MATLAB机电控制系统技术与应用PDF电子书下载

第1章 MATLAB编程基础 1

1.1 MATLAB的工作环境 1

1.1.1 MATLAB程序主界面 1

1.1.2 文本编辑窗口 3

1.2 MATLAB的数值计算 3

1.2.1 数据与变量 4

1.2.2 矩阵与数组 6

1.2.3 矩阵与数组运算 10

1.2.4 多项式运算 13

1.2.5 字符运算 16

1.3 MATLAB的符号运算 17

1.3.1 符号对象的创建 17

1.3.2 数值变量、符号变量及字符变量间的相互转换 19

1.3.3 符号表达式的操作和转换 20

1.3.4 常用符号运算功能的实现 23

1.3.5 符号方程的求解 26

1.4 MATLAB的程序设计 28

1.4.1 M文件的编写 28

1.4.2 MATLAB程序流程控制 29

1.4.3 程序举例 35

1.5 MATLAB的可视功能 38

1.5.1 二维图形的绘制 38

1.5.2 三维图形的绘制 51

1.5.3 符号图形的绘制 52

1.5.4 图形用户界面 54

本章小结 59

习题 59

第2章 Simulink应用基础 61

2.1 Simulink仿真环境 61

2.1.1 Simulink模块库浏览器 62

2.1.2 Simulink仿真平台 63

2.2 Simulink的基本操作 63

2.2.1 模块及信号线的基本操作 63

2.2.2 系统模型的基本操作 68

2.2.3 子系统的建立与封装 69

2.3 Simulink建模 75

2.4 Simulink运行仿真 75

2.4.1 仿真参数设置 76

2.4.2 运行仿真过程 78

2.4.3 示波器的使用 78

2.5 Simulink仿真应用 80

2.5.1 一般控制系统中的仿真应用 80

2.5.2 简单电路系统中的仿真应用 82

2.6 S函数 87

2.6.1 S函数基本工作原理 88

2.6.2 用M语言编写S函数 89

本章小结 95

习题 95

第3章 PID控制系统分析 96

3.1 连续系统 96

3.1.1 连续系统的数学模型 96

3.1.2 PID控制器仿真实例 98

3.1.3 连续系统的PID仿真 100

3.2 离散系统 103

3.2.1 离散系统的数学模型 104

3.2.2 PID控制器设计仿真实例 104

3.3 自抗扰控制技术的MATLAB仿真 106

3.3.1 自抗扰控制技术概述 106

3.3.2 自抗扰控制技术的关键部分 107

3.3.3 跟踪微分器 108

3.3.4 自抗扰控制器设计实例 115

3.4 PID控制器的设计与仿真实例 118

3.4.1 车辆主动悬架的动力学模型 119

3.4.2 路面干扰输入的仿真模型 120

3.4.3 主动悬架PID控制器的设计 124

3.4.4 系统的计算机仿真建模分析 124

3.4.5 主动悬架系统仿真和结果分析 125

本章小结 128

习题 128

第4章 控制系统与MATLAB仿真 129

4.1 广义预测控制与MATLAB仿真 129

4.1.1 广义预测控制的基本形式 129

4.1.2 具有死区非线性补偿的广义预测控制方法 135

4.1.3 控制器设计仿真实例 137

4.2 H∞控制与MATLAB仿真 138

4.2.1 H∞性能分析 138

4.2.2 控制器设计仿真实例 139

4.3 滑模变结构控制与MATLAB仿真 145

4.3.1 滑模变结构控制方法 145

4.3.2 控制器设计仿真实例 147

4.3.3 混沌Hénon的滑模控制与同步 147

4.3.4 带有随机噪声的控制结果 152

4.3.5 Hénon混沌系统的同步研究 154

4.3.6 基于Logistic方程的仿真研究 155

本章小结 157

习题 157

第5章 电力电子电路仿真分析 158

5.1 电力电子器件仿真模型 158

5.1.1 电力电子开关模块 159

5.1.2 桥式电路模块 165

5.1.3 驱动模块 167

5.2 交流-直流变换电路分析 169

5.2.1 单相桥式全控整流电路仿真 169

5.2.2 三相半波可控整流电路仿真 173

5.2.3 三相桥式全控整流电路仿真 175

5.3 直流-直流变换电路分析 178

5.3.1 降压式变换器的建模与仿真 178

5.3.2 升压式变换器的建模与仿真 180

5.3.3 升降压式变换器的建模与仿真 182

5.3.4 全桥DC-DC变换电路仿真 184

5.4 交流-交流变换电路分析 187

5.4.1 单相交流调压器仿真 187

5.4.2 三相交流调压器仿真 189

5.5 直流-交流变换电路分析 190

本章小结 191

习题 191

第6章 MATLAB与直流调速系统仿真 192

6.1 直流电动机的人为机械特性仿真 192

6.2 直流电动机的启动和制动仿真 192

6.2.1 直流电动机直接启动仿真 193

6.2.2 直流电动机能耗制动仿真 197

6.2.3 直流电动机反接制动仿真 199

6.3 直流电动机调速系统仿真分析 200

6.3.1 直流电动机串电阻调速仿真分析 201

6.3.2 开环直流调速控制系统仿真 203

6.3.3 直流调速双闭环控制系统仿真 209

6.4 双闭环控制的直流脉宽调速系统分析 214

本章小结 218

习题 218

第7章 MATLAB与交流调速系统仿真 219

7.1 异步电动机人为机械特性仿真 219

7.2 三相异步电动机启动、制动及正反转的仿真 221

7.2.1 异步电动机直接启动仿真 221

7.2.2 异步电动机定子串电阻启动仿真 226

7.2.3 异步电动机能耗制动仿真 226

7.2.4 异步电动机正反转控制仿真 228

7.3 异步电动机调压调速系统仿真分析 229

7.3.1 异步电动机调压调速原理 230

7.3.2 异步电动机调压调速的闭环控制系统 230

7.3.3 基于转速负反馈控制异步电动机调压调速系统的仿真实现 231

7.4 三相正弦脉宽变频调速系统分析 234

7.5 晶闸管串级调速系统的建模与仿真 237

本章小结 240

习题 241

第8章 控制相关工具箱 242

8.1 SISO工具箱的使用 243

8.2 滤波器设计工具箱 248

8.2.1 FDAtool的使用 248

8.2.2 滤波器的设计 250

本章小结 259

习题 260

第9章 基于DSP的机电控制系统设计 261

9.1 TMS320LF2407芯片介绍 261

9.2 直流电机位置伺服系统设计 266

9.2.1 直流力矩电机 267

9.2.2 功率驱动单元 269

9.2.3 电流采样电路设计 276

9.2.4 光电编码器在数字伺服控制系统中的应用 278

9.2.5 方案需求论证 282

9.2.6 控制算法MATLAB设计实现 284

9.3 控制算法的DSP实现 296

9.3.1 连续信号和数字信号之间的转换 296

9.3.2 控制算法的离散化 305

9.3.3 控制算法的DSP具体实现 310

9.3.4 经典滤波算法 310

9.3.5 优化自己的程序 314

本章小结 315

习题 316

参考文献 317