21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材 控制系统仿真

作者：郑恩让

出版日期：2006

页数：270

分类： 工业技术 >自动控制、自动控制系统

21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材 十一五规划教材:本书以MATLAB语言及其Simulink仿真模组为主要工具，对控制系统建模、仿真、分析与设计进行了较全面的介绍。

1.1 控制系统仿真中的名词术语

1.1.1 系统

第1章 绪论

1.1.2 控制系统

1.1.3 控制系统模型

1.1.4 控制系统建模

1.1.5 控制系统仿真

1.2 控制系统仿真的基本概念

1.2.1 仿真的定义

1.2.2 控制系统仿真的分类

1.2.3 控制系统仿真的过程

1.3.1 仿真技术的发展概括

1.3 仿真技术的发展概括及套用

1.3.2 仿真技术的套用

1.3.3 仿真技术的发展趋势

习题

第2章 MATLAB语言基础

2.1 基础知识

2.1.1 简单的矩阵输入

2.1.2 矩阵的元素

2.1.3 变数和语句

2.1.4 Who命令和永久变数

2.1.6 複数和矩阵

2.1.5 数字和算术表达式

2.1.7 输出格式

2.1.8 HELP功能

2.1.9 退出MATLAB以及工作空间的存储

2.2 矩阵运算

2.2.1 矩阵转置

2.2.2 矩阵的加法和减法

2.2.3 矩阵的乘法

2.2.4 矩阵的除法

2.2.5 矩阵的乘方

2.2.6 矩阵的超越函式

2.3.1 数组的加法和减法运算

2.3 数组运算

2.3.2 数组的乘法和除法

2.3.3 数组的乘方运算

2.3.4 关係运算

2.3.5 逻辑运算

2.3.6 基本初等函式

2.4 向量和下标

2.4.1 向量的产生

2.4.2 下标

2.4.3 0-1向量的下标

2.4.4 空矩阵

2.5 其他基本函式

2.5.1 多变数函式

2.5.2 矩阵建立函式

2.5.3 大矩阵的建立

2.5.4 磁碟档案

2.5.5 外部程式的运行

2.6 数据分析

2.6.1 列向分析

2.6.2 默认值

2.6.3 除非法项

2.6.4 回归及曲线拟合

2.7 矩阵函式

2.7.1 三角分解法

2.7.2 正交分解法

2.7.3 奇异值分解法

2.7.4 特徵值分析法

2.7.5 矩阵的秩

2.7.6 多项式

2.8 绘图函式

2.8.1 X-Y坐标图

2.8.2 基本格式

2.8.3 多条曲线

2.8.4 线和标号的类型

2.8.5 虚数和複数

2.8.6 对数坐标、极坐标和直方图

2.8.7 三维图和格线曲面图

2.8.8 萤幕控制

2.8.9 坐标比例的选择

2.8.10 图形输出

2.9 控制流程

2.9.1 for循环

2.9.2 while循环

2.9.3 if语句

2.10.1 文本档案

2.10 M档案

2.10.2 函式档案

2.10.3 echo、input、pause和keyboard命令

2.10.4 字元串和宏命令

2.10.5 外部程式

2.11 输入和输出数据

习题

第3章 控制系统数学模型及其转换

3.1 系统类型

3.1.1 连续和离散系统

3.1.3 确定和随机系统

3.2 控制系统常用数学模型

3.1.2 线性和非线性系统

3.2.1 连续系统

3.2.2 离散系统

3.2.3 MATLAB模型表示

3.3 利用MATLAB实现数学模型之间的转换

3.3.1 化传递函式为状态方程

3.3.2 化传递函式为零极点增益形式

3.3.3 化系统零极点增益形式为状态空间形式

3.3.4 化连续状态方程为离散状态方程

3.3.5 化状态空间模型为系统传递函式

3.4 系统模型的连线

3.4.1 并联连线

3.4.2 串联连线

3.4.3 反馈连线

3.4.4 混合连线

3.5 模型实现

3.5.1 能控标準型

3.5.2 对角标準型

3.5.3 利用MATLAB状态空间模型的实现

习题

4.1 连续系统数值积分方法

4.1.1 欧拉法

第4章 控制系统数字仿真

4.1.2 梯形法

4.1.3 龙格-库塔法

4.1.4 微分方程数值积分的矩阵分析方法

4.1.5 数值积分方法的计算稳定性

4.1.6 数值方法的计算精度、速度、稳定性与步距的关係

4.2 控制系统的结构及其描述

4.2.1 控制系统的典型结构形式

4.2.2 控制系统的典型环节描述

4.2.3 控制系统的连线矩阵

4.3.1 典型闭环系统的数字仿真

4.3 面向结构图的数字仿真

4.3.2 複杂连线的闭环系统数字仿真

4.4 连续系统的离散相似法

4.5 非线性系统的数字仿真

4.6 计算机控制系统的数字仿真

4.6.1 採样控制系统的数学描述

4.6.2 採样控制系统的仿真方法

4.6.3 採样控制系统仿真程式实现

习题

第5章 控制系统计算机辅助分析

5.1 控制系统的稳定性分析

5.1.1 特徵方程根的求取

5.1.2 利用传递函式的极点判断系统的稳定性

5.1.3 利用李雅普诺夫第二法判别系统的稳定性

5.2 控制系统的时域分析

5.2.1 时域分析的一般方法

5.2.2 常用时域分析函式

5.2.3 时域分析套用实例

5.3 控制系统的频域分析

5.3.1 频域分析的一般方法

5.3.2 频域分析套用实例

5.4 根轨迹分析方法

5.4.1 幅值条件和相角条件

5.4.2 绘製根轨迹的基本规则

5.4.3 根轨迹分析套用实例

习题

第6章 控制系统计算机辅助设计

6.1 概述

6.2 超前/滞后校正器的Bode图设计

6.2.1 超前校正器的Bode图设计

6.2.2 滞后校正器的Bode图设计

6.2.3 滞后-超前校正器的Bode图设计

6.3 PID控制器设计

6.3.1 PID控制器的传递函式

6.3.2 PID参数对控制性能的影响

6.3.3 PID控制器的设计

6.4.1 线性二次型指标与代数黎卡提方程

6.4 线性二次型指标最优控制系统设计

6.4.3 最优控制系统设计实例

6.4.2 设计线性二次型指标最优控制的MATLAB函式

习题

第7章 Sinulink仿真工具

7.1 Simulink建模

7.1.1 Simulink模型视窗的建立

7.1.2 Simulink模组库简介

7.1.3 Simulink模组的操作

7.1.4 模组的连线

7.1.5 模组的参数修改

7.1.7 Simulink演示程式

7.1.6 Simulink模组的在线上帮助系统

7.1.8 Simulink模型的输出与列印

7.1.9 Simulink模型举例

7.2 Simulink的仿真方法

7.2.1 仿真过程的设定

7.2.2 系统仿真

7.2.3 模糊控制系统的仿真

7.3 S-函式

7.3.1 S-函式的工作方式

7.3.2 用MATLAB语言编写S-函式

参考文献