控制系统MATLAB仿真

本书以MATLAB9.5（MATLABR2018b）为仿真平台，较全面地介绍了自动控制系统的建模、分析、仿真、校正与设计的基本原理和方法。全书共分7章，内容包括绪论、MATLAB计算基础、Simulink仿真、控制系统数学模型、控制系统时域分析法、频域分析法和控制系统校正与参数整定。本书可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业“控制系统仿真”课程的教材，也可作为“系统建模与仿真”课程的参考教材，还可作为“自动控制原理”“过程控制工程”等相关课程的辅助教材，或者作为工程技术人员的参考用书。

第1章绪论
1．1自动控制理论的发展与应用
1．1．1自动控制理论的发展
1．1．2自动控制理论的应用
1．2自动控制系统的基本概念
1．2．1自动控制系统的基本分类
1．2．2自动控制系统的基本组成和应用示例
1．2．3反馈控制系统的品质要求
1．2．4自动控制系统的其他分类
1．3控制系统计算机仿真
1．3．1计算机仿真技术概述
1．3．2控制系统计算机仿真的实质
1．4MATLAB-Simulink下的控制系统仿真
1．4．1MATLAB仿真软件
1．4．2MATLAB-Simulink的仿真特点
1．4．3与控制系统设计与分析、测试相关的基础工具箱
练习题
第2章MATLAB计算基础
2．1MATLAB桌面操作环境
2．1．1MATLAB启动和退出
2．1．2MATLAB操作窗口
2．1．3命令行窗口中的常用命令
2．1．4MATLAB文件管理
2．1．5MATLAB帮助功能
2．2MATLAB数值计算
2．2．1数值类型
2．2．2矩阵运算
2．3关系运算和逻辑运算
2．4符号运算
2．4．1MATLAB符号运算基础
2．4．2控制系统中常用的符号运算
2．5复数与复变函数运算
2．5．1复数运算基础
2．5．2留数及其基本运算
2．5．3拉普拉斯变换及拉普拉斯反变换
2．5．4z变换及其反变换
2．6MATLAB常用绘图指令
2．6．1基本的绘图指令
2．6．2图形窗口处理指令和添加/删除栅格指令
2．6．3应用型绘图指令
2．6．4坐标轴相关的指令
2．6．5文字标示指令
2．6．6图形保持/覆盖指令
2．7MATLAB的M文件和程序设计
2．7．1M文件的概述
2．7．2MATLAB程序流程控制结构
2．7．3MATLAB程序设计原则和程序调试
练习题
第3章Simulink仿真
3．1Simulink仿真概述
3．1．1Simulink简介
3．1．2Simulink的仿真特征和启动方式
3．1．3Simulink建模仿真
3．2Simulink的模块库简介
3．2．1Simulink模块库浏览窗口
3．2．2Simulink模块库分类
3．2．3控制系统仿真中最常用的模块和模块集
3．3Simulink功能模块的处理
3．3．1Simulink功能模块参数设置
3．3．2Simulink模块的基本操作
3．3．3Simulink模块间的连线处理
3．4Simulink仿真设置
3．4．1Solver参数设置
3．4．2DataInport/Export设置
3．4．3启动仿真与实例
3．5Simulink仿真示例
3．6Simulink自定义功能模块
3．6．1自定义功能模块的创建
3．6．2自定义功能模块的封装
3．7S-Function的设计与应用
3．7．1S-Function的概念
3．7．2Simulink的仿真运行原理
3．7．3S-Function的基本结构
3．7．4S-Function设计示例
练习题
第4章控制系统数学模型
4．1动态过程微分方程描述和建立
4．2拉普拉斯变换与控制系统模型
4．2．1拉普拉斯变换求解微分方程
4．2．2拉普拉斯变换示例
4．3数学模型描述
4．3．1传递函数模型
4．3．2零、极点增益模型
4．3．3状态空间模型
4．4MATLAB/Simulink在模型中的应用
4．4．1多项式处理相关的函数
4．4．2建立传递函数相关的函数
4．4．3建立零、极点增益模型相关函数
4．4．4建立状态空间模型相关的函数
4．4．5Simulink中的控制系统模型表示
4．4．6Simulink模型与状态空间模型的转化
4．5系统模型转换及连接
4．5．1模型转换
4．5．2系统的组合连接和MATLAB示例
4．6MATLAB/Simulink应用实例
练习题
第5章控制系统时域分析法
5．1时域响应分析
5．1．1典型输入信号及其拉普拉斯变换
5．1．2瞬态响应与稳态响应
5．1．3控制系统时域响应的性能指标
5．1．4一阶系统的时域分析
5．1．5典型二阶系统的瞬态性能
5．1．6高阶系统的时域分析
5．2MATLAB/Simulink在时域分析中的应用
5．2．1时域分析中MATLAB函数的应用
5．2．2时域响应性能指标求取
5．3系统稳定性分析
5．3．1稳定性的定义与分析
5．3．2稳定性判据
5．3．3稳态误差分析
5．4综合实例及MATLAB/Simulink应用
练习题
第6章频域分析法
6．1频率特性
6．1．1频率特性的基本概念
6．1．2频率特性的表示方法
6．2基于频域法的控制系统稳定性能分析
6．2．1频域法的Nyquist稳定判据
6．2．2频域法的Bode稳定判据
6．3控制系统的相对稳定性
6．3．1相对稳定性
6．3．2系统稳定性能指标的求取
6．4MATLAB在频域法中分析与绘制曲线的应用
6．4．1MATLAB频域分析和绘制响应曲线的相关函数
6．4．2MATLAB频域分析示例
练习题
第7章控制系统校正与参数整定
7．1控制系统校正简介
7．1．1控制系统性能指标
7．1．2控制系统校正的方法
7．2基于频域法的控制系统校正
7．2．1频域法的串联超前校正
7．2．2频域法的串联滞后校正
7．2．3频域法的串联滞后一超前校正
7．3基于根轨迹法的控制系统校正
7．3．1根轨迹法的串联超前校正
7．3．2根轨迹法的串联滞后校正
7．3．3根轨迹法的串联超前一滞后校正
7．4PID控制器设计及MATLAB/Simulink应用
7．4．1PID控制器简述
7．4．2比例控制
7．4．3微分控制
7．4．4比例微分控制
7．4．5积分控制
7．4．6比例积分控制
7．4．7比例积分微分控制
7．5PID控制器参数整定
7．5．1响应曲线法
7．5．2临界比例度法
7．5．3衰减曲线法
练习题
参考文献