信阅平台

内容介绍

《MATLAB控制系统设计与仿真》分两篇，共10章。上篇为MATLAB程序设计基础，主要介绍MATLAB的基础知识、MATLAB数值运算、MATLAB符号运算、MATLAB程序设计。下篇为自动控制系统的MATLAB实现，主要介绍控制系统理论基础、仿真环境Simulink的使用基础、控制系统数学模型的MATLAB实现、控制系统分析、经典控制系统设计与仿真、现代控制系统设计与仿真。 《MATLAB控制系统设计与仿真》意在让读者尽快掌握MATLAB提供的编程环境和工具进行控制系统的设计。书中列举大量实例来帮助读者理解和掌握MATLAB编程和设计控制系统的技巧。 《MATLAB控制系统设计与仿真》各章节之间既相互联系又相互独立，读者可根据自己的需要选择阅读。《MATLAB控制系统设计与仿真》可作为高校理工科本科生和研究生的教学参考用书，也可供自动控制、计算机仿真及其相关领域的工程技术和研究人员参考。

展开

精彩书摘

第1章 MATLAB知识简介 1.1 MAT/AB概述 在科学研究和工程应用中，为了克服一般语言对大量的数学运算，尤其当涉及到矩阵运算时编制程序复杂、调试麻烦等困难，美国Math Works公司于1967年构思并开发了矩阵实验室（Matrix Laboratory，MATLAB）软件包。经过不断更新和扩充，该公司于1984年推出MATLAB的正式版，特别是1992年推出具有划时代意义的MATLAB 4.0版，并于1993年推出其微机版，以配合当时日益流行的Microsoft Windows操作系统。截止到2005年，该公司先后推出了MATLAB 4.x、MATLAB 6.x，以及MATLAB 7.x等版本，该软件的应用范围越来越广。 尽管MATLAB开始并不是为控制理论与控制系统的设计者们编写的，但以它的“语言”化的数值计算，强大的矩阵处理及绘图功能，以及灵活的可扩充性和产业化的开发思路，很快就为自动控制界的研究人员所瞩目。目前，在自动控制、图像处理、语言处理、信号分析、振动理论、优化设计、时序分析和系统建模等领域，由著名专家与学者以MATLAB为基础开发的实用工具箱极大地丰富了MATLAB的内容。

展开

第1章 MATLAB知识简介 1.1 MATLAB概述 1.2 MATLAB的基本操作 1.2.1 MATLAB语言特点 1.2.2 MATLAB的M文件介绍 1.2.3 MATLAB的使用命令 1.2.4 MATLAB函数举例 1.3 MATLAB 窗口的基本操作 1.3.1 命令窗口的使用 1.3.2 Figure窗口的图形操作功能 1.3.3 GUI（图形用户接口） 1.3.4 自定义函数 1.3.5 交互控制 第2章 MATLAB数组与矩阵运算 2.1 MATLAB的数组与矩阵运算 2.1.1 数组与矩阵的基本概念 2.1.2 数组或矩阵元素的标识 2.1.3 数组与矩阵的输入方法 2.1.4 向量的生成及其运算 2.1.5 矩阵的特有运算 2.1.6 字符串作为字符数组的示例 2.2 多项式及其运算 2.2.1 多项式运算函数 2.2.2 多项式运算举例 第3章符号运算 3.1 算术符号操作 3.2 基本运算 3.2.1 函数计算器 3.2.2 微积分 3.2.3 符号函数的作图 3.2.4 积分变换 3.2.5 Taylor级数 3.2.6 其他 3.3 复变函数计算的MATLAB实现 3.3.1 复数的概念 3.3.2 MATLAB关于复变量的函数命令 3.3.3 复数的生成与创建复矩阵 3.3.4 复数的几何表示 3.3.5 复数代数运算的MATLAB实现 第4章 MATLAB程序设计 4.1 文件与程序结构 4.1.1 M文件 4.1.2 输入与输出 4.2 参数与变量 4.2.1 参数 4.2.2 全局变量和局部变量 4.3 数据类型 4.4 程序结构 4.4.1 顺序结构 4.4.2 循环结构 4.4.3 分支结构 4.4.4 程序终止控制语句 4.4.5 程序异常处理语句 4.5 程序流控制语句 4.5.1 echo指令 4.5.2 pause指令 4.5.3 keyboard指令 4.5.4 break指令 4.6 MATLAB函数 4.6.1 函数 4.6.2 子函数 4.6.3 私有函数 4.6.4 嵌套函数 4.7 MATLAB程序调试 4.7.1 调试方法 4.7.2 调试工具 第5章控制系统理论基础 5.1 自动控制系统概述 5.1.1 自动控制系统基本概念 5.1.2 自动控制系统的分类 5.1.3 控制系统性能要求 5.2 经典控制理论基础 5.2.1 传递函数模型 5.2.2 零极点增益模型 5.2.3 控制系统的时域分析 5.2.4 控制系统的频域分析 5.2.5 控制系统的根轨迹分析 5.3 现代控制理论基础 5.3.1 状态空间模型 5.3.2 控制系统的可控性与可观测性 5.3.3 极点配置设计 5.3.4 最优控制设计 5.3.5 鲁棒控制理论 第6章仿真环境Simulink使用基础 6.1 Simulink库模块简介 6.1.1 连续（Continuous）模块组 6.1.2 非连续（Discontinuities）模块组 6.1.3 离散（Discrete）模块组 6.1.4 数学运算（Math Operations）模块组 6.1.5 接收器（Sinks）模块组 6.1.6 输入源（Sources）模块组 6.2 Simulink基本建模方法 6.2.1 模型窗口的建立 6.2.2 模块的操作 6.2.3 信号线的操作 6.2.4 模型的运行 6.2.5 模型的保存 6.3 Simulink模型举例 6.3.1 模型演示 6.3.2 模型的应用举例 6.4 Simulink 的应用 6.4.1 Simulink子系统 6.4.2 封装模块与创建模块库 6.5 S-函数及其应用 6.5.1 Simulink仿真过程 6.5.2 用MATLAB语句编写S-函数 6.5.3 S-函数设计举例 第7章控制系统数学模型的MATLAB实现 7.1 控制系统的数学模型 7.1.1 线性定常连续系统 7.1.2 线性定常离散系统 7.2 数学模型的建立 7.2.1 传递函数模型 7.2.2 状态空间模型 7.2.3 零极点增益模型 7.2.4 频率响应数据模型 7.3 数学模型参数的获取 7.4 数学模型的转换 7.4.1 连续时间模型转换为离散时间模型 7.4.2 离散时间模型转换为连续时间模型 7.4.3 离散时间系统重新采样 7.4.4 传递函数模型转换为状态空间模型 7.4.5 传递函数模型转换为零极点增益模型 7.4.6 状态空间模型转换为传递函数模型 7.4.7 状态模型转换为零极点增益模型 7.4.8 零极点增益模型转换为传递函数模型 7.4.9 零极点增益模型转换为状态空间模型 7.5 数学模型的连接 7.5.1 优先原则 7.5.2 串联连接 7.5.3 并联连接 7.5.4 反馈连接 7.5.5 添加连接 7.5.6 复杂模型的连接 第8章控制系统分析 8.1 控制系统的时域分析 8.1.1 时域分析基础 8.1.2 与时域分析相关的MATLAB函数 8.2 控制系统根轨迹法 8.2.1 根轨迹法的基础 8.2.2 与根轨迹分析相关的MATLAB函数 8.2.3 其他形式的根轨迹 8.3 控制系统的频域分析 8.3.1 频域分析的基础 8.3.2 与频域分析相关的MATLAB函数 8.4 状态空间模型的线性变换及简化 8.4.1 基础知识 8.4.2 线性变换及简化 8.5 状态空间法分析 8.5.1 基础知识 8.5.2 可控性与可观测性分析 8.5.3 稳定性分析 第9章经典控制系统设计与仿真 9.1 经典控制系统设计概述 9.2 控制系统的根轨迹设计 9.2.1 根轨迹超前校正设计 9.2.2 根轨迹滞后校正设计 9.3 控制系统的波特图设计 9.3.1 波特图超前校正设计 9.3.2 波特图滞后校正设计 9.3.3 波特图滞后-超前校正设计 9.4 PID控制器设计 9.4.1 PID控制原理 9.4.2 PID控制器设计 第10章现代控制系统设计与仿真 10.1 现代控制系统设计概述 10.2 状态反馈与极点配置 10.2.1 状态反馈 10.2.2 输出反馈 10.2.3 极点配置 10.3 状态观测器 10.3.1 状态观测器的基本概念 10.3.2 全维状态观测器 10.3.3 降维状态观测器 10.4 线性二次型最优控制器设计 10.4.1 线性二次型最优控制概述 10.4.2 连续系统线性二次型最优控制 10.4.3 离散系统线性二次型最优控制 10.4.4 线性二次型Gauss最优控制 10.5 鲁棒控制系统设计 10.5.1 鲁棒控制工具箱 10.5.2 控制器设计 参考文献

展开