自动控制原理实验教程(硬件模拟与MATLAB仿真普通高等教育电气工程自动化系列教材)

本书是根据“自动控制 原理实验教程”课程教学 大纲并配合大多数高等理 工科院校“自动控制原理” 课程教材的基本内容和教 学要求编写的，同时兼顾 了非自动化专业本科生、 硕士研究生的教学要求。 本书较全面地涵盖了 经典控制理论知识的重点 和难点，精心设计了近30 个实验项目，包含分立元 件电路模拟和MATLAB软 件仿真等多种实验方法。 MATLAB软件版本选择了 当前使用较广泛、性能较 稳定的MATLABR2018a版 ，书中所有的程序已经过 运行和正确性验证，读者 可以直接拿来使用。 本书共分8章，第1章 主要从应用角度介绍了 MATLAB的语言基础和控 制系统工具箱函数，以及 使用Simulink建模仿真的 方法；第2～7章按照自动 控制原理知识体系，依次 安排了近30个实验项目， 每章均有自动控制系统硬 件实验和MATLAB／ Simulink仿真实验，内容 覆盖控制系统数学模型的 建立，线性系统的时域分 析法、根轨迹法、频域分 析法和校正设计以及非线 性控制系统分析；第8章 主要介绍了实际工程中较 常用的控制系统，如电动 机调速、温度控制、步进 电动机控制等综合设计实 验。 本书实验内容不仅具 有教学上的典型性和代表 性，而且实验技术上具有 很强的实用性，尤其是一 些综合设计类型的实验方 法，可以直接运用在工程 设计中。因此，本书不但 可以作为工科院校自动控 制原理系列课程的实验教 程，而且可以为相关工程 技术人员开发设计自动控 制系统提供很有价值的实 用参考。

前言 第1章 MATLAB R2018a基础 1.1 自动控制原理与系统仿真简述 1.1.1 自动控制原理模拟实验系统 1.1.2 控制系统仿真 1.2 MATLAB软件简述 1.2.1 MATLAB R2018a中文版的安装与启动 1.2.2 MATLAB R2018a中文版的使用环境 1.2.3 MATLAB的基本运算 1.2.4 MATLAB常用的图形编辑命令与函数 1.2.5 MATLAB程序设计 1.3 控制系统动态仿真集成环境Simulink 9.1简述 1.3.1 Simulink仿真工具 1.3.2 Simulink的启动 1.3.3 Simulink模块库介绍 1.3.4 控制系统常用Simulink模块的功能介绍 1.3.5 使用Simulink建立系统模型 1.3.6 常用模块内部参数的设置 1.3.7 Simulink仿真参数的设置 1.3.8 用Simulink建立系统模型并仿真示例 1.3.9 子系统的创建与封装 第2章 控制系统的数学模型 2.1 基于MATLAB/Simulink建立控制系统的数学模型 2.2 典型环节模拟电路及其数学模型 第3章 线性系统的时域分析法 3.1 典型二阶系统模拟电路及其动态性能分析 3.2 基于MATLAB的控制系统单位阶跃响应分析 3.3 基于MATLAB的控制系统单位脉冲响应分析 3.4 三阶控制系统的稳定性分析 3.5 基于MATLAB的高阶控制系统时域响应动态性能分析 3.6 基于Simulink的控制系统稳态误差分析 第4章 线性系统的根轨迹法 4.1 基于MATLAB的控制系统的根轨迹及其性能分析 4.2 基于根轨迹编辑器的系统校正设计 4.3 基于MATLAB的控制系统根轨迹主导极点法校正的设计 第5章 线性系统的频域分析法 5.1 典型环节频率特性的测试 5.2 控制系统频率特性的测试 5.3 基于MATLAB的控制系统奈氏图及其稳定性分析 5.4 基于MATLAB的控制系统伯德图及其频域分析 第6章 线性系统的校正与设计 6.1 连续系统串联校正装置模拟电路的实现 6.2 基于MATLAB的控制系统频率法串联超前校正的设计 6.3 基于MATLAB的控制系统频率法串联滞后校正的设计 6.4 基于MATLAB的控制系统频率法串联滞后超前校正的设计 6.5 控制系统速度反馈校正的设计 6.6 连续系统PID控制器的设计及参数整定 第7章 非线性控制系统分析 7.1 典型非线性环节静态特性的测试 7.2 基于MATLAB的二阶控制系统相平面分析 7.3 基于Simulink的非线性系统相平面分析 7.4 非线性系统描述函数法分析 第8章 控制系统的综合设计 8.1 控制系统综合设计综述 8.2 直流电动机转速单闭环自动调速系统的设计 8.3 步进电动机的速度调节和方向控制 8.4 直流电动机的调速控制 8.5 温控炉的恒温控制 附录 附录A MATLAB常用命令与函数 附录B MATLAB函数意义速查表（按英文字母顺序排列） 附录C MATLAB工具箱(Toolbox)函数功能描述 参考文献