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第一章 绪论1

1．1 控制系统计算机辅助设计的发展历史及其特点1

1．2 CADCS的技术内容5

1．2．1 开发模型6

1．2．2 设计要求的形式化6

1．2．3 进行设计8

1．3 模型处理及仿真在CADCS中的地位8

第二章 线性多变量系统模型转换11

2．1 引言11

2．2 线性多变量系统的描述形式12

2．2．1 线性连续系统模型描述12

2．2．2 线性离散系统模型描述19

2．3．1 连续系统模型转换22

2．3 线性多变量系统模型转换22

2．3．2 离散系统模型转换37

2．3．3 连续与离散系统之间的转换44

2．4 连续系统模型转换算法介绍及评注46

2．5 多变量系统模型变换部分子程序说明及程序清单51

2．5．1 子程序说明51

2．5．2 程序清单55

第三章 线性多变量系统的模型分析63

3．1 引言63

3．1．1 矩阵的初等运算63

3．1．2 矩阵的相似变换64

3．1．3 矩阵的秩65

3．1．4 特征多项式和特征值65

3．1．5 正定矩阵65

3．2．1 连续系统的稳定性判别66

3．2 线性多变量系统的稳定性分析66

3．1．6 正交性66

3．2．2 离散系统的稳定性判别72

3．3 线性系统的标准形与结构分解75

3．3．1 概述75

3．3．2 线性系统的标准形76

3．3．3 线性系统的结构分解79

3．3．4 小结83

3．4 数值计算中的精度、误差及稳定性85

3．5 线性多变量系统模型分析部分子程序说明88

3．5．1 子程序说明及程序清单88

3．5．2 程序清单91

第四章 模型简化技术98

4．1 引言98

4．2 在状态空间模型上进行简化99

4．2．1 集结法100

4．2．2 摄动法103

4．3 在传递函数模型上进行简化106

4．3．1 Pade逼近法107

4．3．2 连分式法111

4．3．3 结合稳定判据的混合方法128

4．3．4 频率拟合Pade法130

4．3．5 评注136

4．4 模型简化部分子程序说明及程序清单136

4．4．1 程序简要说明136

4．4．2 程序清单145

第五章 线性系统仿真162

5．1 引言162

5．2 线性系统的数学模型163

5．2．1 连续系统的数学模型164

5．2．2 离散时间系统的数学模型166

5．2．3 连续-离散混合系统的数学模型168

5．3 线性系统仿真方法170

5．3．1 离散相似法171

5．3．2 时域矩阵法181

5．4 线性系统仿真模型的建立186

5．4．1 仿真模型与最小实现186

5．4．2 初值问题与能观标准形191

5．4．3 面向结构图的仿真194

5．5 特殊问题讨论207

5．5．1 矩阵指数eAT的数值计算207

5．5．2 采样数据系统的仿真211

5．5．3 多帧速算法212

5．5．4 延迟环节的仿真212

5．6．1 利用泰勒级数展开法计算中Φ(T)及Φ?(T)的程序(EAT)214

5．6 线性系统仿真中的有关程序214

5．6．2 离散相似法中计算状态转移矩阵的子程序(EA)(缩方与乘方算法)217

第六章 非线性系统仿真220

6．1 概述220

6．2 非线性系统仿真方法221

6．2．1 数值积分法221

6．2．2 采用数值积分法时对步长的控制232

6．2．3 扩展的离散相似法234

6．3 非线性系统仿真模型的建立235

6．3．1 面向方程的非线性系统仿真模型235

6．3．2 面向结构图的非线性系统仿真模型235

6．3．3 非线性采样系统的仿真236

6．3．4 延迟环节的仿真237

6．4．1 病态系统仿真238

6．4 特殊问题的讨论238

6．4．2 病态性探测248

6．4．3 多帧速算法252

6．5 非线性系统仿真程序256

6．5．1 程序简要说明256

6．5．2 程序清单264

第七章 模型处理与仿真软件包287

7．1 问题的提出287

7．2 模型处理与仿真软件包的构成288

7．2．1 功能选取288

7．2．2 算法选取290

7．2．3 人机交互方式选取293

7．3 软件技术介绍295

7．3．1 数据结构295

7．3．2 软件结构299

7．3．3 编译技术301

7．3．4 调试方法302

7．4 模型处理与仿真软件包SMPACK的使用303

7．4．1 SMPACK的命令系统303

7．4．2 SMPACK的运行309

7．4．3 线性系统仿真命令(SL)311

7．4．4 面向微分方程的仿真命令(SE)316

7．4．5 面向结构图的仿真命令(SB)317

7．4．6 模型处理命令323

7．4．7 其它命令325

7．5 应用实例327

7．6 SMPACK软件包控制、译码模块的FORTRAN程序清单351

7．6．1 程序简要说明351

7．6．2 程序清单355

参考文献366