MATLAB控制系統(tǒng)仿真與實例詳解

第1章 控制系統(tǒng)仿真基礎
　1.1 自動控制理論與控制技術概述
　　1.1.1 自動控制理論的發(fā)展概況
　　1.1.2 自動控制系統(tǒng)簡介
　1.2 計算機仿真概述
　　1.2.1 系統(tǒng)與模型
　　1.2.2 計算機仿真
　　1.2.3 仿真的作用
　　1.2.4 仿真算法和仿真軟件
　　1.2.5 計算機仿真的一般過程
第2章 MATLAB程序設計語言基礎
　2.1 MATLAB基礎
　　2.1.1 MATLAB的產(chǎn)生與發(fā)展
　　2.1.2 MATLAB的主要特點
　2.2 MATLAB 操作平臺
　　2.2.1 MATLAB的安裝與啟動
　　2.2.2 MATLAB的運行環(huán)境
　2.3 MATLAB幫助系統(tǒng)
　　2.3.1 聯(lián)機幫助系統(tǒng)
　　2.3.2 命令窗口查詢幫助
　　2.3.3 聯(lián)機演示系統(tǒng)
　　2.3.4 常用的命令和技巧
　2.4 MATLAB的數(shù)值計算功能
　　2.4.1 MATLAB 數(shù)據(jù)類型
　　2.4.2 矩陣的生成
　　2.4.3 矩陣的基本數(shù)學運算
　　2.4.4 數(shù)組運算
　　2.4.5 向量和下標
　　2.4.6 矩陣的相關函數(shù)
　　2.4.7 多項式運算
　2.5 MATLAB在數(shù)值分析中的應用
　2.6 MATLAB的圖形可視化
　　2.6.1 二維圖形的繪制
　　2.6.2 三維圖形的繪制
　　2.6.3 圖形的輸出
　2.7 MATLAB的程序設計
　　2.7.1 M文件
　　2.7.2 函數(shù)變量及變量作用域
　　2.7.3 子函數(shù)與局部函數(shù)
　　2.7.4 流程控制語句
　2.8 符號運算功能
第3章 控制系統(tǒng)理論基礎
　3.1 經(jīng)典控制理論基礎
　　3.1.1 開環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)
　　3.1.2 控制系統(tǒng)分類
　3.2 經(jīng)典控制理論的研究內(nèi)容
　　3.2.1 傳遞函數(shù)模型
　　3.2.2 零極點增益模型
　　3.2.3 控制系統(tǒng)的時域分析
　　3.2.4 控制系統(tǒng)的根軌跡分析
　　3.2.5 控制系統(tǒng)的頻域分析
　3.3 現(xiàn)代控制理論基礎
　　3.3.1 狀態(tài)空間模型
　　3.3.2 能控性和能觀測性
　　3.3.3 能控性和能觀測性實現(xiàn)
　　3.3.4 極點配置設計
　　3.3.5 最優(yōu)控制設計
　3.4 智能控制理論基礎
　　3.4.1 智能控制的概念和特點
　　3.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡控制
　　3.4.3 模糊控制
第4章 Simulink交互式仿真環(huán)境
　4.1 Simulink簡介
　　4.1.1 Simulink概述
　　4.1.2 Simulink的啟動與界面
　4.2 Simulink中常用模塊
　　4.2.1 Commonly Used Blocks（常用模塊庫）
　　4.2.2 Continuous（連續(xù)系統(tǒng)模塊庫）
　　4.2.3 Discontinuous（非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫）
　　4.2.4 Discrete（離散系統(tǒng)模塊庫）
　　4.2.5 Math Operations（數(shù)學運算模塊庫）
　　4.2.6 Sinks（接收模塊庫）
　　4.2.7 Sources（信號源模塊庫）
　4.3 Simulink建模
　　4.3.1 Simulink簡單模型的建立
　　4.3.2 模塊的操作
　　4.3.3 信號線的操作
　　4.3.4 模型注釋
　　4.3.5 仿真配置
　　4.3.6 建模實例
　4.4 子系統(tǒng)及其封裝技術
　　4.4.1 Simulink子系統(tǒng)
　　4.4.2 封裝模塊
　4.5 模型運行及分析
　　4.5.1 模型特征
　　4.5.2 模型運行
　　4.5.3 模型線性化
　　4.5.4 系統(tǒng)平衡點的求取
　4.6 S-函數(shù)
　　4.6.1 S-函數(shù)的工作方式
　　4.6.2 用MATLAB語言編寫S-函數(shù)
第5章 控制系統(tǒng)建模
　5.1 系統(tǒng)的數(shù)學模型描述
　　5.1.1 連續(xù)系統(tǒng)
　　5.1.2 離散系統(tǒng)
　5.2 MATLAB中控制系統(tǒng)模型的建立
　　5.2.1 傳遞函數(shù)模型
　　5.2.2 零極點增益模型
　　5.2.3 狀態(tài)空間模型
　5.3 系統(tǒng)不同模型之間的轉(zhuǎn)換
　5.4 系統(tǒng)模型的連接
　5.5 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)化
第6章 線性控制系統(tǒng)的分析與仿真
　6.1 線性系統(tǒng)的時域分析
　6.2 線性系統(tǒng)的根軌跡分析
　6.3 線性系統(tǒng)的頻域分析
　　6.3.1 頻域響應分析
　　6.3.2 頻率域穩(wěn)定性分析
　6.4 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
　　6.4.1 能控性分析
　　6.4.2 能觀性分析
　　6.4.3 極點配置及其MATLAB實現(xiàn)
第7章 PID控制系統(tǒng)設計及仿真
　7.1 PID控制系統(tǒng)設計原理
　7.2 連續(xù)系統(tǒng)的模擬PID仿真
　7.3 數(shù)字PID控制
　　7.3.1 位置式PID控制算法
　　7.3.2 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字PID控制仿真
　　7.3.3 離散系統(tǒng)的數(shù)字PID控制仿真
　　7.3.4 增量式PID控制算法及仿真
　　7.3.5 積分分離PID控制算法及仿真
　7.4 智能PID控制
　　7.4.1 神經(jīng)元PID控制
　　7.4.2 模糊自適應PID控制
　　7.4.3 專家PID控制
第8章 最優(yōu)控制系統(tǒng)設計
　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)控制的性能指標及應用類型
　　8.1.3 最優(yōu)控制中的變分法
　　8.1.4 用變分法求連續(xù)系統(tǒng)最優(yōu)控制
　8.2 連續(xù)系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制
　　8.2.1 連續(xù)系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制原理
　　8.2.2 連續(xù)系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制的MATLAB函數(shù)
　8.3 離散系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制
　　8.3.1 離散系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制原理
　　8.3.2 離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制的MATLAB函數(shù)
　8.4 線性二次型高斯最優(yōu)控制
　　8.4.1 LQG最優(yōu)控制原理
　　8.4.2 LQG最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)
　8.5 最優(yōu)控制系統(tǒng)設計實例
第9章 魯棒控制系統(tǒng)設計
　9.1 魯棒控制系統(tǒng)簡介
　　9.1.1 奇異值、H2和范數(shù)
　　9.1.2 標準魯棒控制問題
　　9.1.3 結構與非結構不確定性
　　9.1.4 使用控制方法
　9.2 魯棒控制工具箱
　9.3 魯棒控制系統(tǒng)設計方法
第10章 神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)設計及其MATLAB實現(xiàn)
　10.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡概述
　10.2 神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱函數(shù)
　10.3 神經(jīng)網(wǎng)絡模型及其MATLAB實現(xiàn)
　　10.3.1 感知器
　　10.3.2 線性神經(jīng)網(wǎng)絡
　　10.3.3 BP網(wǎng)絡
　　10.3.4 徑向基函數(shù)（RBF）神經(jīng)網(wǎng)絡
　　10.3.5 Hopfield網(wǎng)絡
　　10.3.6 自組織特征映射神經(jīng)網(wǎng)絡
第11章 模糊控制系統(tǒng)設計
　11.1 模糊控制系統(tǒng)
　　11.1.1 模糊控制系統(tǒng)的基本結構及其原理
　　11.1.2 PD、PI、PID型的模糊控制器
　　11.1.3 模糊控制器的設計方法
　11.2 模糊控制工具箱簡介
　11.3 模糊推理系統(tǒng)的建立
第12章 系統(tǒng)辨識
　12.1 系統(tǒng)辨識基礎
　　12.1.1 辨識的內(nèi)容和步驟
　　12.1.2 系統(tǒng)辨識的分類
　12.2 系統(tǒng)辨識常用輸入信號
　12.3 最小二乘辨識及其MATLAB實現(xiàn)
　　12.3.1 最小二乘算法簡介
　　12.3.2 最小二乘一次完成算法及其MATLAB實現(xiàn)
　　12.3.3 最小二乘遞推算法
　　12.3.4 增廣最小二乘算法
　12.4 極大似然辨識及其MATLAB實現(xiàn)
　　12.4.1 極大似然辨識簡介
　　12.4.2 動態(tài)模型參數(shù)極大似然辨識及其MATLAB實現(xiàn)
　12.5 神經(jīng)網(wǎng)絡模型辨識及其MATLAB實現(xiàn)