基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真及應用

第1章  MATLAB應用基礎 1
1.1  MATLAB簡介 1
1.1.1  操作界面介紹 2
1.1.2  幫助系統(tǒng) 4
1.1.3  工具箱 6
1.2  MATLAB基本使用方法 12
1.2.1  基本要素 12
1.2.2  應用基礎 14
1.2.3  數(shù)值運算 18
1.2.4  符號運算 22
1.2.5  圖形表達功能 25
1.2.6  程序設計基礎 33
習題1 37
第2章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)數(shù)學模型 39
2.1  數(shù)學模型的建立 39
2.1.1  傳遞函數(shù)模型 39
2.1.2  狀態(tài)空間模型 41
2.1.3  零極點增益模型 44
2.1.4  頻率響應數(shù)據(jù)模型 45
2.1.5  模型參數(shù)的獲取 46
2.2  數(shù)學模型的相互轉(zhuǎn)換 47
2.2.1  連續(xù)時間模型和離散時間模型的相互轉(zhuǎn)換 47
2.2.2  傳遞函數(shù)模型和狀態(tài)空間模型的相互轉(zhuǎn)換 48
2.2.3  傳遞函數(shù)模型和零極點增益模型的相互轉(zhuǎn)換 49
2.2.4  狀態(tài)空間模型和零極點增益模型的相互轉(zhuǎn)換 50
2.2.5  離散時間系統(tǒng)的重新采樣 51
2.3  數(shù)學模型的連接 58
2.3.1  串聯(lián)連接 58
2.3.2  并聯(lián)連接 59
2.3.3  反饋連接 60
習題2 61
第3章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)運動響應分析 63
3.1  零輸入響應分析 63
3.2  脈沖輸入響應分析 65
3.3  階躍輸入響應分析 67
3.4  高階系統(tǒng)響應分析 68
3.5  任意輸入響應分析 73
3.6  根軌跡分析方法 75
3.7  控制系統(tǒng)的頻率特性 77
習題3 82
第4章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)運動性能分析 85
4.1  控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 85
4.2  控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析 89
4.3  控制系統(tǒng)的動態(tài)性能分析 95
習題4 100
第5章  基于MATLAB/Simulink的控制系統(tǒng)建模與仿真 102
5.1  Simulink模塊庫 102
5.2  Simulink基本操作 111
5.3  Simulink建模與仿真 112
5.4  基于MATLAB/Simulink的非線性系統(tǒng)自激振蕩的分析 120
習題5 127
第6章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)校正 130
6.1  PID控制器 130
6.2  超前校正 133
6.3  滯后校正 137
6.4  SISO設計工具 141
習題6 148
第7章  應用實例1——汽車防抱死制動系統(tǒng)建模與控制仿真 151
7.1  汽車防抱死制動系統(tǒng)模型 151
7.1.1  整車模型 151
7.1.2  輪胎模型 152
7.1.3  滑移率模型 153
7.1.4  單輪模型 154
7.2  基于單輪模型的Simulink仿真 154
第8章  應用實例2——車輛懸架系統(tǒng)的建模和控制仿真 158
8.1  汽車懸架系統(tǒng)模型 158
8.1.1  汽車被動懸架系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 159
8.1.2  汽車主動懸架系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 159
8.2  懸架系統(tǒng)模型性能分析及仿真 160
8.2.1  穩(wěn)定性分析 160
8.2.2  脈沖響應 161
8.2.3  鋸齒波響應 163
8.2.4  正弦波響應 164
8.2.5  白噪聲路面模擬輸入仿真 165
8.2.6  汽車懸架系統(tǒng)的對比分析及評價 167
第9章  應用實例3——汽車四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的仿真 169
9.1  四輪轉(zhuǎn)向車輛的動力學模型 169
9.2  基于橫擺角速度反饋控制的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究 170
9.2.1  模型的建立 170
9.2.2  控制算法 171
9.2.3  基于MATLAB/Simulink仿真 172
9.2.4  操縱穩(wěn)定性分析 175
9.3  基于最優(yōu)控制的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究 175
9.3.1  模型的建立 175
9.3.2  4WS系統(tǒng)的可控性和能觀性分析 176
9.3.3  基于MATLAB仿真 176
參考文獻 180