控制系统仿真与CAD

以MATLAB为仿真平台，以自动控制系统为主线，系统地介绍了控制系统的建模、分析与设计的基本原理和仿真方法。本书共分五章，分别介绍了MATLAB基础知识、控制系统在MATLAB中的描述、控制系统各种分析方法及MATLAB实现、以MATLAB为工具的控制系统设计与仿真、Simulink及其应用。

前言
第1章控制系统仿真及工具软件概述1
1.1控制系统及仿真软件1
1.1.1控制系统模型1
1.1.2控制系统仿真2
1.1.3MATLAB的语言特点3
1.1.4MATLAB的控制产品4
1.2MATLAB的操作与使用5
1.2.1MATLAB的工作空间6
1.2.2MATLAB的命令窗口6
1.2.3MATLAB的程序编辑器6
1.2.4MATLAB的帮助文件7
1.3数值计算与矩阵运算10
1.3.1MATLAB的数值类型10
1.3.2矩阵运算12
1.3.3符号运算15
1.4程序、文件和函数23
1.4.1M文件编程23
1.4.2常用的编程语句26
1.4.3程序调试与诊断30
本章小结33
习题33
第2章控制系统的数学描述34
2.1控制系统数学模型与控制工具箱函数34
2.1.1传递函数模型34
2.1.2状态空间模型42
2.2控制系统模型的转换及连接47
2.2.1模型转换函数47
2.2.2模型连接与化简51
2.3控制系统建模工程实例55
本章小结62
习题62
第3章控制系统分析63
3.1控制系统的时域分析63
3.1.1时域分析基础63
3.1.2系统的稳态性能分析64
3.1.3阶跃响应分析65
3.1.4脉冲响应分析70
3.1.5任意输入的时域响应分析73
3.1.6控制系统时域分析综合实例74
3.2控制系统的根轨迹分析75
3.2.1函数指令方式75
3.2.2单输入单输出设计工具82
3.3控制系统的频域分析91
3.3.1频率响应与Nyquist图92
3.3.2伯德图分析95
3.3.3控制系统频域分析综合实例99
3.3.4基于单输入单输出设计工具的控制
系统频域分析101
3.4控制系统的稳定性分析102
3.4.1控制系统稳定性分析方法简述102
3.4.2控制系统稳定性分析的MATLAB实现104
3.5控制系统的可观性与可控性分析106
3.5.1系统的可观性分析107
3.5.2系统的可控性分析109
本章小结112
习题112
第4章控制系统设计与仿真113
4.1基于根轨迹的控制系统设计113
4.1.1基于根轨迹的相位超前校正113
4.1.2基于根轨迹的相位滞后校正123
4.2基于伯德图的控制系统设计126
4.2.1基于伯德图的相位超前校正126
4.2.2基于伯德图的相位滞后校正130
4.2.3基于伯德图的滞后￣超前校正133
4.3控制系统的PID控制器设计136
4.3.1PID控制规律137
4.3.2PID控制器设计方法140
4.3.3PID控制器设计实例146
4.4极点配置与观测器设计150
4.4.1极点配置150
4.4.2全维状态观测器设计153
4.4.3降维状态观测器设计155
4.4.4基于观测器的状态反馈系统设计综合实例157
本章小结159
习题159
第5章控制系统CAD———Simulink
基础与应用161
5.1Simulink基本介绍与基本操作161
5.1.1Simulink的基本介绍161
5.1.2Simulink的启动161
5.1.3SimulinkLibrary163
5.2Simulink的建模方法与仿真168
5.2.1仿真模型编译器168
5.2.2仿真系统的编辑169
5.2.3Simulink仿真参数的设定172
5.2.4Simulink与MATLAB的接口设计174
5.3Simulink子系统的创建与封装176
5.3.1Simulink子系统的创建176
5.3.2Simulink子系统的封装178
5.4采用MATLAB命令进行仿真与分析181
5.4.1仿真系统的打开和关闭181
5.4.2功能模块参数设置182
5.4.3系统模型的仿真运行183
5.4.4仿真系统参数设置183
5.4.5运行结果分析185
5.5S函数187
5.5.1S函数简介188
5.5.2用M文件创建Ｓ函数190
5.6基于Simulink的系统分析与设计实例195
5.6.1连续系统的时域分析实例195
5.6.2连续系统的稳定性分析实例197
5.6.3连续系统的稳态误差分析实例199
5.6.4线性连续系统的设计实例203
本章小结208
习题208
参考文献209