控制系统仿真与模型处理PDF电子书下载

目录 1

第一章 绪论 1

1.1 控制系统计算机辅助设计的发展历史及其特点 1

1.2　CADCS的技术内容 5

1.2.1 开发模型 6

1.2.2　设计要求的形式化 6

1.2.3　进行设计 8

1.3　模型处理及仿真在CADCS中的地位 8

第二章　线性多变量系统模型转换 11

2.1 引言 11

2.2　线性多变量系统的描述形式 12

2.2.1　线性连续系统模型描述 12

2.2.2　线性离散系统模型描述 19

2.3.1　连续系统模型转换 22

2.3　线性多变量系统模型转换 22

2.3.2　离散系统模型转换 37

2.3.3　连续与离散系统之间的转换 44

2.4　连续系统模型转换算法介绍及评注 46

2.5　多变量系统模型变换部分子程序说明及程序 51

清单 51

2.5.1　子程序说明 51

2.5.2　程序清单 55

第三章　线性多变量系统的模型分析 63

3.1 引言 63

3.1.1　矩阵的初等运算 63

3.1.2　矩阵的相似变换 64

3.1.3 矩阵的秩 65

3.1.4　特征多项式和特征值 65

3.1.5　正定矩阵 65

3.2.1　连续系统的稳定性判别 66

3.1.6　正交性 66

3.2　线性多变量系统的稳定性分析 66

3.2.2　离散系统的稳定性判别 72

3.3　线性系统的标准形与结构分解 75

3.3.1　概述  75

3.3.2　线性系统的标准形 76

3.3.3　线性系统的结构分解 79

3.3.4　小结 83

3.4　数值计算中的精度、误差及稳定性 85

3.5 线性多变量系统模型分析部分子程序说明 88

3.5.1　子程序说明及程序清单 88

3.5.2　程序清单 91

第四章　模型简化技术 98

4.1 引言 98

4.2 在状态空间模型上进行简化 99

4.2.1　集结法 100

4.2.2　摄动法 103

4.3　在传递函数模型上进行简化 106

4.3.1　Pade逼近法 107

4.3.2　连分式法 111

4.3.3　结合稳定判据的混合方法 128

4.3.4　频率拟合Pade法 130

4.3.5　评注 136

4.4　模型简化部分子程序说明及程序清单 136

4.4.1　程序简要说明 136

4.4.2　程序清单 145

第五章　线性系统仿真 162

5.1　引言 162

5.2　线性系统的数学模型 163

5.2.1　连续系统的数学模型 164

5.2.2　离散时间系统的数学模型 166

5.2.3　连续-离散混合系统的数学模型 168

5.3　线性系统仿真方法 170

5.3.1　离散相似法 171

5.3.2　时域矩阵法 181

5.4　线性系统仿真模型的建立 186

5.4.1　仿真模型与最小实现 186

5.4.2　初值问题与能观标准形 191

5.4.3　面向结构图的仿真 194

5.5　特殊问题讨论 207

5.5.1 矩阵指数eAT的数值计算 207

5.5.2　采样数据系统的仿真 211

5.5.4　延迟环节的仿真 212

5.5.3　多帧速算法 212

5.6　线性系统仿真中的有关程序 214

5.6.1 利用泰勒级数展开法计算φ（T）及φm（T）的程序（EAT） 214

5.6.2　离散相似法中计算状态转移矩阵的子程序（EA）（缩方与乘方算法） 217

第六章　非线性系统仿真 220

6.1 概述 220

6.2 非线性系统仿真方法 221

6.2.1　数值积分法 221

6.2.2　采用数值积分法时对步长的控制 232

6.2.3　扩展的离散相似法 234

6.3　非线性系统仿真模型的建立 235

6.3.1　面向方程的非线性系统仿真模型 235

6.3.2　面向结构图的非线性系统仿真模型 235

6.3.3　非线性采样系统的仿真 236

6.3.4　延迟环节的仿直 237

6.4.1　病态系统仿真 238

6.4　特殊问题的讨论 238

6.4.2　病态性探测 248

6.4.3　多帧速算法 252

6.5　非线性系统仿真程序 256

6.5.1　程序简要说明 256

6.5.2　程序清单 264

第七章　模型处理与仿真软件包 287

7.1　问题的提出 287

7.2　模型处理与仿真软件包的构成 288

7.2.1　功能选取 288

7.2.2　算法选取 290

7.2.3　人机交互方式选取 293

7.3　软件技术介绍 295

7.3.1　数据结构 295

7.3.2　软件结构 299

7.3.3　编译技术 301

7.3.4　调试方法 302

7.4 模型处理与仿真软件包SMPACK的使用 303

7.4.1　SMPACK的命令系统 303

7.4.2　SMPACK的运行 309

7.4.3　线性系统仿真命令（SL） 311

7.4.4　面向微分方程的仿真命令（SE） 316

7.4.5　面向结构图的仿真命令（SB） 317

7.4.6　模型处理命令 323

7.4.7　其它命令 325

7.5 应用实例 327

7.6 SMPACK软件包控制、译码模块的FORTRAN 351

程序清单 351

7.6.1　程序简要说明 351

7.6.2　程序清单 355

参考文献 366