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控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 版權信息
- ISBN：9787302654124
- 條形碼：9787302654124 ; 978-7-302-65412-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 本書特色
MATLAB被譽為工程應用的首選軟件，該軟件提供的函數與工具箱可解決數學計算、系統建模、理論驗證及系統仿真等問題，已經成為國內外學者熱衷采用的科研工具。本書在第1版的基礎上，升級了MATLAB軟件的版本,還利用新版軟件的新功能進行了多方面的改進。在App的UI界面設計中，采用了全新的方法。此外，書中還增加了MATLAB建模方面的內容，并通過10個實際應用案例論述了復雜的理論計算、繪圖、仿真及建模的問題。本書借助MATLAB提供的函數與Simulink工具箱，簡化了自動控制理論中復雜的計算和仿真，幫助讀者全面掌握 MATLAB編程、Simulink仿真、控制系統理論分析及建模。全書涵蓋了如下核心知識： MATLAB R2023a的基本使用； MATLAB R2023a的矩陣與數組； MATLAB R2023a的高等數學計算； 控制系統建模與仿真基礎； 控制系統時域分析的MATLAB實現； 控制系統頻域、根軌跡分析與設計的MATLAB實現； PID控制器的MATLAB實現； 狀態空間極點配置控制系統設計的MATLAB實現； Simulink模塊設計與仿真； App Designer界面設計; MATLAB建模方法。
控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 內容簡介
控制系統建模與仿真__使用MATLAB分析與實現一書，共分為11章，書中內容從MATLAB*基本的矩陣運算開始，到APP的UI界面設計，結合了自動控制理論中的時域、頻域分析、根軌跡分析、非線性、狀態反饋設計和PID控制器設計內容，使用了二百多個案例貫穿在每個章節中。案例中內嵌程序命令、注釋、說明和運行結果，圖文并茂，使抽象的理論變得生動形象。 本書以自動控制原理為應用，通過MATLAB函數、Simulink仿真模塊，研究被控對象的穩定性和控制系統優化設計，力求解決自動化及工程應用問題。列舉了典型環節、二階系統階躍響應、時域的峰值時間、穩態時間、上升時間、超調量、穩態誤差等動態特性參數分析，穩定性判斷，頻域中的幅值裕度、相位裕度、穿越頻率、頻域法校正、根軌跡校正、狀態空間極點配置求解方法及PID參數設計等案例，一方面幫助讀者學習MATALB編程，另一方面為學習自動控制理論提供有力支持。
控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 目錄
第1章MATLAB/Simulink概述
1.1MATLAB的主要功能
1.2MATLAB R2023a界面組成
1.2.1主界面
1.2.2工具欄
1.3MATLAB窗口操作
1.3.1MATLAB常用操作命令
1.3.2MATLAB常用快捷鍵
1.4Simulink簡介
1.4.1Simulink的組成結構
1.4.2Simulink仿真示例
第2章MATLAB矩陣與數組應用
2.1常量與變量的使用
2.1.1常量表示
2.1.2新建變量
2.1.3變量命名規則
2.1.4全局變量
2.1.5數據類型
2.1.6常用標點符號及功能
2.2矩陣表示
2.2.1矩陣的建立方法
2.2.2向量的建立方法
2.2.3常用特殊矩陣
2.2.4稀疏矩陣
2.2.5矩陣拆分
2.3矩陣的基本運算
2.3.1求矩陣的秩、跡和條件數
2.3.2求矩陣的逆
2.3.3求矩陣的特征值和特征向量
2.3.4矩陣的算術運算
2.3.5求序列數據的*大值、*小值及矩陣的排序
2.3.6求矩陣的平均值和中值
2.3.7求矩陣元素的和與積
2.3.8求元素累加和與累乘積
2.4MATLAB常用函數
2.4.1隨機函數
2.4.2數學函數
2.4.3轉換函數
2.4.4字符串操作函數
2.4.5判斷數據類型函數
2.4.6查找函數
2.4.7判斷向量函數
2.4.8日期時間函數
2.4.9文件操作函數
2.4.10函數句柄
2.5MATLAB數組表示
2.5.1結構數組
2.5.2元胞(單元)數組
2.6數組集合運算
2.6.1交運算
2.6.2差運算
2.6.3并運算
2.6.4異或運算
2.7多項式與算術運算
2.7.1多項式的建立與轉換
2.7.2多項式運算
2.8MATLAB符號運算
2.8.1符號變量與符號表達式
2.8.2符號運算
第3章MATLAB高等數學計算
3.1傅里葉變換與反變換
3.1.1傅里葉變換
3.1.2傅里葉反變換
3.1.3快速傅里葉變換
3.1.4快速傅里葉反變換
3.2拉普拉斯變換與反變換
3.2.1拉普拉斯變換
3.2.2拉普拉斯反變換
3.3Z變換與反變換
3.3.1Z變換
3.3.2Z反變換
3.4求極限
3.5求導數
3.5.1語法格式
3.5.2求導數案例
3.6求積分
3.6.1使用int函數求積分
3.6.2使用quadl函數求積分
3.7求零點與極值
3.7.1求零點
3.7.2求極值
3.8求方程的解
3.8.1線性方程組求解
3.8.2符號代數方程求解
3.8.3常微分方程(組)求解
3.9級數
3.9.1級數求和
3.9.2一元函數的泰勒級數展開
3.10常用繪圖功能
3.10.1二維繪圖
3.10.2三維繪圖
3.11函數插值
3.11.1一維插值
3.11.2二維插值
3.11.3三維插值
第4章自動控制系統理論基礎
4.1自動控制與控制系統
4.2控制系統的穩定性
4.2.1穩定性的描述
4.2.2穩定性的圖形表示
4.3傳遞函數模型表示
4.3.1傳遞函數的定義
4.3.2傳遞函數的性質
4.3.3傳遞函數的主要應用
4.4系統的開環和閉環傳遞函數模型
4.4.1開環傳遞函數模型
4.4.2閉環傳遞函數模型
4.5傳遞函數模型的建立方法
4.5.1傳遞函數模型的形式
4.5.2零極點傳遞函數模型
4.5.3狀態空間形式
4.5.4建立標準傳遞函數模型
4.6傳遞函數模型形式轉換
4.6.1傳遞函數轉換函數
4.6.2傳遞函數轉換示例
第5章控制系統時域分析的MATLAB實現
5.1模型建立與化簡
5.1.1串聯結構
5.1.2并聯結構
5.1.3反饋結構
5.1.4復雜結構
5.1.5多輸入多輸出系統
5.2控制系統的瞬態響應分析
5.2.1單位脈沖響應
5.2.2單位階躍響應
5.2.3零輸入響應
5.2.4任意函數作用下系統的響應
5.3二階系統階躍響應分析
5.3.1二階系統時域動態性能指標
5.3.2使用函數獲取時域動態指標
5.4穩定性分析
5.4.1使用閉環特征多項式的根判別穩定性
5.4.2使用零極點圖判別穩定性
5.4.3使用勞斯判據判別穩定性
5.4.4延遲環節穩定性判別
第6章控制系統頻域分析、根軌跡分析與設計的MATLAB實現
6.1頻域特性分析
6.1.1繪制Bode圖
6.1.2獲取幅值裕度和相位裕度
6.1.3繪制Nyquist圖
6.1.4繪制Nichols圖
6.1.5計算頻域參數
6.2頻域法超前和滯后校正設計方法
6.2.1超前校正設計方法
6.2.2滯后校正設計方法
6.3根軌跡分析與校正設計
6.3.1根軌跡分析
6.3.2根軌跡校正設計
第7章PID控制器的MATLAB編程實現
7.1使用試湊法設計PID控制器
7.1.1PID控制原理
7.1.2PID試湊原則
7.1.3PID控制器參數的作用
7.1.4試湊法PID控制器設計分析
7.2工程整定法求PID控制參數
7.2.1動態特性參數法
7.2.2科恩庫恩整定法
7.2.3使用衰減曲線法整定參數
7.2.4使用臨界比例度法整定參數
7.3使用Smith預估器設計PID控制器
7.3.1Smith預估器控制的基本原理
7.3.2Smith預估器控制特點
第8章狀態空間極點配置控制系統設計的MATLAB實現
8.1極點配置與必要條件
8.1.1極點配置說明
8.1.2極點配置方法
8.1.3系統可控性及判斷方法
8.1.4狀態反饋極點配置空間變換參數
8.1.5系統可觀測性及判斷方法
8.2二次型*優控制器設計
8.2.1*優控制的基本概念
8.2.2二次型*優控制函數
8.3使用Kalman濾波器設計LQG*優控制器
8.3.1Kalman濾波器的MATLAB實現
8.3.2LQG*優控制器的MATLAB實現
第9章基于Simulink模塊的設計與仿真
9.1仿真編輯及參數設置
9.1.1創建仿真模型
9.1.2仿真模塊庫基本模塊
9.1.3模塊的參數和屬性設置
9.2二階系統仿真
9.2.1改變阻尼比的二階系統仿真分析
9.2.2改變頻率的二階系統仿真分析
9.3穩定性及穩態誤差仿真
9.3.1穩定性的仿真
9.3.2增益K對穩態誤差的影響
9.3.3積分環節個數對穩態誤差的影響
9.4串聯超前和滯后校正仿真設計
9.4.1相位超前校正
9.4.2相位滯后校正
9.5PID控制仿真
9.5.1使用試湊法整定PID參數
9.5.2使用衰減曲線法整定PID參數
9.5.3使用臨界比例度法整定PID參數
9.5.4Smith預估器控制仿真
9.6非線性相平面分析與校正設計
9.6.1二階系統的相平面分析
9.6.2非線性校正設計
9.7狀態反饋控制器仿真設計
9.7.1狀態反饋與極點配置
9.7.2狀態反饋與極點配置案例
第10章MATLAB的App界面設計
10.1圖形用戶界面開發環境
10.1.1初識App
10.1.2使用空白App界面建立應用程序
10.2App組件與屬性
10.2.1組件
10.2.2組件控制屬性
10.2.3句柄式圖形對象
10.2.4創建圖形句柄的常用函數
10.2.5以編程方式開發 App
10.3回調函數
10.3.1打開回調函數
10.3.2回調函數的使用
10.4標簽、按鈕與編輯字段組件
10.4.1標簽(Label)
10.4.2按鈕(Button)
10.4.3編輯字段(EditField)
10.5單選按鈕組、切換按鈕組、復選框、面板、選項卡與日期選擇器組件
10.5.1單選按鈕組 (Button Group)
10.5.2切換按鈕組(ButtonGroup)
10.5.3復選框(Check Boxes)
10.5.4面板 (Panel)
10.5.5選項卡(TabGroup)
10.5.6日期選擇器(Date Picker)
10.6坐標區與圖像組件
10.6.1坐標區(UIAxes)
10.6.2圖像(Image)
10.7列表框與下拉框組件
10.7.1列表框(ListBox)
10.7.2下拉框(DropDown)
10.8滑塊與微調器組件
10.8.1滑塊(Slider)
10.8.2微調器(Spinner)
10.9表、超鏈接與樹組件
10.9.1表(UITable)
10.9.2超鏈接(UIHyperlink)
10.9.3樹(Tree)
10.10儀器組件
10.11菜單設計
10.11.1使用“菜單欄”創建菜單
10.11.2使用“工具欄”創建菜單
10.11.3使用命令創建級聯菜單
10.11.4使用命令創建下拉框菜單
10.11.5使用命令創建上下文菜單
10.12對話框設計
10.12.1對話框操作
10.12.2專用對話框
10.12.3創建標準對話框
第11章MATLAB的建模應用
11.1建立數學模型概述
11.1.1建模的作用
11.1.2建模的方法
11.1.3數學模型的特點及分類
11.2建立數學模型案例
參考文獻
微課視頻
MicroVideo
第1章MATLAB/Simulink概述
第2章MATLAB矩陣與數組應用
第3章MATLAB高等數學計算
第4章自動控制系統理論基礎
第5章控制系統時域分析的MATLAB實現
第6章控制系統頻域分析、根軌跡分析與設計的MATLAB實現
展開全部
控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 相關資料
夏元清 北京理工大學教授，自動化學院院長 近年來，自動化專業成為理工院校的熱門專業，并吸引了全國優秀學子就讀本專業。《控制系統建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實現》（第2版）的作者將多年的理論與實踐教學經驗融匯書中，對MATLAB編程方法、自動控制理論中的知識點及典型實驗進行了總結并得出了極有價值的結論，值得參考。 范玉順 清華大學教授，國家CIMS工程技術研究中心副主任,系統集成研究所所長 《控制系統建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實現》（第2版）利用MATLAB編程及Simulink仿真的功能研究矩陣運算、高等數學計算、被控對象的穩定性、系統性能指標分析和控制系統優化設計，力求用軟件解決自動化及工程應用問題，是自動化、電氣工程等專業讀者的優秀輔助教材。 何瀟 清華大學自動化學院教授，多項國家自然科學基金負責人 《控制系統建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實現》（第2版）把控制理論與計算機相結合，可有效地幫助讀者理解自動控制理論的工程應用。全書系統梳理了時域、頻域及狀態空間分析的知識脈絡，并給出大量MATLAB/Simulink分析與實現的實例，對初學者甚至經驗豐富的技術人員，都有很好的參考價值。 戴亞平 北京自動化學會副理事長 《控制系統建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實現》（第2版）詳細闡述了MATLAB編程方法、Simulink仿真步驟及自動控制理論要點，并對列舉的大量案例做了注釋，易讀性強。借助這部著作，讀者可以節省在控制系統學習中的大量計算、繪圖及分析的時間。該書可以作為學習MATLAB/Simulink和自動控制理論的工具書。 王秋生 北京航空航天大學自動化學院教授 《控制系統建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實現》（第2版）以MATLAB R2023a為編程平臺，給出了200多個MATLAB編程案例，并介紹了Simulink仿真及App界面設計知識。該書立足于使用軟件解決理論計算問題，有利于讀者真正理解并掌握MATLAB/Simulink工具的使用，鞏固控制系統建模知識。
控制系統建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實現(第2版) 作者簡介
姜增如：北京理工大學自動化學院副教授，目前執教于深圳北理莫斯科大學，碩士研究生導師。主講 “MATLAB在自動控制理論中的應用”“MATLAB基礎及應用”“Python程序設計”“C語言程序設計”“計算機網絡基礎”等課程。先后出版專業圖書5部，近年與企業合作科研項目2項，指導廣東省科技創新戰略專項資金項目1項。
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