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第1章 概述 1

1.1 系统的实验研究方法 1

1.2 仿真实验的分类 3

1.3 相似性原理 7

1.4 系统、模型与数字仿真 11

1.5 仿真技术的应用 14

1.5.1 控制系统CAD 14

1.5.2 虚拟现实 19

1.5.3 工程应用 22

1.5.4 几种常用的数字仿真工具软件 25

1.6 仿真技术的发展与展望 28

1.7 问题与探究——投针实验 30

本章小结 32

习题 32

参考文献 33

第2章 系统建模与分析 35

2.1 控制系统的数学模型 35

2.2 系统建模概述 40

2.3 系统建模方法 43

2.4 模型验证 62

2.5 系统建模实例 65

2.5.1 独轮自行车实物仿真问题 65

2.5.2 龙门吊车运动控制问题 69

2.5.3 水箱液位控制问题 75

2.5.4 燃煤热水锅炉控制问题 78

2.5.5 直流电动机转速控制问题 81

2.5.6 三相电压型PWM整流器系统控制问题 86

2.6 问题与探究——水轮发电机系统的线性化模型 92

本章小结 93

习题 93

参考文献 96

第3章 控制系统设计与仿真 98

3.1 直流电动机转速／电流双闭环控制系统设计 98

3.2 一阶直线倒立摆系统的双闭环PID控制方案 114

3.3 龙门吊车重物防摆的鲁棒PID控制方案 131

3.4 自平衡式两轮电动车直行与转向复合控制系统设计 140

3.5 龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案 162

3.6 一阶直线双倒立摆系统的可控性研究 176

3.7 基于经典频域法的DC/DC变换器控制方案 189

3.8 三相电压型PWM整流器的高功率因数控制方案 199

3.9 问题与探究——灵长类仿生机器人运动控制研究 213

本章小结 217

习题 218

参考文献 222

第4章 虚拟样机技术与应用 225

4.1 概述 225

4.2 虚拟样机技术的形成、发展和应用 230

4.3 一阶直线倒立摆的虚拟样机 241

4.4 问题与探究——球棒系统的虚拟样机研究 247

本章小结 252

参考文献 252

第5章 实物／半实物仿真技术与应用 254

5.1 概述 254

5.2 半实物仿真技术应用 262

5.2.1 基于TORA的土木结构减振控制技术 262

5.2.2 基于TORA的土木结构减振控制系统设计 267

5.2.3 基于dSPACE半实物仿真技术的控制系统实现 271

5.3 实物仿真技术应用 278

5.3.1 龙门吊车实物仿真系统 278

5.3.2 实物仿真系统的电气控制平台 285

5.3.3 实物仿真实验 294

5.4 问题与探究——独轮自行车实物仿真 302

本章小结 303

参考文献 304