计算机仿真技术与CAD-基于MATLAB的控制系统-(第2版)

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作者：李国勇

出版社：电子工业出版社

本类榜单：计算机/网络

所属丛书：普通高等教育十一五国家规划教材

分类：计算机/网络 > CADCAMCAE > AutoCAD及计算机辅助设计

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图文详情

ISBN：9787121053481
装帧：暂无
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：326页
出版时间：2010-07-01
条形码：9787121053481 ; 978-7-121-05348-1

本书特色

《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统(第2版)》具有如下特点：符合规范、内容先进：根据教育部高等学校自动化专业教学规范和目前*新版本MATLAB 7. 5.0（R2007b）为基础进行修订。内容全面、结构合理：全书结构贯穿一条主线，以MATLAB为平台，从系统建模、系统仿真，到系统分析和系统设计，将MATLAB应用技术与控制理论有机地结合起来。便于教学、方便用户：《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统(第2版)》既考虑内容的先进性，又兼顾教材内容的稳定性。既考虑课堂教学使用，又兼顾查阅功能。既反映先进的技术水平，又强调教学实践的重要性，有利于学生自主学习和动手实践能力的培养。各章节编排具有相对的独立性，便于取舍，以适应不同专业、不同学时数，以及不同层次院校的选学需要。

绪论0.1 仿真技术简介0.2 计算机仿真技术的发展概况0.3 计算机仿真技术的应用0.4 控制系统计算机辅助设计的主要内容及其应用0.5 基于MATLAB的控制系统仿真的现状习题第1章仿真软件——MATLAB1.1 MATLAB的功能特点1.2 MATLAB的基本操作1.3 MATLAB的控制语句1.3.1 循环语句1.3.2 程序流控制语句1.3.3 条件转移语句1.4 MATLAB的绘图功能1.4.1 二维图形1.4.2 三维图形1.5 MATLAB的数值运算1.5.1 矩阵运算1.5.2 向量运算1.5.3 关系和逻辑运算1.5.4 多项式运算1.5.5 数据分析1.5.6 函数极值1.5.7 代数方程求解1.5.8 微分方程求解1.5.9 函数积分1.5.1 0函数绘图1.6 MATIAB的符号运算1.6.1 符号表达式的生成1.6.2 符号表达式的基本运算1.6.3 符号表达式的微积分1.6.4 符号表达式的变换1.6.5 符号表达式的求解1.7 MATLAB的图形界面1.8 MATLAB编译器1.8.1 创建MEX文件1.8.2 创建EXE文件本章小结习题第2章控制系统的数学模型及其转换2.1 线性系统数学模型的基本描述方法2.2 系统数学模型问的相互转换2.3 系统模型的连接2.4 典型系统的生成2.5 系统的离散化和连续化2.6 系统的特性值本章小结习题第3章连续系统的数字仿真3.1 数值积分法3.1.1 欧拉法3.1.2 梯形法3.1.3 预估-校正法3.1.4 龙格-库塔法3.1.5 关于仿真数值积分法的几点讨论3.2 连续系统的数字仿真程序3.3 面向系统结构图的仿真3.3.1 典型环节的确定3.3.2 连接矩阵3.3.3 确定系统的状态方程3.3.4 面向结构图的数字仿真程序3.4 连续系统的快速仿真3.4.1 增广矩阵法的基本原理3.4.2 典型输入函数的增广矩阵本章小结习题第4章连续系统按环节离散化的数字仿真4.1 连续系统的离散化4.2 典型环节的离散系数及其差分方程4.3 非线性系统的数字仿真方法4.4 连续系统按环节离散化的数字仿真程序本章小结习题第5章采样控制系统的数字仿真5.1 采样控制系统..；5.2 模拟调节器的数字化仿真方法5.3 采样控制系统的数字仿真程序5.3.1 数字控制器的程序实现5.3.2 连续部分的程序实现5.3.3 程序框图及仿真程序5.4 关于纯滞后环节的数字仿真本章小结习题第6章动态仿真集成环境——Simulink6.1 simulink简介6.1.1 Simulink的启动6.1.2 Simulink库浏览窗口的功能菜单6.1.3 仿真模块集6.2 模型的构造6.2.1 模型编辑窗口6.2.2 对象的选定6.2.3 模块的操作6.2.4 模块间的连线6.2.5 模型的保存6.2.6 模块名字的处理6.2.7 模块内部参数的修改6.2.8 模块的标量扩展6.3 连续系统的数字仿真6.3.1 利用Simulink菜单命令进行仿真6.3.2 仿真结果分析6.3.3 利用MAn.AB的指令操作方式进行仿真6.3.4 模块参数的动态交换6.3.5 Simulink调试器6.4 离散系统的数字仿真.；6.5 仿真系统的线性化模型6.6 创建子系统6.7 封装编辑器6.7.1 参数（Parameters）页面6.7.2 图标（Icon）页面6.7.3 初始化（Initialization）页面6.7.4 描述（Docurnentation）页面6.7.5 功能按钮6.8 条件子系统本章小结习题第7章控制系统的计算机辅助分析7.1 控制系统的稳定性分析7.2 控制系统的时域分析7.3 根轨迹法7.4 控制系统的频域分析7.5 系统的能控性和能观测性分析7.5.1 系统的能控性和能观测性7.5.2 将系统按能控和不能控进行分解7.5.3 将系统按能观测性和不能观测性进行分解7.6 系统模型的降阶7.6.1 平衡实现7.6.2 模型降阶本章小结习题第8章控制系统的计算机辅助设计8.1 频率法的串联校正8.1.1 基于频率响应法的串联超前校正8.1.2 基于频率响应法的串联滞后校正8.1.3 基于频率响应法的串联滞后一超前校正8.2 状态反馈和状态观测器的设计8.2.1 状态反馈8.2.2 状态观测器8.2.3 带状态观测器的状态反馈系统8.2.4 离散系统的极点配置和状态观测器8.2.5 系统解耦8.2.6 系统估计器8.2.7 系统控制器8.3 *优控制系统设计8.3.1 状态反馈的线性二次型*优控制8.3.2 输出反馈的线性二次型*优控制本章小结习题第9章基于MATLAB工具箱的控制系统分析与设计9.1 控制系统工具箱简介9.2 线性时不变系统的对象模型9.2.1 LTI对象9.2.2 模型建立及模型转换函数9.2.3 LTI对象属性的存取和设置9.3 线性时不变系统浏览器——LTIViewer9.4 单输入单输出系统设计工具——SISODesignTool9.4.1 MNTLAB7.5的SISODesignTool9.4.2 MATLAB6.5的SISODesignTool9.5 非线性控制系统设计9.5.1 SignalConstraint模块及其应用9.5.2 NCDBlockset模块及其应用9.5.3 求解其他非线性控制系统的设计问题本章小结习题第10章 Simulink的扩展工具——S－函数10.1 S－函数简介10.2 S－函数的建立10.2.1 用M文件创建S－函数10.2.2 用C语言创建S－函数10.3 S－函数编译器10.4 S－函数包装程序本章小结习题附录AMATLAB函数一览表附录BMATLAB函数分类索引参考文献

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节选

《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统（第2版）》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书全面论述控制系统计算机仿真的基本概念和原理，系统介绍了当前国际控制界*为流行的面向工程与科学计算的高级语言MATLAB及其动态仿真集成环境Sirraalink，并以*新版MATLAB为平台，详细阐述控制系统的数学模型及其转换、连续系统和离散系统的仿真方法、控制系统的计算机辅助分析与设计；*后特别介绍基于图形界面的MA"n．,AB工具箱的线性和非线性控制系统设计方法。《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统（第2版）》取材先进实用，讲解深入浅出，各章均有大量的例题，并提供了相应的仿真程序，便于读者掌握和巩固所学知识。《计算机仿真技术与CAD:基于MATLAB的控制系统（第2版）》可作为高等院校自动化专业和电气信息类其他各专业本科生和研究生教材，也可作为从事自动控制及相关专业技术人员的参考用书。

相关资料

插图：自动控制系统是由被控对象、测量变送装置、执行器和控制器组成的。当选定测量变送装置和执行器后，对自动控制系统进行设计和分析研究，也就是对被控对象的动态特性进行分析和研究，然后根据被控对象的动态特性进行控制器的设计，以求获得满足性能指标要求的*优控制系统。在控制器类型确定后，分析和研究控制系统的主要目的之一是获得控制器的*佳整定参数。对于比较简单的被控对象，可以通过在实际系统上进行实验和调整来获得较好的整定参数。但是在实际生产过程中，大部分的被控对象是比较复杂的，并且要考虑安全性、经济性，以及进行实验研究的可能性等，这在现场实验中往往不易做到，甚至根本不允许这样做。例如，在研究导弹飞行、宇航、反应堆控制等系统时，不经模拟仿真实验就进行直接实验，将对人类的生命和健康带来很大的危险。这时，就需要对实际系统构建物理模型或数学模型进行研究，然后把对模型实验研究的结果应用到实际系统中去，这种方法就叫做模拟仿真研究，简称仿真。因此，仿真就是用模型（物理模型或数学模型）代替实际系统进行实验和研究。它所遵循的基本原则是相似原理，即几何相似、环境相似和性能相似。依据这个原理，仿真可分为物理仿真、数学仿真和混合仿真。物理仿真就是应用几何相似原理，制作一个与实际系统相似但几何尺寸较小或较大的物理模型（例如飞机模型放在与气流场相似的风洞中）进行实验研究。数学仿真是应用数学相似原理，构成数学模型在计算机上进行研究。它由软硬件仿真环境、动画、图形显示、输出打印设备等组成。在仿真研究中，数学仿真只要有一台数学仿真设备（如计算机等）就可以对不同的控制系统进行仿真实验和研究，而且进行一次仿真实验研究的准备工作也比较简单，主要是被控系统的建模、控制方式的确立和计算机编程。而物理仿真则需要进行大量的设备制造、安装、接线及调试工作，其投资大、周期长、灵活性差、改变参数困难、模型难以重用，且实验数据处理也不方便。数学仿真实验所需的时间比物理仿真大大缩短，实验数据的处理也比物理仿真简单得多。但由于物理仿真具有信号连续、运算速度快、直观形象、可信度高等特点，故至今仍然广泛使用。混合仿真又称物理一数学仿真，它是把数学仿真、物理仿真和实体结合起来，也就是将系统的一部分描述成数学模型，放人计算机，而其余部分则构建其物理模型或直接采用实体，组成一个复杂的仿真系统。这种在仿真环节中有部分实物介入的混合仿真也称为半实物仿真或者半物理仿真。