图书简介:
第0章绪论01仿真技术简介02计算机仿真技术的发展概况03计算机仿真技术的应用04控制系统计算机辅助设计的主要内容及其应用05基于MATLAB的控制系统仿真的现状习题第1章仿真软件——MATLAB11MATLAB的功能特点111语言简介112操作界面12MATLAB的基本操作121语言结构122窗口命令的执行及回调123窗口变量的处理124窗口命令的属性125数值结果显示格式126基本输入输出函数127外部程序调用13MATLAB的程序设计131磁盘文件132控制语句14MATLAB的图形处理141二维图形142三维图形143四维图形144图像与动画15MATLAB的数值运算151矩阵运算152向量运算153关系和逻辑运算154多项式运算16MATLAB的符号运算161符号表达式的生成162符号表达式的基本运算163符号表达式的微积分164符号表达式的积分变换165符号表达式的求解17MATLAB的矩阵处理171矩阵行列式172矩阵的特殊值173矩阵的三角分解174矩阵的奇异值分解175矩阵的范数176矩阵的特征值与特征向量177矩阵的特征多项式、特征方程和特征根18MATLAB的数据处理 181数据插值182曲线拟合183数据分析19MATLAB的方程求解191代数方程求解192微分方程求解110MATLAB的函数运算1101函数极值1102函数积分111MATLAB的文件处理1111处理二进制文件1112处理文本文件112MATLAB的图形界面1121启动GUI Builder1122对象设计编辑器113MATLAB编译器1131创建MEX文件1132创建EXE文件小结习题第2章控制系统的数学模型及其转换21线性系统数学模型的基本描述方法22系统数学模型间的相互转换23系统模型的连接24典型系统的生成25系统的离散化和连续化26系统的特性值本章小结习题第3章连续系统的数字仿真31数值积分法32面向系统传递函数的仿真33面向系统结构图的仿真34连续系统的快速仿真本章小结习题第4章连续系统按环节离散化的数字仿真41连续系统的离散化42典型环节的离散系数及其差分方程43非线性系统的数字仿真方法44连续系统按环节离散化的数字仿真程序本章小结习题第5章采样控制系统的数字仿真51采样控制系统52模拟调节器的数字化仿真方法53采样控制系统的数字仿真程序54关于纯滞后环节的数字仿真本章小结习题第6章动态仿真集成环境——Simulink61Simulink简介611Simulink的启动 612Simulink库浏览窗口的功能菜单613仿真模块集62模型的构造621模型编辑窗口622对象的选定623模块的操作624模块间的连线625模型的保存626模块名字的处理627模块内部参数的修改628模块的标量扩展63连续系统的数字仿真631利用Simulink菜单命令进行仿真632利用MATLAB的指令操作方式进行仿真633模块参数的动态交换634Simulink调试器64离散系统的数字仿真65仿真系统的线性化模型66创建子系统67封装编辑器671参数(Parameters)页面672图标(Icon)页面673初始化(Initialization)页面674描述(Documentation)页面675功能按钮68条件子系统本章小结习题第7章控制系统的计算机辅助分析71控制系统的时域分析711控制系统的稳定性712控制系统的时域响应713控制系统的稳态误差72根轨迹分析721根轨迹的绘制722根轨迹的分析73控制系统的频域分析731连续控制系统的频域分析732离散控制系统的频域分析733时间延迟系统的频域分析734基于频率特性的系统辨识74系统的能控性和能观测性分析741系统的能控性和能观测性742将系统按能控性和不能控性进行分解743将系统按能观测性和不能观测性进行分解75系统模型的降阶751平衡实现752模型降阶本章小结习题第8章控制系统的计算机辅助设计81频率法的串联校正811基于频率响应法的串联超前校正812基于频率响应法的串联滞后校正813基于频率响应法的串联滞后-超前校正82根轨迹法的串联校正821基于根轨迹法的串联超前校正822基于根轨迹法的串联滞后校正823基于根轨迹法的串联滞后-超前校正83状态反馈和状态观测器的设计831状态反馈832状态观测器833带状态观测器的状态反馈系统834离散系统的极点配置和状态观测器835系统解耦836系统估计器837系统控制器84最优控制系统设计841状态反馈的线性二次型最优控制842输出反馈的线性二次型最优控制本章小结习题第9章基于MATLAB工具箱的控制系统分析与设计91控制系统工具箱简介92线性时不变系统的对象模型921LTI对象922模型建立及模型转换函数923LTI对象属性的存取和设置93线性时不变系统浏览器94线性控制系统设计器941MATLAB 6x的SISO Design Tool942MATLAB 7x的SISO Design Tool943MATLAB 8x/9x版的Control System Designer95非线性控制系统设计951NCD Blockset模块及其应用952Signal Constraint模块及其应用953Check Step Response Characteristics模块及其应用954其他非线性控制系统的设计问题本章小结习题第10章Simulink的扩展工具——S函数101S函数简介102S函数的建立1021用M文件创建S函数 1022用C语言创建S函数103S函数编译器104S函数包装程序本章小结习题附录AMATLAB函数一览表附录BMATLAB函数分类索引参考文献
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第5版前言本书自2003年9月初版和2008年1月、2012年2月及2016年2月的三次再版以来,深得广大读者的关心和支持,被国内多所高等学校选为教材,累计发行6万余册,并先后入选普通高等教育“十一五”和“十二五”国家级教材规划。
这次修订在保持前四版内容系统、实用、易读的特点,以及框架结构基本不变的基础上,重点对第1章、第2章、第6章和第9章内容进行了修订和完善,增加了与MATLAB有关的新内容,替换了每章的习题解答,提供了配套的教学网站,并且充分考虑能适应新形式下计算机仿真技术类课程教学和适用于不同层次院校的选学需要,体现宽口径专业教育思想,反映先进的技术水平,强调教学实践的重要性,有利于学生自主学习和动手实践能力的培养,适应卓越工程师和新工科人才培养的要求。同时也符合自动化专业培养目标、反映自动化专业教育改革方向、满足自动化专业教学需要和多学科交叉背景学生的教学需求、符合学校推进高等教育国家级一流本科课程“双万计划”建设和实现特色化发展的需要。
本书在叙述MATLAB通用功能时,对内容是精心挑选的,但在书后的索引中罗列了通用功能的几乎全部指令,以备读者查阅需要。面对MATLAB 6x/7x/8x/9x部分功能的较大变化,针对本书所涉及的部分,第5版分别馔写了MATLAB 6x、MATLAB 7x、MATLAB 8x和MATLAB 9x四个不同经典版本的内容,以满足不同读者的需求。
本次修订后从内容上来说,涉及面更广,几乎包括了计算机仿真、控制系统计算机辅助分析与设计、MATLAB和Simulink的所有基本内容和使用方法。对于涉及本课程内容的MATLAB较大变化,本书都分别按其版本进行了介绍。各部分内容力求精而简,且各章均配有适当的例题和习题,并提供了相应的用MATLAB编写的仿真程序。
本书适用学时数为32~64(2~4学分),各章节编排具有相对的独立性,使教师与学生便于取舍,便于不同层次院校的不同专业选用,以适应不同教学学时的需要;内容完善、新颖、有利于学生能力的培养。
本书由李国勇主编,程永强副主编。全书共包括11章和2个附录,其中第0章由程永强编写;第1章和第9章由李国勇编写;第2章由任密蜂编写;第3章由丁洁编写;第4章和附录由成慧翔编写;第5章由续欣莹编写;第6章由杨丽娟编写;第7章由郭红戈编写;第8章由李晔编写;第10章由崔亚峰编写。全书由李国勇统编定稿。李虹教授主审了全书,提出了许多宝贵的意见和建议,在此深表谢意。
本书可作为高等院校自动化和控制类各专业本科生和研究生教材。鉴于本书的通用性和实用性较强,故也可作为自动控制及相关专业的教学、研究、设计人员和工程技术人员的参考用书。
本书提供配套的电子课件,可登录华信教育资源网:wwwhxeducomcn,注册后免费下载。
本书提供的配套教学网站网址为
http://mooc1chaoxingcom/course/204210881html
http://wwwicourse163org/spoc/course/TYUT-1449768162?tid=1450215449
课程简介与本书对应的课程,2016年入选电子工业出版社“信息技术专业内容资源库建设”(慕课视频课程建设)项目,2019年被认定为山西省高等学校精品共享课程,如欲了解其课程内容及教学思路等,请扫描右面二维码,便可观看相应的视频录像。
由于作者水平有限,书中难免有遗漏与不当之处,故恳请有关专家、同行和广大读者批评指正。
编者
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