MATLAB自動控制系統(tǒng)設(shè)計

前言

　　隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高，必將對控制理論、技術(shù)、系統(tǒng)與應(yīng)用提出越來越多、越來越高的要求，因此有必要進一步加強、加深對這方面的研究，而MATLAB為此提供了可能，實踐已表明它的確是一個功能強大、形象逼真、便于操作的軟件工具?！　ATLAB在我國的應(yīng)用已有十多年的歷史，而自動控制則是其最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。MATLAB支持控制系統(tǒng)設(shè)計過程的每個環(huán)節(jié)：系統(tǒng)建模、分析、仿真到控制器設(shè)計和實現(xiàn)，并可以用于不同領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計?！　【幷呔帉懕緯囊鈭D是讓讀者可以更快更容易地利用MATLAB語言提供的編程環(huán)境和工具進行控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計。書中列舉的大量示例可以幫助讀者理解和掌握使用MATLAB編程和設(shè)計控制系統(tǒng)的技巧。　　本書具有如下特色：　　1.易學(xué)易用　　本書以典型應(yīng)用為主，以圖文為輔，通過詳細分析控制系統(tǒng)的相關(guān)功能及使用MATLAB進行分析和設(shè)計，引導(dǎo)讀者在快速掌握MATLAB的基礎(chǔ)上學(xué)習自動控制系統(tǒng)。　　2.涉及范圍廣　　本書首先介紹了MATLAB的基本功能、矩陣運算、編程方法、Simulink等基礎(chǔ)知識，然后詳細介紹自動控制系統(tǒng)的分析與應(yīng)用。　　3.內(nèi)容新穎　　本書介紹了MATLAB R2009a的新特點及其工具箱函數(shù)，著重在MATLAB R2009a的基礎(chǔ)上給出自動控制系統(tǒng)的示例?！　?.實用性強　　本書處處結(jié)合示例，分析了MATLAB基本功能和控制系統(tǒng)工具箱函數(shù)的使用方法，為廣大讀者解決實際控制問題提供了較好的范例。

內(nèi)容概要

　　本書系統(tǒng)地介紹了MATLAB R2009a的基本功能及控制系統(tǒng)的中應(yīng)用。突出了新版本的新增功能和特性。在介紹過程中同時加入了具有一定難度的范例，來提高讀者的控制系統(tǒng)工程設(shè)計能力。全書共分10章。第1章介紹了MATLAB基礎(chǔ)簡介，第2章介紹了控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；第3章介紹了Simulink建模與仿真；第4章介紹了自動控制系統(tǒng)的模型建立與仿真；第5章根軌跡分析法；第6章介紹了時頻域分析法；第7章介紹了控制系統(tǒng)性質(zhì)的分析；第8章介紹了常用的控制系統(tǒng)設(shè)計；第9章介紹了控制系統(tǒng)的校正；第10章介紹了控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用等內(nèi)容?！　”緯梢宰鳛閺V大在校本科生和研究生的學(xué)習用書，也可以作為廣大科研人員、學(xué)者、工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

前言 第1章　MATLAB基礎(chǔ)簡介   1.1  MATLAB簡介     1.1.1  MATLAB發(fā)展歷程及其影響      1.1.2  MATLAB語言特性      1.1.3  MATLAB應(yīng)用與組成部分   1.2  MATLAB的運行環(huán)境      1.2.1  工作界面      1.2.2  命令窗口      1.2.3  當前目錄瀏覽器窗口     1.2.4  工作空間瀏覽器窗口      1.2.5  歷史命令窗口    1.2.6  數(shù)組編輯器窗口   1.3  MATLAB的常量與變量     1.3.1  MATLAB的常量      1.3.2  MATLAB的變量    1.4  MATLAB數(shù)值運算    1.4.1  向量及運算     1.4.2  數(shù)組及運算      1.4.3  矩陣的函數(shù)運算      1.4.4  多項式及運算    1.5  MATLAB的程序設(shè)計    1.5.1  M文件     1.5.2  函數(shù)變量及變量作用域      1.5.3  子函數(shù)與局部函數(shù)    1.5.4  流程控制語句   1.6  符號運算      1.6.1  符號對象的創(chuàng)建和使用     1.6.2  符號表達式的操作   1.7  子MATLAB的數(shù)學(xué)表達式及其書寫     1.7.1  MATLAB的數(shù)學(xué)表達式     1.7.2  MATLAB的數(shù)學(xué)表達式的書寫    1.8  MATLAB的繪圖功能      1.8.1  二維繪圖      1.8.2  三維繪圖      1.8.3  句柄圖形    1.9  MATABL的其它常用數(shù)學(xué)方法      1.9.1  多項式擬合      1.9.2  非線性方程的求解與最優(yōu)化 第2章  控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)介紹    2.1  自動控制系統(tǒng)的概念      2.1.1  開環(huán)閉環(huán)控制系統(tǒng)      2.1.2  閉環(huán)控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)      2.1.3  反饋控制系統(tǒng)品質(zhì)要求    2.2  自動控制的分類      2.2.1  線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)     2.2.2  離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)      2.2.3  恒值系統(tǒng)和隨機系統(tǒng)    2.3  經(jīng)典控制理論      2.3.1  傳遞函數(shù)模型理論      2.3.2  零極點增益模型理論      2.3.3  控制系統(tǒng)的根軌跡分析      2.3.4  控制系統(tǒng)的時域分析      2.3.5  控件系統(tǒng)的頻域分析    2.4  現(xiàn)代控制理論      2.4.1  狀態(tài)空間模型      2.4.2  控制系統(tǒng)的可控性與可觀性     2.4.3  最優(yōu)控制理論      2.4.4  魯棒控制理論    2.5  智能控制理論      2.5.1  智能控制理論概述      2.5.2  模糊控制  第3章  Simulink建模與仿真    3.1  典型控制系統(tǒng)的建模與仿真      3.1.1  控制系統(tǒng)的建模      3.1.2  仿真參數(shù)的設(shè)置    3.2  用Simulink建立系統(tǒng)模型      3.2.1  打開模型窗口的方法      3.2.2  模塊的復(fù)制、移動與刪除      3.2.3  模塊的連接     3.2.4  模塊名稱的修改      3.2.5  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖模型標題名稱的標注與修改      3.2.6  創(chuàng)建模型的取消與復(fù)原操作      3.2.7  模型文件的保存與打開　　……第4章　自動控制系統(tǒng)的模型建立與仿真第5章　根軌跡分析法第6章　時域、頻域分析法第7章　控制系統(tǒng)性質(zhì)的分析第8章　常用的控制系統(tǒng)設(shè)計第9章　控制系統(tǒng)的校正第10章　控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用參考文獻

章節(jié)摘錄

　　對大多數(shù)用戶來說，要想靈活、高效地運用這些工具箱，通常都需要學(xué)習相應(yīng)的專業(yè)知識?！　〈送猓_放性也是MATLAB最重要和最受歡迎的特點之一。除內(nèi)部函數(shù)外，所有的MATLAB主要文件和各工具箱文件都是可讀、可改的源文件，因為工具箱實際上是由一組復(fù)雜的MATLAB函數(shù)（M文件）組成，它擴展了MATLAB的功能，用以解決特定的問題。因此，用戶可以通過對源文件進行修改和加入自己編寫的文件去構(gòu)建新的專用工具箱?！　?.組成部分　　MATLAB系統(tǒng)由下面5個主要部分組成?！　。?）MATLAB開發(fā)環(huán)境　　開發(fā)環(huán)境是一組實用工具，利用這些工具，用戶可以使用：MATLAB函數(shù)和文件。這其中的很多工具都是圖形用戶接口，它包括MATLAB桌面和命令窗口、命令的歷史記錄、工作空間、文件和搜索路徑，以及用來幫助查看的瀏覽器。　?。?）MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫　　這是一個龐大的計算算法庫，包括基本函數(shù)（如sum、sine、cosine）、復(fù)雜算法和更復(fù)雜的函數(shù)運算，如矩陣求逆、矩陣特征值、貝塞爾函數(shù)和快速傅里葉變換?！　。?）MATLAB語言　　這是一個高級的矩陣／數(shù)組編程語言，該語言具有流程控制語句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入／輸出和面向?qū)ο缶幊痰奶攸c。它既可以編寫快速執(zhí)行的短小程序，也可以編寫龐大的復(fù)雜應(yīng)用程序?！　。?）MATLAB圖形處理系統(tǒng)　　這是MATLAB的圖形系統(tǒng)，它既包括生成二維數(shù)據(jù)和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理、動畫及演示圖形的高級命令，也包括完全由用戶自定制圖形顯示及在MATLAB應(yīng)用程序中創(chuàng)建完整的圖形用戶接口的低級命令。　?。?）MATLAB應(yīng)用程序接口（API）　　這是一個用戶編寫與MATLAB接口的C和Fortran程序的函數(shù)庫，它包括從MATLAB（動態(tài)鏈接）中調(diào)用指令和讀寫MATLAB文件的程序。

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