控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真

前言

《控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真》已出版了2版，在幾年的時間里印刷4次，發(fā)行逾萬冊，受到了同行與廣大讀者的歡迎、關(guān)心與愛護。與此同時，為適應(yīng)廣大讀者的要求，特別是適應(yīng)自動化類各專業(yè)教學(xué)、仿真實驗、課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計的需要，作者又撰寫了《控制系統(tǒng)MATLAB計算及仿真實訓(xùn)》?！犊刂葡到y(tǒng)MATL，AB計算及仿真》第3版對以下方面的內(nèi)容作了修改與補充，并突出本書特色。1.MATLAB近年頻繁升級版本，根據(jù)作者使用的體會，MATLAB7.1版的實用性與軟件可靠性最佳。故本書再版要介紹功能最新、最全與運行效果最好的版本MATLAB7.1系統(tǒng)與仿真集成環(huán)境Simulink6.3及SimPowerSystems4.1.1其程序的Notebook執(zhí)行方式比過去的所有版本都有效而可靠，這給仿真帶來了極大方便，節(jié)約了時間，提高了效率。2.數(shù)學(xué)模型與實體圖形化模型是MATLAB的兩類仿真模型。在第3版中，要介紹實（際物）體圖形化仿真模型庫。實體圖形化模型庫中的模塊就相當于實驗室或?qū)嶋H工程里圖形化的實際物體，例如：電阻、電容、電源、電機、變壓器、觸發(fā)器與晶閘管整流裝置、電壓表、電流表等，將這些實際物體的圖形圖標連接就能成為一個電路、一個裝置或是一個系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)模型（SimPower-Systems）雖不是真實物體，而只是實際物體的圖形化模型，但它具有實際物體的特質(zhì)屬性與特征。這種實體圖形化模型的仿真更具有實用價值與低成本的優(yōu)勢，非常簡單方便。

內(nèi)容概要

本書包括MATLAB語言基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)MATLAB仿真基礎(chǔ)、控制系統(tǒng)MATLAB計算與仿真３篇。    本書上篇介紹了MATLAB 7.1 系統(tǒng)的相關(guān)知識，包括MATLAB 7.1系統(tǒng)概述與活的筆記本Notebook、數(shù)值計算與符號運算、MATLAB 程序設(shè)計，還介紹了MATLAB 7.1的基本繪圖的函數(shù)命令等。    中篇介紹控制系統(tǒng)MATLAB 仿真基礎(chǔ)，詳細敘述了Simulink 6.3 與SimPowerSystems 4.1.1仿真集成環(huán)境的數(shù)學(xué)模型與實際物體的圖形化模型庫、控制系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)模型，控制系統(tǒng)時域分析、穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析、根軌跡分析、頻域分析等的MATLAB 實現(xiàn)，還介紹了描述函數(shù)法分析非線性系統(tǒng)的MATLAB 實現(xiàn)與離散系統(tǒng)分析的MATLAB 實現(xiàn)。    下篇是本書的核心內(nèi)容，介紹經(jīng)典控制的拖動控制系統(tǒng)、位置隨動系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)等的MATLAB 計算與仿真以及自動控制設(shè)計、狀態(tài)空間分析的MATLAB 計算與仿真、線性二次型最優(yōu)控制的MATLAB 計算及仿真。    本書共20章，示例豐富，內(nèi)容翔實。大部分示例取材干普遍采用的自動控制理論、 電力拖動控制、位置隨動控制、生產(chǎn)過程控制、現(xiàn)代控制理論等方面的教科書，還有一部分取自實際工程課題。示例程序都經(jīng)作者反復(fù)調(diào)試，既能夠在MATLAB 里運行，也能夠在Notebook中運行（除了一些帶鼠標操作的圖形函數(shù)命令必須在MATLAB 命令窗口里運行之外）。    本書既可作為自動控制類各專業(yè)（工業(yè)自動化、電氣自動化、機電一體化、過程控制、化工自動化、電站自動化、紡織自動化、高層建筑自動化、印刷造紙自動化）的教材，也可作為自動控制領(lǐng)域工程技術(shù)人員不學(xué)習(xí)MATLAB 的參考用書。

書籍目錄

第１章　控制系統(tǒng)及仿真概述上篇　MATLAB語言基礎(chǔ)　第２章　MATLAB 7.1　系統(tǒng)概述　第３章　MATLAB 數(shù)值運算　第４章　MATLAB 符號運算基礎(chǔ)　　第５章　MATLAB 程序設(shè)計　第６章　MATLAB 7.1　常用圖形令與符號函數(shù)圖形命令　第７章　MATLAB 7.1　的仿真集成環(huán)境 Simulink 6.3　第８章　常用電氣系統(tǒng)實體圖形化仿真模型　第９章　控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的　MATLAB　實現(xiàn)　第10章　連續(xù)系統(tǒng)時域分析的　MATLAB　實現(xiàn)　第11章　連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定分析的　MATLAB　實現(xiàn)　第12章　連續(xù)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差計算的　MATLAB　實現(xiàn)　第13章　連續(xù)系統(tǒng)根軌跡分析的　MATLAB　實現(xiàn)　第14章　連續(xù)系統(tǒng)頻域分析的　MATLAB　實現(xiàn)　第15章　技術(shù)函數(shù)分析非線性系統(tǒng)的　MATLAB　實現(xiàn)　第16章　離散系統(tǒng)分析的　MATLAB　實現(xiàn)下篇　控制系統(tǒng)　MATLAB　計算及仿真　第17章　自動控制系統(tǒng)的　MATLAB　計算及仿真　第18章　連續(xù)線性控制系統(tǒng)校正設(shè)計的　MATLAB　實現(xiàn)　第19章　線性系統(tǒng)狀態(tài)空間分析的　MATLAB　實現(xiàn)　第20章　線性二次型最優(yōu)控制的　MATLAB　實現(xiàn)附錄　作者編寫的MATLAB函數(shù)參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.2 控制系統(tǒng)計算機仿真的基本概念1.2.1 控制系統(tǒng)計算機仿真控制系統(tǒng)的計算機仿真是一門涉及到控制理論、計算數(shù)學(xué)與計算機技術(shù)的綜合性新型學(xué)科。這門學(xué)科的產(chǎn)生及發(fā)展差不多是與計算機的發(fā)明及發(fā)展同步的。計算機仿真是自從1946年世界上第一臺電子計算機問世以后，在20世紀70年代初期發(fā)展起來的、用來幫助設(shè)計人員進行設(shè)計的一種新技術(shù)。它包含控制系統(tǒng)分析、綜合、設(shè)計、檢驗等多方面的計算機處理內(nèi)容。計算機仿真依靠計算機無與倫比的運算功能，即計算機能夠不厭其煩地進行高速而精確的運算，以實現(xiàn)各種功能。以下介紹幾個有關(guān)系統(tǒng)計算機仿真的概念。系統(tǒng)，是物質(zhì)世界中相互制約又相互聯(lián)系著的、以期實現(xiàn)某種目的的一個運動整體，這個整體叫做系統(tǒng)。如果系統(tǒng)用于自動控制，則稱之為自動控制系統(tǒng)。模型，是對所要研究的系統(tǒng)在某些特定方面的抽象。通過模型對原型系統(tǒng)進行研究，將具有更深刻、更集中的特點。模型分為物理模型和數(shù)學(xué)模型兩種。數(shù)學(xué)模型可分為機理模型、統(tǒng)計模型與混合模型。系統(tǒng)仿真，就是以系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，以計算機為工具對系統(tǒng)進行實驗研究的一種方法。需要特別指出的是，系統(tǒng)仿真是用模型（即物理模型或數(shù)學(xué)模型）代替實際系統(tǒng)進行實驗和研究，使仿真更具意義。仿真所遵循的基本原則是相似原理，即幾何相似、環(huán)境相似與性能相似。依據(jù)這個原理，仿真可分為物理仿真與數(shù)學(xué)仿真（即模擬計算機仿真與數(shù)字計算機仿真）。所謂物理仿真就是應(yīng)用幾何相似原理，仿制一個與實際系統(tǒng)工作原理相同、質(zhì)地完全相同但是體積小得多的物理模型（例如將飛機模型放在氣流場相似的風(fēng)洞中以模仿真實的飛機在地球的大氣中）進行實驗研究；所謂數(shù)學(xué)仿真就是應(yīng)用性能相似原理，構(gòu)成數(shù)學(xué)模型在計算機上進行實驗研究。由于計算機仿真能夠為各種實驗提供方便、廉價、靈活而可靠的數(shù)學(xué)模型，因此凡是要用模型進行實驗的，幾乎都可以用計算機仿真來研究被仿真系統(tǒng)的工作特點、設(shè)計最合理的系統(tǒng)方案和選擇最佳參數(shù)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機仿真越來越多地取代純物理仿真?，F(xiàn)在所稱謂的仿真，主要是指計算機參與的計算機仿真。計算機仿真是一門綜合性的新學(xué)科，它既取決于計算機工具本身硬件與軟件的發(fā)展，又依賴于仿真計算方法在精度與效率方面的研究與提高，還要服從于計算機仿真對象學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展需要。所以計算機仿真是多種學(xué)科互相滲透、相互融合又與多種學(xué)科相關(guān)聯(lián)的邊緣科學(xué)。

編輯推薦

《控制系統(tǒng)MATLAB入計算及仿真(第3版)》既可作為自動控制類各專業(yè)（工業(yè)自動化、電氣自動化、機電一體化、過程控制、化工自動化、電站自動化、紡織自動化、高層建筑自動化、印刷造紙自動化）的教材，也可作為自動控制領(lǐng)域工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)MATLAB的參考用書。

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