8.16實驗16綜合實驗

8.17實驗17自動控制原理仿真實驗室

第9章自控系統仿真實驗室設計

9.1圖形用戶界面(GUI)簡介

9.2仿真實驗設計介紹

9.2.1自動控制原理實驗方法

9.2.2仿真實驗總體結構設計

9.2.3仿真實驗的實現

9.3仿真實驗界面的建立

9.3.1引入通道的建立

9.3.2操作通道的建立

9.3.3實驗界面製作的總結

9.4實驗的實現

9.4.1二階系統模型建立

9.4.2二階系統階躍回響曲線

9.4.3課本實驗的演示

9.5實驗平台設計總結

習題9

參考文獻