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第1章 控制系统仿真的基本概念1

1.1 发展历史1

1.2 系统的定义和分类2

1.3 系统仿真技术的基本概念3

1.4 系统仿真的应用6

1.5 控制系统的计算机仿真6

1.6 教材的基本结构以及本课程与其他课程的关系7

习题8

2.1 控制系统的数学模型的描述9

第2章 控制系统数学模型与MATLAB控制类工具箱9

2.2 控制类工具箱15

习题17

第3章 单输入单输出控制系统的分析18

3.1 单输入单输出(SISO)控制系统的模型及其转换18

3.2 系统的稳态误差23

3.3 系统稳定性分析24

3.4 SISO线性控制系统的时域分析27

3.5 SISO线性控制系统的根轨迹分析32

3.6 SISO线性控制系统的频域分析36

习题42

第4章 单输入单输出控制系统的校正46

4.1 串联校正装置的设计46

4.2 PID控制器设计71

习题88

第5章 计算机控制系统的分析与校正90

5.1 模型的表达与转换91

5.2 计算机控制系统(采样控制系统)的性能分析95

5.3 计算机控制系统的离散化设计101

5.4 计算机控制系统的模拟化设计104

习题107

第6章 连续和离散状态空间模型的仿真与设计109

6.1 状态空间模型的建立和转换109

6.2 系统性能分析116

6.3 极点配置与控制器设计122

6.4 LQ控制器设计127

6.5 鲁棒控制器设计132

习题135

第7章 控制系统的符号运算137

7.1 基本符号运算137

7.2 积分变换与反变换140

7.3 单输入单输出连续和离散控制系统符号运算141

7.4 有限拍调节器的设计144

7.5 状态空间模型控制系统符号运算147

习题151

第8章 SIMULINK的应用153

8.1 SIMULINK界面与仿真环境153

8.2 控制仿真模型的建立154

8.3 控制框图模型的系统仿真162

8.4 SIMULINK的数据传递与交换164

8.5 SIMULINK建模、仿真举例167

习题170

9.1 单输入单输出连续控制系统仿真与设计实验173

第9章 控制系统计算机辅助分析与设计实验173

9.2 计算机控制系统仿真实验186

9.3 状态空间控制模型系统仿真与设计188

9.4 控制系统的符号运算实验190

第10章 控制系统设计与仿真应用实例191

10.1 直流拖动控制系统191

10.2 汽车运动控制系统的设计193

10.3 跷跷板控制系统的设计195

10.4 玻璃窑炉温度控制系统199

Ⅰ.1 MATLAB简介及操作环境204

附录Ⅰ MATLAB语言204

Ⅰ.2 MATLAB基本特性209

Ⅰ.3 数组、矩阵的基本运算222

Ⅰ.4 关系与逻辑运算231

Ⅰ.5 向量与多项式233

Ⅰ.6 控制流与若干控制命令237

Ⅰ.7 数据的可视化244

Ⅰ.8 M函数252

附录Ⅱ 程序259

Ⅲ.1 功能介绍与操作指导270

附录Ⅲ 《控制系统分析与设计CSCAD(V1.2)教学示范软件包》说明270

Ⅲ.2 模型参数的输入与修改271

Ⅲ.3 各种系统模型信息275

Ⅲ.4 系统性能分析275

Ⅲ.5 系统辨识模型的选择276

Ⅲ.6 系统的辅助设计277

Ⅲ.7 数字校正控制器设计282

Ⅲ.8 模型的保存与读入282

Ⅲ.9 控制系统传递函数的符号运算283

参考文献284