控制系統(tǒng)的虛擬儀器仿真

內(nèi)容概要

　　本書采用MATLAB與LabVIEW相結(jié)合的方法設(shè)計控制系統(tǒng)特性虛擬仿真分析儀。本書共分6章。在對控制系統(tǒng)時域、頻域、穩(wěn)定性及性能指標(biāo)與校正的仿真分析中，突出虛擬仿真分析儀的儀器性、動態(tài)性、交互性和對系統(tǒng)參數(shù)選擇的指導(dǎo)性。本書配有全書所有虛擬仿真儀程序代碼，可從機(jī)械工業(yè)出版社網(wǎng)站上下載，所有仿真須在MATLAB
6?5及以上、LabVIEW 8?2及以上版本下運行。虛擬仿真儀可對實用工程對象模型進(jìn)行仿真，并且可移植。
　　本書可供測控技術(shù)與儀器類各專業(yè)、控制類和電子信息類各專業(yè)以及相關(guān)專業(yè)的本科生和研究生參考，也可供相關(guān)專業(yè)教師及工程技術(shù)人員用做研究開發(fā)虛擬儀器及仿真技術(shù)時參考。

書籍目錄

前言
緒論
第1章　控制系統(tǒng)模型描述及仿真
　1.1　連續(xù)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型
　　1.1.1　連續(xù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型的描述方法
　　1.1.2　傳遞函數(shù)框圖的處理
　1.2　離散系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型
　　1.2.1　離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型的描述方法
　　1.2.2　連續(xù)、離散系統(tǒng)傳遞函數(shù)模型的相互轉(zhuǎn)換
　1.3　連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
　　1.3.1　連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程及其框圖
　　1.3.2　連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的傳遞函數(shù)矩陣
　　1.3.3　連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型描述的MATLAB主要指令
　　1.3.4　連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的典型連接〔6〕
　1.4　離散系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
　　1.4.1　離散系統(tǒng)狀態(tài)方程及其框圖
　　1.4.2　離散狀態(tài)空間描述的MATLAB主要指令
　　1.4.3　離散與連續(xù)狀態(tài)空間描述的相互轉(zhuǎn)換
第2章　控制系統(tǒng)時域特性的分析與仿真
　2.1　典型輸入信號時域響應(yīng)仿真的主要命令
　　2.1.1　典型輸入信號的定義
　　2.1.2　時域響應(yīng)的MATLAB主要命令
　2.2　一階控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.2.1　一階控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　　2.2.2　一階控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.2.3　一階控制系統(tǒng)時域響應(yīng)的仿真實例
　2.3　二階控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.3.1　二階控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
　　2.3.2　二階控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.3.3　二階控制系統(tǒng)時域響應(yīng)的仿真實例
　2.4　高階控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.4.1　高階控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)及其分解
　　2.4.2　高階控制系統(tǒng)的時域特性
　　2.4.3　高階控制系統(tǒng)時域特性仿真的MATLAB主要命令
　　2.4.4　高階控制系統(tǒng)時域特性的仿真實例
　2.5　狀態(tài)空間模型的時域響應(yīng)
　　2.5.1　狀態(tài)方程的解
　　2.5.2　求解狀態(tài)方程的MATLAB命令
　　2.5.3　狀態(tài)方程時域響應(yīng)的仿真實例
　2.6　離散系統(tǒng)的時域響應(yīng)
　　2.6.1　離散系統(tǒng)時域響應(yīng)的MATLAB主要命令
　　2.6.2　離散系統(tǒng)時域響應(yīng)的仿真實例
　　2.6.3　離散狀態(tài)方程的解
第3章　線性控制系統(tǒng)頻域特性的分析與仿真
第4章　控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與仿真
第5章　控制系統(tǒng)的性能仿真分析
第6章　控制系統(tǒng)的校正分析與仿真
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：對比上述兩段程序代碼，可知它們之間的主要區(qū)別在于輸入賦值和顯示方式不同。運行程序shili00_01.vi。前面板的工具欄上設(shè)有單次和連續(xù)運行兩個按鈕。按下連續(xù)運行按鈕，拖動前面板上任意一個賦值控制件的“調(diào)節(jié)滑竿”，在輸入?yún)?shù)隨滑竿“連續(xù)”改變的同時，可見顯示件的圖形、數(shù)值和字符串也“捆綁式”地同步改變，形象地仿真式（0-1）所示系統(tǒng)的輸出隨輸入的動態(tài)變化。如果要準(zhǔn)確測量單位階躍響應(yīng)曲線上某時刻的幅值，可以使用沿著曲線移動的十字測量坐標(biāo)系的方法，測出其橫縱坐標(biāo)。測量精度在一定范圍內(nèi)取決于仿真時間步長（橫坐標(biāo)分格）。通過連續(xù)運行和改變系統(tǒng)參數(shù)，像shili0001.vi這樣僅具有虛擬儀器基本特征的仿真儀所表現(xiàn)出來的儀器性、動態(tài)性、交互性和對參數(shù)選擇的指導(dǎo)性已經(jīng)清晰可見。虛擬儀器仿真較之傳統(tǒng)仿真的優(yōu)點也清晰可見。在構(gòu)成程序框圖面板時，通常使用LabVIEW提供的圖形節(jié)點連接而成。圖形節(jié)點實際上是一個具有輸入端口、輸出端口和復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的“子”虛擬儀器。通常將LabVIEW稱為“G（圖形）語言”，但這并不是說在LabVIEW中不使用“語句”式的編程方式。上述實例，以及本書的其他仿真程序均大量使用“語句”式指令和圖形節(jié)點相結(jié)合的編程方法。這樣做，可以使熟悉MATLAB的讀者更方便地設(shè)計基于LabVIEW的虛擬仿真儀。

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《控制系統(tǒng)的虛擬儀器仿真》融合MATLAB和LabVIEW在控制功能和儀器功能上的長處，構(gòu)筑控制系統(tǒng)動態(tài)仿真的數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化的虛擬儀器平臺，提供虛擬儀器仿真程序代碼，可供移植、擴(kuò)展，實現(xiàn)控制系統(tǒng)特性曲線、數(shù)據(jù)、表達(dá)式綜合顯示與存儲，實現(xiàn)控制系統(tǒng)特性隨儀器面板旋鈕同步捆綁變化，實現(xiàn)動態(tài)仿真曲線指導(dǎo)控制系統(tǒng)校正參數(shù)的選擇。

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