图书介绍
MATLAB R2016a控制系统设计与仿真35个案例分析pdf电子书版本下载
- 李晓东编著 著
- 出版社： 北京：清华大学出版社
- ISBN：9787302494966
- 出版时间：2018
- 标注页数：442页
- 文件大小：40MB
- 文件页数：455页
- 主题词：Matlab软件－应用－控制系统设计－系统仿真
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图书目录
第1章 创建Simulink仿真系统的过程 1
1.1 Simulink概述 1
1.1.1 Simulink的特点 1
1.1.2 启动Simulink 2
1.2 一个简单的仿真系统 3
1.2.1 添加模块 4
1.2.2 设置模块属性 4
1.2.3 连接模块 6
1.2.4 仿真器设置 7
1.2.5 运行仿真 7
1.3 建立状态空间表达式 8
1.3.1 由图建立状态空间表达式 9
1.3.2 由函数建立状态空间表达式 13
第2章 飞行器控制系统综合与分析的方法 18
2.1 飞行器控制系统应用概述 18
2.2 飞行器控制系统数学模型 18
2.3 飞行器控制系统解析内容 20
2.4 校正装置优化设计 21
2.5 频域性能分析 25
第3章 最优与鲁棒控制系统设计 27
3.1 最优控制问题的描述 27
3.2 连续系统二次型最优控制及其MATLAB实现 28
3.3 离散系统二次型最优控制及其MATLAB实现 32
第4章 飞机偏航阻尼器设计的MATLAB实现 35
4.1 飞机偏航阻尼器设计 35
4.2 数学模型及MATLAB描述 35
4.3 校正前系统性能分析 37
4.4 校正设计 40
4.4.1 根轨迹法设计 41
4.4.2 下洗滤波器设计 44
4.5 校正后系统性能分析 45
第5章 控制系统根轨迹校正分析 47
5.1 控制系统性能指标 47
5.2 校正的基本概念 48
5.3 根轨迹校正法 50
5.3.1 根轨迹的串联超前校正 50
5.3.2 根轨迹的串联滞后校正 54
5.3.3 根轨迹的串联超前滞后校正 57
第6章 现代控制系统设计与仿真分析 61
6.1 可控性分析 61
6.1.1 连续系统的完全可控性 61
6.1.2 离散系统的可控性 62
6.1.3 连续系统的状态完全可控标准型 63
6.1.4 连续系统的输出可控性 65
6.2 可观性分析 66
6.2.1 线性离散系统的完全可观性 66
6.2.2 连续系统的完全可观性 68
6.2.3 连续系统的完全可观标准型 69
6.3 系统的极点配置 71
6.3.1 极点配置的MATLAB函数 71
6.3.2 极点配置示例分析 72
6.4 系统状态观测器设计 74
第7章 MATLAB离散控制系统的设计 77
7.1 离散控制系统的基本概念 77
7.2 离散信号的数字描述 79
7.2.1 采样过程及采样定理 79
7.2.2 保持器的数学描述 81
7.3 Z变换 82
7.3.1 离散信号的Z变换 83
7.3.2 Z变换与其逆变换 84
第8章 Nyquist稳定判据的实际应用 89
8.1 频域分析基本概念 89
8.2 Bode图 90
8.3 Nyquist图 92
8.4 系统稳定性的判断 93
8.4.1 用Bode图法判断系统稳定性 93
8.4.2 用Nyquist曲线法判断系统稳定性 96
第9章 PID控制器校正的MATLAB实现 99
9.1 PID控制器校正 99
9.2 PID控制器概述 99
9.3 P控制 101
9.4 PD控制 102
9.5 I控制 104
9.6 PI控制 107
9.7 PID控制 108
第10章 控制系统的典型输入信号时域分析 114
10.1 控制系统时域分析法 114
10.2 控制系统时域分析使用的函数 116
10.2.1 step函数 116
10.2.2 initial函数 117
10.2.3 impulse函数 118
10.2.4 lsim函数 120
第11章 MATLAB控制系统的综合实例 124
11.1 MATLAB在积分方程中的应用 124
11.2 MATLAB在微分方程中的应用 125
11.3 MATLAB/Simulink在机电系统中的应用 126
11.4 MATLAB/Simulink在时域分析中的应用 128
11.5 MATLAB/Simulink在根轨迹分析中的应用 131
第12章 控制系统数学模型的MATLAB实现 135
12.1 连续系统 135
12.2 离散系统 137
12.3 与数学模型相关的MATLAB函数 138
12.3.1 传递模型的函数 138
12.3.2 零极点模型函数 142
12.3.3 状态空间模型函数 147
第13章 控制系统的暂态特性和稳态特性 152
13.1 典型输入信号实例 152
13.2 时域分析的基本概念 154
13.2.1 动态过程与动态性能 154
13.2.2 稳态过程与稳态性能 155
13.2.3 控制系统的稳定性 156
13.3 线性系统时域响应求法 156
13.4 二阶系统 157
13.4.1 二阶系统的单位脉冲响应 157
13.4.2 二阶系统的单位阶跃响应 159
第14章 频域分析的MATLAB函数实现 162
14.1 频域分析的概念 162
14.2 频域分析的MATLAB函数 163
14.2.1 allmargin函数 164
14.2.2 nyquist函数 164
14.2.3 bode函数 165
14.2.4 bodemag函数 170
14.2.5 nichols函数 171
14.2.6 ngrid函数 174
14.2.7 margin函数 174
第15章 MATLAB函数实现的状态空间分析 177
15.1 状态空间的MATLAB实现 177
15.1.1 ctrb函数 177
15.1.2 ctrbf函数 178
15.1.3 obsv函数 179
15.1.4 obsvf函数 180
15.2 系统状态反馈与状态观测器 181
15.2.1 极点配置 181
15.2.2 状态观测器 182
第16章 鲁棒控制系统设计的MATLAB实现 185
16.1 鲁棒控制简介 185
16.2 鲁棒控制系统的MATLAB实现 189
第17章 借助根轨迹曲线对控制系统进行校正 196
17.1 其他几种根轨迹形式 196
17.2 根轨迹对系统暂态特性的分析 199
17.3 控制系统的根轨迹校正法 202
17.3.1 根轨迹法超前校正 202
17.3.2 根轨迹法滞后校正 207
17.4 根轨迹的设计工具 210
第18章 控制系统频域响应校正分析 216
18.1 频域响应校正法 216
18.2 频域法的串联超前校正 216
18.3 频域法的串联滞后校正 220
18.4 频域串联滞后超前校正 224
18.5 反馈校正 228
第19章 PID控制器参数整定 233
19.1 Ziegler-Nichols整定法 233
19.2 一般数学模型拟合成带延时的惯性环节 236
19.3 Cohen-Coon整定法 237
19.4 误差积分指标最优校正 239
第20章 模型预测控制的实际应用 246
20.1 模型预测控制的应用 246
20.1.1 直流伺服控制器设计 246
20.1.2 直流伺服控制器的MATLAB实现 247
20.2 控制系统的实际应用 249
20.2.1 PID控制器应用示例 249
20.2.2 非线性控制系统应用示例 253
第21章 系统模型间转换的MATLAB实现 255
21.1 系统模型间转换 255
21.1.1 tf2ss函数 256
21.1.2 ss2tf函数 257
21.1.3 tf2zp函数 258
21.1.4 zp2tf函数 259
21.1.5 zp2ss函数 259
21.1.6 ss2zp函数 260
21.2 系统模型连接方式 261
第22章 自动控制实际系统的分析设计 267
22.1 传递函数模型分析 267
22.2 传递函数模型的MATLAB实现 268
22.3 状态空间模型分析 271
22.4 状态空间模型的MATLAB实现 271
22.5 零极点增益模型分析 272
22.6 零极点增益模型的MATLAB实现 273
第23章 MATLAB控制系统的频率特性 276
23.1 频率特性的表示法 276
23.2 典型环节的Nyquist图 278
23.2.1 比例环节 278
23.2.2 惯性环节 278
23.2.3 积分环节 279
23.2.4 微分环节 279
23.2.5 一阶微分环节 279
23.2.6 振荡环节 281
23.3 典型环节的Bode图 283
23.3.1 比例环节 283
23.3.2 积分环节 284
23.3.3 微分环节 285
23.3.4 惯性环节 286
23.3.5 一阶微分环节 287
23.3.6 振荡环节 289
23.3.7 二阶微分环节 290
第24章 离散控制系统的稳定性分析 293
24.1 离散系统的时域数学模型 293
24.2 离散系统的频域数学模型 295
24.2.1 c2d函数 296
24.2.2 d2c函数 298
24.2.3 d2d函数 299
24.2.4 upsample函数 300
24.3 离散控制系统分析 301
24.3.1 离散控制系统的稳定性 301
24.3.2 采样周期与开环增益对稳定性的影响 303
第25章 线性二次型高斯最优控制的MATLAB实现 306
25.1 LQG最优控制概述 306
25.2 LQG最优控制的MATLAB实现 307
25.2.1 reg函数 307
25.2.2 lqg函数 308
25.2.3 lqgreg函数 311
第26章 MATLAB函数直接绘制系统的根轨迹 316
26.1 根轨迹的概述 316
26.2 二阶系统的根轨迹分析 317
26.3 MATLAB中与根轨迹相关的函数 321
26.3.1 pzmap函数 321
26.3.2 rlocus函数 322
26.3.3 rlocfind函数 324
26.3.4 sgrid函数 326
26.3.5 zgrid函数 327
26.3.6 damp函数 327
第27章 可控性与可观性的MATLAB实现 329
27.1 可控性与可观性 329
27.2 状态可控性 329
27.3 状态可观性 330
27.4 可控性和可观性的实现 331
27.4.1 可控标准型 331
27.4.2 可观标准型 333
第28章 系统稳态误差分析的MATLAB实现 338
28.1 系统误差分析与计算 338
28.2 MATLAB LTI Viewer稳定性判定实例 347
第29章 频域稳定性分析 350
29.1 Nyquist稳定判据 350
29.2 稳定裕度 356
29.2.1 相对稳定性 356
29.2.2 增益裕度 356
29.2.3 相角裕度 356
第30章 控制系统工程应用实例 359
30.1 MATLAB在频域响应中的应用 359
30.2 MATLAB/Simulink在状态空间中的应用 365
30.3 MATLAB在PID控制器设计中的应用 369
第31章 变换矩阵与状态空间表达式 372
31.1 非唯一性与特征不变性 372
31.2 标准型 373
31.2.1 对角规范型 373
31.2.2 约当规范型 375
第32章 高阶系统的时域分析 378
32.1 高阶系统 378
32.2 时域分析的MATLAB实现 380
32.2.1 step函数 380
32.2.2 dcgain函数 383
32.2.3 impulse函数 385
32.2.4 initial函数 387
32.2.5 lsim函数 387
32.3 MATLAB图形化时域分析 389
第33章 控制系统稳定性判定的MATLAB实现 392
33.1 方程特征根判定稳定性 392
33.2 Lienard-Chipard判据判定系统稳定性 393
33.3 根轨迹法判定稳定性 393
33.4 传递函数极点法判定系统稳定性 397
33.5 李亚普诺夫第二法判定系统稳定性 399
33.6 频率法判定系统稳定性 401
33.6.1 Bode图判定系统稳定性 401
33.6.2 Nyquist曲线判定系统稳定性 404
第34章 设计kalman滤波器最优状态估计器 409
34.1 kalman函数 409
34.2 lqi函数 411
34.3 estim函数 414
第35章 闭环比值与解耦控制系统分析 418
35.1 闭环比值控制系统 418
35.1.1 单闭环比值控制系统 418
35.1.2 双闭环比值控制系统 421
35.2 解耦控制系统 425
35.2.1 前馈补偿解耦控制 425
35.2.2 反馈补偿解耦控制 430
附录A MATLAB R2016a安装说明 435
参考文献 441