控制系統(tǒng)仿真及MATLAB語言

第1章 概論
　1.1 仿真技術(shù)概述
　　1.1.1 仿真的定義和分類
　　1.1.2 仿真過程
　1.2 數(shù)字仿真軟件
　1.3 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展
　　1.3.1 仿真技術(shù)的應(yīng)用
　　1.3.2 仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
　習(xí)題
第2章 MATLAB與Simulink基礎(chǔ)
　2.1 MATLAB簡介
　2.2 基本語句結(jié)構(gòu)
　　2.2.1 變量
　　2.2.2 向量運(yùn)算
　2.3 基本矩陣運(yùn)算
　　2.3.1 矩陣輸入
　　2.3.2 矩陣運(yùn)算
　　2.3.3 矩陣操作
　2.4 繪圖
　　2.4.1 二維圖形的繪制
　　2.4.2 三維圖形的繪制
　2.5 數(shù)據(jù)處理
　　2.5.1 多項(xiàng)式處理
　　2.5.2 曲線擬合與插值
　　2.5.3 數(shù)據(jù)分析
　2.6 MATLAB編程
　　2.6.1 條件語句與循環(huán)語句
　　2.6.2 M文件及M函數(shù)的編寫與運(yùn)行
　2.7 Simulink基礎(chǔ)
　　2.7.1 Simulink的啟動(dòng)
　　2.7.2 Simulink的模塊庫介紹
　　2.7.3 Simulink模型的建立及對(duì)模型的處理
　　2.7.4 Simulink仿真的參數(shù)設(shè)置
　習(xí)題
第3章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述及建模
　3.1 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
　　3.1.1 微分方程形式
　　3.1.2 傳遞函數(shù)形式
　　3.1.3 零極點(diǎn)增益形式
　　3.1.4 部分分式形式
　　3.1.5 狀態(tài)方程形式
　　3.1.6 非線性系統(tǒng)的線性化
　3.2 控制系統(tǒng)的模型轉(zhuǎn)換
　　3.2.1 傳遞函數(shù)形式與零極點(diǎn)增益形式之間的轉(zhuǎn)換
　　3.2.2 傳遞函數(shù)形式與部分分式展開形式之間的轉(zhuǎn)換
　　3.2.3 狀態(tài)方程形式與傳遞函數(shù)形式或零極點(diǎn)增益形式之間的轉(zhuǎn)換
　　3.2.4 系統(tǒng)的對(duì)角化與約當(dāng)化
　　3.2.5 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為能控標(biāo)準(zhǔn)型
　　3.2.6 系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為能觀標(biāo)準(zhǔn)型
　　3.2.7 對(duì)象數(shù)據(jù)類型描述
　3.3 控制系統(tǒng)建模實(shí)例
　　3.3.1 直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)建模
　　3.3.2 汽車半主動(dòng)懸架動(dòng)力學(xué)模型
　　3.3.3 過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的建模
　　3.3.4 單級(jí)倒立擺數(shù)學(xué)模型的建立
　習(xí)題
第4章 連續(xù)系統(tǒng)的離散化方法
　4.1 常微分方程的數(shù)值解法
　　4.1.1 數(shù)值求解的基本概念
　　4.1.2 歐拉法
　　4.1.3 龍格-庫塔法
　　4.1.4 微分方程數(shù)值解的MATLAB實(shí)現(xiàn)
　4.2 數(shù)值算法的穩(wěn)定性及選擇原則
　　4.2.1 數(shù)值算法的穩(wěn)定性
　　4.2.2 數(shù)值算法的選擇原則
　4.3 數(shù)值算法中的“病態(tài)”問題
　　4.3.1 “病態(tài)”微分方程
　　4.3.2 “病態(tài)”系統(tǒng)的仿真方法
　4.4 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化
　習(xí)題
第5章 控制系統(tǒng)的時(shí)頻分析法
　5.1 控制系統(tǒng)時(shí)域分析
　　5.1.1 時(shí)域響應(yīng)概述
　　5.1.2 時(shí)域分析常用MATLAB函數(shù)
　5.2 控制系統(tǒng)頻域分析
　　5.2.1 頻率響應(yīng)概述
　　5.2.2 頻域分析常用MATLAB函數(shù)介紹
　5.3 根軌跡法
　　5.3.1 根軌跡的基本概念
　　5.3.2 根軌跡的繪制
　　5.3.3 利用根軌跡法分析控制系統(tǒng)
　習(xí)題
第6章 控制系統(tǒng)的校正
　6.1 校正基礎(chǔ)知識(shí)
　　6.1.1 校正的結(jié)構(gòu)形式
　　6.1.2 性能指標(biāo)
　　6.1.3 串聯(lián)校正的分類
　　6.1.4 校正的分析方法
　　6.1.5 PID校正
　6.2 頻率特性設(shè)計(jì)法
　　6.2.1 相位超前校正
　　6.2.2 相位遲后校正
　6.3 根軌跡設(shè)計(jì)法
　　6.3.1 Rltool設(shè)計(jì)
　　6.3.2 根軌跡校正方法
　6.4 PID校正
　　6.4.1 常規(guī)PID校正方法
　　6.4.2 Ziegler-Nichols方法
　6.5　 遲后系統(tǒng)的校正
　　6.5.1 大林控制算法
　　6.5.2 Smith預(yù)估控制器
　習(xí)題
第7章 控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計(jì)法
　7.1 極點(diǎn)配置
　　7.1.1 單輸入系統(tǒng)的極點(diǎn)配置
　　7.1.2 極點(diǎn)配置實(shí)例分析
　7.2 觀測器設(shè)計(jì)及實(shí)例分析
　7.3 基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)及實(shí)例分析
　7.4 線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)及實(shí)例分析
　習(xí)題
附錄A MATLAB常用函數(shù)
參考文獻(xiàn)