MATLAB R2016a控制系统设计与仿真35个案例分析
作者:李晓东
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编辑推荐
《MATLAB R2016a控制系统设计与仿真35个案例分析》是“精通MATLAB”丛书之一，以MATLAB R2016a为平台编写，通过35个案例介绍MATLAB在控制系统中的应用，应用性强，实用价值高。本书提供所有程序源代码。“精通MATLAB”相关书目如下：（1）MATLAB 8.X实战指南（2）数字图像处理高级应用——基于MATLAB和CUDA的实现（第2版）（3）MATLAB通信系统建模与仿真（4）MATLAB R2015a数字图像处理（5）MATLAB R2015b数学建模（6）MATLAB R2015a小波分析（7）MATLAB R2015b神经网络技术（8）MATLAB R2015b*化计算（9）MATLAB R2015b概率与数理统计（10）MATLAB R2015b数值计算方法（11）MATLAB R2016a智能计算25个案例分析（12）MATLAB R2016a在电子信息工程中仿真案例分析（13）MATLAB R2016a神经网络设计与应用28个案例分析（14）MATLAB R2016a通信系统建模与仿真28个案例分析（15）MATLAB R2016a控制系统设计与仿真35个案例分析
内容简介
本书以MATLAB R2016a为平台编写，以案例的形式讲解控制系统的设计与仿真。目前，MATLAB已经成为控制理论与控制工程以及计算机仿真领域的有力工具，控制系统的建模、分析、设计及应用都离不开MATLAB的支持。
全书共35章，也是35个案例，主要介绍了MATLAB的使用及控制系统的基本理论、控制系统的数学模型、Simulink仿真环境、控制系统数学模型的MATLAB实现、控制系统分析、离散系统设计、状态空间设计、时频域分析、稳定性判定、校正、*控制及鲁棒控制等内容。
目 录
目录
第1章创建Simulink仿真系统的过程
1.1Simulink概述
1.1.1Simulink的特点
1.1.2启动Simulink
1.2一个简单的仿真系统
1.2.1添加模块
1.2.2设置模块属性
1.2.3连接模块
1.2.4仿真器设置
1.2.5运行仿真
1.3建立状态空间表达式
1.3.1由图建立状态空间表达式
1.3.2由函数建立状态空间表达式
第2章飞行器控制系统综合与分析的方法
2.1飞行器控制系统应用概述
2.2飞行器控制系统数学模型
2.3飞行器控制系统解析内容
2.4校正装置优化设计
2.5频域性能分析
第3章最优与鲁棒控制系统设计
3.1最优控制问题的描述
3.2连续系统二次型最优控制及其MATLAB实现
3.3离散系统二次型最优控制及其MATLAB实现
第4章飞机偏航阻尼器设计的MATLAB实现
4.1飞机偏航阻尼器设计
4.2数学模型及MATLAB描述
4.3校正前系统性能分析
4.4校正设计
4.4.1根轨迹法设计
4.4.2下洗滤波器设计
4.5校正后系统性能分析
第5章控制系统根轨迹校正分析
5.1控制系统性能指标
5.2校正的基本概念
5.3根轨迹校正法
5.3.1根轨迹的串联超前校正
5.3.2根轨迹的串联滞后校正
5.3.3根轨迹的串联超前滞后校正
第6章现代控制系统设计与仿真分析
6.1可控性分析
6.1.1连续系统的完全可控性
6.1.2离散系统的可控性
6.1.3连续系统的状态完全可控标准型
6.1.4连续系统的输出可控性
6.2可观性分析
6.2.1线性离散系统的完全可观性
6.2.2连续系统的完全可观性
6.2.3连续系统的完全可观标准型
6.3系统的极点配置
6.3.1极点配置的MATLAB函数
6.3.2极点配置示例分析
6.4系统状态观测器设计
第7章MATLAB离散控制系统的设计
7.1离散控制系统的基本概念
7.2离散信号的数字描述
7.2.1采样过程及采样定理
7.2.2保持器的数学描述
7.3Z变换
7.3.1离散信号的Z变换
7.3.2Z变换与其逆变换
第8章Nyquist稳定判据的实际应用
8.1频域分析基本概念
8.2Bode图
8.3Nyquist图
8.4系统稳定性的判断
8.4.1用Bode图法判断系统稳定性
8.4.2用Nyquist曲线法判断系统稳定性
第9章PID控制器校正的MATLAB实现
9.1PID控制器校正
9.2PID控制器概述
9.3P控制
9.4PD控制
9.5I控制
9.6PI控制
9.7PID控制
第10章控制系统的典型输入信号时域分析
10.1控制系统时域分析法
10.2控制系统时域分析使用的函数
10.2.1step函数
10.2.2initial函数
10.2.3impulse函数
10.2.4lsim函数
第11章MATLAB控制系统的综合实例
11.1MATLAB在积分方程中的应用
11.2MATLAB在微分方程中的应用
11.3MATLAB/Simulink在机电系统中的应用
11.4MATLAB/Simulink在时域分析中的应用
11.5MATLAB/Simulink在根轨迹分析中的应用
第12章控制系统数学模型的MATLAB实现
12.1连续系统
12.2离散系统
12.3与数学模型相关的MATLAB函数
12.3.1传递模型的函数
12.3.2零极点模型函数
12.3.3状态空间模型函数
第13章控制系统的暂态特性和稳态特性
13.1典型输入信号实例
13.2时域分析的基本概念
13.2.1动态过程与动态性能
13.2.2稳态过程与稳态性能
13.2.3控制系统的稳定性
13.3线性系统时域响应求法
13.4二阶系统
13.4.1二阶系统的单位脉冲响应
13.4.2二阶系统的单位阶跃响应
第14章频域分析的MATLAB函数实现
14.1频域分析的概念
14.2频域分析的MATLAB函数
14.2.1allmargin函数
14.2.2nyquist函数
14.2.3bode函数
14.2.4bodemag函数
14.2.5nichols函数
14.2.6ngrid函数
14.2.7margin函数
第15章MATLAB函数实现的状态空间分析
15.1状态空间的MATLAB实现
15.1.1ctrb函数
15.1.2ctrbf函数
15.1.3obsv函数
15.1.4obsvf函数
15.2系统状态反馈与状态观测器
15.2.1极点配置
15.2.2状态观测器
第16章鲁棒控制系统设计的MATLAB实现
16.1鲁棒控制简介
16.2鲁棒控制系统的MATLAB实现
第17章借助根轨迹曲线对控制系统进行校正
17.1其他几种根轨迹形式
17.2根轨迹对系统暂态特性的分析
17.3控制系统的根轨迹校正法
17.3.1根轨迹法超前校正
17.3.2根轨迹法滞后校正
17.4根轨迹的设计工具
第18章控制系统频域响应校正分析
18.1频域响应校正法
18.2频域法的串联超前校正
18.3频域法的串联滞后校正
18.4频域串联滞后超前校正
18.5反馈校正
第19章PID控制器参数整定
19.1ZieglerNichols整定法
19.2一般数学模型拟合成带延时的惯性环节
19.3CohenCoon整定法
19.4误差积分指标最优校正
第20章模型预测控制的实际应用
20.1模型预测控制的应用
20.1.1直流伺服控制器设计
20.1.2直流伺服控制器的MATLAB实现
20.2控制系统的实际应用
20.2.1PID控制器应用示例
20.2.2非线性控制系统应用示例
第21章系统模型间转换的MATLAB实现
21.1系统模型间转换
21.1.1tf2ss函数
21.1.2ss2tf函数
21.1.3tf2zp函数
21.1.4zp2tf函数
21.1.5zp2ss函数
21.1.6ss2zp函数
21.2系统模型连接方式
第22章自动控制实际系统的分析设计
22.1传递函数模型分析
22.2传递函数模型的MATLAB实现
22.3状态空间模型分析
22.4状态空间模型的MATLAB实现
22.5零极点增益模型分析
22.6零极点增益模型的MATLAB实现
第23章MATLAB控制系统的频率特性
23.1频率特性的表示法
23.2典型环节的Nyquist图
23.2.1比例环节
23.2.2惯性环节
23.2.3积分环节
23.2.4微分环节
23.2.5一阶微分环节
23.2.6振荡环节
23.3典型环节的Bode图
23.3.1比例环节
23.3.2积分环节
23.3.3微分环节
23.3.4惯性环节
23.3.5一阶微分环节
23.3.6振荡环节
23.3.7二阶微分环节
第24章离散控制系统的稳定性分析
24.1离散系统的时域数学模型
24.2离散系统的频域数学模型
24.2.1c2d函数
24.2.2d2c函数
24.2.3d2d函数
24.2.4upsample函数
24.3离散控制系统分析
24.3.1离散控制系统的稳定性
24.3.2采样周期与开环增益对稳定性的影响
第25章线性二次型高斯最优控制的MATLAB实现
25.1LQG最优控制概述
25.2LQG最优控制的MATLAB实现
25.2.1reg函数
25.2.2lqg函数
25.2.3lqgreg函数
第26章MATLAB函数直接绘制系统的根轨迹
26.1根轨迹的概述
26.2二阶系统的根轨迹分析
26.3MATLAB中与根轨迹相关的函数
26.3.1pzmap函数
26.3.2rlocus函数
26.3.3rlocfind函数
26.3.4sgrid函数
26.3.5zgrid函数
26.3.6damp函数
第27章可控性与可观性的MATLAB实现
27.1可控性与可观性
27.2状态可控性
27.3状态可观性
27.4可控性和可观性的实现
27.4.1可控标准型
27.4.2可观标准型
第28章系统稳态误差分析的MATLAB实现
28.1系统误差分析与计算
28.2MATLAB LTI Viewer稳定性判定实例
第29章频域稳定性分析
29.1Nyquist稳定判据
29.2稳定裕度
29.2.1相对稳定性
29.2.2增益裕度
29.2.3相角裕度
第30章控制系统工程应用实例
30.1MATLAB在频域响应中的应用
30.2MATLAB/Simulink在状态空间中的应用
30.3MATLAB在PID控制器设计中的应用
第31章变换矩阵与状态空间表达式
31.1非唯一性与特征不变性
31.2标准型
31.2.1对角规范型
31.2.2约当规范型
第32章高阶系统的时域分析
32.1高阶系统
32.2时域分析的MATLAB实现
32.2.1step函数
32.2.2dcgain函数
32.2.3impulse函数
32.2.4initial函数
32.2.5lsim函数
32.3MATLAB图形化时域分析
第33章控制系统稳定性判定的MATLAB实现
33.1方程特征根判定稳定性
33.2LienardChipard判据判定系统稳定性
33.3根轨迹法判定稳定性
33.4传递函数极点法判定系统稳定性
33.5李亚普诺夫第二法判定系统稳定性
33.6频率法判定系统稳定性
33.6.1Bode图判定系统稳定性
33.6.2Nyquist曲线判定系统稳定性
第34章设计kalman滤波器最优状态估计器
34.1kalman函数
34.2lqi函数
34.3estim函数
第35章闭环比值与解耦控制系统分析
35.1闭环比值控制系统
35.1.1单闭环比值控制系统
35.1.2双闭环比值控制系统
35.2解耦控制系统
35.2.1前馈补偿解耦控制
35.2.2反馈补偿解耦控制
附录AMATLAB R2016a安装说明
参考文献
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