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內(nèi)容簡介:《MATLAB R2016a控制系統(tǒng)設計與仿真35個案例分析》以MATLAB R2016a為平臺編寫，以案例的形式講解控制系統(tǒng)的設計與仿真。目前，MATLAB已經(jīng)成為控制理論與控制工程以及計算機仿真領域的有力工具，控制系統(tǒng)的建模、分析、設計及應用都離不開MATLAB的支持。
全書共35章，也是35個案例，主要介紹了MATLAB的使用及控制系統(tǒng)的基本理論、控制系統(tǒng)的數(shù)學模型、Simulink仿真環(huán)境、控制系統(tǒng)數(shù)學模型的MATLAB實現(xiàn)、控制系統(tǒng)分析、離散系統(tǒng)設計、狀態(tài)空間設計、時頻域分析、穩(wěn)定性判定、校正、最優(yōu)控制及魯棒控制等內(nèi)容。

作者簡介:

目錄:
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第1章創(chuàng)建Simulink仿真系統(tǒng)的過程

1.1Simulink概述

1.1.1Simulink的特點

1.1.2啟動Simulink

1.2一個簡單的仿真系統(tǒng)

1.2.1添加模塊

1.2.2設置模塊屬性

1.2.3連接模塊

1.2.4仿真器設置

1.2.5運行仿真

1.3建立狀態(tài)空間表達式

1.3.1由圖建立狀態(tài)空間表達式

1.3.2由函數(shù)建立狀態(tài)空間表達式

第2章飛行器控制系統(tǒng)綜合與分析的方法

2.1飛行器控制系統(tǒng)應用概述

2.2飛行器控制系統(tǒng)數(shù)學模型

2.3飛行器控制系統(tǒng)解析內(nèi)容

2.4校正裝置優(yōu)化設計

2.5頻域性能分析

第3章最優(yōu)與魯棒控制系統(tǒng)設計

3.1最優(yōu)控制問題的描述

3.2連續(xù)系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制及其MATLAB實現(xiàn)

3.3離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制及其MATLAB實現(xiàn)

第4章飛機偏航阻尼器設計的MATLAB實現(xiàn)

4.1飛機偏航阻尼器設計

4.2數(shù)學模型及MATLAB描述

4.3校正前系統(tǒng)性能分析

4.4校正設計

4.4.1根軌跡法設計

4.4.2下洗濾波器設計

4.5校正后系統(tǒng)性能分析

第5章控制系統(tǒng)根軌跡校正分析

5.1控制系統(tǒng)性能指標

5.2校正的基本概念

5.3根軌跡校正法

5.3.1根軌跡的串聯(lián)超前校正

5.3.2根軌跡的串聯(lián)滯后校正

5.3.3根軌跡的串聯(lián)超前滯后校正

第6章現(xiàn)代控制系統(tǒng)設計與仿真分析

6.1可控性分析

6.1.1連續(xù)系統(tǒng)的完全可控性

6.1.2離散系統(tǒng)的可控性

6.1.3連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)完全可控標準型

6.1.4連續(xù)系統(tǒng)的輸出可控性

6.2可觀性分析

6.2.1線性離散系統(tǒng)的完全可觀性

6.2.2連續(xù)系統(tǒng)的完全可觀性

6.2.3連續(xù)系統(tǒng)的完全可觀標準型

6.3系統(tǒng)的極點配置

6.3.1極點配置的MATLAB函數(shù)

6.3.2極點配置示例分析

6.4系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設計

第7章MATLAB離散控制系統(tǒng)的設計

7.1離散控制系統(tǒng)的基本概念

7.2離散信號的數(shù)字描述

7.2.1采樣過程及采樣定理

7.2.2保持器的數(shù)學描述

7.3Z變換

7.3.1離散信號的Z變換

7.3.2Z變換與其逆變換

第8章Nyquist穩(wěn)定判據(jù)的實際應用

8.1頻域分析基本概念

8.2Bode圖

8.3Nyquist圖

8.4系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷

8.4.1用Bode圖法判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性

8.4.2用Nyquist曲線法判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性

第9章PID控制器校正的MATLAB實現(xiàn)

9.1PID控制器校正

9.2PID控制器概述

9.3P控制

9.4PD控制

9.5I控制

9.6PI控制

9.7PID控制

第10章控制系統(tǒng)的典型輸入信號時域分析

10.1控制系統(tǒng)時域分析法

10.2控制系統(tǒng)時域分析使用的函數(shù)

10.2.1step函數(shù)

10.2.2initial函數(shù)

10.2.3impulse函數(shù)

10.2.4lsim函數(shù)


第11章MATLAB控制系統(tǒng)的綜合實例

11.1MATLAB在積分方程中的應用

11.2MATLAB在微分方程中的應用

11.3MATLAB/Simulink在機電系統(tǒng)中的應用

11.4MATLAB/Simulink在時域分析中的應用

11.5MATLAB/Simulink在根軌跡分析中的應用

第12章控制系統(tǒng)數(shù)學模型的MATLAB實現(xiàn)

12.1連續(xù)系統(tǒng)

12.2離散系統(tǒng)

12.3與數(shù)學模型相關的MATLAB函數(shù)

12.3.1傳遞模型的函數(shù)

12.3.2零極點模型函數(shù)

12.3.3狀態(tài)空間模型函數(shù)


第13章控制系統(tǒng)的暫態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性

13.1典型輸入信號實例

13.2時域分析的基本概念

13.2.1動態(tài)過程與動態(tài)性能

13.2.2穩(wěn)態(tài)過程與穩(wěn)態(tài)性能

13.2.3控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

13.3線性系統(tǒng)時域響應求法

13.4二階系統(tǒng)

13.4.1二階系統(tǒng)的單位脈沖響應

13.4.2二階系統(tǒng)的單位階躍響應

第14章頻域分析的MATLAB函數(shù)實現(xiàn)
 
14.1頻域分析的概念

14.2頻域分析的MATLAB函數(shù)

14.2.1allmargin函數(shù)

14.2.2nyquist函數(shù)

14.2.3bode函數(shù)

14.2.4bodemag函數(shù)

14.2.5nichols函數(shù)

14.2.6ngrid函數(shù)

14.2.7margin函數(shù)

第15章MATLAB函數(shù)實現(xiàn)的狀態(tài)空間分析

15.1狀態(tài)空間的MATLAB實現(xiàn)

15.1.1ctrb函數(shù)

15.1.2ctrbf函數(shù)

15.1.3obsv函數(shù)

15.1.4obsvf函數(shù)

15.2系統(tǒng)狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器

15.2.1極點配置

15.2.2狀態(tài)觀測器

第16章魯棒控制系統(tǒng)設計的MATLAB實現(xiàn)

16.1魯棒控制簡介

16.2魯棒控制系統(tǒng)的MATLAB實現(xiàn)

第17章借助根軌跡曲線對控制系統(tǒng)進行校正

17.1其他幾種根軌跡形式

17.2根軌跡對系統(tǒng)暫態(tài)特性的分析

17.3控制系統(tǒng)的根軌跡校正法

17.3.1根軌跡法超前校正

17.3.2根軌跡法滯后校正

17.4根軌跡的設計工具

第18章控制系統(tǒng)頻域響應校正分析

18.1頻域響應校正法

18.2頻域法的串聯(lián)超前校正

18.3頻域法的串聯(lián)滯后校正

18.4頻域串聯(lián)滯后超前校正

18.5反饋校正

第19章PID控制器參數(shù)整定

19.1ZieglerNichols整定法

19.2一般數(shù)學模型擬合成帶延時的慣性環(huán)節(jié)

19.3CohenCoon整定法

19.4誤差積分指標最優(yōu)校正

第20章模型預測控制的實際應用

20.1模型預測控制的應用

20.1.1直流伺服控制器設計

20.1.2直流伺服控制器的MATLAB實現(xiàn)

20.2控制系統(tǒng)的實際應用

20.2.1PID控制器應用示例

20.2.2非線性控制系統(tǒng)應用示例

第21章系統(tǒng)模型間轉(zhuǎn)換的MATLAB實現(xiàn)

21.1系統(tǒng)模型間轉(zhuǎn)換

21.1.1tf2ss函數(shù)

21.1.2ss2tf函數(shù)

21.1.3tf2zp函數(shù)

21.1.4zp2tf函數(shù)

21.1.5zp2ss函數(shù)

21.1.6ss2zp函數(shù)

21.2系統(tǒng)模型連接方式

第22章自動控制實際系統(tǒng)的分析設計

22.1傳遞函數(shù)模型分析

22.2傳遞函數(shù)模型的MATLAB實現(xiàn)

22.3狀態(tài)空間模型分析

22.4狀態(tài)空間模型的MATLAB實現(xiàn)

22.5零極點增益模型分析

22.6零極點增益模型的MATLAB實現(xiàn)

第23章MATLAB控制系統(tǒng)的頻率特性

23.1頻率特性的表示法

23.2典型環(huán)節(jié)的Nyquist圖

23.2.1比例環(huán)節(jié)

23.2.2慣性環(huán)節(jié)

23.2.3積分環(huán)節(jié)

23.2.4微分環(huán)節(jié)

23.2.5一階微分環(huán)節(jié)

23.2.6振蕩環(huán)節(jié)

23.3典型環(huán)節(jié)的Bode圖

23.3.1比例環(huán)節(jié)

23.3.2積分環(huán)節(jié)

23.3.3微分環(huán)節(jié)

23.3.4慣性環(huán)節(jié)

23.3.5一階微分環(huán)節(jié)

23.3.6振蕩環(huán)節(jié)

23.3.7二階微分環(huán)節(jié)

第24章離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

24.1離散系統(tǒng)的時域數(shù)學模型

24.2離散系統(tǒng)的頻域數(shù)學模型

24.2.1c2d函數(shù)

24.2.2d2c函數(shù)

24.2.3d2d函數(shù)

24.2.4upsample函數(shù)

24.3離散控制系統(tǒng)分析

24.3.1離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性

24.3.2采樣周期與開環(huán)增益對穩(wěn)定性的影響

第25章線性二次型高斯最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)

25.1LQG最優(yōu)控制概述

25.2LQG最優(yōu)控制的MATLAB實現(xiàn)

25.2.1reg函數(shù)

25.2.2lqg函數(shù)

25.2.3lqgreg函數(shù)

第26章MATLAB函數(shù)直接繪制系統(tǒng)的根軌跡

26.1根軌跡的概述

26.2二階系統(tǒng)的根軌跡分析

26.3MATLAB中與根軌跡相關的函數(shù)

26.3.1pzmap函數(shù)

26.3.2rlocus函數(shù)

26.3.3rlocfind函數(shù)

26.3.4sgrid函數(shù)

26.3.5zgrid函數(shù)

26.3.6damp函數(shù)

第27章可控性與可觀性的MATLAB實現(xiàn)

27.1可控性與可觀性

27.2狀態(tài)可控性

27.3狀態(tài)可觀性

27.4可控性和可觀性的實現(xiàn)

27.4.1可控標準型

27.4.2可觀標準型

第28章系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差分析的MATLAB實現(xiàn)

28.1系統(tǒng)誤差分析與計算

28.2MATLAB LTI Viewer穩(wěn)定性判定實例

第29章頻域穩(wěn)定性分析

29.1Nyquist穩(wěn)定判據(jù)

29.2穩(wěn)定裕度

29.2.1相對穩(wěn)定性

29.2.2增益裕度

29.2.3相角裕度

第30章控制系統(tǒng)工程應用實例

30.1MATLAB在頻域響應中的應用

30.2MATLAB/Simulink在狀態(tài)空間中的應用

30.3MATLAB在PID控制器設計中的應用

第31章變換矩陣與狀態(tài)空間表達式

31.1非唯一性與特征不變性

31.2標準型

31.2.1對角規(guī)范型

31.2.2約當規(guī)范型

第32章高階系統(tǒng)的時域分析

32.1高階系統(tǒng)

32.2時域分析的MATLAB實現(xiàn)

32.2.1step函數(shù)

32.2.2dcgain函數(shù)

32.2.3impulse函數(shù)

32.2.4initial函數(shù)

32.2.5lsim函數(shù)

32.3MATLAB圖形化時域分析

第33章控制系統(tǒng)穩(wěn)定性判定的MATLAB實現(xiàn)

33.1方程特征根判定穩(wěn)定性

33.2LienardChipard判據(jù)判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

33.3根軌跡法判定穩(wěn)定性

33.4傳遞函數(shù)極點法判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

33.5李亞普諾夫第二法判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

33.6頻率法判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

33.6.1Bode圖判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

33.6.2Nyquist曲線判定系統(tǒng)穩(wěn)定性

第34章設計kalman濾波器最優(yōu)狀態(tài)估計器

34.1kalman函數(shù)

34.2lqi函數(shù)

34.3estim函數(shù)

第35章閉環(huán)比值與解耦控制系統(tǒng)分析

35.1閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

35.1.1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

35.1.2雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

35.2解耦控制系統(tǒng)

35.2.1前饋補償解耦控制

35.2.2反饋補償解耦控制

附錄AMATLAB R2016a安裝說明

參考文獻