基于MATLAB的控制系统仿真及应用 第2版PDF电子书下载

第1章 MATLAB应用基础 1

1.1MATLAB简介 1

1.1.1操作界面介绍 2

1.1.2帮助系统 4

1.1.3工具箱 6

1.2MATLAB基本使用方法 12

1.2.1基本要素 12

1.2.2应用基础 14

1.2.3数值运算 18

1.2.4符号运算 22

1.2.5图形表达功能 25

1.2.6程序设计基础 33

习题1 37

第2章 基于MATLAB的控制系统数学模型 39

2.1数学模型的建立 39

2.1.1传递函数模型 39

2.1.2状态空间模型 41

2.1.3零极点增益模型 44

2.1.4频率响应数据模型 45

2.1.5模型参数的获取 46

2.2数学模型的相互转换 47

2.2.1连续时间模型和离散时间模型的相互转换 47

2.2.2传递函数模型和状态空间模型的相互转换 48

2.2.3传递函数模型和零极点增益模型的相互转换 49

2.2.4状态空间模型和零极点增益模型的相互转换 50

2.2.5离散时间系统的重新采样 52

2.3数学模型的连接 60

2.3.1串联连接 60

2.3.2并联连接 61

2.3.3反馈连接 62

习题2 63

第3章 基于MATLAB的控制系统运动响应分析 65

3.1零输入响应分析 65

3.2脉冲输入响应分析 67

3.3阶跃输入响应分析 69

3.4高阶系统响应分析 70

3.5任意输入响应分析 75

3.6根轨迹分析方法 77

3.7控制系统的频率特性 79

习题3 85

第4章 基于MATLAB的控制系统运动性能分析 87

4.1控制系统的稳定性分析 87

4.2控制系统的稳态性能分析 92

4.3控制系统的动态性能分析 97

习题4 102

第5章 基于MATLAB/Simulink的控制系统建模与仿真 104

5.1Simulink模块库 104

5.2Simulink基本操作 113

5.3Simulink建模与仿真 114

5.4基于MATLAB/Simulink的非线性系统自激振荡的分析 126

习题5 134

第6章 基于MATLAB的控制系统校正 136

6.1PID控制器 136

6.2超前校正 139

6.3滞后校正 143

6.4SISO设计工具 147

习题6 154

第7章 应用实例1——汽车防抱死制动系统建模与控制仿真 157

7.1汽车防抱死制动系统模型 157

7.1.1整车模型 157

7.1.2轮胎模型 158

7.1.3滑移率模型 159

7.1.4单轮模型 160

7.2基于单轮模型的Simulink仿真 160

第8章 应用实例2——车辆悬架系统的建模和控制仿真 164

8.1汽车悬架系统模型 164

8.1.1汽车被动悬架系统状态方程的建立 165

8.1.2汽车主动悬架系统状态方程的建立 165

8.2悬架系统模型性能分析及仿真 166

8.2.1稳定性分析 166

8.2.2脉冲响应 167

8.2.3锯齿波响应 169

8.2.4正弦波响应 170

8.2.5白噪声路面模拟输入仿真 171

8.2.6汽车悬架系统的对比分析及评价 173

第9章 应用实例3——汽车四轮转向控制系统仿真 175

9.1四轮转向车辆的动力学模型 175

9.2基于横摆角速度反馈控制的四轮转向系统研究 176

9.2.1模型的建立 176

9.2.2控制算法 177

9.2.3基于MATLAB/Simulink仿真 178

9.2.4操纵稳定性分析 181

9.3基于最优控制的四轮转向系统研究 181

9.3.1模型的建立 181

9.3.2 4WS系统的可控性和能观性分析 182

9.3.3基于MATLAB仿真 182

第10章 MATLAB半实物仿真系统 186

10.1MATLAB xPC半实物仿真系统 186

10.1.1MATLAB xPC半实物仿真平台架构 186

10.1.2在Simulink中搭建半实物仿真系统框图 193

10.2用M语言编写的算法进行xPC半实物仿真实验方法 196

10.2.1S-Function模块使用C代码进行xPC半实物仿真的框架 197

10.2.2S-Function模块使用RTW工具箱生成C文件并内部调用 197

10.2.3使用嵌入式MATLAB函数进行xPC半实物仿真方法 199

10.3显式模型预测控制算法xPC半实物仿真实验 200

10.3.1显式模型预测控制xPC半实物仿真平台架构 201

10.3.2建立显式模型预测控制半实物仿真系统的Simulink模型 202

10.3.3显式模型预测控制半实物仿真系统控制效果 204

10.4利用C-MEX混编技术实现在MATLAB环境下操作硬件 206

10.4.1编写用于驱动和操作硬件的MEX文件 206

10.4.2MEX文件的测试与应用 210

第11章 应用实例——三自由度直升机系统半实物仿真与实时控制 214

11.1Quanser三自由度直升机的系统结构和数学模型 214

11.2三自由度直升机PID控制器设计 217

11.3三自由度直升机PID控制数值仿真 218

11.4三自由度直升机控制半实物仿真与实时控制 222

11.5三自由度直升机控制半实物仿真实验 226

参考文献 229