前言
第1章控制系統(tǒng)與仿真概述
1.1引言
1.2控制系統(tǒng)概述
1.2.1控制系統(tǒng)基本概念
1.2.2控制系統(tǒng)的控制方式
1.2.3控制系統(tǒng)的組成
1.2.4控制系統(tǒng)的分類
1.3仿真技術(shù)概述
1.3.1計(jì)算機(jī)仿真基本概況
1.3.2控制系統(tǒng)仿真基本概況
1.3.3控制系統(tǒng)仿真的發(fā)展及分類
1.4MATLAB/Simulink下的控制系統(tǒng)仿真
1.5本章小結(jié)
第2章MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
2.1引言
2.2MATLAB概述
2.2.1MATLAB的產(chǎn)生與發(fā)展
2.2.2MATLAB的特點(diǎn)
2.3MATLAB工作環(huán)境
2.3.1MATLAB的啟動與退出
2.3.2MATLAB窗口界面
2.3.3MATLAB幫助系統(tǒng)
2.4MATLAB語言基礎(chǔ)
2.4.1MATLAB語言的變量
2.4.2MATLAB語言的常量
2.4.3MATLAB語言的數(shù)據(jù)類型
2.4.4MATLAB語言的特殊運(yùn)算符號
2.5MATLAB矩陣
2.5.1一般矩陣的創(chuàng)建
2.5.2特殊矩陣的創(chuàng)建
2.5.3冒號的作用
2.6基本運(yùn)算
2.6.1算術(shù)運(yùn)算
2.6.2關(guān)系運(yùn)算
2.6.3邏輯運(yùn)算
2.7程序設(shè)計(jì)
2.7.1M文件
2.7.2程序控制結(jié)構(gòu)
2.8本章小結(jié)
第3章MATLAB圖形處理
3.1引言
3.2二維圖形繪制
3.2.1繪制二維曲線
3.2.2圖形修飾
3.2.3多圖形繪制
3.2.4其他二維圖形繪制
3.3三維圖形繪制
3.3.1三維曲線繪制
3.3.2三維曲面繪制
3.3.3其他三維圖形繪制
3.4隱函數(shù)圖形繪制
3.5動態(tài)圖形繪制
3.5.1創(chuàng)建逐幀動畫
3.5.2創(chuàng)建軌跡動畫
3.6本章小結(jié)
第4章Simulink仿真環(huán)境
4.1引言
4.2Simulink操作基礎(chǔ)
4.2.1Simulink的啟動與退出
4.2.2Simulink常用模塊庫
4.3仿真模型的建立
4.3.1模塊庫的選擇
4.3.2模塊的操作
4.3.3模塊的連接
4.3.4模塊的參數(shù)設(shè)置
4.4系統(tǒng)仿真實(shí)例
4.5子系統(tǒng)的創(chuàng)建與封裝
4.5.1子系統(tǒng)的創(chuàng)建
4.5.2子系統(tǒng)的封裝
4.6S函數(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
4.6.1S函數(shù)的基本結(jié)構(gòu)
4.6.2S函數(shù)設(shè)計(jì)舉例
4.7本章小結(jié)
第5章控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
5.1引言
5.2微分方程建立及其MATLAB描述
5.3拉氏變換及其MATLAB描述
5.4傳遞函數(shù)建立及其MATLAB描述
5.4.1多項(xiàng)式傳遞函數(shù)模型
5.4.2零極點(diǎn)傳遞函數(shù)模型
5.4.3狀態(tài)空間模型
5.4.4Simulink中的控制系統(tǒng)模型表示
5.5系統(tǒng)模型的相互轉(zhuǎn)換
5.6系統(tǒng)模型間的連接
5.6.1串聯(lián)結(jié)構(gòu)
5.6.2并聯(lián)結(jié)構(gòu)
5.6.3反饋結(jié)構(gòu)
5.6.4復(fù)雜結(jié)構(gòu)
5.7本章小結(jié)
第6章時域分析法
6.1引言
6.2時域分析函數(shù)及性能指標(biāo)
6.2.1時域分析函數(shù)
6.2.2性能指標(biāo)
6.3系統(tǒng)階躍響應(yīng)
6.3.1標(biāo)準(zhǔn)二階系統(tǒng)模型及MATLAB描述
6.3.2二階系統(tǒng)時域分析
6.3.3二階系統(tǒng)特征參數(shù)對時域響應(yīng)性能的影響
6.3.4高階系統(tǒng)階躍響應(yīng)
6.4高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
6.4.1特征方程的根對穩(wěn)定性的影響
6.4.2系統(tǒng)零極點(diǎn)對穩(wěn)定性的影響
6.4.3系統(tǒng)開環(huán)增益對穩(wěn)定性的影響
6.5控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差
6.5.1計(jì)算穩(wěn)態(tài)誤差
6.5.2提高或消除穩(wěn)態(tài)誤差
6.6本章小結(jié)
第7章根軌跡分析與設(shè)計(jì)
7.1引言
7.2根軌跡的繪制與分析
7.2.1繪制常規(guī)根軌跡
7.2.2計(jì)算根軌跡增益函數(shù)
7.2.3利用根軌跡判斷分析系統(tǒng)的性能
7.2.4其他形式根軌跡
7.3根軌跡的校正設(shè)計(jì)
7.3.1根軌跡串聯(lián)超前校正
7.3.2根軌跡串聯(lián)滯后校正
7.4根軌跡分析與設(shè)計(jì)工具箱
7.5本章小結(jié)
第8章頻域分析與設(shè)計(jì)
8.1引言
8.2繪制Nyquist圖
8.3繪制Bode圖
8.4繪制Nichols圖
8.5頻域法校正設(shè)計(jì)
8.5.1頻域法串聯(lián)超前校正
8.5.2頻域法串聯(lián)滯后校正
8.6本章小結(jié)
第9章狀態(tài)空間分析與設(shè)計(jì)
9.1引言
9.2線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間描述
9.2.1利用MATLAB建立狀態(tài)空間模型
9.2.2利用MATLAB化簡狀態(tài)空間標(biāo)準(zhǔn)型
9.2.3利用MATLAB求解狀態(tài)方程
9.3線性系統(tǒng)的可控性和可觀測性
9.3.1線性系統(tǒng)可控性
9.3.2線性系統(tǒng)可觀測性
9.4基于狀態(tài)空間模型的反饋結(jié)構(gòu)控制器設(shè)計(jì)
9.4.1狀態(tài)反饋
9.4.2輸出反饋
9.4.3閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)可控性和可觀性
9.4.4極點(diǎn)配置
9.4.5二次型指標(biāo)優(yōu)化控制器
9.5線性系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
9.5.1全維狀態(tài)觀測器
9.5.2降維狀態(tài)觀測器
9.6線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
9.6.1李雅普諾夫意義下的穩(wěn)定性
9.6.2李雅普諾夫第一法（間接法）
9.6.3李雅普諾夫第二法（直接法）
9.6.4線性定常系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析
9.7本章小結(jié)
第10章離散控制系統(tǒng)
10.1引言
10.2離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型MATLAB描述
10.2.1離散系統(tǒng)時域數(shù)學(xué)模型MATLAB描述
10.2.2離散系統(tǒng)頻域數(shù)學(xué)模型MATLAB描述
10.2.3連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換
10.3離散系統(tǒng)Simulink模塊描述
10.4離散系統(tǒng)曲線繪制
10.4.1離散系統(tǒng)的時域響應(yīng)曲線
10.4.2離散系統(tǒng)的根軌跡
10.4.3離散系統(tǒng)的頻域曲線
10.5離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
10.6離散系統(tǒng)的校正
10.6.1數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)
10.6.2采樣控制系統(tǒng)的少拍設(shè)計(jì)
10.7本章小結(jié)
第11章控制系統(tǒng)PID控制器設(shè)計(jì)
11.1引言
11.2PID控制基本原理
11.3連續(xù)系統(tǒng)的模擬PID控制及仿真
11.4數(shù)字PID控制及仿真
11.4.1位置式PID控制算法及仿真
11.4.2增量式PID控制算法及仿真
11.5PID參數(shù)整定
11.6本章小結(jié)
第12章非線性系統(tǒng)分析
12.1引言
12.2典型非線性系統(tǒng)特性及MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.2.1不靈敏區(qū)（死區(qū)）非線性及MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.2.2飽和非線性及MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.2.3間隙非線性及MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.3相平面法
12.3.1相平面的基礎(chǔ)知識
12.3.2相軌跡的MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.4描述函數(shù)法
12.4.1描述函數(shù)法的定義
12.4.2描述函數(shù)法的計(jì)算
12.4.3非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
12.4.4非線性系統(tǒng)的自振分析
12.4.5描述函數(shù)法的MATLAB實(shí)現(xiàn)
12.5本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)