控制系统MATLAB计算及仿真实训

目录
第1部分 控制系统MATLAB计算及仿真的解题实训
第1章 控制系统及仿真概述
解题实训题
第2章 MATLAB 7.0系统
2.1 MATLAB 7.0的安装与启动
2.1.1 MATLAB 7.0的安装
2.1.2 Notebook的安装
2.1.3 MATLAB 7.0(即MATLAB R14)的启动
2.1.4 Notebook的启动
2.2 MATLAB 7.0的系统
2.2.1 MATLAB 7.0的系统界面
2.2.2 MATLAB 7.0菜单项命令
2.2.3 MATLAB 7.0工具栏按钮
2.2.4 MATLAB 7.0的命令窗口(Command Window)
2.3 MATLAB 7.0的内容及其查找
2.3.1 MATLAB 7.0的内容
2.3.2 MATLAB 7.0的内容查找
2.4 Notebook
2.4.1 Notebook菜单命令简介
2.4.2 Notebook的使用
2.4.3 Notebook使用的几个问题
上机操作实训题
第3章 MATLAB的数值运算
3.1 MATLAB的数值运算基础
3.2 MATLAB的数组、矩阵运算
3.3 MATLAB的数组函数与矩阵函数
3.4 多项式及其运算
3.5 MATLAB的数学表达式及其书写
3.5.1 MATLAB的数学表达式
3.5.2 MATLAB数学表达式书写
解题实训题
第4章 MATLAB符号运算基础
4.1 复习MATLAB符号运算的几个基本概念
4.2 MATLAB符号对象的基本运算与关系运算
4.3 MATLAB符号运算的基本函数
4.4 MATLAB符号微积分运算
4.5 MATLAB符号方程运算
解题实训题
第5章 MATLAB的程序设计
5.1 有关MATLAB程序设计的基本概念
5.2 MATLAB程序设计基本规则
5.3 有关MATLAB程序设计举例
解题实训题
第6章 MATLAB常用图形命令与符号函数图形命令
6.1 MATLAB的常用图形命令
6.1.1 绘图函数plot()
6.1.2 绘图坐标系的调整
6.1.3 图形标注
6.1.4 多次重叠绘制图形
6.1.5 图形窗口的分割
6.2 MATLAB的特殊坐标绘图函数
6.2.1 对数坐标曲线
6.2.2 极坐标曲线
6.2.3 双y轴坐标曲线
6.3 MATLAB离散数据与步进图形的绘图函数
6.3.1 MATLAB绘制离散数据图形的函数命令stem()
6.3.2 MATLAB绘制步进图形的函数命令stairs()
6.4 MATLAB符号函数的图形命令
解题实训题
第7章 MATLAB7.0的仿真集成环境Simulink6.1
7.1 Simulink仿真工具
7.1.1 进入MATLAB 7.0的Simulink 6.1
7.1.2 Simulink仿真特色
7.2 Simulink 6.1的界面与组成
7.2.1 Simulink 6.1功能模块组的打开与关闭
7.2.2 Simulink 6.1功能模块的分类及其用途
7.3 用Simulink建立系统模型
7.3.1 模型窗口
7.3.2 模块的查找与选择
7.3.3 模块的复制、移动与删除
7.3.4 模块的连接
7.3.5 模块标题名称的修改
7.3.6 系统结构图模型标题名称的标注与修改
7.3.7 创建模型的复原操作
7.3.8 模型文件的保存与打开
7.3.9 模型框图的打印
7.3.10 Simulink建模注意事项
7.4 模块内部参数的设置或修改
7.4.1 10个常用模块内部参数的设置或修改
7.4.2 用Simulink建立系统模型举例
7.5 自定义子系统与子系统的封装
7.5.1 自定义子系统
7.5.2 子系统的封装
解题实训题
第8章 控制系统数学模型的MATLAB实现
8.1 设置或修改LTI对象的属性值函数set()
8.2 控制系统数学模型
8.3 控制系统模型转换与化简
8.4 用系统Simulink模型结构图化简控制系统模型
解题实训题
第9章 控制系统时域分析的MATLAB实现
9.1 Laplace变换及反变换
9.1.1 Laplace变换与反变换的概念
9.1.2 两个特殊函数的表示法
9.1.3 计算函数的Laplace变换
9.1.4 计算用图形表示的函数的Laplace变换
9.1.5 利用留数将象函数表达式展成部分分式
9.1.6 用Laplace反变换求原函数
9.1.7 Laplace变换的卷积与卷积定理
9.1.8 用Laplace变换定义传递函数
9.1.9 用Laplace反变换求解微分方程
9.2 MATLAB函数指令方式下的时域响应仿真
9.2.1 一阶系统时域分析的MATLAB实现
9.2.2 二阶及高阶系统时域分析的MATLAB实现
9.3 利用Simulink动态结构图的时域响应仿真
9.3.1 利用Simulink动态结构图模型程序方式下的时域响应仿真
9.3.2 在Simulink窗口里菜单方式下的时域响应仿真
解题实训题
第10章 控制系统稳定性分析的MATLAB实现
10.1 代数稳定判据的MATLAB实现
10.1.1 用系统特征方程的根判定系统稳定性
10.1.2 用Lienard-Chipard稳定判据判定系统稳定性
10.2 用根轨迹法判定系统稳定性的MATLAB实现
10.3 用频率法判定系统稳定性的MATLAB实现
10.3.1 用Bode图法判断系统稳定性
10.3.2 用Nyquist曲线法判断系统稳定性
解题实训题
第11章 控制系统稳态误差计算的MATLAB实现
11.1 控制系统的静态误差系数与动态误差系数
11.2 3种典型信号给定输入作用下的稳态误差
11.3 从输出端定义的非单位负反馈系统的误差的计算
11.4 扰动输入作用下的稳态误差计算
11.5 绘制误差响应曲线
解题实训题
第12章 根轨迹分析的MATLAB实现
12.1 控制系统根轨迹分析MATLAB实现
12.1.1 根轨迹分析的MATLAB实现的函数指令格式
12.1.2 根轨迹分析的MATLAB实现举例
12.2 根轨迹设计工具
解题实训题
第13章 控制系统频域分析的MATLAB实现
13.1 控制系统的频率特性
13.2 控制系统Bode图及其模值裕度与相位裕度
13.3 控制系统Nyquist曲线
解题实训题
第14章 描述函数法分析非线性系统的MATLAB实现
14.1 非线性系统特性简述
14.2 非线性系统自振
14.3 非线性系统自振分析
14.4 描述函数法分析非线件系统自振的MATLAB实现
解题实训题
第15章 自动控制系统的MATLAB计算及仿真
15.1 简单闭环控制系统的MATLAB计算及仿真
15.2 多闭环控制系统的MATLAB计算及仿真
15.3 位置随动系统的动态校正设计与稳态误差分析
15.3.1 位置随动系统的动态校正设计
15.3.2 位置随动系统的稳态误差分析
15.4 过程控制系统的MATLAB计算及仿真
15.4.1 简单回路控制系统的动态校正设计
15.4.2 前馈控制系统的MATLAB计算及仿真
15.4.3 大延迟控制系统的动态校正设计
解题实训题
第16章 自动控制系统的设计
16.1 控制系统Bode图设计法
16.1.1 控制系统Bode图常规设计法的超前校正设计
16.1.2 控制系统Bode图设计法的滞后校正设计
16.2 控制系统根轨迹校正设计
16.2.1 控制系统根轨迹超前校正设计
16.2.2 控制系统根轨迹滞后校正设计
16.3 控制系统P、PI、PID校正设计
16.3.1 控制系统Ziegler-Nichols整定公式的P、PI、PID校正设计
16.3.2 控制系统Cohen-Coon整定公式的P、PI、PD、PID校正设计
16.3.3 控制系统最优控制(误差积分指标最优)的P、PI、PID校正设计
16.3.4 控制系统稳定边界法的P、PI、PID校正设计
解题实训题
第17章 状态空间分析的MATLAB实现
17.1 系统状态空间描述及其状态方程的解
17.1.1 状态空间表达式的建立
17.1.2 求控制系统的状态转移矩阵Ф(t)
17.1.3 求控制系统的传递矩阵G(S)
17.1.4 求控制系统的特征方程、特征值及特征向量
17.1.5 求控制系统的状态方程的解
17.1.6 连续系统状态方程的离散化
17.2 系统状态方程的线性变换
17.2.1 控制系统的P变换
17.2.2 控制系统的P〓变换
17.2.3 利用范德蒙矩阵将状态方程化为对角线标准形
17.2.4 将状态方程化为约当标准形
17.3 线性系统的可控性与可观性
17.3.1 线性系统的可控性
17.3.2 线性系统的可观性
17.4 系统状态反馈与状态观测器
17.4.1 系统的极点配置
17.4.2 系统的状态观测器
17.4.3 系统的状态降维观测器
17.5 Lyapunov系统稳定性分析的MATLAB实现
解题实训题
第18章 线性二次型最优控制的MATLAB实现
18.1 连续系统线性二次型最优控制
18.2 离散系统稳态线性二次型最优控制
18.3 最优观测器(Kalman滤波)的MATLAB实现
18.4 线性二次型Guass最优控制器
解题实训题
第2部分 控制系统MATLAB计算及仿真的实验实训
第19章 MATLAB仿真基础实验实训
【实验实训19-1】 MATLAB 7.0系统的安装、卸载与启动
【实验实训19-2】 MATLAB 7.0系统界面、菜单认识与内容查找
【实验实训19-3】 Simulink 6.1系统界面与菜单认识
【实验实训19-4】 典型模块的参数设置
【实验实训19-5】 仿真模型图的绘制
【实验实训19-6】 程序方式下与Notebook方式下运行程序
第20章 自动控制原理实验实训
【实验实训20-1】 控制系统时域分析的MATLAB实现
【实验实训20-2】 控制系统稳定性分析的MATLAB实现
【实验实训20-3】 控制系统稳态误差分析的MATLAB实现
【实验实训20-4】 控制系统根轨迹分析的MATLAB实现
【实验实训20-5】 控制系统频域分析的MATLAB实现
【实验实训20-6】 描述函数分析非线性系统的MATLAB实现
【实验实训20-7】 状态空间分析的MATLAB实现
【实验实训20-8】 线性二次型最优控制的MATLAB仿真
第21章 电力拖动控制系统MATLAB仿真实验实训
【实验实训21-1】 单闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真
【实验实训21-2】 双闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真
【实验实训21-3】 三闭环直流调速系统的MATLAB计算与仿真
【实验实训21-4】 位置控制系统的MATLAB计算与仿真
第22章 生产过程控制系统MATLAB仿真实验实训
【实验实训22-1】 简单回路控制系统的MATLAB计算及仿真
【实验实训22-2】 串级控制系统的MATLAB计算及仿真
【实验实训22-3】 前馈控制系统的MATLAB计算及仿真
【实验实训22-4】 大延迟控制系统的MATLAB计算及仿真
第3部分 控制系统MATLAB计算及仿真的课程设计与毕业设计实训
第23章 电力拖动控制系统课程与毕业设计实训
【电力拖动控制系统设计实训23-1】单闭环直流调速系统的MATLAB设计及仿真
【电力拖动控制系统设计实训23-2】双闭环直流调速系统的MATLAB设计与仿真
附录A 解题实训题参考答案
附录B 作者编写的MATLAB函数
附录C 无源校正网络与有源校正网络
参考文献
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