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自動控制理論虛擬仿真與實驗設計
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自動控制理論虛擬仿真與實驗設計 版權信息
- ISBN：9787568289412
- 條形碼：9787568289412 ; 978-7-5682-8941-2
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
自動控制理論虛擬仿真與實驗設計 內容簡介
本書共包含4章內容。第1章為自動控制理論實驗基礎, 介紹了自動控制及系統的組成、穩定性的概念及傳遞函數的建立方法。第2章利用MATLAB提供的強大數據處理、繪圖函數和命令設計了12個小實驗。第3章使用Simulink仿真工具設計了7個小實驗。第4章結合電機及倒立擺硬件對象設計了11個實驗內容。在此基礎上, 讀者可根據虛擬仿真實驗算法在硬件平臺上擴展。這些實驗從時城、頻域、根軌跡、非線性及狀態空間幾個方面, 完成對系統性能指標驗證及控制系統設計。
自動控制理論虛擬仿真與實驗設計 目錄
第1章 自動控制理論實驗基礎
1．1 自動控制及控制系統
1．1．1 常見的自動控制系統
1．1．2 開環與閉環控制
1．1．3 程序自動控制
1．2 控制系統的穩定性
1．2．1 穩定性的描述
1．2．2 穩定性的圖形表示
1．3 傳遞函數模型
1．3．1 傳遞函數的定義
1．3．2 傳遞函數的性質
1．3．3 傳遞函數的主要應用
1．4 系統的開環和閉環傳遞函數
1．4．1 開環傳遞函數
1．4．2 閉環傳遞函數
1．5 傳遞函數的常用形式及建立方法
1．5．1 多項式傳遞函數形式
1．5．2 零極點傳遞函數形式
1．5．3 狀態空間形式
1．5．4 標準傳遞函數形式
1．5．5 延遲環節傳遞函數形式
1．5．6 建立傳遞函數的方法
1．6 傳遞函數的形式轉換
1．6．1 多項式到零極點傳遞函數
1．6．2 零極點到多項式傳遞函數
1．6．3 多項式傳遞函數到狀態空間
1．6．4 狀態空間到多項式傳遞函數
1．6．5 零極點到狀態空間
1．6．6 狀態空間到零極點傳遞函數
1．6．7 由傳遞函數獲取系數
第2章 基于MATLAB虛擬仿真實驗
實驗一 框圖化簡
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗二 控制系統的瞬態響應分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗三 二階系統階躍響應分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗四 穩定性分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗五 線性系統的頻域分析與根軌跡分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗六 PID控制器參數設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗七 頻域法超前和滯后校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗八 根軌跡校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗九 狀態空間極點配置控制系統設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十 二次型*優控制器設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十一 使用卡爾曼濾波器設計LQR*優控制器
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十二 利用工程整定法實現PID控制器設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗步驟與要求
四、思考題
第3章 基于Simulink模塊仿真實驗
實驗一 典型環節與二階系統仿真
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗二 串聯超前、滯后校正仿真設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗三 穩定性及穩態誤差仿真
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗四 PID控制器參數設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗五 使用Smith預估器設計PID控制器
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗六 非線性相平面分析與校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗七 狀態反饋控制器配置仿真設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容及要求
四、思考題
第4章 基于QUBE-Servo2電機及倒立擺的實驗分析與設計
硬件說明 QuanserQuBE-senro2組件
實驗一 基于電機的一階閉環系統時域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗二 基于電機二階閉環系統的時域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗三 基于位置的二階閉環系統穩態誤差分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗四 基于位置二階閉環系統的頻域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗五 基于電機的二階系統的超前校正
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗六 基于電機的二階系統PD控制器設計
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗七 基于電機的離散系統分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗八 基于電機的非線性系統分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗九 基于倒立擺的起擺控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗十 基于倒立擺的PD穩擺控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗十一 基于倒立擺的LQR*優控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
附錄 常用繪圖
F1 二維繪圖
F2 三維繪圖
F3 函數插值
F3．1 一維插值
F3．2 二維插值
F3．3 三維插值
參考文獻
1．1 自動控制及控制系統
1．1．1 常見的自動控制系統
1．1．2 開環與閉環控制
1．1．3 程序自動控制
1．2 控制系統的穩定性
1．2．1 穩定性的描述
1．2．2 穩定性的圖形表示
1．3 傳遞函數模型
1．3．1 傳遞函數的定義
1．3．2 傳遞函數的性質
1．3．3 傳遞函數的主要應用
1．4 系統的開環和閉環傳遞函數
1．4．1 開環傳遞函數
1．4．2 閉環傳遞函數
1．5 傳遞函數的常用形式及建立方法
1．5．1 多項式傳遞函數形式
1．5．2 零極點傳遞函數形式
1．5．3 狀態空間形式
1．5．4 標準傳遞函數形式
1．5．5 延遲環節傳遞函數形式
1．5．6 建立傳遞函數的方法
1．6 傳遞函數的形式轉換
1．6．1 多項式到零極點傳遞函數
1．6．2 零極點到多項式傳遞函數
1．6．3 多項式傳遞函數到狀態空間
1．6．4 狀態空間到多項式傳遞函數
1．6．5 零極點到狀態空間
1．6．6 狀態空間到零極點傳遞函數
1．6．7 由傳遞函數獲取系數
第2章 基于MATLAB虛擬仿真實驗
實驗一 框圖化簡
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗二 控制系統的瞬態響應分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗三 二階系統階躍響應分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗四 穩定性分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗五 線性系統的頻域分析與根軌跡分析
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗六 PID控制器參數設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗七 頻域法超前和滯后校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗八 根軌跡校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗九 狀態空間極點配置控制系統設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十 二次型*優控制器設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十一 使用卡爾曼濾波器設計LQR*優控制器
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗十二 利用工程整定法實現PID控制器設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗步驟與要求
四、思考題
第3章 基于Simulink模塊仿真實驗
實驗一 典型環節與二階系統仿真
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗二 串聯超前、滯后校正仿真設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗三 穩定性及穩態誤差仿真
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗四 PID控制器參數設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗五 使用Smith預估器設計PID控制器
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗六 非線性相平面分析與校正設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容與要求
四、思考題
實驗七 狀態反饋控制器配置仿真設計
一、實驗目的
二、實驗案例及說明
三、實驗內容及要求
四、思考題
第4章 基于QUBE-Servo2電機及倒立擺的實驗分析與設計
硬件說明 QuanserQuBE-senro2組件
實驗一 基于電機的一階閉環系統時域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗二 基于電機二階閉環系統的時域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗三 基于位置的二階閉環系統穩態誤差分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗四 基于位置二階閉環系統的頻域分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗五 基于電機的二階系統的超前校正
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗六 基于電機的二階系統PD控制器設計
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗七 基于電機的離散系統分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗八 基于電機的非線性系統分析
一、實驗目的
二、實驗內容
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、思考題
實驗九 基于倒立擺的起擺控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗十 基于倒立擺的PD穩擺控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
實驗十一 基于倒立擺的LQR*優控制
一、實驗目的
二、實驗方法
三、實驗步驟
四、實驗報告要求
五、實驗分析
六、思考題
附錄 常用繪圖
F1 二維繪圖
F2 三維繪圖
F3 函數插值
F3．1 一維插值
F3．2 二維插值
F3．3 三維插值
參考文獻
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