MATLAB语言与控制系统仿真 修订版PDF电子书下载

第1章　MATLAB语言系统 1

1.1　MATLAB命令平台 2

1.2　MATLAB语言的文件系统 3

1.2.1　MATLAB语言的目录树 3

1.2.2　MATLAB语言的路径搜索 4

1.3　MATLAB语言的m文件与m函数 6

1.3.1　MATLAB命令行操作 7

1.3.2　独立m文件 8

1.3.3　m函数 9

1.4　Toolbox工具箱 10

1.5　MATLAB语言的帮助系统 10

1.6　MATLAB语言的主包指令集合 14

第2章　MATLAB语言的数值运算 16

2.1　基本语法结构 16

2.1.1　变量与赋值语句 17

2.1.2　函数语句 18

2.1.3　结构变量 19

2.1.4　变量精度 21

2.1.5　永久变量 22

2.2　矩阵运算 23

2.2.1　矩阵变量赋值方法 23

2.2.2　矩阵常规运算 26

2.2.3　矩阵特征运算 28

2.2.4　矩阵分解运算 28

2.3　基本数学函数 30

2.4　点运算 32

2.5　逻辑关系运算 34

2.6　多项式运算 36

2.7　线性代数方程组 37

2.8　统计分析 39

2.8.1　基本统计分析 39

2.8.2　相关分析 40

2.9　函数插值运算 42

2.10　函数优化 44

2.10.1　基本优化问题 45

2.10.2　约束优化问题 47

2.10.3　线性规划与二次型规划 49

2.11　数值求解方法 52

2.11.1　数值积分 52

2.11.2　数值微分 53

2.11.3　微分方程数值求解 54

2.11.4　非线性方程组数值求解 55

第3章　MATLAB语言的符号运算 57

3.1　基本符号运算 57

3.1.1　符号变量定义与基本运算 57

3.1.2　符号运算工具箱 59

3.1.3　符号运算 61

3.1.4　符号矩阵运算 63

3.1.5　函数计算器的调用 64

3.2　符号运算的扩展 65

3.2.1　MAPLE内核访问函数 65

3.2.2　MAPLE检索系统 69

3.3　符号运算应用于控制理论计算 73

3.3.1　积分变换与反变换 73

3.3.2　微分方程求解 74

3.3.3　状态方程求解 76

3.3.4　差分方程求解 77

3.3.5　约当标准型 78

第4章　MATLAB语言的绘图 80

4.1　标准图形表现方法 80

4.1.1　MATLAB基本绘图 80

4.1.2　三维绘图 83

4.1.3　MATLAB语言的多种绘图 88

4.1.4　图形注释 91

4.1.5　图形颜色修饰 92

4.1.6　图形表现修饰 96

4.1.7　图形编辑 100

4.2　控制系统仿真绘图 104

4.2.1　时间响应绘图 104

4.2.2　频率特性绘图 107

4.2.3　根轨迹图 110

4.3　句柄绘图基础 111

4.3.1　图形对象与句柄 111

4.3.2　对象属性 118

4.3.3　句柄绘图程序设计举例 122

第5章　控制系统仿真研究 127

5.1　控制系统仿真的基本原理 127

5.1.1　数字仿真概述 128

5.1.2　数字仿真算法简介 128

5.2　控制系统的数学模型 131

5.2.1　控制系统的参数模型 132

5.2.2　系统模型的连接 144

5.2.3　线性系统的标准型 149

5.2.4　线性系统的结构分解 158

5.3　控制系统分析 164

5.3.1　控制系统时间响应分析 165

5.3.2　根轨迹作图与系统根轨迹分析 171

5.3.3　控制系统频率响应分析 176

5.3.4　控制系统的稳定性分析 183

5.4　控制系统综合 189

5.4.1　控制系统一般校正方法 190

5.4.2　控制系统的极点配置与状态观测器 201

5.4.3　线性二次型最优控制器 205

5.5　控制系统工具箱 209

5.5.1　演示系统 209

5.5.2　控制系统工具箱应用函数 209

5.5.3　控制系统工具箱中的GUI工具 210

第6章　SIMULINK仿真环境 215

6.1　SIMULINK启动与界面说明 215

6.2　SIMULINK结构图程序设计 217

6.2.1　创建结构图文件 217

6.2.2　结构图程序设计 218

6.2.3　结构图程序说明 219

6.3　SIMULINK仿真参数设置 220

6.3.1　输入信号的参数设置 220

6.3.2　示波器的参数设置 221

6.3.3　仿真参数设置 221

6.4　结构图控制系统仿真 223

6.4.1　仿真的启动与停止 223

6.4.2　结构图系统仿真 224

6.5　MATLAB命令行系统仿真 230

6.5.1　命令行仿真基本格式 230

6.5.2　命令行仿真操作要点 233

6.6　系统函数（S函数）设计 238

6.6.1　S函数的格式说明 238

6.6.2　S函数的创建 239

6.6.3　S函数生成结构图 242

6.7　SIMULINK的数据传递与交换 246

6.8　SIMULINK仿真性能的改善 249

第7章　MATLAB语言基础与控制系统仿真实验 251

7.1　MATLAB语言基础实验 251

7.1.1　MATLAB语言平台 251

7.1.2　MATLAB语言的数值运算 254

7.1.3　MATLAB语言的符号运算 259

7.1.4　MATLAB语言的绘图 264

7.1.5　MATLAB语言的句柄绘图 268

7.1.6　MATLAB语言的工具箱 271

7.1.7　m函数程序设计 273

7.2　控制原理仿真实验 275

7.2.1　控制系统的阶跃响应 275

7.2.2　控制系统的脉冲响应 278

7.2.3　控制系统的根轨迹作图 280

7.2.4　控制系统的博德图 283

7.2.5　控制系统的极坐标图 286

7.2.6　系统校正设计：频率法超前校正 287

7.2.7　系统校正设计：频率法滞后校正 290

7.2.8　系统校正设计：根轨迹法超前校正 292

7.2.9　系统校正设计：根轨迹法滞后校正 293

7.2.10　系统校正设计：频率法二阶参考模型校正 295

7.2.11　系统校正设计：频率法四阶参考模型校正 296

7.2.12　系统校正设计：速度反馈校正 297

7.2.13　系统校正设计：频率法并联校正 298

7.2.14　相平面作图 300

7.2.15　继电型非线性控制系统分析 303

7.2.16　采样控制系统分析 304

7.3　线性系统理论仿真实验 305

7.3.1　线性系统的数学模型 305

7.3.2　线性系统的标准型 309

7.3.3　能控性、能观测性与其标准型 312

7.3.4　线性系统的运动分析 315

7.3.5　线性系统的结构分析 317

7.3.6　状态反馈与状态观测器 319

7.3.7　线性二次型最优控制器设计 321

附录：控制系统工具箱函数清单 323

参考文献 327