控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真

前言

《控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真》已出版了2版，在幾年的時(shí)間里印刷4次，發(fā)行逾萬冊，受到了同行與廣大讀者的歡迎、關(guān)心與愛護(hù)。與此同時(shí)，為適應(yīng)廣大讀者的要求，特別是適應(yīng)自動(dòng)化類各專業(yè)教學(xué)、仿真實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要，作者又撰寫了《控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算及仿真實(shí)訓(xùn)》?！犊刂葡到y(tǒng)MATL，AB計(jì)算及仿真》第3版對以下方面的內(nèi)容作了修改與補(bǔ)充，并突出本書特色。1.MATLAB近年頻繁升級版本，根據(jù)作者使用的體會(huì)，MATLAB7.1版的實(shí)用性與軟件可靠性最佳。故本書再版要介紹功能最新、最全與運(yùn)行效果最好的版本MATLAB7.1系統(tǒng)與仿真集成環(huán)境Simulink6.3及SimPowerSystems4.1.1其程序的Notebook執(zhí)行方式比過去的所有版本都有效而可靠，這給仿真帶來了極大方便，節(jié)約了時(shí)間，提高了效率。2.數(shù)學(xué)模型與實(shí)體圖形化模型是MATLAB的兩類仿真模型。在第3版中，要介紹實(shí)（際物）體圖形化仿真模型庫。實(shí)體圖形化模型庫中的模塊就相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶋H工程里圖形化的實(shí)際物體，例如：電阻、電容、電源、電機(jī)、變壓器、觸發(fā)器與晶閘管整流裝置、電壓表、電流表等，將這些實(shí)際物體的圖形圖標(biāo)連接就能成為一個(gè)電路、一個(gè)裝置或是一個(gè)系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)模型（SimPower-Systems）雖不是真實(shí)物體，而只是實(shí)際物體的圖形化模型，但它具有實(shí)際物體的特質(zhì)屬性與特征。這種實(shí)體圖形化模型的仿真更具有實(shí)用價(jià)值與低成本的優(yōu)勢，非常簡單方便。

內(nèi)容概要

本書包括MATLAB語言基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)MATLAB仿真基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)MATLAB計(jì)算與仿真３篇。    本書上篇介紹了MATLAB 7.1 系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，包括MATLAB 7.1系統(tǒng)概述與活的筆記本Notebook、數(shù)值計(jì)算與符號(hào)運(yùn)算、MATLAB 程序設(shè)計(jì)，還介紹了MATLAB 7.1的基本繪圖的函數(shù)命令等。    中篇介紹控制系統(tǒng)MATLAB 仿真基礎(chǔ)，詳細(xì)敘述了Simulink 6.3 與SimPowerSystems 4.1.1仿真集成環(huán)境的數(shù)學(xué)模型與實(shí)際物體的圖形化模型庫、控制系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型，控制系統(tǒng)時(shí)域分析、穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析、根軌跡分析、頻域分析等的MATLAB 實(shí)現(xiàn)，還介紹了描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的MATLAB 實(shí)現(xiàn)與離散系統(tǒng)分析的MATLAB 實(shí)現(xiàn)。    下篇是本書的核心內(nèi)容，介紹經(jīng)典控制的拖動(dòng)控制系統(tǒng)、位置隨動(dòng)系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等的MATLAB 計(jì)算與仿真以及自動(dòng)控制設(shè)計(jì)、狀態(tài)空間分析的MATLAB 計(jì)算與仿真、線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB 計(jì)算及仿真。    本書共20章，示例豐富，內(nèi)容翔實(shí)。大部分示例取材干普遍采用的自動(dòng)控制理論、 電力拖動(dòng)控制、位置隨動(dòng)控制、生產(chǎn)過程控制、現(xiàn)代控制理論等方面的教科書，還有一部分取自實(shí)際工程課題。示例程序都經(jīng)作者反復(fù)調(diào)試，既能夠在MATLAB 里運(yùn)行，也能夠在Notebook中運(yùn)行（除了一些帶鼠標(biāo)操作的圖形函數(shù)命令必須在MATLAB 命令窗口里運(yùn)行之外）。    本書既可作為自動(dòng)控制類各專業(yè)（工業(yè)自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化、過程控制、化工自動(dòng)化、電站自動(dòng)化、紡織自動(dòng)化、高層建筑自動(dòng)化、印刷造紙自動(dòng)化）的教材，也可作為自動(dòng)控制領(lǐng)域工程技術(shù)人員不學(xué)習(xí)MATLAB 的參考用書。

書籍目錄

第１章　控制系統(tǒng)及仿真概述上篇　MATLAB語言基礎(chǔ)　第２章　MATLAB 7.1　系統(tǒng)概述　第３章　MATLAB 數(shù)值運(yùn)算　第４章　MATLAB 符號(hào)運(yùn)算基礎(chǔ)　　第５章　MATLAB 程序設(shè)計(jì)　第６章　MATLAB 7.1　常用圖形令與符號(hào)函數(shù)圖形命令　第７章　MATLAB 7.1　的仿真集成環(huán)境 Simulink 6.3　第８章　常用電氣系統(tǒng)實(shí)體圖形化仿真模型　第９章　控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第10章　連續(xù)系統(tǒng)時(shí)域分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第11章　連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第12章　連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計(jì)算的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第13章　連續(xù)系統(tǒng)根軌跡分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第14章　連續(xù)系統(tǒng)頻域分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第15章　技術(shù)函數(shù)分析非線性系統(tǒng)的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第16章　離散系統(tǒng)分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)下篇　控制系統(tǒng)　MATLAB　計(jì)算及仿真　第17章　自動(dòng)控制系統(tǒng)的　MATLAB　計(jì)算及仿真　第18章　連續(xù)線性控制系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第19章　線性系統(tǒng)狀態(tài)空間分析的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)　第20章　線性二次型最優(yōu)控制的　MATLAB　實(shí)現(xiàn)附錄　作者編寫的MATLAB函數(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.2 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的基本概念1.2.1 控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真是一門涉及到控制理論、計(jì)算數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合性新型學(xué)科。這門學(xué)科的產(chǎn)生及發(fā)展差不多是與計(jì)算機(jī)的發(fā)明及發(fā)展同步的。計(jì)算機(jī)仿真是自從1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世以后，在20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來的、用來幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的一種新技術(shù)。它包含控制系統(tǒng)分析、綜合、設(shè)計(jì)、檢驗(yàn)等多方面的計(jì)算機(jī)處理內(nèi)容。計(jì)算機(jī)仿真依靠計(jì)算機(jī)無與倫比的運(yùn)算功能，即計(jì)算機(jī)能夠不厭其煩地進(jìn)行高速而精確的運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)各種功能。以下介紹幾個(gè)有關(guān)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的概念。系統(tǒng)，是物質(zhì)世界中相互制約又相互聯(lián)系著的、以期實(shí)現(xiàn)某種目的的一個(gè)運(yùn)動(dòng)整體，這個(gè)整體叫做系統(tǒng)。如果系統(tǒng)用于自動(dòng)控制，則稱之為自動(dòng)控制系統(tǒng)。模型，是對所要研究的系統(tǒng)在某些特定方面的抽象。通過模型對原型系統(tǒng)進(jìn)行研究，將具有更深刻、更集中的特點(diǎn)。模型分為物理模型和數(shù)學(xué)模型兩種。數(shù)學(xué)模型可分為機(jī)理模型、統(tǒng)計(jì)模型與混合模型。系統(tǒng)仿真，就是以系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為工具對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的一種方法。需要特別指出的是，系統(tǒng)仿真是用模型（即物理模型或數(shù)學(xué)模型）代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和研究，使仿真更具意義。仿真所遵循的基本原則是相似原理，即幾何相似、環(huán)境相似與性能相似。依據(jù)這個(gè)原理，仿真可分為物理仿真與數(shù)學(xué)仿真（即模擬計(jì)算機(jī)仿真與數(shù)字計(jì)算機(jī)仿真）。所謂物理仿真就是應(yīng)用幾何相似原理，仿制一個(gè)與實(shí)際系統(tǒng)工作原理相同、質(zhì)地完全相同但是體積小得多的物理模型（例如將飛機(jī)模型放在氣流場相似的風(fēng)洞中以模仿真實(shí)的飛機(jī)在地球的大氣中）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；所謂數(shù)學(xué)仿真就是應(yīng)用性能相似原理，構(gòu)成數(shù)學(xué)模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。由于計(jì)算機(jī)仿真能夠?yàn)楦鞣N實(shí)驗(yàn)提供方便、廉價(jià)、靈活而可靠的數(shù)學(xué)模型，因此凡是要用模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的，幾乎都可以用計(jì)算機(jī)仿真來研究被仿真系統(tǒng)的工作特點(diǎn)、設(shè)計(jì)最合理的系統(tǒng)方案和選擇最佳參數(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真越來越多地取代純物理仿真。現(xiàn)在所稱謂的仿真，主要是指計(jì)算機(jī)參與的計(jì)算機(jī)仿真。計(jì)算機(jī)仿真是一門綜合性的新學(xué)科，它既取決于計(jì)算機(jī)工具本身硬件與軟件的發(fā)展，又依賴于仿真計(jì)算方法在精度與效率方面的研究與提高，還要服從于計(jì)算機(jī)仿真對象學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要。所以計(jì)算機(jī)仿真是多種學(xué)科互相滲透、相互融合又與多種學(xué)科相關(guān)聯(lián)的邊緣科學(xué)。

編輯推薦

《控制系統(tǒng)MATLAB入計(jì)算及仿真(第3版)》既可作為自動(dòng)控制類各專業(yè)（工業(yè)自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化、過程控制、化工自動(dòng)化、電站自動(dòng)化、紡織自動(dòng)化、高層建筑自動(dòng)化、印刷造紙自動(dòng)化）的教材，也可作為自動(dòng)控制領(lǐng)域工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)MATLAB的參考用書。

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