控制系統(tǒng)原理與MATLAB仿真實現(xiàn)

第1章  概述
1.1  控制系統(tǒng)的研究方法
1.1.1  控制理論的發(fā)展
1.1.2  經(jīng)典控制理論
1.1.3  現(xiàn)代控制理論
1.2  控制系統(tǒng)仿真的基本概念
1.2.1  控制系統(tǒng)的實驗方法
1.2.2  模型的建立及分類
1.2.3  仿真實驗的分類
1.2.4  數(shù)字仿真
1.3  控制系統(tǒng)仿真軟件及過程
1.3.1  仿真軟件
1.3.2  MATLAB仿真的優(yōu)越性
1.3.3  仿真過程
1.4  仿真技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展
1.4.1  仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用
1.4.2  應(yīng)用仿真技術(shù)的意義
1.4.3  仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢
小結(jié)
習(xí)題
第2章  MATLAB基礎(chǔ)知識
2.1  MATLAB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.1.1  數(shù)值型和邏輯型數(shù)據(jù)
2.1.2  字符和字符串型數(shù)據(jù)
2.1.3  結(jié)構(gòu)體型數(shù)據(jù)
2.2  MATLAB基本控制流程
2.2.1  順序結(jié)構(gòu)
2.2.2  選擇結(jié)構(gòu)
2.2.3  循環(huán)結(jié)構(gòu)
2.2.4  分支語句與其他流程控制語句
2.3  MATLAB的M函數(shù)設(shè)計
2.3.1  M函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)
2.3.2  M腳本式文件與M函數(shù)式文件的區(qū)別
2.3.3  M函數(shù)中的變量類型
2.3.4  M函數(shù)的跟蹤調(diào)試
2.4  MATLAB的圖形繪制
2.4.1  繪制二維圖形
2.4.2  繪制三維圖形
2.5  MATLAB的圖形用戶界面設(shè)計
小結(jié)
習(xí)題
第3章  Simulink交互式仿真集成環(huán)境
3.1  Simulink仿真概述
3.1.1  初識Simulink
3.1.2  在Simulink下工作
3.1.3  Simulink工作原理
3.2  Simulink模塊及處理
3.2.1  Simulink模塊庫
3.2.2  Simulink模塊處理
3.3  Simulink仿真設(shè)置
3.3.1  求解器設(shè)置面板
3.3.2  數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出面板
3.3.3  優(yōu)化面板
3.3.4  診斷面板
3.4  子系統(tǒng)與模塊封裝技術(shù)
3.4.1  模型子系統(tǒng)
3.4.2  模塊封裝技術(shù)
3.4.3  自定義模型庫
3.5  S-函數(shù)設(shè)計與應(yīng)用
3.5.1  用m語言編寫S-函數(shù)
3.5.2  用C語言編寫S-函數(shù)
小結(jié)
習(xí)題
第4章  控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
4.1  幾種常用數(shù)學(xué)模型
4.1.1  傳遞函數(shù)模型
4.1.2  零極點增益模型
4.1.3  部分分式模型
4.1.4  狀態(tài)空間模型
4.1.5  MATLAB/Simulink在數(shù)學(xué)模型建立中的應(yīng)用
4.2  數(shù)學(xué)模型的相互轉(zhuǎn)換
4.2.1  由傳遞函數(shù)求狀態(tài)空間表達(dá)式
4.2.2  由狀態(tài)空間表達(dá)式求傳遞函數(shù)
4.2.3  MATLAB/Simulink在數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用
4.3  數(shù)學(xué)模型的連接
4.3.1  串聯(lián)連接
4.3.2  并聯(lián)連接
4.3.3  反饋連接
4.3.4  MATLAB/Simulink在數(shù)學(xué)模型連接中的應(yīng)用
小結(jié)
習(xí)題
第5章  控制系統(tǒng)的時域分析
5.1  系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
5.2  時域響應(yīng)分析
5.2.1  系統(tǒng)的動態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)過程
5.2.2  時域內(nèi)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)
5.2.3  系統(tǒng)的時域響應(yīng)分析
5.3  MATLAB/Simulink在時域分析中的應(yīng)用
5.3.1  MATLAB/Simulink在控制系統(tǒng)建模中的應(yīng)用
5.3.2  基于MATLAB的穩(wěn)定性判斷方法
5.3.3  MATLAB/Simulink在系統(tǒng)動態(tài)特性分析中的應(yīng)用
5.3.4  MATLAB/Simulink在求取系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特性中的應(yīng)用
5.4  LTI Viewer在時域分析中的應(yīng)用
5.4.1  LTI Viewer命令欄主要命令介紹
5.4.2  LTI Viewer的應(yīng)用實例
小結(jié)
習(xí)題
第6章  控制系統(tǒng)的根軌跡分析
6.1  根軌跡法基本概念
6.1.1  根軌跡方程
6.1.2  繪制根軌跡的基本法則
6.2  其他形式的根軌跡
6.2.1  參數(shù)根軌跡
6.2.2  零度根軌跡
6.3  MATLAB/Simulink在根軌跡分析中的應(yīng)用
6.3.1  繪制根軌跡的函數(shù)
6.3.2  計算根軌跡增益函數(shù)
6.3.3  繪制含阻尼系數(shù)和自然頻率柵格線的系統(tǒng)根軌跡
6.4  根軌跡分析與設(shè)計工具rltool
6.4.1  rltool根軌跡設(shè)計窗口界面簡介
6.4.2  命令菜單簡介
小結(jié)
習(xí)題
第7章  控制系統(tǒng)的頻域分析與校正
7.1  頻率特性基本概念
7.1.1  系統(tǒng)的表示
7.1.2  頻率特性定義
7.1.3  矢量表示
7.2  頻率特性的表示方法
7.2.1  極坐標(biāo)頻率特性曲線
7.2.2  對數(shù)頻率特性曲線
7.2.3  對數(shù)幅相特性曲線
7.3  頻率分析法
7.3.1  開環(huán)極點與閉環(huán)極點的關(guān)系
7.3.2  頻域穩(wěn)定性判據(jù)
7.4  頻率法穩(wěn)定性分析
7.4.1  最小相位系統(tǒng)
7.4.2  原點處有開環(huán)極點的情況
7.4.3  非最小相位系統(tǒng)
7.5  MATLAB/Simulink在頻域分析中的應(yīng)用
7.5.1  頻域分析的基本原理
7.5.2  MATLAB進行頻域分析的方法
7.5.3  實例分析
7.6  MATLAB/Simulink在頻域校正中的應(yīng)用
7.6.1  相位超前校正
7.6.2  相位滯后校正
7.6.3  滯后-超前校正
7.6.4  串聯(lián)PID校正
小結(jié)
習(xí)題
第8章  控制系統(tǒng)狀態(tài)空間分析與設(shè)計
8.1  線性系統(tǒng)狀態(tài)空間基礎(chǔ)
8.1.1  狀態(tài)空間的基本概念
8.1.2  狀態(tài)空間表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)形式
8.1.3  MATLAB/Simulink在狀態(tài)空間表達(dá)式中的應(yīng)用
8.2  狀態(tài)空間表達(dá)式的解
8.2.1  連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
8.2.2  線性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間表達(dá)式的離散化
8.2.3  離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的解
8.2.4  MATLAB/Simulink在狀態(tài)空間表達(dá)式求解中的應(yīng)用
8.3  線性系統(tǒng)的狀態(tài)能控性與能觀性
8.3.1  線性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)能控性
8.3.2  線性定常連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)能觀性
8.3.3  離散系統(tǒng)狀態(tài)能控性、能觀性
8.3.4  MATLAB/Simulink在系統(tǒng)能控性、能觀性分析中的應(yīng)用
8.4  線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
8.4.1  概述
8.4.2  Lyapunov穩(wěn)定性定理
8.4.3  Lyapunov穩(wěn)定性分析
8.4.4  MATLAB/Simulink在線性系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用
8.5  線性系統(tǒng)狀態(tài)空間設(shè)計
8.5.1  線性反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
8.5.2  極點配置
8.5.3  狀態(tài)觀測器
8.5.4  MATLAB/Simulink在狀態(tài)空間分析和設(shè)計中的應(yīng)用
小結(jié)
習(xí)題
第9章  控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真
9.1  基于S-函數(shù)的仿真擴展
9.1.1  硬件在回路的仿真擴展
9.1.2  網(wǎng)絡(luò)分布式仿真的擴展
9.2  基于虛擬樣機的聯(lián)合仿真
9.2.1  虛擬樣機技術(shù)
9.2.2  聯(lián)合仿真的步驟
9.2.3  球棒系統(tǒng)的聯(lián)合仿真
小結(jié)
習(xí)題
附錄A
附錄B
參考文獻