控制系統(tǒng)仿真及MATLAB語言

內(nèi)容概要

　　 本書主要介紹控制系統(tǒng)的仿真方法及MATLAB語言的應用。全書共7章，第1章介紹了仿真技術(shù)的定義、分類和應用；第2章主要介紹MATLAB與Simulink基礎；第3章講解控制系統(tǒng)的數(shù)學描述及建模；第4章介紹連續(xù)系統(tǒng)的離散化方法；第5章通過實例描述了控制系統(tǒng)的時頻分析法及根軌跡法；第6章主要介紹控制系統(tǒng)的校正；第7章詳細討論用MATLAB實現(xiàn)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計法。    本書可作為理工科高等院校研究生、本科生教學用書，也可作為工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章  概論　1.1  仿真技術(shù)概述　　1.1.1  仿真的定義和分類　　1.1.2  仿真過程　1.2  數(shù)字仿真軟件　1.3  仿真技術(shù)的應用與發(fā)展　　1.3.1  仿真技術(shù)的應用　　1.3.2  仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢　習題第2章  MATLAB與Simulink基礎　2.1  MATLAB簡介　2.2  基本語句結(jié)構(gòu)　　2.2.1  變量　　2.2.2  向量運算　2.3  基本矩陣運算　　2.3.1  矩陣輸入　　2.3.2  矩陣運算　　2.3.3  矩陣操作　2.4  繪圖　　2.4.1  二維圖形的繪制　　2.4.2  三維圖形的繪制　2.5  數(shù)據(jù)處理　　2.5.1  多項式處理　　2.5.2  曲線擬合與插值　　2.5.3  數(shù)據(jù)分析　2.6  MATLAB編程　　2.6.1  條件語句與循環(huán)語句　　2.6.2  M文件及M函數(shù)的編寫與運行　2.7  Simulink基礎　　2.7.1  Simulink的啟動　　2.7.2  Simulink的模塊庫介紹　　2.7.3  Simulink模型的建立及對模型的處理　　2.7.4  Simulink仿真的參數(shù)設置　習題第3章  控制系統(tǒng)的數(shù)學描述及建?！?.1  連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學模型　　3.1.1  微分方程形式　　3.1.2  傳遞函數(shù)形式　　3.1.3  零極點增益形式　　3.1.4  部分分式形式　　3.1.5  狀態(tài)方程形式　　3.1.6  非線性系統(tǒng)的線性化　3.2  控制系統(tǒng)的模型轉(zhuǎn)換　　3.2.1  傳遞函數(shù)形式與零極點增益形式之間的轉(zhuǎn)換　　3.2.2  傳遞函數(shù)形式與部分分式展開形式之間的轉(zhuǎn)換　　3.2.3  狀態(tài)方程形式與傳遞函數(shù)形式或零極點增益形式之間的轉(zhuǎn)換　　3.2.4  系統(tǒng)的對角化與約當化　　3.2.5  系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為能控標準型　　3.2.6  系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為能觀標準型　　3.2.7  對象數(shù)據(jù)類型描述　3.3  控制系統(tǒng)建模實例　　3.3.1  直流電動機系統(tǒng)建?！　?.3.2  汽車半主動懸架動力學模型　　3.3.3  過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)的建模　　3.3.4  單級倒立擺數(shù)學模型的建立　習題第4章  連續(xù)系統(tǒng)的離散化方法　4.1  常微分方程的數(shù)值解法　　4.1.1  數(shù)值求解的基本概念　　4.1.2  歐拉法　　4.1.3  龍格-庫塔法　　4.1.4  微分方程數(shù)值解的MATLAB實現(xiàn)　4.2  數(shù)值算法的穩(wěn)定性及選擇原則　　4.2.1  數(shù)值算法的穩(wěn)定性　　4.2.2  數(shù)值算法的選擇原則　4.3  數(shù)值算法中的“病態(tài)”問題　　4.3.1 “病態(tài)”微分方程　　4.3.2 “病態(tài)”系統(tǒng)的仿真方法　4.4  連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的離散化　習題第5章  控制系統(tǒng)的時頻分析法　5.1  控制系統(tǒng)時域分析　　5.1.1  時域響應概述　　5.1.2  時域分析常用MATLAB函數(shù)　5.2  控制系統(tǒng)頻域分析　　5.2.1  頻率響應概述　　5.2.2  頻域分析常用MATLAB函數(shù)介紹　5.3  根軌跡法　　5.3.1  根軌跡的基本概念　　5.3.2  根軌跡的繪制　　5.3.3  利用根軌跡法分析控制系統(tǒng)　習題第6章  控制系統(tǒng)的校正　6.1  校正基礎知識　　6.1.1  校正的結(jié)構(gòu)形式　　6.1.2  性能指標　　6.1.3  串聯(lián)校正的分類　　6.1.4  校正的分析方法　　6.1.5  PID校正　6.2  頻率特性設計法　　6.2.1  相位超前校正　　6.2.2  相位遲后校正　6.3  根軌跡設計法　　6.3.1  Rltool設計　　6.3.2  根軌跡校正方法　6.4  PID校正　　6.4.1  常規(guī)PID校正方法　　6.4.2  Ziegler-Nichols方法　6.5　 遲后系統(tǒng)的校正　　6.5.1  大林控制算法　　6.5.2  Smith預估控制器　習題第7章  控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間設計法　7.1  極點配置　　7.1.1  單輸入系統(tǒng)的極點配置　　7.1.2  極點配置實例分析　7.2  觀測器設計及實例分析　7.3  基于觀測器的狀態(tài)反饋控制器設計及實例分析　7.4  線性二次型最優(yōu)控制器設計及實例分析　習題附錄A  MATLAB常用函數(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章 概論1.1 仿真技術(shù)概述計算機仿真技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的一種綜合性實驗技術(shù)，它建立在系統(tǒng)科學、系統(tǒng)建模、控制理論、計算機技術(shù)及計算方法等學科的基礎上，對系統(tǒng)設計、研究和決策提供了一種先進而有效的手段，并已被廣泛應用于工程及非工程領域，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。1.1.1 仿真的定文和分類仿真是用模型（物理模型或數(shù)學模型）代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究的一種方法。為使仿真的結(jié)果能被實際證實真實可靠，仿真所遵循的基本原則是相似原理，包括幾何相似、環(huán)境相似和性能相似。仿真可以按不同的原則分類。1.按模型的類型分類按所用模型的類型可分為物理仿真、數(shù)學仿真和數(shù)學一物理仿真。1）物理仿真物理仿真應用幾何相似原理，制作一個與實際系統(tǒng)相似但幾何尺寸較小的物理模型（如把飛機模型放在與氣流場相似的風洞中）進行實驗研究。物理仿真的優(yōu)點是能最大限度地反映系統(tǒng)的物理本質(zhì)，具有直觀性強和形象化的特點。它的缺點是構(gòu)造物理模型所需的費用高、周期長、技術(shù)復雜。另外，在物理模型上做試驗，修改模型的結(jié)構(gòu)及參數(shù)困難，實驗限制條件多，容易受到環(huán)境條件的干擾。2）數(shù)學仿真數(shù)學仿真應用性能相似、環(huán)境相似的原理，按照真實系統(tǒng)的數(shù)學關(guān)系，建立系統(tǒng)的數(shù)學模型，并在計算機上進行實驗研究。數(shù)學仿真的特點是制作模型比較經(jīng)濟，修改參數(shù)方便，周期短，但形式抽象、直觀性差。3）數(shù)學一物理混合仿真在某些系統(tǒng)中，把數(shù)學模型與物理模型或?qū)嵨镞B接在一起進行實驗，即將系統(tǒng)的一部分建立數(shù)學模型，并放到計算機上，而另一部分構(gòu)造其物理模型或直接采用實物，然后將它們連接成系統(tǒng)進行實驗，這種形式的仿真就稱為數(shù)學一物理混合仿真或半實物仿真。這種仿真具有數(shù)學與物理仿真的共同優(yōu)點，當然費用也必將大大增加。

編輯推薦

《控制系統(tǒng)仿真及MATLAB語言》可作為理工科高等院校研究生、本科生教學用書，也可作為工程技術(shù)人員的參考書。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    控制系統(tǒng)仿真及MATLAB語言 PDF格式下載

---