控制系統(tǒng)MATLAB 計算及仿真

第1章  控制系統(tǒng)及仿真概述                  
 1. 1  自動控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用                  
 1. 1. 1  電力拖動自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用                  
 1. 1. 2　工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用                  
 1. 2　控制系統(tǒng)計算機仿真的基本概念                  
 1. 2. 1　系統(tǒng)計算機仿真                  
 1. 2. 2　控制系統(tǒng)計算機仿真的過程                  
 1. 3　控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真                  
 1. 3. 1　先進(jìn)的軟件MATLAB                  
 1. 3. 2　控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真的優(yōu)秀性能                  
 第2章　MATLAB程序設(shè)計語言                  
 2. 1　MATLAB安裝與啟動                  
 2. 1. 1　MATLAB5. 3的安裝                  
 2. 1. 2　MATLAB5. 3的啟動                  
 2. 1. 3　Notebook的啟動                  
 2. 2　MATLAB環(huán)境                  
 2. 2. 1　MATLAB的命令窗口                  
 2. 2. 2  MATLAB的工作空間                  
 2. 2. 3　MATLAB的變量瀏覽器                  
 2. 2. 4　MATLAB的程序編輯器                  
 2. 2. 5　MATLAB的路徑瀏覽器                  
 2. 2. 6　MATLAB的Work子目錄                  
 2. 2. 7  MATLAB運行外部程序                  
 2. 3　MATLAB數(shù)值運算基礎(chǔ)                  
 2. 3. 1　常量與變量                  
 2. 3. 2　MATLAB運算符                  
 2. 3. 3　矩陣. 數(shù)組及其算術(shù)運算                  
 2. 3. 4　數(shù)組的關(guān)系運算與邏輯運算及其數(shù)組函數(shù)                  
 2. 3. 5　矩陣函數(shù)                  
 2. 3. 6　多項式及其運算                  
 2. 3. 7　字符串                  
 2. 4　M文件與MATLAB函數(shù)                  
 2. 4. 1  腳本（Script）文件                  
 2. 4. 2　函數(shù)（Function）文件                  
 2. 4. 3　MATLAB函數(shù)分類                  
 2. 4. 4　MATLAB函數(shù)應(yīng)用舉例                  
 2. 5　MATLAB程序設(shè)計基礎(chǔ)                  
 2. 5. 1　MATLAB程序設(shè)計基本規(guī)則                  
 2. 5. 2　表達(dá)式. 表達(dá)式語句與賦值語句                  
 2. 5. 3　MATLAB程序流程控制                  
 2. 5. 4　MATLAB程序流程控制指令                  
 2. 5. 5　MATLAB程序的交互式指令                  
 2. 5. 6　MATLAB程序的調(diào)試指令                  
 2. 5. 7　MATLAB程序的常用警示指令                  
 2. 6　MATLAB文字處理工具Notebook                  
 2. 6. 1  Notebook筒介                  
 2. 6. 2  創(chuàng)建與打開M－book文檔                  
 2. 6. 3  Notebook菜單命令簡介                  
 2. 6. 4  Notebook的使用                  
 第3章  MATLAB仿真集成環(huán)境工具SIMULINK                  
 3. 1  SIMULINK仿真工具簡介                  
 3. 1. 1  SIMULINK仿真工具概述                  
 3. 1. 2  SIMULINK for Windows仿真工具的安裝                  
 3. 1. 3  SIMULINK仿真工具子目錄及文件                  
 3. 2  SIMULINK 3. 0的界面與菜單                  
 3. 2. 1  SIMULINK 3. 0的界面形象                  
 3. 2. 2  SIMULINK功能模塊的分類及其用途                  
 3. 2. 3  SIMULINK模型窗口                  
 3. 3　用SIMULINK建立系統(tǒng)模型                  
 3. 3. 1　模型窗口                  
 3. 3. 2　模塊的查找與選擇                  
 3. 3. 3　模塊的拷貝. 移動與刪除                  
 3. 3. 4　模塊的連接                  
 3. 3. 5　模塊標(biāo)題名稱的修改                  
 3. 3. 6　模塊內(nèi)部參數(shù)的修改                  
 3. 3. 7　創(chuàng)建模型的復(fù)原操作                  
 3. 3. 8　系統(tǒng)模型標(biāo)題名稱的標(biāo)注                  
 3. 3. 9　模型文件的保存與打開                  
 3. 3. 10　模型框圖的打印                  
 3. 3. 11  SIMULINK建模注意事項                  
 3. 4  SIMULINK仿真算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)                  
 3. 4. 1　微分方程初值問題的數(shù)值解法                  
 3. 4. 2　歐拉法                  
 3. 4. 3　數(shù)值積分運算的幾個概念                  
 3. 4. 4　阿達(dá)姆斯法（梯形法）和預(yù)估－校正法                  
 3. 4. 5　龍格－庫塔法                  
 3. 4. 6　算法精度與穩(wěn)定性比較                  
 3. 5　SIMULINK仿真的數(shù)值分析                  
 3. 5. 1　求微分方程數(shù)值解的幾種算法                  
 3. 5. 2　菜單操作方式下仿真算法選擇和參數(shù)設(shè)置                  
 3. 5. 3　在MATLAB命令窗口中的指令工作方式                  
 3. 6　觀察SIMULINK的仿真結(jié)果                  
 3. 6. 1  使用示波器模塊觀察仿真輸出                  
 3. 6. 2　使用To Workspace模塊將仿真輸出信息返回到MATLAB命令窗口                  
 3. 6. 3　使用Out1模塊將仿真輸出信息返回到MATLAB命令窗口                  
 3. 7　SIMULINK的分析工具                  
 3. 7. 1　模型線性化概述                  
 3. 7. 2　連續(xù)系統(tǒng)的線性化模型                  
 3. 7. 3　離散系統(tǒng)的線性化模型                  
 3. 7. 4　SIMULINK平衡點的求取                  
 3. 7. 5  SIMULINK里由狀態(tài)方程轉(zhuǎn)換成LTI（線性時不變系統(tǒng)）對象                  
 3. 7. 6　在SIMULINK里繪制波德（Bode）圖與時間響應(yīng)圖                  
 3. 8  SIMULINK 3. 0的自定義模塊庫與自定義子系統(tǒng)                  
 3. 8. 1　自定義模塊庫與自定義子系統(tǒng)概述                  
 3. 8. 2　SIMULINK窗口下哨定義模塊庫                  
 3. 8. 3　SIMULINK窗口下自定義子系統(tǒng)                  
 3. 9  SIMULINK的Mask功能                  
 3. 9. 1　Mask（封裝）概述                  
 3. 9. 2　Mask編輯器                  
 3. 9. 3  Mask的Icon標(biāo)簽頁                  
 3. 9. 4  Mask的Initialization標(biāo)簽頁                  
 3. 9. 5　Mask的Documentation標(biāo)簽頁                  
 3. 9. 6  Mask舉例                  
 3. 9. 7　Mask的Unmask功能                  
 第4章　控制系統(tǒng)MATLAB仿真基礎(chǔ)                  
 4. 1　控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型                  
 4. 1. 1　LTI對象                  
 4. 1. 2　控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的種類與轉(zhuǎn)換                  
 4. 1. 3　環(huán)節(jié)方框圖模型的化簡                  
 4. 1. 4　SIMULINK動態(tài)結(jié)構(gòu)圖舉例                  
 4. 2　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 2. 1　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的有關(guān)概念                  
 4. 2. 2　控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念與分析方法簡述                  
 4. 2. 3　穩(wěn)定性分析MATLAB實現(xiàn)的方法與舉例                  
 4. 3　控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 3. 1　控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析的有關(guān)概念                  
 4. 3. 2　控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計算                  
 4. 3. 3　控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計算舉例                  
 4. 4　控制系統(tǒng)時域分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 4. 1　自動控制的一些基本概念                  
 4. 4. 2　控制系統(tǒng)時域響應(yīng)仿真的主要問題                  
 4. 4. 3　時域分析MATLAB實現(xiàn)的方法                  
 4. 4. 4  MATLAB函數(shù)指令方式下的時域響應(yīng)仿真                  
 4. 4. 5　利用SIMULINK動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的時域響應(yīng)仿真                  
 4. 5　控制系統(tǒng)頻域分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 5. 1　頻率特性的有關(guān)概念                  
 4. 5. 2　系統(tǒng)頻域分析的內(nèi)容與MATLAB仿真的主要問題                  
 4. 5. 3　頻域分析MATLAB實現(xiàn)的方法                  
 4. 6　根軌跡分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 6. 1  有關(guān)根軌跡的幾個基本概念                  
 4. 6. 2　自動控制系統(tǒng)根軌跡分析MATLAB實現(xiàn)的主要問題                  
 4. 6. 3　MATLAB函數(shù)指令方式下根軌跡分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 4. 6. 4　MATLAB基于根軌跡的設(shè)計工具                  
 第5章  自動控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 1　簡單閉環(huán)控制的. MATLAB計算及仿真                  
 5. 1. 1  自動控制系統(tǒng)的幾個基本概念                  
 5. 1. 2　簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型                  
 5. 1. 3　簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真實例                  
 5. 1. 4　線性時不變系統(tǒng)（LTI）觀測器                  
 5. 2　多閉環(huán)控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 2. 1　多閉環(huán)控制系統(tǒng)概述                  
 5. 2. 2　多閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型                  
 5, 2. 3　雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB計算與仿真實例                  
 5. 2. 4　三環(huán)控制系統(tǒng)的MATLAB計算與仿真                  
 5. 3　位置隨動系統(tǒng)的MATLAN計算及仿真                  
 5, 3. 1　位置隨動系統(tǒng)的概念                  
 5. 3. 2　位置隨動系統(tǒng)的控制特點                  
 5. 3. 3　位置隨動系統(tǒng)的分析方法與品質(zhì)指標(biāo)                  
 5. 3. 4　位置隨動系統(tǒng)MATLAB計算及仿真實例                  
 5. 4　過程控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 4. 1　生產(chǎn)過程控制的特點                  
 5. 4. 2　過程控制被控對象的動態(tài)特性                  
 5. 4. 3　過程控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)                  
 5. 4. 4　過程控制中延遲體性的處理                  
 5. 4. 5　簡單回路控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 4. 6　串級控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 4. 7　前饋控制系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 5. 4. 8　大延遲系統(tǒng)的MATLAB計算及仿真                  
 第6章　自動控制系統(tǒng)設(shè)計                  
 6. 1　控制系統(tǒng)設(shè)計概述                  
 6. 1. 1　經(jīng)典控制系統(tǒng)的設(shè)計                  
 6. 1. 2　控制系統(tǒng)設(shè)計的幾個概念                  
 6. 1. 3　控制系統(tǒng)的無源校正與有源校正                  
 6. 1. 4　控制系統(tǒng)串聯(lián)校正的基本思路                  
 6. 2　控制系統(tǒng)彼德圖設(shè)計法                  
 6. 2. 1　波德圖超前校正設(shè)計                  
 6. 2. 2　波德圖滯后校正設(shè)計                  
 6. 2. 3　波德圖滯后－超前校正設(shè)計                  
 6. 3　控制系統(tǒng)的根軌跡設(shè)計法                  
 6. 3. 1　根軌跡超前校正設(shè)計                  
 6. 3. 2　根軌跡滯后校正設(shè)計                  
 6. 4  控制系統(tǒng)PID校正器設(shè)計法                  
 6. 4. 1　PID調(diào)節(jié)簡述                  
 6. 4. 2　PID調(diào)節(jié)規(guī)律                  
 6. 4. 3　PID調(diào)節(jié)作用分析                  
 6. 4. 4　PID校正器設(shè)計方法                  
 第7章　狀態(tài)空間分析的MATLAB實現(xiàn)                  
 7. 1　控制系統(tǒng)狀態(tài)空間分析的幾個基本概念                  
 7. 2　系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式及其狀態(tài)方程的解                  
 7. 2. 1　狀態(tài)空間表達(dá)式的建立                  
 7. 2. 2　系統(tǒng)狀態(tài)方程的解                  
 7. 2. 3　連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化                  
 7. 3　系統(tǒng)狀態(tài)方程的線性變換                  
 7. 3. 1　傳遞矩陣                  
 7. 3. 2　狀態(tài)方程的線性變換                  
 7. 3. 3　范德蒙特矩陣與約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)形                  
 7. 4　線性系統(tǒng)的可控性與可觀性                  
 7. 4. 1　線性系統(tǒng)的可控性                  
 7. 4. 2　線性系統(tǒng)的可觀測性                  
 7. 4. 3　線性定常系統(tǒng)的實現(xiàn)問題                  
 7. 5　系統(tǒng)狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器                  
 7. 5. 1　系統(tǒng)的輸出反饋與狀態(tài)反饋                  
 7. 5. 2　系統(tǒng)的極點配置                  
 7. 5. 3　系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器                  
 7. 5. 4　系統(tǒng)的狀態(tài)降階觀測器                  
 7. 6　系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的MATLAB計算及仿真                  
 7. 6. 1　系統(tǒng)穩(wěn)定性概述                  
 7. 6. 2　李亞普諾夫意義下的穩(wěn)定性理論                  
 7. 6. 3　線性定常系統(tǒng)的李亞普諾夫穩(wěn)定性分析                  
 7. 6. 4　李亞魯諾夫方程的求解                  
 第8章　線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 1　最優(yōu)控制的基本概念                  
 8. 1. 1　最優(yōu)控制問題                  
 8. 1. 2　最優(yōu)控制的性能指標(biāo)                  
 8. 1. 3　最優(yōu)控制問題的數(shù)學(xué)分類法                  
 8. 1. 4　最優(yōu)控制問題的求解方法                  
 8. 1. 5　線性二次型最優(yōu)控制                  
 8. 2　連續(xù)系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 2. 1　連續(xù)系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制                  
 8. 2. 2　連續(xù)系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 3　離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 3. 1  離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)線性二次型最優(yōu)控制                  
 8. 3. 2　離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 4　最優(yōu)觀測器的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 4. 1　連續(xù)時不變系統(tǒng)的Kalman濾波                  
 8. 4. 2　Kalman濾波的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 5　線性二次型Guass最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 8. 5. 1　LQG最優(yōu)控制的求解                  
 8. 5. 2　LQG最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)                  
 附錄A　MATLAB常用函數(shù)                  
 附錄B　TOOLBOX基本工具箱函數(shù)                  
 參考文獻(xiàn)