作者：王燕平
页数：208
出版社：机械工业出版社
出版日期：2017
ISBN：9787111568971
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内容简介
以MATLAB为仿真平台，以自动控制系统为主线，系统地介绍了控制系统的建模、分析与设计的基本原理和仿真方法。本书共分五章，分别介绍了MATLAB基础知识、控制系统在MATLAB中的描述、控制系统各种分析方法及MATLAB实现、以MATLAB为工具的控制系统设计与仿真、Simulink及其应用。
本书特色
以MATLAB为仿真平台，以自动控制系统为主线，系统地介绍了控制系统的建模、分析与设计的基本原理和仿真方法。本书共分五章，分别介绍了MATLAB基础知识、控制系统在MATLAB中的描述、控制系统各种分析方法及MATLAB实现、以MATLAB为工具的控制系统设计与仿真、Simulink及其应用。
目录
目 录
前 言
第１ 章 控制系统仿真及工具软件概述 １
１. １ 控制系统及仿真软件 １
１. １. １ 控制系统模型 １
１. １. ２ 控制系统仿真 ２
１. １. ３ ＭＡＴＬＡＢ 的语言特点 ３
１. １. ４ ＭＡＴＬＡＢ 的控制产品 ４
１. ２ ＭＡＴＬＡＢ 的操作与使用 ５
１. ２. １ ＭＡＴＬＡＢ 的工作空间 ６
１. ２. ２ ＭＡＴＬＡＢ 的命令窗口 ６
１. ２. ３ ＭＡＴＬＡＢ 的程序编辑器 ６
１. ２. ４ ＭＡＴＬＡＢ 的帮助文件 ７
１. ３ 数值计算与矩阵运算 １０
１. ３. １ ＭＡＴＬＡＢ 的数值类型 １０
１. ３. ２ 矩阵运算 １２
１. ３. ３ 符号运算 １５
１. ４ 程序、 文件和函数 ２３
１. ４. １ Ｍ 文件编程 ２３
１. ４. ２ 常用的编程语句 ２６
１. ４. ３ 程序调试与诊断 ３０
本章小结 ３３
习题 ３３
第２ 章 控制系统的数学描述 ３４
２. １ 控制系统数学模型与控制工具箱
函数 ３４
２. １. １ 传递函数模型 ３４
２. １. ２ 状态空间模型 ４２
２. ２ 控制系统模型的转换及连接 ４７
２. ２. １ 模型转换函数 ４７
２. ２. ２ 模型连接与化简 ５１
２. ３ 控制系统建模工程实例 ５５
本章小结 ６２
习题 ６２
第３ 章 控制系统分析 ６３
３. １ 控制系统的时域分析 ６３
３. １. １ 时域分析基础 ６３
３. １. ２ 系统的稳态性能分析 ６４
３. １. ３ 阶跃响应分析 ６５
３. １. ４ 脉冲响应分析 ７０
３. １. ５ 任意输入的时域响应分析 ７３
３. １. ６ 控制系统时域分析综合实例 ７４
３. ２ 控制系统的根轨迹分析 ７５
３. ２. １ 函数指令方式 ７５
３. ２. ２ 单输入单输出设计工具 ８２
３. ３ 控制系统的频域分析 ９１
３. ３. １ 频率响应与 Ｎｙｑｕｉｓｔ 图 ９２
３. ３. ２ 伯德图分析 ９５
３. ３. ３ 控制系统频域分析综合实例 ９９
３. ３. ４ 基于单输入单输出设计工具的控制
系统频域分析 １０１
３. ４ 控制系统的稳定性分析 １０２
３. ４. １ 控制系统稳定性分析方法简述 １０２
３. ４. ２ 控制系统稳定性分析的ＭＡＴＬＡＢ
实现 １０４
３. ５ 控制系统的可观性与可控性分析 １０６
３. ５. １ 系统的可观性分析 １０７
３. ５. ２ 系统的可控性分析 １０９
本章小结 １１２
习题 １１２
第４ 章 控制系统设计与仿真 １１３
４. １ 基于根轨迹的控制系统设计 １１３
４. １. １ 基于根轨迹的相位超前校正 １１３
４. １. ２ 基于根轨迹的相位滞后校正 １２３
４. ２ 基于伯德图的控制系统设计 １２６
４. ２. １ 基于伯德图的相位超前校正 １２６
４. ２. ２ 基于伯德图的相位滞后校正 １３０
４. ２. ３ 基于伯德图的滞后￣超前校正 １３３
４. ３ 控制系统的 ＰＩＤ 控制器设计 １３６
４. ３. １ ＰＩＤ 控制规律 １３７
４. ３. ２ ＰＩＤ 控制器设计方法 １４０
４. ３. ３ ＰＩＤ 控制器设计实例 １４６
４. ４ 极点配置与观测器设计 １５０
目 录Ⅶ
４. ４. １ 极点配置 １５０
４. ４. ２ 全维状态观测器设计 １５３
４. ４. ３ 降维状态观测器设计 １５５
４. ４. ４ 基于观测器的状态反馈系统
设计综合实例 １５７
本章小结 １５９
习题 １５９
第５ 章 控制系统ＣＡＤ ——— Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
基础与应用 １６１
５. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 基本介绍与基本操作 １６１
５. １. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的基本介绍 １６１
５. １. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的启动 １６１
５. １. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ Ｌｉｂｒａｒｙ １６３
５. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的建模方法与仿真 １６８
５. ２. １ 仿真模型编译器 １６８
５. ２. ２ 仿真系统的编辑 １６９
５. ２. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真参数的设定 １７２
５. ２. ４ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 与ＭＡＴＬＡＢ 的接口
设计 １７４
５. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的创建与封装 １７６
５. ３. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的创建 １７６
５. ３. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的封装 １７８
５. ４ 采用 ＭＡＴＬＡＢ 命令进行仿真与分析 １８１
５. ４. １ 仿真系统的打开和关闭 １８１
５. ４. ２ 功能模块参数设置 １８２
５. ４. ３ 系统模型的仿真运行 １８３
５. ４. ４ 仿真系统参数设置 １８３
５. ４. ５ 运行结果分析 １８５
５. ５ Ｓ 函数 １８７
５. ５. １ Ｓ 函数简介 １８８
５. ５. ２ 用 Ｍ 文件创建 Ｓ 函数 １９０
５. ６ 基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的系统分析与设计
实例 １９５
５. ６. １ 连续系统的时域分析实例 １９５
５. ６. ２ 连续系统的稳定性分析实例 １９７
５. ６. ３ 连续系统的稳态误差分析实例 １９９
５. ６. ４ 线性连续系统的设计实例 ２０３
本章小结 ２０８
习题 ２０８
参考文献 ２０９
前 言
第１ 章 控制系统仿真及工具软件概述 １
１. １ 控制系统及仿真软件 １
１. １. １ 控制系统模型 １
１. １. ２ 控制系统仿真 ２
１. １. ３ ＭＡＴＬＡＢ 的语言特点 ３
１. １. ４ ＭＡＴＬＡＢ 的控制产品 ４
１. ２ ＭＡＴＬＡＢ 的操作与使用 ５
１. ２. １ ＭＡＴＬＡＢ 的工作空间 ６
１. ２. ２ ＭＡＴＬＡＢ 的命令窗口 ６
１. ２. ３ ＭＡＴＬＡＢ 的程序编辑器 ６
１. ２. ４ ＭＡＴＬＡＢ 的帮助文件 ７
１. ３ 数值计算与矩阵运算 １０
１. ３. １ ＭＡＴＬＡＢ 的数值类型 １０
１. ３. ２ 矩阵运算 １２
１. ３. ３ 符号运算 １５
１. ４ 程序、 文件和函数 ２３
１. ４. １ Ｍ 文件编程 ２３
１. ４. ２ 常用的编程语句 ２６
１. ４. ３ 程序调试与诊断 ３０
本章小结 ３３
习题 ３３
第２ 章 控制系统的数学描述 ３４
２. １ 控制系统数学模型与控制工具箱
函数 ３４
２. １. １ 传递函数模型 ３４
２. １. ２ 状态空间模型 ４２
２. ２ 控制系统模型的转换及连接 ４７
２. ２. １ 模型转换函数 ４７
２. ２. ２ 模型连接与化简 ５１
２. ３ 控制系统建模工程实例 ５５
本章小结 ６２
习题 ６２
第３ 章 控制系统分析 ６３
３. １ 控制系统的时域分析 ６３
３. １. １ 时域分析基础 ６３
３. １. ２ 系统的稳态性能分析 ６４
３. １. ３ 阶跃响应分析 ６５
３. １. ４ 脉冲响应分析 ７０
３. １. ５ 任意输入的时域响应分析 ７３
３. １. ６ 控制系统时域分析综合实例 ７４
３. ２ 控制系统的根轨迹分析 ７５
３. ２. １ 函数指令方式 ７５
３. ２. ２ 单输入单输出设计工具 ８２
３. ３ 控制系统的频域分析 ９１
３. ３. １ 频率响应与 Ｎｙｑｕｉｓｔ 图 ９２
３. ３. ２ 伯德图分析 ９５
３. ３. ３ 控制系统频域分析综合实例 ９９
３. ３. ４ 基于单输入单输出设计工具的控制
系统频域分析 １０１
３. ４ 控制系统的稳定性分析 １０２
３. ４. １ 控制系统稳定性分析方法简述 １０２
３. ４. ２ 控制系统稳定性分析的ＭＡＴＬＡＢ
实现 １０４
３. ５ 控制系统的可观性与可控性分析 １０６
３. ５. １ 系统的可观性分析 １０７
３. ５. ２ 系统的可控性分析 １０９
本章小结 １１２
习题 １１２
第４ 章 控制系统设计与仿真 １１３
４. １ 基于根轨迹的控制系统设计 １１３
４. １. １ 基于根轨迹的相位超前校正 １１３
４. １. ２ 基于根轨迹的相位滞后校正 １２３
４. ２ 基于伯德图的控制系统设计 １２６
４. ２. １ 基于伯德图的相位超前校正 １２６
４. ２. ２ 基于伯德图的相位滞后校正 １３０
４. ２. ３ 基于伯德图的滞后￣超前校正 １３３
４. ３ 控制系统的 ＰＩＤ 控制器设计 １３６
４. ３. １ ＰＩＤ 控制规律 １３７
４. ３. ２ ＰＩＤ 控制器设计方法 １４０
４. ３. ３ ＰＩＤ 控制器设计实例 １４６
４. ４ 极点配置与观测器设计 １５０
目 录Ⅶ
４. ４. １ 极点配置 １５０
４. ４. ２ 全维状态观测器设计 １５３
４. ４. ３ 降维状态观测器设计 １５５
４. ４. ４ 基于观测器的状态反馈系统
设计综合实例 １５７
本章小结 １５９
习题 １５９
第５ 章 控制系统ＣＡＤ ——— Ｓｉｍｕｌｉｎｋ
基础与应用 １６１
５. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 基本介绍与基本操作 １６１
５. １. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的基本介绍 １６１
５. １. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的启动 １６１
５. １. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ Ｌｉｂｒａｒｙ １６３
５. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的建模方法与仿真 １６８
５. ２. １ 仿真模型编译器 １６８
５. ２. ２ 仿真系统的编辑 １６９
５. ２. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 仿真参数的设定 １７２
５. ２. ４ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 与ＭＡＴＬＡＢ 的接口
设计 １７４
５. ３ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的创建与封装 １７６
５. ３. １ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的创建 １７６
５. ３. ２ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 子系统的封装 １７８
５. ４ 采用 ＭＡＴＬＡＢ 命令进行仿真与分析 １８１
５. ４. １ 仿真系统的打开和关闭 １８１
５. ４. ２ 功能模块参数设置 １８２
５. ４. ３ 系统模型的仿真运行 １８３
５. ４. ４ 仿真系统参数设置 １８３
５. ４. ５ 运行结果分析 １８５
５. ５ Ｓ 函数 １８７
５. ５. １ Ｓ 函数简介 １８８
５. ５. ２ 用 Ｍ 文件创建 Ｓ 函数 １９０
５. ６ 基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 的系统分析与设计
实例 １９５
５. ６. １ 连续系统的时域分析实例 １９５
５. ６. ２ 连续系统的稳定性分析实例 １９７
５. ６. ３ 连续系统的稳态误差分析实例 １９９
５. ６. ４ 线性连续系统的设计实例 ２０３
本章小结 ２０８
习题 ２０８
参考文献 ２０９
