MATLAB机电控制系统技术与应用

第1章 MATlLAB编程基础

1.1 MATlLAB的工作环境

1.1.1 MATlLAB程序主界面

1.1.2 文本编辑窗口

1.2 MATlLAB的数值计算

1.2.1 数据与变量

1.2.2 矩阵与数组

1.2.3 矩阵与数组运算

1.2.4 多项式运算

1.2.5 字符运算

1.3 MATLAB的符号运算

1.3.1 符号对象的创建

1.3.2 数值变量、符号变量及字符变量间的相互转换

1.3.3 符号表达式的操作和转换

1.3.4 常用符号运算功能的实现

1.3.5 符号方程的求解

1.4 MP／TLAB的程序设计

1.4.1 M文件的编写

1.4.2 MATLAB程序流程控制

1.4.3 程序举例

1.5 MATlLAB的可视功能

1.5.1 二维图形的绘制

1.5.2 三维图形的绘制

1.5.3 符号图形的绘制

1.5.4 图形用户界面

本章小结

习题

第2章 Simulink应用基础

2.1 Simulink仿真环境

2.1.1 Simulink模块库浏览器

2.1.2 Simulink仿真平台

2.2 Simulink的基本操作

2.2.1 模块及信号线的基本操作

2.2.2 系统模型的基本操作

2.2.3 子系统的建立与封装

2.3 Simulink建模

2.4 Simulink运行仿真

2.4.1 仿真参数设置

2.4.2 运行仿真过程

2.4.3 示波器的使用

2.5 Simulink仿真应用

2.5.1 一般控制系统中的仿真应用

2.5.2 简单电路系统中的仿真应用

2.6 S函数

2.6.1 s函数基本工作原理

2.6.2 用M语言编写S函数

本章小结

习题

第3章 PID控制系统分析

3.1 连续系统

3.1.1 连续系统的数学模型

3.1.2 PID控制器仿真实例

3.1.3 连续系统的PID仿真

3.2 离散系统

3.2.1 离散系统的数学模型

3.2.2 PID控制器设计仿真实例

3.3 自抗扰控制技术的MATLAB仿真

3.3.1 自抗扰控制技术概述

3.3.2 自抗扰控制技术的关键部分

3.3.3 跟踪微分器

3.3.4 自抗扰控制器设计实例

3.4 。PID控制器的设计与仿真实例

3.4.1 车辆主动悬架的动力学模型

3.4.2 路面干扰输入的仿真模型

3.4.3 主动悬架PID控制器的设计

3.4.4 系统的计算机仿真建模分析

3.4.5 主动悬架系统仿真和结果分析

本章小结

习题

第4章 控制系统与MATLAB仿真

4.1 广义预测控制与：MATLAB仿真

4.1.1 广义预测控制的基本形式

4.1.2 具有死区非线性补偿的广义预测控制方法

4.1.3 控制器设计仿真实例

4.2 H□控制与MATLAB仿真

4.2.1 H□性能分析

4.2.2 控制器设计仿真实例

4.3 滑模变结构控制与MATLAB仿真

4.3.1 滑模变结构控制方法

4.3.2 控制器设计仿真实例

4.3.3 混沌H6non的滑模控制与同步

4.3.4 带有随机噪声的控制结果

4.3.5 Henon混沌系统的同步研究

4.3.6 基于Logistic方程的仿真研究

本章小结

习题

第5章 电力电子电路仿真分析

5.1 电力电子器件仿真模型

5.1.1 电力电子开关模块

5.1.2 桥式电路模块

5.1.3 驱动模块

5.2 交流-直流变换电路分析

5.2.1 单相桥式全控整流电路仿真

5.2.2 三相半波可控整流电路仿真

5.2.3 三相桥式全控整流电路仿真

5.3 直流-直流变换电路分析

5.3.1 降压式变换器的建模与仿真

5.3.2 升压式变换器的建模与仿真

5.3.3 升降压式变换器的建模与仿真

5.3.4 全桥DC-DC变换电路仿真

5.4 交流-交流变换电路分析

5.4.1 单相交流调压器仿真

5.4.2 三相交流调压器仿真

5.5 直流-交流变换电路分析

本章小结

习题

第6章 MATLAB与直流调速系统仿真

6.1 直流电动机的人为机械特性仿真

6.2 直流电动机的启动和制动仿真

6.2.1 直流电动机直接启动仿真

6.2.2 直流电动机能耗制动仿真

6.2.3 直流电动机反接制动仿真

6.3 直流电动机调速系统仿真分析

6.3.1 直流电动机串电阻调速仿真分析

6.3.2 开环直流调速控制系统仿真

6.3.3 直流调速双闭环控制系统仿真

6.4 双闭环控制的直流脉宽调速系统分析

本章小结

习题

第7章 MATLAB与交流调速系统仿

7.1 异步电动机人为机械特性仿真

7.2 三相异步电动机启动、制动及正反转的仿真

7.2.1 异步电动机直接启动仿真

7.2.2 异步电动机定子串电阻启动仿真

7.2.3 异步电动机能耗制动仿真

7.2.4 异步电动机正反转控制仿真

7.3 异步电动机调压调速系统仿真分析

7.3.1 异步电动机调压调速原理

7.3.2 异步电动机调压调速的闭环控制系统

7.3.3 基于转速负反馈控制异步电动机调压调速系统的仿真实现

7.4 三相正弦脉宽变频调速系统分析

7.5 晶闸管串级调速系统的建模与仿真

本章小结

习题

第8章 控制相关工具箱

8.1 SISO工具箱的使用

8.2 滤波器设计工具箱

8.2.1 FDAtool的使用

8.2.2 滤波器的设计

本章小结

习题

第9章 基于DSP的机电控制系统设计

9.1 TMS320LF2407芯片介绍

9.2 直流电机位置伺服系统设计

9.2.1 直流力矩电机

9.2.2 功率驱动单元

9.2.3 电流采样电路设计

9.2.4 光电编码器在数字伺服控制系统中的应用

9.2.5 方案需求论证

9.2.6 控制算法MATLAB设计实现

9.3 控制算法的DSP实现

9.3.1 连续信号和数字信号之间的转换

9.3.2 控制算法的离散化

9.3.3 控制算法的DSP具体实现

9.3.4 经典滤波算法

9.3.5 优化自己的程序

本章小结

习题

参考文献

本书分为MATLAB基础部分、MATLAB在自动控制领域中的应用、MATLAB在电力电子技术及电机控制中的应用和高级应用等四部分。MATLAB基础部分介绍工作环境、基本指令和仿真工具；自动控制领域中的应用从基础PID控制开始，介绍广义预测控制、控制、滑模变结构控制等；在电机控制中的应用讲解电机控制基础、电力电子技术，介绍直流电机和交流电机的控制；高级应用部分通过具体的工程实例介绍如何通过系统模型建立仿真，完成基于DSP的机电控制系统。每一部分举出相应的实例，都是编者学习和研究中的经历，通过这些实例，让读者了解整个控制工程的方案分析、系统仿真，并通过实例让读者可以形成从控制理论到工程物理现象的映射，以及调试方法和过程。本书可作为自动控制、智能仪表、机电一体化、测控技术与仪器、电路系统等专业高年级本科生或研究生的教材，也可作为从事机电产品开发、工业控制领域研究工作的工程技术人员的参考书。

覆盖面广，针对性强。《MATLAB机电控制系统技术与应用》内容覆盖了机电控制领域各个环节，而且仅针对MATLAB在机电控制领域的应用编写。
内容完整，结构清晰。《MATLAB机电控制系统技术与应用》以机电控制系统建模、仿真与实践为主线，配合详尽的实例，深入浅出、循序渐进。
讲解通俗，图文并茂。每个实例的建模及仿真过程都用通俗易懂的语言阐述，并穿插图片和表格。实例准确，注释简洁。《MATLAB机电控制系统技术与应用》实例的仿真模型和程序代码都是作者多年工作的积累，准确无误，个别生僻、难懂的环节都给出简要、清晰的注释。