控制系統分析與應用——基於MATLAB/Simulink的模擬與實現

 

目錄

 

第1章MATLAB概述

 

1．1MATLAB簡介

 

1．1．1MATLAB的發展

 

1．1．2MATLAB的優點

 

1．1．3MATLAB的缺點

 

1．1．4MATLAB應用程序

 

1．2MATLAB工作環境

 

1．2．1選項卡

 

1．2．2命令行窗口

 

1．2．3工作區窗口

 

1．2．4MATLAB幫助系統

 

1．3MATLAB通用命令

 

1．3．1常用命令

 

1．3．2輸入內容的編輯

 

1．3．3標點

 

本章習題

 

第2章MATLAB程序設計基礎

 

2．1MATLAB語言基礎

 

2．1．1MATLAB語言的變量

 

2．1．2MATLAB語言的常量

 

2．1．3MATLAB語言的數據類型

 

2．1．4MATLAB語言的運算符

 

2．2MATLAB數組

 

2．2．1數組的創建

 

2．2．2數組的基本運算

 

2．3MATLAB矩陣

 

2．3．1矩陣的創建

 

2．3．2特殊矩陣的創建

 

2．3．3冒號的作用

 

2．3．4矩陣的運算

 

2．4MATLAB基本運算

 

2．4．1算術運算

 

2．4．2關系運算

 

2．4．3邏輯運算

 

2．5MATLAB程序設計

 

2．5．1M文件

 

2．5．2MATLAB的程序結構

 

本章習題

 

第3章MATLAB的數值計算

 

3．1多項式

 

3．1．1多項式的運算

 

3．1．2多項式的值和根

 

3．1．3多項式部分分式展開

 

3．1．4多項式的微分和積分

 

3．1．5多項式曲線擬合

 

3．2方程式

 

3．2．1代數方程及代數方程組的求解

 

3．2．2微分方程及微分方程組的求解

 

本章習題

 

第4章MATLAB的圖像繪制

 

4．1二維圖形

 

4．1．1基本二維圖形

 

4．1．2圖形格式與標註

 

4．1．3二維專用圖形

 

4．2三維圖形

 

4．2．1基本三維曲線圖形

 

4．2．2基本三維曲面圖形

 

4．2．3三維專用圖形

 

4．3圖形界面

 

4．3．1圖形窗口編輯

 

4．3．2圖形窗口設計

 

4．3．3圖形修飾

 

本章習題

 

第5章Simulink模擬

 

5．1Simulink操作基礎

 

5．1．1Simulink的啟動與退出

 

5．1．2Simulink常用模塊庫

 

5．2模擬模型的建立

 

5．2．1模塊庫的選擇

 

5．2．2模塊的操作

 

5．2．3模塊的連接

 

5．2．4模塊的參數設置

 

5．3系統模擬實例

 

5．4子系統的創建與封裝

 

5．4．1子系統的創建

 

5．4．2子系統的封裝

 

5．5S函數設計與應用

 

5．5．1S函數的基本結構

 

5．5．2S函數設計舉例

 

本章習題

 

第6章控制系統數學模型及其MATLAB描述

 

6．1拉普拉斯變換及其MATLAB描述

 

6．1．1拉普拉斯變換

 

6．1．2拉普拉斯反變換

 

6．2傳遞函數建立及其MATLAB描述

 

6．2．1多項式傳遞函數模型

 

6．2．2零極點傳遞函數模型

 

6．2．3狀態空間模型

 

6．2．4傳遞函數各形式的相互轉換

 

6．2．5部分分式展開描述

 

6．3動態結構圖化簡

 

6．3．1串聯結構

 

6．3．2並聯結構

 

6．3．3反饋結構

 

6．3．4復雜結構

 

本章習題

 

第7章MATLAB在控制系統中的時域分析

 

7．1控制系統時域分析

 

7．1．1時域分析函數及性能指標

 

7.1.2系統階躍響應

 

7．2標準二階系統模型及其MATLAB描述

 

7．2．1二階系統時域分析

 

7．2．2二階系統特徵參數對時域響應性能的影響

 

7．2．3二階系統特徵參數的獲取

 

7．2．4高階系統階躍響應

 

7．3高階系統的穩定性分析

 

7．3．1特徵方程的根對穩定性的影響

 

7．3．2使用勞斯判據分析系統穩定性

 

7．3．3系統開環增益對穩定性的影響

 

本章習題

 

第8章MATLAB在控制系統中的根軌跡分析

 

8．1根軌跡的繪制與分析

 

8．1．1繪制根軌跡的基本法則

 

8．1．2根軌跡的MATLAB函數

 

8．1．3繪制常規根軌跡

 

8．1．4計算根軌跡增益

 

8．1．5利用根軌跡判斷分析系統的穩定性

 

8．2其他形式根軌跡及根軌跡設計

 

8．2．1零度根軌跡

 

8．2．2參數根軌跡

 

8．2．3根軌跡設計工具

 

本章習題

 

第9章MATLAB在控制系統中的頻域分析

 

9．1頻域分析相關知識點回顧

 

9．2頻率特性

 

9．3繪制Nyquist圖

 

9．3．1Nyquist圖的繪制規則

 

9．3．2Nyquist圖的修飾

 

9．4繪制Bode圖

 

9．4．1Bode圖的繪制規則

 

9．4．2Bode圖的修飾

 

9．5頻域分析性能指標

 

本章習題

 

第10章MATLAB在PID控制器中的應用

 

10．1PID控制器

 

10．1．1比例(P)控制器

 

10．1．2比例積分(PI)控制器

 

10．1．3比例微分(PD)控制器

 

10．1．4比例積分微分(PID)控制器

 

10．2PID控制器的設計與校正

 

10．2．1基於Simulink的設計與校正

 

10．2．2基於MATLAB的設計與校正

 

本章習題

 

參考文獻