MATLAB控制工程工具箱技术手册

目 录


第1章MATLAB基础

1.1MATLAB的历史

1.1.1MATLAB的产生

1.1.2MATLAB的发展

1.2MATLAB系统构成

1.2.1MATLAB的系统构成

1.2.2MATLAB工具箱及应用介绍

1.3开始使用MATLAB

1.3.1MATLAB的启动

1.3.2样例

1.3.3MATLAB初步知识

第2章MATLAB系统辨识工具箱

2.1系统辨识的原理及辨识模型的简介

2.1.1基本原理

2.1.2常用的模型类

2.2系统辨识工具箱函数

2.2.1模型建立和转换的函数介绍

2.2.2非参数模型类的辨识函数介绍

2.2.3参数模型类的辨识函数介绍

2.2.4递推参数模型辨识函数介绍

2.2.5模型验证与仿真函数介绍

2.2.6其他常用函数介绍

2.3系统辨识工具箱图形界面

2.3.1数据视图

2.3.2操作选择

2.3.3模型视图

第3章控制系统工具箱

3.1LTI系统模型及转换

3.1.1LTI模型

3.1.2LTI对象及其属性

3.1.3LTI模型函数

3.1.4模型检测函数

3.2状态空间的实现

3.2.1状态空间的实现

3.2.2状态空间的实现的函数

3.3系统时域响应

3.3.1系统时域响应

3.3.2系统时域延迟

3.4系统频率响应

3.5极点配置

3.6模型的综合处理

3.6.1模型的转换

3.6.2模型的连接

3.6.3模型降阶

3.7LQG设计

3.8GUI函数介绍

第4章鲁棒控制工具箱

4.1鲁棒控制理论及鲁棒控制工具箱简介

4.1.1鲁棒控制理论概述

4.1.2鲁棒控制工具箱基本数据结构

4.2系统模型建立与转换工具

4.2.1模型建立工具

4.2.2模型转换工具

4.3鲁棒控制工具箱功能函数

4.3.1Riccati方程求解

4.3.2Riccati方程条件数

4.3.3矩阵的Schur形式

4.4多变量波特图

4.4.1频率响应的特征增益／相位波特图

4.4.2连续和离散系统的奇异值波特图

4.4.3结构奇异值波特图

4.5矩阵因子化技巧

4.6模型降阶方法

4.6.1Schur相对误差模型降阶方法

4.6.2均衡模型降阶

4.6.3最优Hartkel最小逼近降阶

4.7鲁棒控制箱综合方法

4.7.1离散和连续情形的H2综合

4.7.2离散和连续情形的H∞综合

4.7.3H∞综合的丁迭代方法

4.7.4H2和H∞范数

4.7.5LQC优化控制综合

4.7.6LQG回路传输恢复

4.7.7综合

4.7.8youla参数化

4.8示例

第5章模型预测控制工具箱

5.1系统模型辨识函数

5.1.1数据向量或矩阵的归一化

5.1.2基于线性回归方法的脉冲响应模型辨识

5.1.3脉冲响应模型转换为阶跃响应模型

5.1.4模型的校验

5.2系统矩阵信息及绘图函数

5.3模型转换函数

5.4模型建立和连接函数

5.5控制器设计与仿真

5.5.1基于MPC阶跃响应的控制器设计与仿真

5.5.2基于MPC状态空间模型的控制器设计与仿真

5.6系统分析函数

5.7模型预测控制工具箱功能函数

第6章模糊逻辑工具箱

6.1模糊逻辑理论简介

6.1.1模糊集合

6.1.2模糊关系

6.1.3模糊推理

6.2MATLAB模糊逻辑工具箱

6.2.1模糊隶属度函数

6.2.2模糊推理系统数据管理函数

6.3逻辑工具箱的图形用户界面

6.4模糊推理系统的高级应用

6.5模糊逻辑工具箱接口及示例函数

第7章非线性控制设计模块

7.1NCD模块的使用

7,1.1建立闭环系统方框图

7.1.2设置约束条件

7.1.3开始优化计算

7.2NCD模块应用实例

7.2.1问题提出

7.2.2NCD模块启动

7.2.3设置约束条件

7.2.4优化计算

7.3NCD模块几个示例

7.3.1PID控制器优化设计示例

7.3.2多变量状态反馈系统控制优化

7.3.3MIMOPI控制器设计

第8章控制系统的数学描述

8.1控制系统的运动方程

8.1.1微分方程数值解

8.1.2非线性系统描述

8.2控制系统的传递函数描述

8.2.1传递函数的零点和极点

8.2.2传递函数的部分分式展开

8.3控制系统的状态方程描述

8.3.1数学描述

8.3.2对角化与Jordan标准型

8.3.3可控规范型

8.3.4可观规范型

8.4控制系统模型转换

8.4.1传递函数向状态方程的转换

8.4.2状态方程向传递函数的转换

8.4.3由方框图求状态方程和传递函数

8.5控制系统的稳定性

第9章控制系统时频分析及根轨迹的绘制

9.1时域响应分析

9.2频率响应分析

9.2.1频率响应

9.2.2Bode图绘制

9.2.3Nyquist图绘制

9.2.4离散系统的频率响应

9.3根轨迹的绘制

第10章传递函数模型控制系统校正

10.1控制系统校正指标和经验公式

10.2系统开环频率特性设计

10.3串联校正

10.3.1PID校正概述

10.3.2串联校正举例

10.4根轨迹校正

10.4.1Rltool环境概述

10.4.2根轨迹校正举例

第11章控制系统的状态空间设计方法

11.1状态反馈与观测

11.1.1极点配置

11.1.2状态观测器

11.2解耦控制

11.3线性二次型最优控制器设计

11.3.1代数Riccati方程求解

11.3.2线性二次型最优控制器设计举例

第12章神经网络与控制

12.1神经网络概述

12.1.1神经网络理论基础

12.1.2神经网络控制

12.2MATLAD神经网络工具箱

12.3神经网络控制举例

参考文献