第1章 概述 3
1.1 系统的实验研究方法 3
基础篇 3
1.2 仿真实验的分类 5
1.3 相似性原理 9
1.4 系统、模型与数字仿真 13
1.5 仿真技术的应用 16
1.5.1 控制系统CAD 16
1.5.2 虚拟现实 21
1.5.3 工程应用 24
1.5.4 几种常用的数字仿真工具软件 27
1.6 仿真技术的发展与展望 30
本章小结 32
习题 33
参考文献 33
2.1 控制系统的数学模型 35
第2章 系统建模 35
2.2 系统建模概述 40
2.3 系统建模方法 43
2.4 模型验证 62
2.5 系统建模实例 65
2.5.1 独轮自行车实物仿真问题 65
2.5.2 龙门吊车运动控制问题 68
2.5.3 水箱液位控制问题 75
2.5.4 燃煤热水锅炉控制问题 78
2.6 问题与探究——水轮发电机系统的线性化模型 81
本章小结 82
习题 83
参考文献 84
第3章 系统仿真 85
3.1 常微分方程的数值求解 85
3.2 面向系统结构图的仿真 102
3.3 环节的离散化与非线性系统仿真 120
3.4 数字控制系统的仿真 139
3.5 问题与探究——投针实验 154
本章小结 156
习题 157
参考文献 159
应用篇 163
第4章 系统建模、仿真与控制实例 163
4.1 直流电动机转速／电流双闭环控制系统设计 163
4.2 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计 171
4.3 龙门吊车重物防摆的鲁棒PID控制方案 188
4.4 龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案 198
4.5 一阶直线双倒立摆系统的可控性研究 211
4.6 自平衡式两轮电动车运动控制技术研究 224
4.7 问题与探究——灵长类仿生机器人运动控制 241
本章小结 245
习题 246
参考文献 250
第5章 虚拟样机技术与应用 252
5.1 概述 252
5.2 虚拟样机技术的形成、发展与应用 257
5.3 一阶直线倒立摆的虚拟样机 268
5.4 问题与探究——球棒系统的虚拟样机研究 274
本章小结 279
参考文献 279
第6章 实物仿真技术与应用 280
6.1 概述 280
6.2 龙门吊车实物仿真系统 282
6.3 实物仿真实验系统的电气控制平台 289
6.4 实物仿真实验研究 297
6.5 问题与探究——独轮自行车实物仿真 305
本章小结 307
参考文献 307