控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD

內(nèi)容概要

本書要概述了仿真技術(shù)發(fā)展進(jìn)程的基礎(chǔ)上，以MATLAB語言為平臺(tái)，系統(tǒng)地闡述了數(shù)字仿真技術(shù)的基本概念、原理與方法，概括了控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)中的基本內(nèi)容。全書共六章，主要包括：控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述與模型的建立、MATLAB與SIMULINK基礎(chǔ)、數(shù)字仿真的實(shí)現(xiàn)方法、控制系統(tǒng)CAD及其綜合應(yīng)用等內(nèi)容。    書中涉及到運(yùn)動(dòng)控制、過程控制等系統(tǒng)的建模、分析與設(shè)計(jì)問題，其內(nèi)容深入淺出，可讀性較強(qiáng)；各章配有練習(xí)型、分析/設(shè)計(jì)型和探究型的習(xí)題，有助于激發(fā)學(xué)生的興趣，可使讀者進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)與掌握相關(guān)課程的內(nèi)容。    本書系高等院校自動(dòng)化專業(yè)本科生教材，也可作為電氣工程與自動(dòng)化、機(jī)電一體化控制等專業(yè)“仿真技術(shù)”類課程的教學(xué)用書。

作者簡(jiǎn)介

張曉華，博士，男，1961年4月生，1979年入哈爾濱工業(yè)大學(xué)工業(yè)自動(dòng)化專業(yè)，1983年本科畢業(yè)并留校任教，1989年獲該專業(yè)碩士學(xué)位；1998年獲哈爾濱工業(yè)大學(xué)控制理論與工程專業(yè)博士學(xué)位；2000年任電力電子與電力傳動(dòng)學(xué)科教授，2003年任該學(xué)科博士生導(dǎo)師；現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學(xué)電

書籍目錄

前言第一章 概述  第一節(jié) 控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法    一、解析法    二、實(shí)驗(yàn)法    三、仿真實(shí)驗(yàn)法  第二節(jié) 仿真實(shí)驗(yàn)的分類與性能比較    一、按模型分類    二、按計(jì)算機(jī)類型分類  第三節(jié) 系統(tǒng)、模型與數(shù)字仿真    一、系統(tǒng)的組成與分類    二、模型的建立及其重要性    三、數(shù)字仿真的基本內(nèi)容  第四節(jié) 控制系統(tǒng)CAD與數(shù)字仿真軟件    一、CAD技術(shù)的一般概念    二、控制系統(tǒng)CAD的主要內(nèi)容    三、數(shù)字仿真軟件  第五節(jié) 仿真技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展    一、仿真技術(shù)在工程中的應(yīng)用    二、應(yīng)用仿真技術(shù)的重要意義    三、仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)  小結(jié)  習(xí)題第二章 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述  第一節(jié) 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型    一、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的表示形式    二、數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換    三、控制系統(tǒng)建模的基本方法  第二節(jié) 控制系統(tǒng)建模實(shí)例    一、獨(dú)輪自行車實(shí)物仿真問題    二、龍門起重機(jī)運(yùn)動(dòng)控制問題    三、水箱液位控制問題    四、燃煤熱水鍋爐控制問題  第三節(jié) 實(shí)現(xiàn)問題    一、單變量系統(tǒng)的可控標(biāo)準(zhǔn)型實(shí)現(xiàn)    二、控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真實(shí)現(xiàn)  第四節(jié) 常微分方程數(shù)值解法    一、數(shù)值求解的基本概念    二、數(shù)值積分法    三、關(guān)于數(shù)值積分方法的幾點(diǎn)討論  第五節(jié) 數(shù)值算法中的“病態(tài)”問題    一、“病態(tài)”常微分方程    二、控制系統(tǒng)仿真中的“病態(tài)”問題    三、“病態(tài)”系統(tǒng)的仿真方法  小結(jié)  習(xí)題第三章 MATLAB與SIMULINK基礎(chǔ)  第一節(jié) 引言  第二節(jié) MATLAB的操作與使用    一、簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算    二、變量與數(shù)值顯示格式    三、文件管理    四、幫助功能  第三節(jié) MATLAB的矩陣運(yùn)算    一、簡(jiǎn)單矩陣輸入    二、矩陣區(qū)算    三、矩陣操作  第四節(jié) 繪圖    一、二維圖形    二、三維圖形  第五節(jié) 數(shù)據(jù)處理    一、矩陣分解    二、多項(xiàng)式處理    三、曲線擬合與插值    四、數(shù)據(jù)分析    五、常微分方程數(shù)值解  第六節(jié) 流程控制    一、for循環(huán)    二、while循環(huán)    三、if－else－end結(jié)構(gòu)    四、函數(shù)  第七節(jié) 控制工具箱    一、系統(tǒng)建模    二、模型轉(zhuǎn)換和降階    三、分析函數(shù)    四、設(shè)計(jì)函數(shù)  第八節(jié) SIMULINK基礎(chǔ)    一、SIMULINK的操作    二、模型的構(gòu)造    三、數(shù)值仿真    四、系統(tǒng)分析  第九節(jié) MATLAB的其它資源    一、工具箱    二、網(wǎng)絡(luò)資源  小結(jié)  習(xí)題第四章 控制系統(tǒng)數(shù)字仿真的實(shí)現(xiàn)  第一節(jié) 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其招撲描述    一、控制系統(tǒng)常見的典型結(jié)構(gòu)形式    二、控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)描述    三、控制系統(tǒng)的聯(lián)接矩陣  第二節(jié) 面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的數(shù)字仿真    一、典型閉環(huán)系統(tǒng)的數(shù)字仿真    二、復(fù)雜聯(lián)接的閉環(huán)系統(tǒng)數(shù)字仿真  第三節(jié) 環(huán)節(jié)的離散化與非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真    一、連續(xù)系統(tǒng)的離散化模型法    二、非線性系統(tǒng)的數(shù)字仿真  第四節(jié) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真    一、采樣在制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述    二、采樣控制系統(tǒng)的仿真方法    三、采樣控制系統(tǒng)仿真程序?qū)崿F(xiàn)  小結(jié)  習(xí)題第五章 控制系統(tǒng)CAD  第一節(jié) 概述  第二節(jié) 經(jīng)典控制理論CAD    一、控制系統(tǒng)因有特性分析    二、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法    三、控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)  第三節(jié) 基于雙閉環(huán)PID控制的一階倒立擺控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)    一、系統(tǒng)模型    二、模型驗(yàn)證    三、雙閉環(huán)PID控制器設(shè)計(jì)    四、仿真實(shí)驗(yàn)    五、結(jié)論  第四節(jié) 現(xiàn)代控制理論CAD    一、線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)    二、模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)  第五節(jié) 基于時(shí)間最優(yōu)控制的起重機(jī)防擺控制技術(shù)研究    一、問題的提出    二、時(shí)間最優(yōu)控制    三、系統(tǒng)建模    四、模型驗(yàn)證    五、時(shí)間最優(yōu)控制策略    六、仿真實(shí)驗(yàn)    七、結(jié)論  小結(jié)  習(xí)題第六章 數(shù)字仿真技術(shù)的綜合應(yīng)用  第一節(jié) 直流電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的若干問題  第二節(jié) 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器的魯棒性設(shè)計(jì)方法  第三節(jié) “水箱系統(tǒng)”液位控制的仿真研究  第四節(jié) 管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人位置預(yù)測(cè)模糊控制研究參考文獻(xiàn)

編輯推薦

《控制系統(tǒng)數(shù)字仿真與CAD》系高等院校自動(dòng)化專業(yè)本科生教材，也可作為電氣工程與自動(dòng)化、機(jī)電一體化控制等專業(yè)"仿真技術(shù)"類課程的教學(xué)用書。

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