自动控制系统计算机仿真【2025|PDF下载-Epub版本|mobi电子书|kindle百度云盘下载】

自动控制系统计算机仿真PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

前言1

第1章 自动控制系统仿真概述1

1.1 自动控制系统简介1

1.1.1 系统与自动控制系统1

1.1.2 自动控制系统建模1

1.2 自动控制系统仿真的基本概念2

1.2.1 仿真的定义2

1.2.2 自动控制系统仿真的分类2

1.2.3 自动控制系统仿真的过程3

1.3 仿真技术在控制系统设计中的应用及其重要意义3

1.3.1 自动控制理论简介3

1.3.2 仿真技术与CAD在自动控制系统设计中的重要意义4

1.3.3 仿真技术在自动控制系统设计中的应用现状和发展趋势4

1.4 MATLAB语言及其在控制系统设计中的应用4

小结5

习题5

第2章 控制系统计算机数字仿真基础6

2.1 连续系统数值积分方法6

2.1.1 欧拉法6

2.1.2 龙格-库塔法7

2.1.3 数值积分法的稳定性10

2.1.4 数值积分法的选择11

2.2 控制系统的结构及其描述12

2.2.1 控制系统中的典型结构12

2.2.2 控制系统的典型环节13

2.2.3 控制系统的连接矩阵14

2.3 控制系统的建模16

小结20

习题20

第3章 MATLAB语言的基础知识21

3.1 MATLAB的安装和启动21

3.1.1 MATLAB的安装21

3.1.2 MATLAB7.x的启动21

3.2 MATLAB7.x的系统界面22

3.2.1 MATLAB7.x的系统界面窗口22

3.2.2 MATLAB7.x的菜单项和工具栏24

3.2.3 MATLAB7.x的帮助系统24

3.3 MATLAB基础知识25

3.3.1 矩阵的生成25

3.3.2 变量、常量和语句28

3.3.3 数值显示格式29

3.3.4 字符串30

3.4 矩阵的运算30

3.4.1 矩阵的数学运算30

3.4.2 矩阵的数组运算31

3.4.3 矩阵操作34

3.4.4 矩阵元素的数据变换35

3.5 流程控制结构36

3.5.l for语句36

3.5.2 while语句37

3.5.3 if-else-end语句38

3.5.4 switch-case语句39

3.6 m文件39

3.6.1 脚本文件39

3.6.2 函数文件40

3.7 MATLAB的绘图功能41

3.7.1 二维图形的绘制41

3.7.2 三维图形的绘制44

3.7.3 图形的输出45

3.8 MATLAB的应用45

3.8.1 矩阵的分解45

3.8.2 多项式处理46

3.8.3 曲线拟合与插值46

3.8.4 常微分方程求解48

小结49

习题50

第4章 控制系统数学模型及其转换51

4.1 控制系统类型51

4.2 控制系统常用的数学模型52

4.2.1 连续系统数学模型52

4.2.2 离散系统数学模型54

4.2.3 系统模型参数的获取55

4.3 系统数学模型的转换55

4.3.1 系统模型向状态方程形式转换56

4.3.2 系统模型向传递函数形式转换56

4.3.3 系统模型向零极点形式转换57

4.3.4 传递函数形式与部分分式形式的转换58

4.3.5 连续系统和离散系统之间的转换59

4.4 控制系统模型的连接60

4.4.1 模型串联60

4.4.2 模型并联60

4.4.3 反馈连接61

4.5 系统模型的实现62

4.5.1 能控标准型62

4.5.2 能观标准型65

4.5.3 对角线标准型65

4.5.4 标准型的实现65

小结66

习题66

第5章 Simunlink在系统仿真中的应用68

5.1 Simulink建模的基础知识68

5.1.1 Simulink6.0常用模块简介69

5.1.2 Simulink其他工具箱、模块集79

5.2 Simunlink建模与仿真79

5.2.1 Simulink建模方法简介79

5.2.2 仿真算法与控制参数选择80

5.2.3 Simulink在控制系统仿真研究中的应用举例83

5.3 子系统与模块封装技术85

5.3.1 子系统概念及构成方法85

5.3.2 模块封装方法86

5.3.3 模块库构造90

5.4 S函数及其应用90

5.4.1 S函数的基本结构91

5.4.2 用MATLAB编写S函数举例92

小结96

习题96

第6章 自动控制系统计算机辅助分析97

6.1 自动控制系统的稳定性分析97

6.1.1 求取特征方程的根97

6.1.2 控制系统的能控性和能观性分析99

6.1.3 利用传递函数的极点判别系统稳定性100

6.1.4 利用李亚普诺夫第二法判别系统稳定性101

6.2 控制系统时域分析102

6.2.1 时域分析的一般方法102

6.2.2 常用时域分析函数103

6.2.3 时域分析应用实例104

6.3 控制系统频域分析107

6.3.1 频域分析的一般方法108

6.3.2 频域分析应用实例108

6.4 根轨迹分析方法111

6.4.1 幅值条件和相角条件112

6.4.2 绘制根轨迹的常用函数及其应用实例113

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116

6.5.1 问题的提出116

6.5.2 新型稳定性判据117

6.5.3 在单级倒立摆模糊控制系统中的应用119

6.5.4 结论和展望120

小结121

习题121

第7章 自动控制系统计算机辅助设计122

7.1 概述122

7.2 超前校正、滞后校正以及滞后一超前校正的伯德图设计122

7.2.1 超前校正器的伯德图设计123

7.2.2 滞后校正器的伯德图设计126

7.2.3 滞后一超前校正器的伯德图设计128

7.3 PID控制器设计132

7.3.1 PID控制器的传递函数132

7.3.2 PID控制器各参数对控制性能的影响133

7.3.3 使用Ziegler一Nichols经验整定公式进行PID控制器设计135

7.4 基于状态空间模型的控制器设计方法137

7.4.1 状态空间表达式的基本概念以及状态方程的解137

7.4.2 状态反馈极点配置控制器设计139

7.4.3 状态观测器设计140

7.4.4 基于状态观测器状态反馈控制系统141

7.5* 线性二次型指标最优控制系统设计146

7.5.1 线性二次型指标与黎卡提方程146

7.5.2 设计线性二次型最优控制的MATLAB函数147

7.5.3 最优控制系统设计实例147

小结148

习题148

第8章 电力系统工具箱及其应用实例149

8.1 SimPowerSystems（电力系统）模块集简介149

8.1.1 Electrical Sources（电源）模块子集149

8.1.2 Elements（电路元件）模块子集150

8.1.3 Machines（电机）模块子集151

8.1.4 Measurements（测量）模块子集152

8.1.5 Power Electronics（电力电子）模块子集152

8.1.6 Phasor Elements（相量元件）模块子集152

8.1.7 Extra Libra（其他模块子集）153

8.2 使用电力系统工具箱进行仿真的实例153

小结166

习题166

参考文献167