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系統建模與仿真(雙語版) 版權信息
- ISBN：9787121352614
- 條形碼：9787121352614 ; 978-7-121-35261-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
系統建模與仿真(雙語版) 本書特色
本書適用于本科、研究生的"系統建模與仿真”雙語課程。通過有趣的實例，串接了整個MATLAB平臺基礎運用，即基本運算操作、矩陣操作等；以簡單系統的建模、復雜系統的建模、分析和設計為基礎，講述系統的建模理論和方法；以實際控制的穩定性實例仿真分析，講述系統的穩定分析方法；以實際系統的根軌跡分析設計，講述了系統的根軌跡設計方法。系統PID實例部分，講述了系統PID設計方法。全書由淺至深，覆蓋到本課程的主要相關知識。
系統建模與仿真(雙語版) 內容簡介
本書適用于本科、研究生的“系統建模與仿真”雙語課程。通過有趣的實例, 串接了整個MATLAB平臺基礎運用, 即基本運算操作、矩陣操作等 ; 以簡單系統的建模、復雜系統的建模、分析和設計為基礎, 講述系統的建模理論和方法。
系統建模與仿真(雙語版) 目錄
第1章 MATLAB基礎知識 1
1.1 MATLAB入門 2
1.1.1 輸入矩陣 2
1.1.2 求和、轉置和對角線 3
1.1.3 下標 4
1.1.4 冒號運算符 4
1.1.5 魔方陣函數 5
1.2 表達式 5
1.2.1 變量 5
1.2.2 數字 5
1.2.3 運算符 5
1.2.4 函數 6
1.3 矩陣操作 7
1.3.1 生成矩陣 7
1.3.2 M文件 7
1.3.3 連接 7
1.3.4 刪除行和列 8
1.4 命令窗口與常用函數 8
1.4.1 格式命令與長命令行 8
1.4.2 隱藏輸出 9
1.4.3 命令行編輯 9
1.4.4 常用基本函數 10
1.4.5 常用進階函數 11
1.5 繪圖 13
1.5.1 創建一個圖 13
1.5.2 圖形窗口 14
1.5.3 添加圖形至現有的圖 15
1.5.4 繪制子圖 15
1.5.5 隱函數繪圖 16
1.5.6 軸的控制 16
1.5.7 軸標記和標題 17
1.5.8 plot3和mesh 18
1.5.9 圖像 19
本章小結 20
Chapter 1 Basics of MATLAB 21
1.1 Introduction to MATLAB 22
1.1.1 Entering Matrices 22
1.1.2 Sum, Transpose, and Diagonal 23
1.1.3 Subscripts 24
1.1.4 The Colon Operator 24
1.1.5 The Magic Function 25
1.2 Expressions 25
1.2.1 Variables 25
1.2.2 Numbers 26
1.2.3 Operators 26
1.2.4 Functions 26
1.3 Operation with Matrices 27
1.3.1 Generating Matrices 27
1.3.2 M-Files 27
1.3.3 Concatenation 28
1.3.4 Deleting Rows and Columns 28
1.4 The Command Window and Commonly Used Functions 29
1.4.1 The Format Command and Long Command Lines 29
1.4.2 Suppressing Output 30
1.4.3 Command Line Editing 30
1.4.4 Commonly Used Basic Functions 30
1.4.5 Commonly Used Advanced Functions 32
1.5 Graphics 34
1.5.1 Creating a Plot 34
1.5.2 Figure Windows 36
1.5.3 Adding Plots to an Existing Graph 36
1.5.4 Subplots 36
1.5.5 Ezplot 37
1.5.6 Axes Control 38
1.5.7 Axis Labels and Titles 38
1.5.8 plot3 and mesh 39
1.5.9 Images 40
Summary 41
生詞注解 41
第2章 MATLAB編程 43
2.1 流控制 44
2.1.1 if語句 44
2.1.2 for和while語句 44
2.1.3 break語句 45
2.1.4 switch和case 46
2.2 腳本 46
2.3 函數 47
2.4 編程實例 51
本章小結 55
Chapter 2 MATLAB Programming 56
2.1 Flow Control 57
2.1.1 if Statements 57
2.1.2 for and while Statement 57
2.1.3 break Statements 58
2.1.4 switch and case 59
2.2 Scripts 59
2.3 Functions 61
2.4 Examples 65
Summary 68
生詞注解 68
第3章 控制系統的傳遞函數模型 69
3.1 線性定常系統簡介 70
3.2 線性定常系統的傳遞函數 70
3.2.1 簡介 70
3.2.2 定義 70
3.2.3 相關說明 71
3.3 基于MATLAB的傳遞函數描述 72
3.3.1 傳遞函數的降冪排列標準形式 72
3.3.2 傳遞函數的零極點模型 74
3.3.3 傳遞函數的部分分式展開 79
3.4 結構圖的連接與化簡 80
3.4.1 相關函數 81
3.4.2 連接與化簡實例 81
3.5 建模與仿真實例 83
3.5.1 RLC電路的傳遞函數建模 84
3.5.2 RLC電路的仿真分析 84
3.5.3 機械位移系統的傳遞函數建模 85
3.5.4 機械位移系統的仿真分析 86
本章小結 87
Chapter 3 Transfer Function Model of Control System 88
3.1 Introduction to Linear Time-Invariant Systems 89
3.2 Transfer Function of Linear Time-Invariant Systems 89
3.2.1 Introduction 89
3.2.2 Definition 90
3.2.3 Related Instructions 90
3.3 Transfer Function Description in MATLAB 91
3.3.1 Standard Form in Descending Power of Transfer Functions 92
3.3.2 The Zero-Pole Model of Transfer Function 94
3.3.3 Partial-Fraction Expansion of Transfer Function 99
3.4 Connection and Simplification of Structure Diagram 101
3.4.1 Related Functions 101
3.4.2 Examples of Connection and Simplification 102
3.5 Modeling and Simulation Examples 104
3.5.1 Transfer Function Modeling of an RLC Circuit 104
3.5.2 Simulation Analysis of an RLC Circuit 105
3.5.3 Transfer Function Modeling of a Mechanical Displacement System 106
3.5.4 Simulation Analysis of a Mechanical Displacement System 107
Summary 108
生詞注解 108
第4章 狀態空間模型 109
4.1 狀態空間描述 110
4.1.1 現代控制理論 110
4.1.2 現代控制理論與傳統控制理論的比較 110
4.1.3 狀態 110
4.1.4 狀態變量 110
4.1.5 狀態向量 111
4.1.6 狀態空間 111
4.1.7 狀態空間方程 111
4.2 MATLAB中的狀態空間模型 112
4.2.1 狀態空間模型相關的MATLAB函數 112
4.2.2 運用函數建立狀態空間模型 113
4.3 模型間的轉換 116
4.3.1 實現模型之間轉換的MATLAB函數 116
4.3.2 模型之間的轉換實例 116
4.3.3 狀態空間模型的化簡 120
4.4 RLC電路及機械位移系統 125
4.4.1 RLC電路的狀態空間建模 125
4.4.2 RLC電路的仿真分析 126
4.4.3 機械位移系統的狀態空間建模 127
4.4.4 機械位移系統的仿真分析 128
本章小結 129
Chapter 4 State-Space Modeling 130
4.1 State-Space Description 131
4.1.1 Modern Control Theory 131
4.1.2 Modern Control Theory Versus Conventional Control Theory 131
4.1.3 State 131
4.1.4 State Variables 131
4.1.5 State Vector 132
4.1.6 State Space 132
4.1.7 State-Space Equations 132
4.2 State-Space Model in MATLAB 133
4.2.1 MATLAB Functions Related to State-Space Model 133
4.2.2 Create State-Space Model by Using Functions 134
4.3 Conversions Between Models 137
4.3.1 Functions Related to Conversions Between Models 138
4.3.2 Examples of conversion Between Models 138
4.3.3 Simplification of State-Space Models 141
4.4 RLC Circuits and Mechanical Displacement Systems 147
4.4.1 State-Space Modeling of RLC Circuit 147
4.4.2 Simulation Analysis of an RLC Circuit 148
4.4.3 State-Space Modeling of Mechanical Displacement Systems 149
4.4.4 Simulation Analysis A Mechanical Displacement System 151
Summary 152
生詞注解 152
第5章 雙容水箱液位系統建模 153
5.1 建模方法簡介 154
5.2 雙容水箱液位系統 154
5.3 假設 155
5.3.1 壓縮性 155
5.3.2 粘度 155
5.3.3 無旋流 155
5.3.4 穩定流動 155
5.4 運動微分方程 155
5.5 線性化和傳遞函數 157
5.5.1 線性化 157
5.5.2 傳遞函數模型 160
5.6 求解與仿真分析 161
5.6.1 解析解 161
5.6.2 仿真分析 162
本章小結 166
Chapter 5 Modeling of a Double-Tank System 167
5.1 Introduction to Modeling Methods 168
5.2 A Double Tank System 168
5.3 Assumptions 169
5.3.1 Compressibility 169
5.3.2 Viscosity 169
5.3.3 Irrotational Flow 170
5.3.4 Steady Flow 170
5.4 Differential Equations of Motion 170
5.5 Linearization and Transfer Functions 172
5.5.1 Linearization 172
5.5.2 Transfer Function Model 175
5.6 Solution and Simulation Analysis 176
5.6.1 Analytical Solution 176
5.6.2 Simulation Analysis 177
Summary 182
生詞注解 182
第6章 控制系統的穩定性 183
6.1 穩定性的定義和判定 184
6.1.1 系統穩定性 184
6.1.2 MATLAB中穩定判斷的函數 185
6.1.3 穩定判斷實例 185
6.2 勞斯穩定判據 189
6.3 人控制的自行車 190
6.3.1 控制要求及參數分析 191
6.3.2 穩定性分析 192
6.3.3 擾動響應分析 195
6.3.4 速度影響分析 196
本章小結 198
Chapter 6 Stability of Control System 199
6.1 Definition and Judgment of Stability 200
6.1.1 Stability of System 200
6.1.2 Functions for Stability Judgment in MATLAB 201
6.1.3 Instances of Stability Judgment 201
6.2 Routh’s Stability Criterion 206
6.3 Human-Controlled Bicycle 207
6.3.1 Control Requirements and Parameter Analysis 208
6.3.2 Stability Analysis 209
6.3.3 Disturbance Response Analysis 212
6.3.4 Analysis of Speed Effect 213
Summary 215
生詞注解 215
第7章 系統性能的實例分析 216
7.1 典型的輸入信號與時域的性能指標 217
7.1.1 典型的輸入信號 217
7.1.2 時域的性能指標 217
7.1.3 仿真分析函數 218
7.2 穩態誤差 219
7.3 飛機飛行期間的波動控制 220
7.3.1 FV控制系統分析 220
7.3.2 穩態誤差分析 222
7.3.3 暫態響應 223
7.3.4 擾動響應 227
本章小結 228
Chapter 7 Case Analysis of System Performance 230
7.1 Typical Input S
1.1 MATLAB入門 2
1.1.1 輸入矩陣 2
1.1.2 求和、轉置和對角線 3
1.1.3 下標 4
1.1.4 冒號運算符 4
1.1.5 魔方陣函數 5
1.2 表達式 5
1.2.1 變量 5
1.2.2 數字 5
1.2.3 運算符 5
1.2.4 函數 6
1.3 矩陣操作 7
1.3.1 生成矩陣 7
1.3.2 M文件 7
1.3.3 連接 7
1.3.4 刪除行和列 8
1.4 命令窗口與常用函數 8
1.4.1 格式命令與長命令行 8
1.4.2 隱藏輸出 9
1.4.3 命令行編輯 9
1.4.4 常用基本函數 10
1.4.5 常用進階函數 11
1.5 繪圖 13
1.5.1 創建一個圖 13
1.5.2 圖形窗口 14
1.5.3 添加圖形至現有的圖 15
1.5.4 繪制子圖 15
1.5.5 隱函數繪圖 16
1.5.6 軸的控制 16
1.5.7 軸標記和標題 17
1.5.8 plot3和mesh 18
1.5.9 圖像 19
本章小結 20
Chapter 1 Basics of MATLAB 21
1.1 Introduction to MATLAB 22
1.1.1 Entering Matrices 22
1.1.2 Sum, Transpose, and Diagonal 23
1.1.3 Subscripts 24
1.1.4 The Colon Operator 24
1.1.5 The Magic Function 25
1.2 Expressions 25
1.2.1 Variables 25
1.2.2 Numbers 26
1.2.3 Operators 26
1.2.4 Functions 26
1.3 Operation with Matrices 27
1.3.1 Generating Matrices 27
1.3.2 M-Files 27
1.3.3 Concatenation 28
1.3.4 Deleting Rows and Columns 28
1.4 The Command Window and Commonly Used Functions 29
1.4.1 The Format Command and Long Command Lines 29
1.4.2 Suppressing Output 30
1.4.3 Command Line Editing 30
1.4.4 Commonly Used Basic Functions 30
1.4.5 Commonly Used Advanced Functions 32
1.5 Graphics 34
1.5.1 Creating a Plot 34
1.5.2 Figure Windows 36
1.5.3 Adding Plots to an Existing Graph 36
1.5.4 Subplots 36
1.5.5 Ezplot 37
1.5.6 Axes Control 38
1.5.7 Axis Labels and Titles 38
1.5.8 plot3 and mesh 39
1.5.9 Images 40
Summary 41
生詞注解 41
第2章 MATLAB編程 43
2.1 流控制 44
2.1.1 if語句 44
2.1.2 for和while語句 44
2.1.3 break語句 45
2.1.4 switch和case 46
2.2 腳本 46
2.3 函數 47
2.4 編程實例 51
本章小結 55
Chapter 2 MATLAB Programming 56
2.1 Flow Control 57
2.1.1 if Statements 57
2.1.2 for and while Statement 57
2.1.3 break Statements 58
2.1.4 switch and case 59
2.2 Scripts 59
2.3 Functions 61
2.4 Examples 65
Summary 68
生詞注解 68
第3章 控制系統的傳遞函數模型 69
3.1 線性定常系統簡介 70
3.2 線性定常系統的傳遞函數 70
3.2.1 簡介 70
3.2.2 定義 70
3.2.3 相關說明 71
3.3 基于MATLAB的傳遞函數描述 72
3.3.1 傳遞函數的降冪排列標準形式 72
3.3.2 傳遞函數的零極點模型 74
3.3.3 傳遞函數的部分分式展開 79
3.4 結構圖的連接與化簡 80
3.4.1 相關函數 81
3.4.2 連接與化簡實例 81
3.5 建模與仿真實例 83
3.5.1 RLC電路的傳遞函數建模 84
3.5.2 RLC電路的仿真分析 84
3.5.3 機械位移系統的傳遞函數建模 85
3.5.4 機械位移系統的仿真分析 86
本章小結 87
Chapter 3 Transfer Function Model of Control System 88
3.1 Introduction to Linear Time-Invariant Systems 89
3.2 Transfer Function of Linear Time-Invariant Systems 89
3.2.1 Introduction 89
3.2.2 Definition 90
3.2.3 Related Instructions 90
3.3 Transfer Function Description in MATLAB 91
3.3.1 Standard Form in Descending Power of Transfer Functions 92
3.3.2 The Zero-Pole Model of Transfer Function 94
3.3.3 Partial-Fraction Expansion of Transfer Function 99
3.4 Connection and Simplification of Structure Diagram 101
3.4.1 Related Functions 101
3.4.2 Examples of Connection and Simplification 102
3.5 Modeling and Simulation Examples 104
3.5.1 Transfer Function Modeling of an RLC Circuit 104
3.5.2 Simulation Analysis of an RLC Circuit 105
3.5.3 Transfer Function Modeling of a Mechanical Displacement System 106
3.5.4 Simulation Analysis of a Mechanical Displacement System 107
Summary 108
生詞注解 108
第4章 狀態空間模型 109
4.1 狀態空間描述 110
4.1.1 現代控制理論 110
4.1.2 現代控制理論與傳統控制理論的比較 110
4.1.3 狀態 110
4.1.4 狀態變量 110
4.1.5 狀態向量 111
4.1.6 狀態空間 111
4.1.7 狀態空間方程 111
4.2 MATLAB中的狀態空間模型 112
4.2.1 狀態空間模型相關的MATLAB函數 112
4.2.2 運用函數建立狀態空間模型 113
4.3 模型間的轉換 116
4.3.1 實現模型之間轉換的MATLAB函數 116
4.3.2 模型之間的轉換實例 116
4.3.3 狀態空間模型的化簡 120
4.4 RLC電路及機械位移系統 125
4.4.1 RLC電路的狀態空間建模 125
4.4.2 RLC電路的仿真分析 126
4.4.3 機械位移系統的狀態空間建模 127
4.4.4 機械位移系統的仿真分析 128
本章小結 129
Chapter 4 State-Space Modeling 130
4.1 State-Space Description 131
4.1.1 Modern Control Theory 131
4.1.2 Modern Control Theory Versus Conventional Control Theory 131
4.1.3 State 131
4.1.4 State Variables 131
4.1.5 State Vector 132
4.1.6 State Space 132
4.1.7 State-Space Equations 132
4.2 State-Space Model in MATLAB 133
4.2.1 MATLAB Functions Related to State-Space Model 133
4.2.2 Create State-Space Model by Using Functions 134
4.3 Conversions Between Models 137
4.3.1 Functions Related to Conversions Between Models 138
4.3.2 Examples of conversion Between Models 138
4.3.3 Simplification of State-Space Models 141
4.4 RLC Circuits and Mechanical Displacement Systems 147
4.4.1 State-Space Modeling of RLC Circuit 147
4.4.2 Simulation Analysis of an RLC Circuit 148
4.4.3 State-Space Modeling of Mechanical Displacement Systems 149
4.4.4 Simulation Analysis A Mechanical Displacement System 151
Summary 152
生詞注解 152
第5章 雙容水箱液位系統建模 153
5.1 建模方法簡介 154
5.2 雙容水箱液位系統 154
5.3 假設 155
5.3.1 壓縮性 155
5.3.2 粘度 155
5.3.3 無旋流 155
5.3.4 穩定流動 155
5.4 運動微分方程 155
5.5 線性化和傳遞函數 157
5.5.1 線性化 157
5.5.2 傳遞函數模型 160
5.6 求解與仿真分析 161
5.6.1 解析解 161
5.6.2 仿真分析 162
本章小結 166
Chapter 5 Modeling of a Double-Tank System 167
5.1 Introduction to Modeling Methods 168
5.2 A Double Tank System 168
5.3 Assumptions 169
5.3.1 Compressibility 169
5.3.2 Viscosity 169
5.3.3 Irrotational Flow 170
5.3.4 Steady Flow 170
5.4 Differential Equations of Motion 170
5.5 Linearization and Transfer Functions 172
5.5.1 Linearization 172
5.5.2 Transfer Function Model 175
5.6 Solution and Simulation Analysis 176
5.6.1 Analytical Solution 176
5.6.2 Simulation Analysis 177
Summary 182
生詞注解 182
第6章 控制系統的穩定性 183
6.1 穩定性的定義和判定 184
6.1.1 系統穩定性 184
6.1.2 MATLAB中穩定判斷的函數 185
6.1.3 穩定判斷實例 185
6.2 勞斯穩定判據 189
6.3 人控制的自行車 190
6.3.1 控制要求及參數分析 191
6.3.2 穩定性分析 192
6.3.3 擾動響應分析 195
6.3.4 速度影響分析 196
本章小結 198
Chapter 6 Stability of Control System 199
6.1 Definition and Judgment of Stability 200
6.1.1 Stability of System 200
6.1.2 Functions for Stability Judgment in MATLAB 201
6.1.3 Instances of Stability Judgment 201
6.2 Routh’s Stability Criterion 206
6.3 Human-Controlled Bicycle 207
6.3.1 Control Requirements and Parameter Analysis 208
6.3.2 Stability Analysis 209
6.3.3 Disturbance Response Analysis 212
6.3.4 Analysis of Speed Effect 213
Summary 215
生詞注解 215
第7章 系統性能的實例分析 216
7.1 典型的輸入信號與時域的性能指標 217
7.1.1 典型的輸入信號 217
7.1.2 時域的性能指標 217
7.1.3 仿真分析函數 218
7.2 穩態誤差 219
7.3 飛機飛行期間的波動控制 220
7.3.1 FV控制系統分析 220
7.3.2 穩態誤差分析 222
7.3.3 暫態響應 223
7.3.4 擾動響應 227
本章小結 228
Chapter 7 Case Analysis of System Performance 230
7.1 Typical Input S
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系統建模與仿真(雙語版) 作者簡介
錢慧芳，女，西安工程大學副教授，碩士研究生學歷，畢業于西北紡織學院（現西安工程大學）。在西安工程大學從事本科生、研究生的"系統建模與仿真（本）”"系統建模與仿真（碩）”"自動控制原理”"虛擬儀器技術”等課程的教學工作多年。所教授的"系統建模與仿真（本）”使用自編講義十多年。
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