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控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版)

控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版)

作者：姜增如
出版社：清華大學(xué)出版社出版時(shí)間：2024-03-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 372
本類榜單：教材銷量榜
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控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版) 版權(quán)信息

控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版) 本書(shū)特色

MATLAB被譽(yù)為工程應(yīng)用的首選軟件，該軟件提供的函數(shù)與工具箱可解決數(shù)學(xué)計(jì)算、系統(tǒng)建模、理論驗(yàn)證及系統(tǒng)仿真等問(wèn)題，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者熱衷采用的科研工具。本書(shū)在第1版的基礎(chǔ)上，升級(jí)了MATLAB軟件的版本,還利用新版軟件的新功能進(jìn)行了多方面的改進(jìn)。在App的UI界面設(shè)計(jì)中，采用了全新的方法。此外，書(shū)中還增加了MATLAB建模方面的內(nèi)容，并通過(guò)10個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例論述了復(fù)雜的理論計(jì)算、繪圖、仿真及建模的問(wèn)題。本書(shū)借助MATLAB提供的函數(shù)與Simulink工具箱，簡(jiǎn)化了自動(dòng)控制理論中復(fù)雜的計(jì)算和仿真，幫助讀者全面掌握 MATLAB編程、Simulink仿真、控制系統(tǒng)理論分析及建模。全書(shū)涵蓋了如下核心知識(shí)： MATLAB R2023a的基本使用； MATLAB R2023a的矩陣與數(shù)組； MATLAB R2023a的高等數(shù)學(xué)計(jì)算； 控制系統(tǒng)建模與仿真基礎(chǔ)； 控制系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn)； 控制系統(tǒng)頻域、根軌跡分析與設(shè)計(jì)的MATLAB實(shí)現(xiàn)； PID控制器的MATLAB實(shí)現(xiàn)； 狀態(tài)空間極點(diǎn)配置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的MATLAB實(shí)現(xiàn)； Simulink模塊設(shè)計(jì)與仿真； App Designer界面設(shè)計(jì); MATLAB建模方法。

控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

控制系統(tǒng)建模與仿真__使用MATLAB分析與實(shí)現(xiàn)一書(shū)，共分為11章，書(shū)中內(nèi)容從MATLAB*基本的矩陣運(yùn)算開(kāi)始，到APP的UI界面設(shè)計(jì)，結(jié)合了自動(dòng)控制理論中的時(shí)域、頻域分析、根軌跡分析、非線性、狀態(tài)反饋設(shè)計(jì)和PID控制器設(shè)計(jì)內(nèi)容，使用了二百多個(gè)案例貫穿在每個(gè)章節(jié)中。案例中內(nèi)嵌程序命令、注釋、說(shuō)明和運(yùn)行結(jié)果，圖文并茂，使抽象的理論變得生動(dòng)形象。 本書(shū)以自動(dòng)控制原理為應(yīng)用，通過(guò)MATLAB函數(shù)、Simulink仿真模塊，研究被控對(duì)象的穩(wěn)定性和控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，力求解決自動(dòng)化及工程應(yīng)用問(wèn)題。列舉了典型環(huán)節(jié)、二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)、時(shí)域的峰值時(shí)間、穩(wěn)態(tài)時(shí)間、上升時(shí)間、超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差等動(dòng)態(tài)特性參數(shù)分析，穩(wěn)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(tài)空間極點(diǎn)配置求解方法及PID參數(shù)設(shè)計(jì)等案例，一方面幫助讀者學(xué)習(xí)MATALB編程，另一方面為學(xué)習(xí)自動(dòng)控制理論提供有力支持。

控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(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(jiǎn)介 1.4.1Simulink的組成結(jié)構(gòu) 1.4.2Simulink仿真示例 第2章MATLAB矩陣與數(shù)組應(yīng)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(guī)則 2.1.4全局變量 2.1.5數(shù)據(jù)類型 2.1.6常用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)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(yùn)算 2.3.1求矩陣的秩、跡和條件數(shù) 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(shù)運(yùn)算 2.3.5求序列數(shù)據(jù)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(shù) 2.4.1隨機(jī)函數(shù) 2.4.2數(shù)學(xué)函數(shù) 2.4.3轉(zhuǎn)換函數(shù) 2.4.4字符串操作函數(shù) 2.4.5判斷數(shù)據(jù)類型函數(shù) 2.4.6查找函數(shù) 2.4.7判斷向量函數(shù) 2.4.8日期時(shí)間函數(shù) 2.4.9文件操作函數(shù) 2.4.10函數(shù)句柄 2.5MATLAB數(shù)組表示 2.5.1結(jié)構(gòu)數(shù)組 2.5.2元胞(單元)數(shù)組 2.6數(shù)組集合運(yùn)算 2.6.1交運(yùn)算 2.6.2差運(yùn)算 2.6.3并運(yùn)算 2.6.4異或運(yùn)算 2.7多項(xiàng)式與算術(shù)運(yùn)算 2.7.1多項(xiàng)式的建立與轉(zhuǎn)換 2.7.2多項(xiàng)式運(yùn)算 2.8MATLAB符號(hào)運(yùn)算 2.8.1符號(hào)變量與符號(hào)表達(dá)式 2.8.2符號(hào)運(yùn)算 第3章MATLAB高等數(shù)學(xué)計(jì)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(dǎo)數(shù) 3.5.1語(yǔ)法格式 3.5.2求導(dǎo)數(shù)案例 3.6求積分 3.6.1使用int函數(shù)求積分 3.6.2使用quadl函數(shù)求積分 3.7求零點(diǎn)與極值 3.7.1求零點(diǎn) 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(hào)代數(shù)方程求解 3.8.3常微分方程(組)求解 3.9級(jí)數(shù) 3.9.1級(jí)數(shù)求和 3.9.2一元函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi) 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(shù)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(dòng)控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ) 4.1自動(dòng)控制與控制系統(tǒng) 4.2控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性 4.2.1穩(wěn)定性的描述 4.2.2穩(wěn)定性的圖形表示 4.3傳遞函數(shù)模型表示 4.3.1傳遞函數(shù)的定義 4.3.2傳遞函數(shù)的性質(zhì) 4.3.3傳遞函數(shù)的主要應(yīng)用 4.4系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)和閉環(huán)傳遞函數(shù)模型 4.4.1開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)模型 4.4.2閉環(huán)傳遞函數(shù)模型 4.5傳遞函數(shù)模型的建立方法 4.5.1傳遞函數(shù)模型的形式 4.5.2零極點(diǎn)傳遞函數(shù)模型 4.5.3狀態(tài)空間形式 4.5.4建立標(biāo)準(zhǔn)傳遞函數(shù)模型 4.6傳遞函數(shù)模型形式轉(zhuǎn)換 4.6.1傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換函數(shù) 4.6.2傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換示例 第5章控制系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) 5.1模型建立與化簡(jiǎn) 5.1.1串聯(lián)結(jié)構(gòu) 5.1.2并聯(lián)結(jié)構(gòu) 5.1.3反饋結(jié)構(gòu) 5.1.4復(fù)雜結(jié)構(gòu) 5.1.5多輸入多輸出系統(tǒng) 5.2控制系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)分析 5.2.1單位脈沖響應(yīng) 5.2.2單位階躍響應(yīng) 5.2.3零輸入響應(yīng) 5.2.4任意函數(shù)作用下系統(tǒng)的響應(yīng) 5.3二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)分析 5.3.1二階系統(tǒng)時(shí)域動(dòng)態(tài)性能指標(biāo) 5.3.2使用函數(shù)獲取時(shí)域動(dòng)態(tài)指標(biāo) 5.4穩(wěn)定性分析 5.4.1使用閉環(huán)特征多項(xiàng)式的根判別穩(wěn)定性 5.4.2使用零極點(diǎn)圖判別穩(wěn)定性 5.4.3使用勞斯判據(jù)判別穩(wěn)定性 5.4.4延遲環(huán)節(jié)穩(wěn)定性判別 第6章控制系統(tǒng)頻域分析、根軌跡分析與設(shè)計(jì)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 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(jì)算頻域參數(shù) 6.2頻域法超前和滯后校正設(shè)計(jì)方法 6.2.1超前校正設(shè)計(jì)方法 6.2.2滯后校正設(shè)計(jì)方法 6.3根軌跡分析與校正設(shè)計(jì) 6.3.1根軌跡分析 6.3.2根軌跡校正設(shè)計(jì) 第7章PID控制器的MATLAB編程實(shí)現(xiàn) 7.1使用試湊法設(shè)計(jì)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(shù)的作用 7.1.4試湊法PID控制器設(shè)計(jì)分析 7.2工程整定法求PID控制參數(shù) 7.2.1動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法 7.2.2科恩庫(kù)恩整定法 7.2.3使用衰減曲線法整定參數(shù) 7.2.4使用臨界比例度法整定參數(shù) 7.3使用Smith預(yù)估器設(shè)計(jì)PID控制器 7.3.1Smith預(yù)估器控制的基本原理 7.3.2Smith預(yù)估器控制特點(diǎn) 第8章?tīng)顟B(tài)空間極點(diǎn)配置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 8.1極點(diǎn)配置與必要條件 8.1.1極點(diǎn)配置說(shuō)明 8.1.2極點(diǎn)配置方法 8.1.3系統(tǒng)可控性及判斷方法 8.1.4狀態(tài)反饋極點(diǎn)配置空間變換參數(shù) 8.1.5系統(tǒng)可觀測(cè)性及判斷方法 8.2二次型*優(yōu)控制器設(shè)計(jì) 8.2.1*優(yōu)控制的基本概念 8.2.2二次型*優(yōu)控制函數(shù) 8.3使用Kalman濾波器設(shè)計(jì)LQG*優(yōu)控制器 8.3.1Kalman濾波器的MATLAB實(shí)現(xiàn) 8.3.2LQG*優(yōu)控制器的MATLAB實(shí)現(xiàn) 第9章基于Simulink模塊的設(shè)計(jì)與仿真 9.1仿真編輯及參數(shù)設(shè)置 9.1.1創(chuàng)建仿真模型 9.1.2仿真模塊庫(kù)基本模塊 9.1.3模塊的參數(shù)和屬性設(shè)置 9.2二階系統(tǒng)仿真 9.2.1改變阻尼比的二階系統(tǒng)仿真分析 9.2.2改變頻率的二階系統(tǒng)仿真分析 9.3穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差仿真 9.3.1穩(wěn)定性的仿真 9.3.2增益K對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響 9.3.3積分環(huán)節(jié)個(gè)數(shù)對(duì)穩(wěn)態(tài)誤差的影響 9.4串聯(lián)超前和滯后校正仿真設(shè)計(jì) 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(shù) 9.5.2使用衰減曲線法整定PID參數(shù) 9.5.3使用臨界比例度法整定PID參數(shù) 9.5.4Smith預(yù)估器控制仿真 9.6非線性相平面分析與校正設(shè)計(jì) 9.6.1二階系統(tǒng)的相平面分析 9.6.2非線性校正設(shè)計(jì) 9.7狀態(tài)反饋控制器仿真設(shè)計(jì) 9.7.1狀態(tài)反饋與極點(diǎn)配置 9.7.2狀態(tài)反饋與極點(diǎn)配置案例 第10章MATLAB的App界面設(shè)計(jì) 10.1圖形用戶界面開(kāi)發(fā)環(huán)境 10.1.1初識(shí)App 10.1.2使用空白App界面建立應(yīng)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(duì)象 10.2.4創(chuàng)建圖形句柄的常用函數(shù) 10.2.5以編程方式開(kāi)發(fā) App 10.3回調(diào)函數(shù) 10.3.1打開(kāi)回調(diào)函數(shù) 10.3.2回調(diào)函數(shù)的使用 10.4標(biāo)簽、按鈕與編輯字段組件 10.4.1標(biāo)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(fù)選框、面板、選項(xiàng)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(fù)選框(Check Boxes) 10.5.4面板 (Panel) 10.5.5選項(xiàng)卡(TabGroup) 10.5.6日期選擇器(Date Picker) 10.6坐標(biāo)區(qū)與圖像組件 10.6.1坐標(biāo)區(qū)(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(diào)器組件 10.8.1滑塊(Slider) 10.8.2微調(diào)器(Spinner) 10.9表、超鏈接與樹(shù)組件 10.9.1表(UITable) 10.9.2超鏈接(UIHyperlink) 10.9.3樹(shù)(Tree) 10.10儀器組件 10.11菜單設(shè)計(jì) 10.11.1使用“菜單欄”創(chuàng)建菜單 10.11.2使用“工具欄”創(chuàng)建菜單 10.11.3使用命令創(chuàng)建級(jí)聯(lián)菜單 10.11.4使用命令創(chuàng)建下拉框菜單 10.11.5使用命令創(chuàng)建上下文菜單 10.12對(duì)話框設(shè)計(jì) 10.12.1對(duì)話框操作 10.12.2專用對(duì)話框 10.12.3創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)對(duì)話框 第11章MATLAB的建模應(yīng)用 11.1建立數(shù)學(xué)模型概述 11.1.1建模的作用 11.1.2建模的方法 11.1.3數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn)及分類 11.2建立數(shù)學(xué)模型案例 參考文獻(xiàn) 微課視頻 MicroVideo 第1章MATLAB/Simulink概述 第2章MATLAB矩陣與數(shù)組應(yīng)用 第3章MATLAB高等數(shù)學(xué)計(jì)算 第4章自動(dòng)控制系統(tǒng)理論基礎(chǔ) 第5章控制系統(tǒng)時(shí)域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) 第6章控制系統(tǒng)頻域分析、根軌跡分析與設(shè)計(jì)的MATLAB實(shí)現(xiàn)
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控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版) 相關(guān)資料

夏元清 北京理工大學(xué)教授，自動(dòng)化學(xué)院院長(zhǎng) 近年來(lái)，自動(dòng)化專業(yè)成為理工院校的熱門專業(yè)，并吸引了全國(guó)優(yōu)秀學(xué)子就讀本專業(yè)！犊刂葡到y(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實(shí)現(xiàn)》（第2版）的作者將多年的理論與實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)融匯書(shū)中，對(duì)MATLAB編程方法、自動(dòng)控制理論中的知識(shí)點(diǎn)及典型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)并得出了極有價(jià)值的結(jié)論，值得參考。 范玉順 清華大學(xué)教授，國(guó)家CIMS工程技術(shù)研究中心副主任,系統(tǒng)集成研究所所長(zhǎng) 《控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實(shí)現(xiàn)》（第2版）利用MATLAB編程及Simulink仿真的功能研究矩陣運(yùn)算、高等數(shù)學(xué)計(jì)算、被控對(duì)象的穩(wěn)定性、系統(tǒng)性能指標(biāo)分析和控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，力求用軟件解決自動(dòng)化及工程應(yīng)用問(wèn)題，是自動(dòng)化、電氣工程等專業(yè)讀者的優(yōu)秀輔助教材。 何瀟 清華大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授，多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金負(fù)責(zé)人 《控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實(shí)現(xiàn)》（第2版）把控制理論與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，可有效地幫助讀者理解自動(dòng)控制理論的工程應(yīng)用。全書(shū)系統(tǒng)梳理了時(shí)域、頻域及狀態(tài)空間分析的知識(shí)脈絡(luò)，并給出大量MATLAB/Simulink分析與實(shí)現(xiàn)的實(shí)例，對(duì)初學(xué)者甚至經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員，都有很好的參考價(jià)值。 戴亞平 北京自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng) 《控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實(shí)現(xiàn)》（第2版）詳細(xì)闡述了MATLAB編程方法、Simulink仿真步驟及自動(dòng)控制理論要點(diǎn)，并對(duì)列舉的大量案例做了注釋，易讀性強(qiáng)。借助這部著作，讀者可以節(jié)省在控制系統(tǒng)學(xué)習(xí)中的大量計(jì)算、繪圖及分析的時(shí)間。該書(shū)可以作為學(xué)習(xí)MATLAB/Simulink和自動(dòng)控制理論的工具書(shū)。 王秋生 北京航空航天大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授 《控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/Simulink的分析與實(shí)現(xiàn)》（第2版）以MATLAB R2023a為編程平臺(tái)，給出了200多個(gè)MATLAB編程案例，并介紹了Simulink仿真及App界面設(shè)計(jì)知識(shí)。該書(shū)立足于使用軟件解決理論計(jì)算問(wèn)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(tǒng)建模知識(shí)。

控制系統(tǒng)建模與仿真——基于MATLAB/SIMULINK的分析與實(shí)現(xiàn)(第2版) 作者簡(jiǎn)介

姜增如：北京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授，目前執(zhí)教于深圳北理莫斯科大學(xué)，碩士研究生導(dǎo)師。主講 “MATLAB在自動(dòng)控制理論中的應(yīng)用”“MATLAB基礎(chǔ)及應(yīng)用”“Python程序設(shè)計(jì)”“C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”等課程。先后出版專業(yè)圖書(shū)5部，近年與企業(yè)合作科研項(xiàng)目2項(xiàng)，指導(dǎo)廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金項(xiàng)目1項(xiàng)。

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