系统建模与仿真

第1章概述

1.1系统的实验研究方法

1.2仿真实验的分类

1.3相似性原理

1.4系统、模型与数字仿真

1.5仿真技术的应用

1.5.1控制系统CAD

1.5.2虚拟现实

1.5.3工程应用

1.5.4几种常用的数字仿真工具软件

1.6仿真技术的发展与展望

1.7问题与探究——投针实验

本章小结

习题

参考文献

第2章系统建模与分析

2.1控制系统的数学模型

2.2系统建模概述

2.3系统建模方法

2.4模型验证

2.5系统建模实例

2.5.1独轮自行车实物仿真问题

2.5.2龙门吊车运动控制问题

2.5.3水箱液位控制问题

2.5.4燃煤热水锅炉控制问题

2.5.5直流电动机转速控制问题

2.5.6三相电压型PWM整流器系统控制问题

2.6问题与探究——水轮发电机系统的线性化模型

本章小结

习题

参考文献

第3章控制系统设计与仿真

3.1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计

3.2一阶直线倒立摆系统的双闭环PID控制方案

3.3龙门吊车重物防摆的鲁棒PID控制方案

3.4自平衡式两轮电动车直行与转向复合控制系统设计

3.5龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案

3.6一阶直线双倒立摆系统的可控性研究

3.7基于经典频域法的DC/DC变换器控制方案

3.8三相电压型PWM整流器的高功率因数控制方案

3.9问题与探究——灵长类仿生机器人运动控制研究

本章小结

习题

参考文献

第4章虚拟样机技术与应用

4.1概述

4.2虚拟样机技术的形成、发展和应用

4.3一阶直线倒立摆的虚拟样机

4.4问题与探究——球棒系统的虚拟样机研究

本章小结

参考文献

第5章实物/半实物仿真技术与应用

5.1概述

5.2半实物仿真技术应用

5.2.1基于TORA的土木结构减振控制技术

5.2.2基于TORA的土木结构减振控制系统设计

5.2.3基于dSPACE半实物仿真技术的控制系统实现

5.3实物仿真技术应用

5.3.1龙门吊车实物仿真系统

5.3.2实物仿真系统的电气控制平台

5.3.3实物仿真实验

5.4问题与探究——独轮自行车实物仿真

本章小结

参考文献

本书以MATLAB语言为平台，以工程案例教学为特色，系统地阐述了系统建模与仿真技术的基本概念、原理与方法，涉及运动控制、过程控制、电力电子与电力传动控制领域的系统建模、控制器设计与仿真实验等内容。全书共分5章，主要包括： 概述、系统建模与分析、控制系统设计与仿真、虚拟样机技术与应用、实物/半实物仿真技术与应用；书中配有练习型、分析/设计型、探究型习题，有助于激发读者的兴趣和进一步领会与掌握自动化领域相关课程内容。本书系高等学校自动化专业本科生用教材，也可作为电气工程及其自动化、机械电子工程/机械设计制造及其自动化等专业本科生（或研究生）“仿真技术”类课程的教学用书。

系统建模内容丰富。包括“一阶直线倒立摆/自平衡式两轮电动车”、“水箱液位控制/水轮发电机组”、“直流电动机/PWM整流器”等10余个工程案例。
“虚拟样机”与“实物/半实物仿真技术”内容新颖。系统地阐述了虚拟样机建模方法、MATLAB-ADAMS联合仿真技术，以及实物/半实物仿真技术应用案例。
倡导“启发与探究式”教学模式。每章均设立“问题与探究”一节，内含有相关“参考文献”与“网上资源”，为读者提供一个畅想与实践的空间。