MATLAB/Simulink与控制系统仿真

第1章 自动控制系统与仿真概述1.1 引言1.2 自动控制系统基本概念1.2.1 开环控制系统与闭环控制系统1.2.2 闭环控制系统组成结构1.2.3 反馈控制系统品质要求1.3 自动控制系统分类1.3.1 线性系统和非线性系统1.3.2 离散系统和连续系统1.3.3 恒值系统和随动系统1.4 控制系统仿真基本概念1.4.1 计算机仿真基本概念1.4.2 控制系统仿真1.4.3 控制系统计算机仿真基本过程1.4.4 计算机仿真技术发展趋势1.5 MATLAB/Simulink下的控制系统仿真1.5.1 MATLAB适合控制系统仿真的特点1.5.2 Simulink适合控制系统仿真的特点1.6 MATLAB中控制相关的工具箱第2章 MATLAB计算基础2.1 引言2.2 MATLAB概述2.2.1 MATLAB发展历程2.2.2 MATLAB系统构成2.2.3 MATLAB 常用工具箱2.3 MATLAB桌面操作环境2.3.1 MATLAB启动和退出2.3.2 MATLAB主菜单及功能2.3.3 MATLAB命令窗口2.3.4 MATLAB工作空间2.3.5 MATLAB文件管理2.3.6 MATLAB帮助使用2.4 MATLAB数值计算2.4.1 MATLAB数值类型2.4.2 矩阵运算2.5 关系运算和逻辑运算2.6 符号运算2.6.1 符号运算基础2.6.2 控制系统中常用的符号运算2.7 复数和复变函数运算2.7.1 复数运算基础2.7.2 拉普拉斯变换及逆变换2.7.3 Z变换及其反变换2.8 MATLAB常用绘图命令2.9 MATLAB程序设计2.9.1 MATLAB程序类型2.9.2 MATLAB程序流程控制2.9.3 MATLAB程序基本设计原则第3章 Simulink仿真3.1 引言3.2 Simulink仿真概述3.2.1 Simulink的启动与退出3.2.2 Simulink建模仿真3.3 Simulink的模块库简介3.3.1 Simulink模块库分类3.3.2 控制系统仿真中常用的模块3.4 Simulink功能模块的处理3.4.1 Simulink模块参数设置3.4.2 Simulink模块的基本操作3.4.3 Simulink模块间的连线处理3.5 Simulink仿真设置3.5.1 仿真器参数设置3.5.2 工作空间数据导入/导出设置3.6 Simulink仿真举例3.7 Simulink自定义功能模块3.7.1 自定义功能模块的创建3.7.2 自定义功能模块的封装3.8 S函数设计与应用3.8.1 S函数设计模板3.8.2 S函数设计举例第4章 控制系统数学模型4.1 引言4.2 动态过程微分方程描述4.3 拉氏变换与控制系统模型4.4 数学模型描述4.4.1 传递函数模型4.4.2 零极点形式的数学模型4.4.3 状态空间模型4.5 MATLAB/Simulink在模型中的应用4.5.1 多项式处理相关的函数4.5.2 建立传递函数相关的函数4.5.3 建立零极点形式的数学模型相关函数4.5.4 建立状态空间模型相关的函数4.5.5 Simulink中的控制系统模型表示4.5.6 Simulink中模型与状态空间模型的转化4.5.7 应用实例4.6 系统模型转换及连接4.6.1 模型转换4.6.2 模型连接4.6.3 模型连接的MATLAB实现4.7 非线性数学模型的线性化4.8 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第5章 时域分析法5.1 引言5.2 时域响应分析5.2.1 典型输入5.2.2 线性系统时域响应一般求法5.2.3 时域响应性能指标5.2.4 一阶和二阶系统的时域响应5.2.5 高阶系统的时域分析5.3 MATLAB/Simulink在时域分析中的应用5.3.1 时域分析中MATLAB函数的应用5.3.2 时域响应性能指标求取5.3.3 二阶系统参数对时域响应性能的影响5.3.4 改善系统时域响应性能的一些措施5.3.5 LTI Viewer应用5.4 稳定性分析5.4.1 稳定性基本概念5.4.2 稳定性判据5.4.3 稳态误差分析5.4.4 MATLAB在稳定性分析中的应用5.5 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第6章 根轨迹分析法6.1 引言6.2 根轨迹定义6.3 根轨迹法基础6.3.1 幅值条件和相角条件6.3.2 绘制根轨迹的一般法则6.3.3 与根轨迹分析相关的MATLAB函数6.3.4 根轨迹分析与设计工具rltool6.3.5 利用MATLAB绘制根轨迹图举例6.4 其他形式的根轨迹6.4.1 正反馈系统的根轨迹6.4.2 参数根轨迹6.4.3 时滞系统的根轨迹6.4.4 利用MATLAB绘制其他形式的根轨迹举例6.5 用根轨迹法分析系统的暂态特性6.6 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第7章 频域分析法7.1 引言7.2 频率特性基本概念7.2.1 频率特性定义7.2.2 频域分析法的特点7.2.3 频域性能指标7.3 频率特性的表示方法7.3.1 极坐标图（Nyquist图）7.3.2 对数坐标图（Bode图）7.3.3 对数幅相图（Nichols图）7.3.4 典型环节的频率特性7.4 系统开环频率特性作图7.4.1 开环对数频率特性作图7.4.2 开环极坐标作图7.5 频率响应分析7.5.1 开环频率特性的性能分析7.5.2 闭环频率特性的性能分析7.6 MATLAB在频率法中的应用7.6.1 求取和绘制频率响应曲线相关的函数7.6.2 应用实例7.7 频率法的稳定性分析7.7.1 Nyquist稳定判据7.7.2 稳定裕度7.7.3 MATLAB在稳定性分析中的应用7.8 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第8章 控制系统校正与综合8.1 引言8.2 控制系统校正与综合基础8.2.1 控制系统性能指标8.2.2 控制系统校正概述8.3 PID控制器设计及MATLAB/Simulink应用8.3.1 PID控制器概述8.3.2 比例（P）控制8.3.3 比例微分（PD）控制8.3.4 积分（I）控制8.3.5 比例积分（PI）控制8.3.6 比例积分微分（PID）控制8.3.7 PID控制器参数整定8.4 控制系统校正的根轨迹法8.4.1 基于根轨迹法的超前校正8.4.2 基于根轨迹法的滞后校正8.4.3 基于根轨迹法的超前滞后校正8.4.4 MATLAB/Simulink在根轨迹法校正中的应用8.5 控制系统校正的频率响应法8.5.1 基于频率法的超前校正8.5.2 基于频率法的滞后校正8.5.3 MATLAB/Simulink在频率响应法校正中的应用8.6 综合实例及MATLAB/Simulink应用习题第9章 线性系统状态空间分析9.1 引言9.2 线性系统状态空间基础9.2.1 状态空间基本概念9.2.2 状态空间实现9.2.3 状态空间的标准型9.2.4 状态方程求解9.2.5 MATLAB/Simulink在线性系统状态空间描述中的应用9.3 线性系统的状态可控性与状态可观性9.3.1 状态可控性9.3.2 状态可观性9.3.3 对偶系统和对偶原理9.3.4 可控标准型和可观标准型9.3.5 MATLAB在可控和可观标准型中的

《MATLAB/Simulink与控制系统仿真（第3版）》从应用角度出发，系统地介绍了MATLAB/Simulink及其在自动控制中的应用，结合MATLAB/Simulink的使用，通过典型实例，全面阐述了自动控制的基本原理以及控制系统分析与设计的主要方法。《MATLAB/Simulink与控制系统仿真（第3版）》共分13章，包括自动控制系统与仿真概述、MATLAB计算基础、Simulink仿真、控制系统数学模型、时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、控制系统校正与综合、线性系统状态空间分析、线性系统状态空间设计、非线性系统、离散控制系统、最优控制系统等。各章通过精心设计的应用实例、综合实例和习题帮助读者理解和掌握自动控制原理以及MATLAB/Simulink相关功能和工具的使用。