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目次
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《控制系統CAD:基於MATLAB語言》以MATLAB為工具，系統地闡述了控制系統CAD的有關概念，概括了控制系統分析與設計中的主要內容。全書共分7章，第l-2章從應用角度介紹了MATLAB語言的基礎知識和控制系統工具箱函數以及仿真工具Simulink的使用方法；第3-6章按照控制理論體系，依次講述了如何利用MATLAB和Simulink進行控制系統的模型建立、特性分析、時域響應分析和復頻域分析等；第7章介紹了控制系統的頻域設汁法和狀態空間設計法、系統仿真以及結果分析等。
目次
第2版 前言
第1版 前言
第1章 概述
1.1 控制系統CAD的發展概況
1.2 系統、模型與仿真
1.2.1 系統
1.2.2 模型
1.2.3 仿真
1.3 控制理論與控制系統CAD
習題1
第2章 MATLAB與simulink簡介
2.1 MATLAB的基礎知識
2.1.1 MATLAB語言系統
2.1.2 MATLAB的運算
2.1.3 MATLAB的繪圖
2.1.4 MATLAB循環與轉移控制
2.2 MATLAB的控制系統工具箱函數
2.2.1 模型建立函數
2.2.2 模型轉換及參數獲取函數
2.2.3 模型特性函數
2.2.4 時域響應函數
2.2.5 頻域響應函數
2.2.6 根軌跡函數
2.2.7 估計器／調節器設計甬數
2.3 仿真工具Simulink簡介
2.3.1 simulink界面
2.3.2 控制系統動態結構圖模型建立
2.3.3 利用simulink進行數字仿真
習題2
第3章 控制系統的數學模型
3.1 系統建模的方法
3.1.1 解析法建立數學模型
3.1.2 實驗法建立數學模型
3.2 數學模型的幾種形式及模型間的轉換
3.2.1數學模型的形式
3.2.2 模型之間的轉換
3.3 復雜模型的處理方法
3.3.1 Simulink建模方法
3.3.2 非線性系統的線性化
習題3
第4章 控制系統的特性分析
4.1 穩定性分析
4.1.1 直接求根判定系統穩定性
4.1.2 繪制系統零點、極點圖判定穩定性
4.1.3 Lyapunov穩定性判據
4.2 能控能觀性分析
4.2.1 能控能觀性判定
4.2.2 能控性和能觀性的對偶關係
4.2.3 系統的結構分解
4.2.4 狀態空間表達式的能控標準型和能觀標準型
4.2.5 能控性和能觀性與傳遞函數之間的關係
習題4
第5章 控制系統的時域分析
5.1 控制系統時域響應解的表達
5.1.1 線性系統的數學模型
5.1.2 線性定常系統時域響應解
5.1.3 非線性系統時域響應
5.2 階躍響應分析
5.2.1 暫態響應性能指標
5.2.2 穩態響應性能指標
5.2.3 基於MATLAB的時域特性分析
5.3 脈沖響應分析
5.3.1 基於MATLAB的脈沖響應分析
5.3.2 MATLAB中的圖形工具LTI Viewer
5.4 二階系統分析
5.4.1二階系統的單位階躍響應
5.4.2 二階系統的單位脈沖響應
5.5 遲后系統的時域響應分析
5.5.1 遲后系統的近似時域分析
5.5.2 利用Simulink對遲后系統進行時域分析
習題5
第6章 復頻域分析
6.1 根軌跡分析
6.1.1 根軌跡的定義
6.1.2 連續系統的根軌跡
6.1.3 離散系統和時間延遲系統的根軌跡
6.1.4 控制系統的性能分析
6.2 頻域分析與奈氏圖
6.2.1 頻率特性的概念及表示方法
6.2.2 連續系統的奈氏圖
6.2.3 離散系統的奈氏圖
6.2.4 基於MATLAB的奈氏圖分析
6.3 Bode圖分析
6.3.1 連續系統的Bode圖
6.3.2 基於MATLAB的動態性能分析
6.3.3 復雜系統的Bode圖
6.3.4 離散系統的Bode圖
6.3.5 最小相位系統與非最小相位系統
6.4 Nichols圖分析
6.4.1 基於MATLAB Nichols圈的分析
6.4.2 基於MATLAB Nichols圖的設計
6.5 閉環頻域響應特性
6.5.1 閉環頻域響應的性能指標
6.5.2 控制系統的閉環頻域響應
6.5.3 基於MATLAB的閉環系統性能
分析
習題6
第7章 控制系統設計方法
7.1 串聯校正
7.1.1 相位超前校正
7.1.2 相位滯后校正
7.1.3 相位超前滯后校正
7.2 反饋校正
7.3 PID控制器設計
7.3.1 P1D控制器的控制特性
7.3.2 PID控制器的參數整定
7.3.3 PID控制器參數的智能整定(參數優化方法)
7.4 狀態反饋與極點配置
7.4.1 狀態反饋
7.4.2 極點配置控制器設計
7.5 狀態觀測器與基於觀測器的極點配置
7.5.1 全階狀態觀測器
7.5.2 最小階狀態觀測器
7.6 線性二次型最優控制
7.6.1 線性二次型最優控制策略
7.6.2 線性二次型調節器問題
習題7
附錄
附錄A MATLAB常用命令函數參考
附錄B MATLAB工具箱函數參考
參考文獻
第1版 前言
第1章 概述
1.1 控制系統CAD的發展概況
1.2 系統、模型與仿真
1.2.1 系統
1.2.2 模型
1.2.3 仿真
1.3 控制理論與控制系統CAD
習題1
第2章 MATLAB與simulink簡介
2.1 MATLAB的基礎知識
2.1.1 MATLAB語言系統
2.1.2 MATLAB的運算
2.1.3 MATLAB的繪圖
2.1.4 MATLAB循環與轉移控制
2.2 MATLAB的控制系統工具箱函數
2.2.1 模型建立函數
2.2.2 模型轉換及參數獲取函數
2.2.3 模型特性函數
2.2.4 時域響應函數
2.2.5 頻域響應函數
2.2.6 根軌跡函數
2.2.7 估計器／調節器設計甬數
2.3 仿真工具Simulink簡介
2.3.1 simulink界面
2.3.2 控制系統動態結構圖模型建立
2.3.3 利用simulink進行數字仿真
習題2
第3章 控制系統的數學模型
3.1 系統建模的方法
3.1.1 解析法建立數學模型
3.1.2 實驗法建立數學模型
3.2 數學模型的幾種形式及模型間的轉換
3.2.1數學模型的形式
3.2.2 模型之間的轉換
3.3 復雜模型的處理方法
3.3.1 Simulink建模方法
3.3.2 非線性系統的線性化
習題3
第4章 控制系統的特性分析
4.1 穩定性分析
4.1.1 直接求根判定系統穩定性
4.1.2 繪制系統零點、極點圖判定穩定性
4.1.3 Lyapunov穩定性判據
4.2 能控能觀性分析
4.2.1 能控能觀性判定
4.2.2 能控性和能觀性的對偶關係
4.2.3 系統的結構分解
4.2.4 狀態空間表達式的能控標準型和能觀標準型
4.2.5 能控性和能觀性與傳遞函數之間的關係
習題4
第5章 控制系統的時域分析
5.1 控制系統時域響應解的表達
5.1.1 線性系統的數學模型
5.1.2 線性定常系統時域響應解
5.1.3 非線性系統時域響應
5.2 階躍響應分析
5.2.1 暫態響應性能指標
5.2.2 穩態響應性能指標
5.2.3 基於MATLAB的時域特性分析
5.3 脈沖響應分析
5.3.1 基於MATLAB的脈沖響應分析
5.3.2 MATLAB中的圖形工具LTI Viewer
5.4 二階系統分析
5.4.1二階系統的單位階躍響應
5.4.2 二階系統的單位脈沖響應
5.5 遲后系統的時域響應分析
5.5.1 遲后系統的近似時域分析
5.5.2 利用Simulink對遲后系統進行時域分析
習題5
第6章 復頻域分析
6.1 根軌跡分析
6.1.1 根軌跡的定義
6.1.2 連續系統的根軌跡
6.1.3 離散系統和時間延遲系統的根軌跡
6.1.4 控制系統的性能分析
6.2 頻域分析與奈氏圖
6.2.1 頻率特性的概念及表示方法
6.2.2 連續系統的奈氏圖
6.2.3 離散系統的奈氏圖
6.2.4 基於MATLAB的奈氏圖分析
6.3 Bode圖分析
6.3.1 連續系統的Bode圖
6.3.2 基於MATLAB的動態性能分析
6.3.3 復雜系統的Bode圖
6.3.4 離散系統的Bode圖
6.3.5 最小相位系統與非最小相位系統
6.4 Nichols圖分析
6.4.1 基於MATLAB Nichols圈的分析
6.4.2 基於MATLAB Nichols圖的設計
6.5 閉環頻域響應特性
6.5.1 閉環頻域響應的性能指標
6.5.2 控制系統的閉環頻域響應
6.5.3 基於MATLAB的閉環系統性能
分析
習題6
第7章 控制系統設計方法
7.1 串聯校正
7.1.1 相位超前校正
7.1.2 相位滯后校正
7.1.3 相位超前滯后校正
7.2 反饋校正
7.3 PID控制器設計
7.3.1 P1D控制器的控制特性
7.3.2 PID控制器的參數整定
7.3.3 PID控制器參數的智能整定(參數優化方法)
7.4 狀態反饋與極點配置
7.4.1 狀態反饋
7.4.2 極點配置控制器設計
7.5 狀態觀測器與基於觀測器的極點配置
7.5.1 全階狀態觀測器
7.5.2 最小階狀態觀測器
7.6 線性二次型最優控制
7.6.1 線性二次型最優控制策略
7.6.2 線性二次型調節器問題
習題7
附錄
附錄A MATLAB常用命令函數參考
附錄B MATLAB工具箱函數參考
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