反饋控制系統(tǒng)設計與分析：MATLAB語言應用

    第1章 反饋控制系統(tǒng)引論
    1．1 反饋控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)
    1．2 反饋控制理論的發(fā)展綜述
    1．3 本書的結(jié)構(gòu)
    1．4 計算機輔助工具 MATLAB語言簡介
    1．4、1 MATLAB語言引論
    1．4．2 標準MATLAB語句與函數(shù)
    1．4．3 MATLAB語言的圖形功能
    1．4．4 MATLAB語言的聯(lián)機幫助功能
    1．4．5 MATLAB工具箱介紹
    習題
   第2章 反饋控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
    2．1 系統(tǒng)建模舉例
    2．2 Laplace變換與傳遞函數(shù)模型
    2．3 其它數(shù)學模型的表示方法
    2．3．1 狀態(tài)方程模型
    2．3．2 零極點模型
    2．4 相互連接框圖的模型表示
    2．4．1 串聯(lián)連接結(jié)構(gòu)
    2．4．2 并聯(lián)連接結(jié)構(gòu)
    2．4．3 反饋連接結(jié)構(gòu)
    2．4．4 更復雜的連接結(jié)構(gòu)
    2．5 不同模型對象間的相互轉(zhuǎn)換
    2．5．1 由LTI對象轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)
    2．5．2 將LTI對象轉(zhuǎn)換成零極點模型
    2．5．3 系統(tǒng)的狀態(tài)方程實現(xiàn)
    2．6 更復雜系統(tǒng)的模型處理方法
    2．6．1 Simulink建模方法
    2．6．2 非線性系統(tǒng)的線性化
    習題
   第3章線性控制系統(tǒng)的性質(zhì)
    3．1 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
    3．1．1 直接判定方法
    3．1．2 間接判定方法
    3．1．3 反饋控制系統(tǒng)的內(nèi)部穩(wěn)定性
    3．2 控制系統(tǒng)的可控性和可觀測性分析
    3．2．1 系統(tǒng)的可控性分析
    3．2．2 系統(tǒng)的可觀測性分析
    3．2．3 系統(tǒng)的可控性和可觀測性 Gram矩陣
    3．2．4 系統(tǒng)的可鎮(zhèn)定性和可檢測性分析
    3．3 線性系統(tǒng)的Kalman分解
    3．3．1 Kalman分解
    3．3．2 最小實現(xiàn)問題的再認識
    3．4 系統(tǒng)的時間矩量與 Markov參數(shù)
    3．4．1 關(guān)于s＝0展開——時間短量
    3．4．2 關(guān)于s＝∞展開—— Markov參數(shù)
    3．5 反饋控制系統(tǒng)的魯棒性分析
    3．5．1 信號與系統(tǒng)的范數(shù)測度
    3．5．2 計算H↓2范數(shù)的方法
    3．5．3 計算H∞范數(shù)的方法
    3．5．4 靈敏度和補靈敏度函數(shù)
    3．5．5 穩(wěn)定性裕量分析
    習題
   第4章 線性系統(tǒng)的時域分析
    4．1 系統(tǒng)時域響應的解析解算法
    4．1．1 部分分式展開方法
    4．1．2 狀態(tài)空間解法
    4．2 二階系統(tǒng)的演示例子
    4．2．1 解析解研究
    4．2．2 不同參數(shù)下的系統(tǒng)響應比較
    4．2．3 脈沖響應分析
    4．3 線性系統(tǒng)的階躍響應分析
    4．3．1 時域響應指標
    4．3．2 求取階躍響應的方法
    4．4 線性系統(tǒng)的脈沖響應分析
    4．5 任意輸入下的時域響應分析
    4．5．1 利用MATLAB進行線性系統(tǒng)分析
    4．5．2 應用MATLAB語言分析非線性系統(tǒng)
    4．5．3 應用 Simulink分析系統(tǒng)時域響應
    4．6 帶有延遲的系統(tǒng)時域響應分析
    4．6．1 時間延遲函數(shù)的Pade近似
    4．6．2 閉環(huán)系統(tǒng)的近似分析
    4．7 控制系統(tǒng)工具箱中的系統(tǒng)分析工具 LTIView
    習題
   第5章 線性系統(tǒng)的復域與頻域分析
    5．1 線性系統(tǒng)的根軌跡分析
    5．1．1 二階系統(tǒng)的根軌跡分析
    5．1．2 根軌跡繪制原理
    5．1．3 繪制根軌跡的MATLAB工具
    5．1．4 主導極點的等δ和等ω↓n線
    5．1．5 時間延遲系統(tǒng)的根軌跡
    5．1．6 基于根軌跡的系統(tǒng)設計工具 RLTool
    5．2 線性系統(tǒng)的頻域分析與 Nyquist圖
    5．2．1 頻域分析入門
    5．2．2 Nyquist圖的一般描述
    5．2．3 二階系統(tǒng)的Nyquist圖
    5．2．4 Nyquist圖與穩(wěn)定性定理
    5．2．5 常規(guī)Nyquist圖的非線性變換
    5．3 線性系統(tǒng)的閉環(huán)頻域響應
    5．3．1 等M圓與等N圓
    5．3．2 頻域響應的閉環(huán)特性
    5．4 線性系統(tǒng)的 Bode圖分析
    5．4．1 線性系統(tǒng)的 Bode圖
    5．4．2 二階系統(tǒng)的Bode圖
    5．4．3 Bode圖的漸近線
    5．4．4 由BOde圖判定系統(tǒng)穩(wěn)定性
    5．4．5 應用MATLAB繪制Bode圖
    5．5 Nichols曲線
    5．5．1 等M（ω）線和等α（ω）線
    5．5．2 Nichols曲線的系統(tǒng)分析方法
    5．6 系統(tǒng)頒域分析的其它內(nèi)容
    5．6．1 幅值裕量與相位裕量
    5．6．2 非最小相位系統(tǒng)的頻域響應
    5．6．3 時間延遲系統(tǒng)的頻域響應
    5．6．4 靈敏度函數(shù)的頻域表示
    習題
   第6章 控制系統(tǒng)的經(jīng)典設計技術(shù)
    6．1 串聯(lián)超前滯后補償器設計
    6．1．1 超前滯后校正入門
    6．1．2 由相位裕量設定的方法進行超前滯后校正
    6．2 線性二次型最優(yōu)控制
    6．2．1 線性二次型最優(yōu)控制策略
    6．2．2 線性二次型調(diào)節(jié)器問題
    6．2．3 加權(quán)矩陣選擇
    6．2．4 觀測器與觀測器設計
    6．2．5 狀態(tài)反饋與基于觀測器的調(diào)節(jié)器與控制器設計
    6．3 極點配置控制器設計
    6．3．1 極點配置算法
    6．3．2 部分極點配置問題
    6．3．3 應用極點配置技術(shù)設計觀測器
    6．3．4 基于觀測器的極點配置調(diào)節(jié)器與控制器
    6．4 模型跟蹤控制
    6．4．1 不同指標下的標準模型格式
    6．4．2 模型跟蹤控制器設計
    司題
   第7章 PID控制器設計
    7．1 PID控制器簡介
    7．1．1 比例、積分、微分控制作用分析
    7．1．2 微分動作在反饋回路的PID控制
    7．2 Ziegler－Nichols整定公式
    7．2．1 Ziegler－Nichols整定經(jīng)驗公式
    7．2．2 微分動作在反饋回路中實現(xiàn)的控制
    7．2．3 帶有時間延遲的一階系統(tǒng)模型擬合
    7．2．4 改進的Ziegler－Nichols整定公式
    7．3 其它PID控制器的整定方法
    7．3．1 PID控制器的 Chien－Hrones－Reswick整定算法
    7．3．2 Cohen－Coon整定公式
    7．3．3 精調(diào)的 Ziegler－Nichols整定算法
    7．3．4 預測性PI整走算法
    7．4 高級PID整定方法
    7．4．1 幅值與相位裕量設定的算法
    7．4．2 內(nèi)部模型控制器
    7．4．3 極點配置控制器整定
    7．5 最優(yōu)PID控制器設計
    7．5．1 設定點最優(yōu)PID控制器整定
    7．5．2 擾動抑制的PID控制器整定
    7．5．3 基于福值和相位裕量設定PID控制器設計
    7．5．4 改進的幅值相位方法
    7．6 PID控制的進一步內(nèi)容
    7．6．1 積分器回繞與抗回繞 PID控制器
    7．6．2 自整定PID控制器
    7．6．3 控制策略選擇
    習題
   第8章 魯棒控制系統(tǒng)設計
    8．1 線性二次型 Gauss控制
    8．1．1 線性二次型 Gauss問題
    8．1．2 使用 MATLAB求解 LQG問題
    8．1．3 帶有回路傳輸恢復的LQG控制
    8．2 魯棒控制問題的一般描述
    8．2．1 小增益定理
    8．2．2 非結(jié)構(gòu)化的不確定性
    8．2．3 魯棒控制結(jié)構(gòu)
    8．2．4 MATLAB環(huán)境下的模型表示
    8，2．5 處理虛軸上的極點
    8．3　H∞控制器設計
    8．3．1 在加權(quán)函數(shù)下增廣系統(tǒng)模型
    8．3．2 在MATLAB下進行加權(quán)模型增廣
    8．3．3 加權(quán)靈敏度問題——一個簡單的情況研究
    8．3．4 　H∞控制器設計——一般問題考慮
    8．3．5 最優(yōu)H∞控制器設計
    　8．4　最優(yōu)H↓2控制器設計
    8．5 關(guān)于H∞控制器設計的其它問題
    8．5．1 特殊的H∞控制結(jié)構(gòu)
    8．5．2 H∞控制中加權(quán)函數(shù)的影響
    8．5．3 靈敏度問題的加權(quán)函數(shù)選擇
    習題
   參考文獻
   附錄A Laplace變換的計算機求解
    A．1 基本 Laplace變換表
    A．2 其它函數(shù)的導出變換
    A．3 計算機輔助Laplace變換求解
    A．3．1 應用Mathematica軟件進行Laplace變換
    A．3．2 使用 MAfLAB的符號運算工具箱進行 Laplace變換
    習題
   附錄B 反饋系統(tǒng)分析與設計工具CtrlLAB簡介
    B．1 引言
    B．1．1 CtrlLAB簡介
    B．1．2 程序安裝與系統(tǒng)要求
    B．1．3 CtrlLAB程序的運行
    B．1．4 CtrlLAB的版權(quán)與聲明
    B．2 系統(tǒng)模型輸入與轉(zhuǎn)換
    B．2．1 傳遞函數(shù)模型輸入
    B．2．2 其它模型表達式輸入
    B．2．3 更復雜的系統(tǒng)模型的輸入
    B．3 模型變換與降階
    B．3．1 模型顯示
    B．3．2 狀態(tài)方程實現(xiàn)
    B．3．3 模型降階
    B．4 控制系統(tǒng)分析
    B．4．1 控制系統(tǒng)的頻域分析
    B．4．2 控制系統(tǒng)的時域響應分析
    B．4．3 系統(tǒng)特性分析
    B．5 系統(tǒng)設計的應用實例
    B．5．1 經(jīng)典控制系統(tǒng)設計功能
    B．5．2 PID控制器設計
    B．5．3 魯棒控制器設計
    B．6 基于圖形界面的輔助工具
    B．6．1 矩陣處理程序
    B．6．2 圖形處理程序
    習題
   附錄 C 作者編寫的MATLAB函數(shù)清單
   索引