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第1章 控制系统仿真的基本概念 1

1.1 发展历史 1

1.2 系统的定义和分类 2

1.3 系统仿真技术的基本概念 3

1.4 系统仿真的应用 6

1.5 控制系统的计算机仿真 6

1.6 教材的基本结构以及本课程与其他课程的关系 7

习题 8

2.1 控制系统的数学模型的描述 9

第2章 控制系统数学模型与MATLAB控制类工具箱 9

2.2 控制类工具箱 15

习题 17

第3章 单输入单输出控制系统的分析 18

3.1 单输入单输出(SISO)控制系统的模型及其转换 18

3.2 系统的稳态误差 23

3.3 系统稳定性分析 24

3.4 SISO线性控制系统的时域分析 27

3.5 SISO线性控制系统的根轨迹分析 32

3.6 SISO线性控制系统的频域分析 36

习题 42

第4章 单输入单输出控制系统的校正 46

4.1 串联校正装置的设计 46

4.2 PID控制器设计 71

习题 88

第5章 计算机控制系统的分析与校正 90

5.1 模型的表达与转换 91

5.2 计算机控制系统(采样控制系统)的性能分析 95

5.3 计算机控制系统的离散化设计 101

5.4 计算机控制系统的模拟化设计 104

习题 107

第6章 连续和离散状态空间模型的仿真与设计 109

6.1 状态空间模型的建立和转换 109

6.2 系统性能分析 116

6.3 极点配置与控制器设计 122

6.4 LQ控制器设计 127

6.5 鲁棒控制器设计 132

习题 135

第7章 控制系统的符号运算 137

7.1 基本符号运算 137

7.2 积分变换与反变换 140

7.3 单输入单输出连续和离散控制系统符号运算 141

7.4 有限拍调节器的设计 144

7.5 状态空间模型控制系统符号运算 147

习题 151

第8章 SIMULINK的应用 153

8.1 SIMULINK界面与仿真环境 153

8.2 控制仿真模型的建立 154

8.3 控制框图模型的系统仿真 162

8.4 SIMULINK的数据传递与交换 164

8.5 SIMULINK建模、仿真举例 167

习题 170

9.1 单输入单输出连续控制系统仿真与设计实验 173

第9章 控制系统计算机辅助分析与设计实验 173

9.2 计算机控制系统仿真实验 186

9.3 状态空间控制模型系统仿真与设计 188

9.4 控制系统的符号运算实验 190

第10章 控制系统设计与仿真应用实例 191

10.1 直流拖动控制系统 191

10.2 汽车运动控制系统的设计 193

10.3 跷跷板控制系统的设计 195

10.4 玻璃窑炉温度控制系统 199

Ⅰ.1 MATLAB简介及操作环境 204

附录Ⅰ MATLAB语言 204

Ⅰ.2 MATLAB基本特性 209

Ⅰ.3 数组、矩阵的基本运算 222

Ⅰ.4 关系与逻辑运算 231

Ⅰ.5 向量与多项式 233

Ⅰ.6 控制流与若干控制命令 237

Ⅰ.7 数据的可视化 244

Ⅰ.8 M函数 252

附录Ⅱ 程序 259

Ⅲ.1 功能介绍与操作指导 270

附录Ⅲ 《控制系统分析与设计CSCAD(V1.2)教学示范软件包》说明 270

Ⅲ.2 模型参数的输入与修改 271

Ⅲ.3 各种系统模型信息 275

Ⅲ.4 系统性能分析 275

Ⅲ.5 系统辨识模型的选择 276

Ⅲ.6 系统的辅助设计 277

Ⅲ.7 数字校正控制器设计 282

Ⅲ.8 模型的保存与读入 282

Ⅲ.9 控制系统传递函数的符号运算 283

参考文献 284