普通高等教育电气信息类系列教材自动控制系统计算机仿真 第2版

前言 第1章自动控制系统仿真概述 1.1自动控制系统简介 1.1.1系统与自动控制系统 1.1.2自动控制系统建模 1.2自动控制系统仿真的基本概念 1.2.1仿真的定义 1.2.2自动控制系统仿真的分类 1.2.3自动控制系统仿真的过程 1.3仿真技术在控制系统设计中的应用及其重要意义 1.3.1自动控制理论简介 1.3.2仿真技术与CAD在自动控制系统设计中的重要意义 1.3.3仿真技术在自动控制系统设计中的发展趋势 1.4MATLAB语言及其在控制系统设计中的应用 本章小结 习题 第2章控制系统计算机数字仿真 基础 2.1连续系统数值积分方法 2.1.1欧拉法 2.1.2龙格-库塔法 2.1.3数值积分法的稳定性 2.1.4数值积分法的选择 2.2控制系统的结构及其描述 2.2.1控制系统的典型结构 2.2.2控制系统的典型环节 2.2.3控制系统的连接矩阵 2.3控制系统的建模 本章小结 习题 第3章MATLAB语言的基础知识 3.1MATLAB R2015b的系统界面 3.1.1MATLAB R2015b的启动 3.1.2命令行窗口 3.1.3当前目录 3.1.4工作空间 3.1.5功能面板 3.1.6M文件编辑/调试器窗口 3.1.7帮助系统 3.2MATLAB的基础知识 3.2.1数值类型与数值显示格式 3.2.2字符和字符串 3.2.3矩阵的生成 3.3矩阵的运算 3.3.1矩阵的数学运算 3.3.2矩阵的数组运算 3.3.3矩阵的基本操作 3.3.4矩阵元素的数据变换 3.4符号运算 3.4.1符号对象与符号表达式 3.4.2符号表达式的基本操作 3.4.3符号表达式的替换 3.4.4符号函数的可视化 3.4.5控制系统中常用的符号运算 3.5MATLAB的编程基础 3.5.1变量、常量和语句 3.5.2流程控制结构 3.5.3其他常用命令 3.5.4M文件 3.6MATLAB的绘图功能 3.6.1二维图形的绘制 3.6.2三维图形的绘制 3.6.3图形的导出 3.7MATLAB的应用 3.7.1矩阵的分解 3.7.2多项式处理 3.7.3曲线拟合与插值 3.7.4符号方程求解 本章小结 习题 第4章控制系统数学模型及其转换 4.1控制系统的类型 4.2控制系统的常用数学模型 4.2.1连续系统数学模型 4.2.2离散系统数学模型 4.2.3系统模型参数的获取 4.3系统数学模型的转换 4.3.1系统模型向状态方程形式转换 4.3.2系统模型向传递函数形式转换 4.3.3系统模型向零极点形式转换 4.3.4传递函数形式与部分分式形式的转换 4.3.5连续和离散系统之间的转换 4.4控制系统模型的连接 4.4.1串联连接 4.4.2并联连接 4.4.3反馈连接 4.5系统模型的实现 4.5.1能控标准型的实现 4.5.2能观标准型的实现 4.5.3对角线标准型的实现 4.5.4标准型的软件实现 本章小结 习题 第5章Simulink在系统仿真中的应用 5.1Simulink建模的基础知识 5.1.1Simulink 8.6常用模块 5.1.2Simulink的其他工具箱模块组 5.2Simulink建模与仿真 5.2.1Simulink建模方法 5.2.2仿真算法与控制参数选择 5.2.3Simulink在控制系统仿真研究中的应用举例 5.3子系统与模块封装技术 5.3.1子系统概念及其构成方法 5.3.2模块封装方法 5.3.3模块库构造 本章小结 习题 第6章自动控制系统计算机辅助分析 6.1自动控制系统的稳定性分析 6.1.1求取特征方程的根 6.1.2控制系统的能控性和能观性分析 6.1.3利用传递函数的极点判别系统稳定性 6.1.4利用李亚普诺夫第二法判别系统稳定性 6.2控制系统时域分析 6.2.1时域分析的一般方法 6.2.2常用时域分析函数 6.2.3时域分析应用实例 6.3控制系统频域分析 6.3.1频域分析的一般方法 6.3.2频域分析应用实例 6.4根轨迹分析方法 6.4.1幅值条件和相角条件 6.4.2绘制根轨迹的常用函数及其应用实例 6.5基于计算机仿真的非线性定常控制系统新型稳定性判据 6.5.1问题的提出 6.5.2新型稳定性判据 6.5.3在单级倒立摆模糊控制系统中的应用 6.5.4结论和展望 本章小结 习题 第7章自动控制系统计算机辅助设计 7.1概述 7.2超前校正、滞后校正以及滞后-超前校正的伯德图设计 7.2.1超前校正器的伯德图设计 7.2.2滞后校正器的伯德图设计 7.2.3滞后-超前校正器的伯德图设计 7.3PID控制器设计 7.3.1PID控制器的传递函数 7.3.2PID控制器各参数对控制性能的影响 7.3.3使用Ziegler-Nichols经验整定 公式进行PID控制器设计 7.4基于状态空间模型的控制器设计方法 7.4.1状态空间表达式的若干基本概念及状态方程的解 7.4.2状态反馈极点配置控制器设计 7.4.3状态观测器设计 7.4.4基于状态观测器的状态反馈控制系统 7.5线性二次型指标*优控制系统 设计 7.5.1线性二次型指标与黎卡提方程 7.5.2设计线性二次型*优控制的MATLAB函数 7.5.3*优控制系统设计实例 本章小结 习题 第8章电力系统工具箱及其应用实例 8.1SimPowerSystems(电力系统模块集)简介 8.1.1Electrical Sources(电源模块子集) 8.1.2Elements(电路元件模块子集) 8.1.3Machines(电机模块子集) 8.1.4Measurements(测量模块子集) 8.1.5Power Electronics(电力电子模块子集) 8.2电力系统工具箱仿真应用实例 本章小结 习题 参考文献