MATLAB語言與自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

作品目錄

目 錄

《電氣自動(dòng)化新技術(shù)叢書》序言

前言

第1章 MATLAB語言簡介

1.1 屏幕幫助

1.2 文件管理

1.3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量與矩陣

1.3.1矩陣的標(biāo)號

1.3.2特殊矩陣

1.3.3字符串

1.4 數(shù)學(xué)運(yùn)算與函數(shù)

1.4.1基本運(yùn)算

1.4.2基本數(shù)學(xué)函數(shù)

1.4.3數(shù)據(jù)分析：列函數(shù)

1.5多項(xiàng)式.

1.6繪圖命令

1.7例題

習(xí)題

附錄 MATLAB（Version4.2c）常用函數(shù)命令一覽表

第2章 MATLAB語言的編程方法

2.1關(guān)系與邏輯運(yùn)算符

2.2循環(huán)與條件結(jié)構(gòu)

2.3M文件：程序文件與函數(shù)文件

2.3.1程序文件

2.3.2函數(shù)

2.3.3建立M文件

2.4 字符串宏命令

2.5 常用編程命令

2.6 編程舉例

習(xí)題

第3章 經(jīng)典控制系統(tǒng)分析的常用命令

及SIMULINK仿真軟件簡介

3.1時(shí)間域命令

3.2頻率域命令

3.3根軌跡法命令

3.4傳遞函數(shù)的常用命令

3.5控制系統(tǒng)分析例題

3.6SIMULINK簡介

3.6.1建立模型的基本步驟

3.6.2SIMULINK命令

3.6.3例題

3.6.4SIMULINK的高級特征

習(xí)題

第4章 經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

4.1引言

4.1.1根軌跡法

4.1.2伯德圖法

4.2系統(tǒng)補(bǔ)償

4.3比例積分與微分（PID）控制

4.3.1Ziegler-Nichols方法

4.3.2解析方法

4.3.3PD控制

4.4超前補(bǔ)償

4.4.1根軌跡設(shè)計(jì)方法

4.4.2根軌跡的幾何方法

4.4.3根軌跡的解析方法

4.4.4超前補(bǔ)償?shù)牟聢D設(shè)計(jì)方法

4.4.5伯德圖設(shè)計(jì)的解析方法

4.4.6PD控制器與超前補(bǔ)償器的比較

4.5滯后補(bǔ)償

4.5.1根軌跡設(shè)計(jì)方法

4.5.2根軌跡的解析方法

4.5.3滯后補(bǔ)償器的伯德圖設(shè)計(jì)方法

4.5.4伯德圖設(shè)計(jì)的解析方法

4.5.5PI控制器與滯后補(bǔ)償器的比較

4.6一般補(bǔ)償控制

4.7非最小相位系統(tǒng)的穩(wěn)定裕量

習(xí)題

附錄 程序清單

第5章 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)空間設(shè)計(jì)方法

5.1概述

5.2極點(diǎn)配置方法

5.2.1傳遞函數(shù)分析

5.2.2理論分析

5.3用于狀態(tài)空間設(shè)計(jì)的MATLAB命令

5.4觀測器的設(shè)計(jì)

5.5降階觀測器的設(shè)計(jì)

5.6有關(guān)狀態(tài)空間設(shè)計(jì)的討論

習(xí)題

附錄 程序清單

第6章 數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

⒍1概述

6.2差分方程

6.3采樣信號的頻譜

6.3.1采樣定理

6.3.2信號的混疊

6.4變換

6.5離散狀態(tài)空間模型

6.6數(shù)字控制系統(tǒng)仿真

6.6.1脈沖響應(yīng)不變法

6.6.2帶有零階保持器的z變換法

6.6.3差分變換法

6.7用于離散系統(tǒng)的MATLAB命令

6.8偏差問題

6.8.1偏差的預(yù)補(bǔ)償方法

6.8.2臨界頻率的預(yù)補(bǔ)償方法

6.9數(shù)字補(bǔ)償器

6.9.1PID控制

6.9.2PID控制器分析技術(shù)

6.9.3超前－滯后補(bǔ)償

6.9.4ω變換

6.9.5補(bǔ)償器的延遲

6.10離散狀態(tài)空間設(shè)計(jì)簡介

習(xí)題

附錄

A程序清單

Bz變換表和ZOH表

第7章 離散系統(tǒng)極點(diǎn)配置和觀測器設(shè)計(jì)方法

7.1概述

7.2極點(diǎn)配置方法

7.2.1說明

7.2.2無差拍響應(yīng)

7.2.3無差拍控制的說明

7.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

7.4全階狀態(tài)觀測器的設(shè)計(jì)

7.4.1全階觀測器的結(jié)構(gòu)

7.4.2觀測器增益矩陣Ke的方程

7.5最小階狀態(tài)觀測器

習(xí)題

第8章 線性二次型最優(yōu)控制設(shè)計(jì)方法

8.1引言

8.2 連續(xù)系統(tǒng)的二次型最優(yōu)控制

8.2.1連續(xù)系統(tǒng)二次型調(diào)節(jié)器問題的求解

8.2.2連續(xù)系統(tǒng)二次型調(diào)節(jié)器問題的拓展

8.2.3MATLAB實(shí)現(xiàn)

8.3離散系統(tǒng)的二次型最優(yōu)控制

8.3.1離散系統(tǒng)二次型最優(yōu)控制問題的求解

8.3.2采用離散極小值原理的求解

8.3.3最小性能指標(biāo)的計(jì)算

8.4離散系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)二次型最優(yōu)控制

8.4.1離散系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)二次型最優(yōu)控制問題的求解

8.4.2MATLAB實(shí)現(xiàn)

8.5最少能量控制問題

8.5.1偽逆

8.5.2偽逆的MATLAB實(shí)現(xiàn)

8.5.3最少能量控制問題的討論

8.6最優(yōu)觀測器設(shè)計(jì)

8.6.1公式與求解

8.6.2MATLAB實(shí)現(xiàn)

8.7線性二次型高斯問題

8.7.1LOG問題的求解

8.7.2MATLAB實(shí)現(xiàn)

習(xí)題

第9章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

9.1概述

9.2連續(xù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

9.3離散系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例

9.3.1離散系統(tǒng)根軌跡的設(shè)計(jì)實(shí)例

9.3.2離散系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析設(shè)計(jì)實(shí)例

9.3.3具有離散系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)例

9.3.4離散控制系統(tǒng)的頻率響應(yīng)

9.3.5離散系統(tǒng)觀測器設(shè)計(jì)實(shí)例

第10章 常用MATLAB工具箱簡介

10.1控制系統(tǒng)工具箱

10.1.1模型建立

10.1.2模型轉(zhuǎn)換

10.1.3模型降階和最小實(shí)現(xiàn)

10.1.4模型實(shí)現(xiàn)

10.1.5模型性質(zhì)

10.1.6時(shí)域響應(yīng)

10.1.7頻域響應(yīng)

10.1.8根軌跡

10.1.9增益選擇

10.1.10方程求解

10.1.11演示程序

10.2系統(tǒng)辨識工具箱

10.2.1參數(shù)估計(jì)

10.2.2非參數(shù)估計(jì)

10.2.3數(shù)據(jù)處理

10.2.4模型結(jié)構(gòu)定義

10.2.5模型轉(zhuǎn)換

10.2.6遞推參數(shù)估計(jì)

10.2.7模型結(jié)構(gòu)處理

10.2.8模型表達(dá)

10.2.9信息提取

10.2.10模型結(jié)構(gòu)選擇

10.2.11模型不確定性評估和模型校驗(yàn)

參考文獻(xiàn)

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《MATLAB自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》系統(tǒng)地介紹了MATLABR2009a的基本功能及控制系統(tǒng)的中應(yīng)用。突出了新版本的新增功能和特性。在介紹過程中同時(shí)加入了具有一定難度的范例，來提高讀者的控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)能力。

全書共分10章。第1章介紹了MATLAB基礎(chǔ)簡介，第2章介紹了控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)；第3章介紹了Simulink建模與仿真；第4章介紹了自動(dòng)控制系統(tǒng)的模型建立與仿真；第5章根軌跡分析法；第6章介紹了時(shí)頻域分析法；第7章介紹了控制系統(tǒng)性質(zhì)的分析；第8章介紹了常用的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；第9章介紹了控制系統(tǒng)的校正；第10章介紹了控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用等內(nèi)容。

隨著社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提高，必將對控制理論、技術(shù)、系統(tǒng)與應(yīng)用提出越來越多、越來越高的要求，因此有必要進(jìn)一步加強(qiáng)、加深對這方面的研究，而MATLAB為此提供了可能，實(shí)踐已表明它的確是一個(gè)功能強(qiáng)大、形象逼真、便于操作的軟件工具。

MATLAB在我國的應(yīng)用已有十多年的歷史，而自動(dòng)控制則是其最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。MATLAB支持控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的每個(gè)環(huán)節(jié)：系統(tǒng)建模、分析、仿真到控制器設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，并可以用于不同領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

編者編寫本書的意圖是讓讀者可以更快更容易地利用MATLAB語言提供的編程環(huán)境和工具進(jìn)行控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)。書中列舉的大量示例可以幫助讀者理解和掌握使用MATLAB編程和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的技巧。2100433B

《MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》分兩篇，共10章。上篇為MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，主要介紹MATLAB的基礎(chǔ)知識、MATLAB數(shù)值運(yùn)算、MATLAB符號運(yùn)算、MATLAB程序設(shè)計(jì)。下篇為自動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB實(shí)現(xiàn)，主要介紹控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ)、仿真環(huán)境Simulink的使用基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)、控制系統(tǒng)分析、經(jīng)典控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。

《MATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》各章節(jié)之間既相互聯(lián)系又相互獨(dú)立，讀者可根據(jù)自己的需要選擇閱讀?！禡ATLAB控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》可作為高校理工科本科生和研究生的教學(xué)參考用書，也可供自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)仿真及其相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)和研究人員參考。