控制系统的数字仿真及计算机辅助设计PDF电子书下载
- 电子书积分:10 积分如何计算积分?
- 作 者:钱积新等编著
- 出 版 社:北京:化学工业出版社
- 出版年份:2003
- ISBN:7502542434
- 页数:213 页
1 概论 1
1.1 仿真技术概述 1
1.1.1 仿真技术简介 1
1.1.2 仿真技术的应用与发展 3
1.2 计算机辅助设计控制系统的形成与发展 4
习题与思考题 5
2 连续系统数学模型表示方法及实现 6
2.1 连续系统的数学模型表示方法 6
2.1.1 连续时间模型 6
2.1.2 离散时间模型 7
2.1.3 连续-离散混合模型 8
2.1.4 数学模型之间的转换 9
2.2 实现问题 10
2.2.1 可控标准型 11
2.2.2 可观标准型 13
2.2.3 对角标准型 16
2.2.4 若当标准型 16
2.2.5 传递函数中分子分母同阶次时的处理 19
习题与思考题 22
3.1.2 常微分方程初值问题和边值问题 23
3.1.1 解析解与数值解 23
3 连续系统的离散化 23
3.1 引言 23
3.1.3 线性常微分方程组的稳定性 24
3.1.4 病态微分方程组 25
3.1.5 数值解的稳定性 26
3.1.6 数值计算中误差的来源 30
3.2 数值分析方法 31
3.2.1 化导数为差商的方法 31
3.2.3 数值积分法 32
3.2.2 泰勒展式法 32
3.3 常用的数值积分方法 33
3.3.1 单步法 33
3.3.2 多步法 37
3.3.3 预估-校正法 38
3.3.4 数值积分方法的选择 40
3.4 离散相似法离散连续系统 41
3.4.1 连续系统状态方程的离散化 42
3.4.2 连续系统传递函数的离散化 44
3.4.3 快速数字仿真算法 46
3.4.4 信号重构 48
3.4.5 保持器的传递函数及其频率特性 50
3.4.6 离散相似模型的校正 55
习题与思考题 56
4 连续控制系统的仿真 58
4.1 仿真模型的结构 58
4.1.1 面向闭环系统微分方程(或传递函数)的数字仿真 58
4.1.2 面向系统结构图的数字仿真 58
4.2 典型环节的离散化系统及其差分方程 60
4.2.1 三阶环节 61
4.2.2 滞后环节 62
4.3 控制系统结构图的数值表示方法 63
4.4 非线性系统的仿真 66
4.4.1 饱和、分段线性及失灵区非线性特性 67
4.4.2 间隙非线性特性 68
4.4.3 继电及具有死区的继电非线性特性 68
4.4.4 具有滞环的继电非线性特性 69
4.4.5 具有死区和滞环的继电非线性特性 70
4.5 关于仿真误差及数值稳定性问题 71
4.5.1 截断误差 71
4.5.2 舍入误差 71
习题与思考题 72
5 采样控制系统的数字仿真 73
5.1 计算机控制系统的仿真 73
5.2 数字控制器的仿真 74
5.3 差分方程的仿真 75
习题与思考题 76
6 计算机辅助建立系统动态模型 77
6.1 用经典时域辨识法建立对象动态数学模型 77
6.1.1 阶跃响应与方波响应 77
6.1.2 低阶传递函数模型的建立 79
6.1.3 从响应曲线求对象的微分方程模型 82
6.2 用频域法辨识系统模型 87
6.2.1 由系统脉冲过渡函数g(t)计算频率特性 87
6.2.2 由系统的频率特性拟合传递函数 88
6.3 用相关分析法辨识系统脉冲响应函数 96
6.3.1 相关分析法的理论基础 96
6.3.2 相关函数的实验求取方法 98
6.3.3 用白噪声测定系统的脉冲响应 98
6.3.4 用伪随机信号辨识脉冲响应函数 99
习题与思考题 102
7.1 单变量系统的稳定性分析 103
7.1.1 劳斯判据 103
7 基于频域的控制系统计算机辅助分析与设计 103
7.1.2 霍尔维茨稳定判据 106
7.2 传递函数的频率特性计算 106
7.2.1 因式分解形式的传递函数频率特性计算 107
7.2.2 直接计算多项式表示的传递函数频率特性 108
7.2.3 系统的稳定裕度 109
7.3 基于频域法的单变量控制系统计算机辅助设计 111
7.3.1 基于频域法的串联校正原理 111
7.3.2 校正装置传递函数的计算 112
7.4 多变量系统设计的现代频域方法简介 116
7.4.1 概述 116
7.4.2 基本概念 116
7.4.3 现代频域方法简介 118
习题与思考题 123
8 PID控制器的计算机仿真与辅助设计 124
8.1 PID控制器 124
8.1.1 标准PID控制算法 124
8.1.2 标准PID控制算法的改进 125
8.2.1 PID控制器的参数整定与自动整定 127
8.2 PID控制器的参数自动整定 127
8.2.2 基于继电反馈控制的PID控制器参数自动整定 128
8.2.3 示例 129
8.3 鲁棒PID控制器参数整定 132
8.3.1 鲁棒PID控制器参数整定思想 132
8.3.2 鲁棒PID控制器参数算法 132
8.3.3 鲁棒PID控制器示例 134
习题与思考题 136
9.1 状态反馈和极点配置 137
9.1.1 系统的状态能控性和状态能观性 137
9 基于时域的线性控制系统计算机辅助设计 137
9.1.2 状态反馈和输出反馈 138
9.1.3 单输入系统的极点配置 138
9.1.4 多输入系统的极点配置 140
9.2 具有线性二次型性能指标的最优控制系统 140
9.2.1 概述 140
9.2.2 状态调节器 142
9.2.3 最优线性输出调节器问题 145
9.2.4 具有期望衰减度的线性二次型调节器 147
9.3 鲁棒控制器 148
9.3.1 概述 148
9.3.3 鲁棒控制器的存在条件 149
9.3.2 鲁棒控制器的定义 149
9.3.4 鲁棒控制器的结构 150
9.3.5 鲁棒控制器的性质 152
9.4 模型预测控制器 152
9.4.1 预测控制基本原理 153
9.4.2 预测控制算法介绍 154
9.4.3 参数选择 157
9.4.4 多变量DMC算法 160
9.5 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之一 161
9.5.1 造纸生产过程简介 161
9.5.2 计算机辅助建立纸机模型 162
9.5.3 控制系统计算机辅助设计 163
9.5.4 控制系统实施 168
9.6 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之二 169
9.6.1 常压塔控制回路工艺 169
9.6.2 常压塔先进控制系统总体结构 170
9.6.3 常压塔多变量预测控制器设计 170
9.6.4 控制系统计算机辅助设计 172
9.6.5 控制系统实施 173
习题与思考题 175
10.1.1 CACSD软件形成的历史背景 176
10.1 CACSD简介 176
10 计算机控制系统设计与仿真软件 176
10.1.2 CACSD的主要内容及特点 177
10.1.3 CACSD软件国内外发展概况 178
10.2 MATLAB控制系统设计 180
10.2.1 MATLAB控制功能介绍 181
10.2.2 基于SIMULINK的控制系统设计 185
10.2.3 MATLAB在倒摆系统设计中的应用 190
10.2.4 MATLAB类软件介绍 194
10.3 SLICOT软件 201
10.3.1 SLICOT功能介绍 202
10.3.3 性能比较 203
10.3.2 算法改进 203
10.4 采样控制系统软件DirectSD 204
10.4.1 理论基础 205
10.4.2 系统描述 206
10.4.3 最优随机控制 206
10.4.4 最优跟踪系统的设计 207
10.4.5 最优稳定系统设计举例 208
10.5 CACSD的技术现状和展望 210
习题与思考题 211
参考文献 212
- 《管理信息系统习题集》郭晓军 2016
- 《指向核心素养 北京十一学校名师教学设计 英语 七年级 上 配人教版》周志英总主编 2019
- 《信息系统安全技术管理策略 信息安全经济学视角》赵柳榕著 2020
- 《设计十六日 国内外美术院校报考攻略》沈海泯著 2018
- 《计算机辅助平面设计》吴轶博主编 2019
- 《高校转型发展系列教材 素描基础与设计》施猛责任编辑;(中国)魏伏一,徐红 2019
- 《景观艺术设计》林春水,马俊 2019
- 《高含硫气藏开发腐蚀控制技术与实践》唐永帆,张强 2018
- 《高等教育双机械基础课程系列教材 高等学校教材 机械设计课程设计手册 第5版》吴宗泽,罗圣国,高志,李威 2018
- 《系统解剖学速记》阿虎医考研究组编 2019
- 《市政工程基础》杨岚编著 2009
- 《家畜百宝 猪、牛、羊、鸡的综合利用》山西省商业厅组织技术处编著 1959
- 《《道德经》200句》崇贤书院编著 2018
- 《高级英语阅读与听说教程》刘秀梅编著 2019
- 《计算机网络与通信基础》谢雨飞,田启川编著 2019
- 《看图自学吉他弹唱教程》陈飞编著 2019
- 《法语词汇认知联想记忆法》刘莲编著 2020
- 《培智学校义务教育实验教科书教师教学用书 生活适应 二年级 上》人民教育出版社,课程教材研究所,特殊教育课程教材研究中心编著 2019
- 《国家社科基金项目申报规范 技巧与案例 第3版 2020》文传浩,夏宇编著 2019
- 《流体力学》张扬军,彭杰,诸葛伟林编著 2019