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目录 1

《电气自动化新技术丛书》序言 1

前言 1

第1章 MATLAB语言简介 1

11屏幕帮助 1

1.2文件管理 4

1.3数据结构：矢量与矩阵 6

1.3.1矩阵的标号 9

1.3.2特殊矩阵 10

1.4数学运算与函数 12

1.3.3字符串 12

1.4.1基本运算 13

1.4.2基本数学函数 14

1.4.3数据分析：列函数 14

1.5多项式 15

1.6绘图命令 18

1.7例题 20

习题 28

附录MATLAB（Version4.2c）常用函数命令一览表 32

第2章MATLAB语言的编程方法 42

2.1关系与逻辑运算符 42

2.2循环与条件结构 45

2.3.1程序文件 50

2.3 M文件：程序文件与函数文件 50

2.3.2函数 51

2.3.3建立M文件 52

2.4字符串宏命令 53

2.5常用编程命令 53

2.6编程举例 54

习题 58

及SIMULINK仿真软件简介 60

3.1时间域命令 60

第3章经典控制系统分析的常用命令 60

3.2频率域命令 61

3.3根轨迹法命令 63

3.4传递函数的常用命令 65

3.5控制系统分析例题 66

3.6 SIMULINK简介 76

3.6.1建立模型的基本步骤 77

3.6.2 SIMULINK命令 82

3.6.3例题 87

3.6.4 SIMULINK的高级特征 93

习题 94

4.1.1根轨迹法 104

4.1引言 104

第4章经典控制系统设计方法 104

4.1.2伯德图法 106

4.2系统补偿 107

4.3比例、积分与微分（PID）控制 108

4.3.1Ziegler-Nichols方法 108

4.3.2解析方法 110

4.3.3 PD控制 113

4.4超前补偿 115

4.4.1根轨迹设计方法 116

4.4.2根轨迹的几何方法 118

4.4.3根轨迹的解析方法 120

4.4.4超前补偿的伯德图设计方法 122

4.4.5伯德图设计的解析方法 126

4.4.6 PD控制器与超前补偿器的比较 128

4.5滞后补偿 128

4.5.1根轨迹设计方法 129

4.5.2根轨迹的解析方法 131

4.5.3滞后补偿器的伯德图设计方法 133

4.5.4伯德图设计的解析方法 136

4.5.5 PI控制器与滞后补偿器的比较 138

4.6一般补偿控制 138

4.7非最小相位系统的稳定裕量 144

习题 147

附录程序清单 150

第5章调节系统的状态空间设计方法 155

5.1概述 155

5.2极点配置方法 155

5.2.1传递函数分析 159

5.2.2理论分析 160

5.3用于状态空间设计的MATLAB命令 168

5.4观测器的设计 173

5.5降阶观测器的设计 181

5.6有关状态空间设计的讨论 190

习题 191

附录程序清单 191

第6章数字控制系统设计方法 196

6.1概述 196

6.2差分方程 196

6.3采样信号的频谱 199

6.3.1采样定理 200

6.3.2信号的混叠 201

6.4 z变换 203

6.5离散状态空间模型 205

6.6.1脉冲响应不变法 206

6.6数字控制系统仿真 206

6.6.2带有零阶保持器的z变换法 207

6.6.3差分变换法 209

6.7用于离散系统的MATLAB命令 212

6.8偏差问题 218

6.8.1偏差的预补偿方法 219

6.8.2 临界频率的预补偿方法 222

6.9数字补偿器 224

6.9.1 PID控制 225

6.9.2 PID控制器分析技术 229

6.9.3超前—滞后补偿 231

6.9.4 ω变换 234

6.9.5补偿器的延迟 241

6.10离散状态空间设计简介 241

习题 241

附录 242

A程序清单 242

B z变换表和ZOH表 245

第7章 离散系统极点配置和观测器设计方法 246

7.1概述 246

7.2极点配置方法 248

7.2.2无差拍响应 251

7.2.1说明 251

7.2.3无差拍控制的说明 254

7.3系统设计实例 259

7.4全阶状态观测器的设计 271

7.4.1全阶观测器的结构 271

7.4.2观测器增益矩阵K0的方程 273

7.5最小阶状态观测器 276

习题 285

8.1引言 286

8.2连续系统的二次型最优控制 286

第8章线性二次型最优控制设计方法 286

8.2.1连续系统二次型调节器问题的求解 287

8.2.2连续系统二次型调节器问题的拓展 289

8.2.3 MATLAB实现 290

8.3离散系统的二次型最优控制 297

8.3.1离散系统二次型最优控制问题的求解 297

8.3.2采用离散极小值原理的求解 297

8.3.3最小性能指标的计算 301

8.4离散系统的稳态二次型最优控制 316

8.4.1离散系统稳态二次型最优控制问题的求解 316

8.4.2 MATLAB实现 317

8.5.1伪逆 325

8.5最少能量控制问题 325

8.5.2伪逆的MATLAB实现 327

8.5.3最少能量控制问题的讨论 330

8.6最优观测器设计 335

8.6.1公式与求解 336

8.6.2 MATLAB实现 337

8.7线性二次型高斯问题 342

8.7.1 LOG问题的求解 342

8.7.2 MATLAB实现 343

习题 348

9.2连续系统设计实例 350

第9章系统设计实例 350

9.1概述 350

9.3离散系统设计实例 360

9.3.1离散系统根轨迹的设计实例 360

9.3.2离散系统动态响应分析设计实例 365

9.3.3具有离散系统状态空间方程的系统动态响应设计实例 370

9.3.4离散控制系统的频率响应 372

9.3.5离散系统观测器设计实例 384

第10章 常用MATLAB工具箱简介 388

10.1控制系统工具箱 388

10.1.1模型建立 389

10.1.2模型转换 395

10.1.3模型降阶和最小实现 396

10.1.4模型实现 397

10.1.5模型性质 398

10.1.6时域响应 401

10.1.7频域响应 403

10.1.8根轨迹 407

10.1.9增益选择 408

10.1.10方程求解 410

10.1.11演示程序 411

10.2系统辨识工具箱 411

10.2.1参数估计 413

10.2.2非参数估计 415

10.2.3数据处理 415

10.2.4模型结构定义 416

10.2.5模型转换 417

10.2.6递推参数估计 418

10.2.7模型结构处理 420

10.2.8模型表达 421

10.2.9信息提取 422

10.2.10模型结构选择 423

10.2.11模型不确定性评估和模型校验 424

参考文献 426