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第一章系统模型及转换 1

1.1系统分类 1

1.2系统数学模型及转换 1

1.2.1系统的时域模型 1

目 录 1

1.2.2系统的传递函数模型 2

1.2.3系统的状态空间模型 3

1.2.4系统的零极点模型 4

1.2.5系统的模型转换 5

1.2.6系统模型参数的获取 7

1.2.7系统变量名的设置 7

1.3系统模型的连接 7

1.3.1模型串联 7

1.3.2模型并联 8

1.3.3反馈连接 9

1.4.1模型降阶 10

1.3.4系统扩展 10

1.4模型降阶及标准型实现 10

1.4.2系统的标准型实现 13

习题 18

第二章系统时间响应和动态仿真 20

2.1概述 20

2.2基于数值积分的连续系统仿真 20

2.2.1数值积分原理 20

2.2.2数值积分方法的选择 23

2.2.3数值积分方法的MATLAB实现 25

2.2.4基于数值积分法的连续系统的数字仿真 26

2.3离散时间系统仿真 30

2.4系统仿真的MATLAB实现 30

2.4.1基于离散相似法的连续系统仿真 30

2.4.2连续模型的离散化 30

2.4.3系统仿真的MATLAB函数 32

2.5 SIMULINK动态仿真 34

2.5.1启动SIMULINK窗口及模型库 35

2.5.2系统框图模型的建立 35

2.5.3系统仿真运行 37

2.5.4仿真结果输出 39

2.5.5模块平衡点和线性化 40

2.5.6子系统创建及封装 42

2.5.7 S—函数 47

2.5.8非线性系统优化设计 52

习题 55

第三章系统的频率特性 56

3.1频率特性 56

3.1.1频率响应和频率特性 56

3.1.2频率特性的计算 57

3.2频率特性图示法 57

3.2.1 Nyquist图的绘制 58

3.2.2 Bode图的绘制 60

3.3稳定裕度 62

3.4系统时域频域一般性能指标的计算 64

3.4.1系统瞬态性能指标 64

3.4.2系统相对稳定性 65

3.4.3闭环频率特性 66

3.4.4稳态误差计算 68

习题 70

第四章连续控制系统辅助设计 72

4.1根轨迹法 72

4.1.1根轨迹方程 72

4.1.2根轨迹图 72

4.1.3根轨迹的MATLAB实现 73

4.1.4根轨迹设计法 74

4.2 Bode图法 80

4.2.1相位超前校正 81

4.2.2相位滞后校正 85

4.2.3相位滞后－超前校正 89

4.3状态反馈的极点配置法 94

4.3.1极点配置的一般原理 94

4.3.2极点配置的MATLAB实现 95

4.3.3基于极点配置法的系统设计 96

4.3.4状态观测器设计 99

4.3.5带状态观测器的闭环系统分析 101

4.4线性二次型最优控制 104

4.4.1线性二次型调节器 105

4.4.2线性二次型高斯最优控制 108

4.5 Riccati方程的解 113

4.6 Lyapunov方程的解 115

习题 116

5.2.1频率特性 118

5.2根轨迹法 118

5.1概述 118

第五章离散控制系统辅助设计 118

5.2.2根轨迹设计 121

5.3极点配置和观测器设计 126

5.3.1极点配置 126

5.3.2离散状态观测器 130

5.3.3带状态观测器的闭环状态反馈系统 132

5.4离散线性二次型最优控制 135

5.4.1离散系统的LQ调节器 135

5.4.2连续系统的离散LQ调节器 137

5.5离散系统的线性二次型高斯最优控制问题 139

习题 140

第六章系统辨识 142

6.1概述 142

6.2数据处理 142

6.2.1去除趋势项 142

6.2.2数据滤波 143

6.2.3系统辨识信号的产生 145

6.2.4信号重新采样 147

6.3系统非参数模型估计 147

6.3.1 概述 147

6.3.2系统脉冲响应估计 148

6.3.3实验传递函数估计 150

6.4系统参数模型估计 153

6.4.1 概述 153

6.4.2系统的差分方程模型估计 153

6.4.3系统状态方程模型估计及MATLAB实现 160

6.5模型的验证 162

6.5.1模型验证的MATLAB实现 162

6.5.2 应用实例 163

6.6模型结构的选择 166

7.1概述 172

第七章智能控制系统 172

7.2神经网络控制 173

7.2.1概述 173

7.2.2 BP神经网络的MATLAB实现 174

7.2.3 BP神经网络应用举例 180

7.3模糊控制 190

7.3.1模糊控制器设计原理 190

7.3.2模糊逻辑控制器设计 192

7.3.3模糊逻辑控制器设计举例 195

7.4神经网络模糊控制 198

7.4.1基于神经网络的模糊控制 198

7.4.2模糊神经功能单元 198

附录一MATLAB语言基础 202

附录二MATLAB控制工具箱函数 214

附录三SIMULINK库模块 218

附录四 系统辨识工具箱函数 221

参考文献 225