《控制系统计算机辅助设计 MATLAB语言及应用》求取 ⇩

1.1 绪论1

第1章CACSD软件环境与新技术概述1

1.2 国外CACSD软件环境综述2

1.3 ACSL仿真语言及其应用5

1.4 MATLAB、SIMULINK与各种CACSD工具箱7

1.5 符号运算系统Mathematica介绍9

1.6 控制系统计算机辅助设计领域的新方法12

1.7 本书的基本结构和内容14

参考文献15

2.1 MATLAB简介17

第2章MATLAB语言的使用与程序设计17

2.2 MATLAB环境的安装与基本操作19

2.3 MATLAB的基本语句结构21

2.4 矩阵的基本运算25

2.5 MATLAB的控制语句31

2.5.1 MATLAB的循环语句结构31

2.5.2 MATLAB的条件转移语句结构32

2.6 MATLAB的编程基础与技巧36

2.6.1 MATLAB允许的文件类型36

2.6.2 MATLAB工作空间及变量的管理37

2.6.3 MATLAB的输入与输出语句39

2.6.4 MATLAB的在线帮助系统及其应用42

2.6.5 MATLAB下M文件及M函数的编写与调用44

2.7 MATLAB的绘图功能46

2.7.1 MATLAB下二维图形绘制46

2.7.2 MATLAB下特殊坐标图形51

2.7.3 MATLAB下图形对象的修改54

2.7.4 MATLAB三维图形绘制56

2.8 MATLAB编程举例61

习题63

参考文献66

第3章数值线性代数方法及MATLAB实现67

3.1 特殊矩阵的实现67

3.2 矩阵的特征参数运算72

3.3 矩阵的相似变换与分解79

3.3.1 矩阵的相似变换与正交变换79

3.3.2 矩阵的三角分解及Cholesky分解80

3.3.3 矩阵的奇异值分解84

3.4 矩阵的特征值与特征向量87

3.5 矩阵求逆与线性方程求解91

3.5.1 矩阵求逆运算与线性方程求解91

3.5.2 矩阵的广义逆92

3.5.3 Kronecker积与方程求解95

3.6 稀疏矩阵的处理98

3.7 矩阵的非线性运算102

3.7.1 面向矩阵各个元素的非线性运算102

3.7.2 面向整个矩阵的非线性运算103

3.8 数值分析的其它方法及MATLAB实现107

3.8.1 数据处理的方法及MATLAB实现107

3.8.2 数值积分方法及MATLAB实现108

3.8.3 非线性方程求解及最优化110

3.8.4 微分方程初值问题的数值解法112

习题115

参考文献117

第4章控制系统的数学模型及其转换方法118

4.1 线性控制系统模型的基本描述方法118

4.1.1控制系统的传递函数描述118

4.1.2 控制系统的状态方程模型121

4.1.3 控制系统的零极点模型122

4.1.4 控制系统的典型连接124

4.1.5 控制系统的结构图描述及转换127

4.2 控制系统的稳定性分析132

4.3 状态方程与传递函数的相互转换136

4.4 控制系统模型的连续化与离散化138

4.5 状态方程的标准型转换143

4.5.1 状态方程模型的相似变换143

4.5.2 系统的可控性及可控标准型实现143

4.5.3 系统的可观测性及可观测标准型实现145

4.5.4 Jordan标准型及其转换147

4.6 状态方程的最小实现150

4.7 状态方程的均衡实现153

4.8.1 连续系统的模型辨识155

4.8 控制系统辨识与降阶技术155

4.8.2 离散时间系统的最小二乘辨识方法159

4.8.3 控制系统的模型降阶实例161

习题165

参考文献168

第5章控制系统的计算机辅助频域与时域分析169

5.1 控制系统的频域响应169

5.1.1 频率响应的计算方法169

5.1.2 频率响应曲线绘制171

5.1.3 离散时间系统的频率响应分析174

5.1.4 时间延迟系统的频率响应176

5.2 线性系统的时间响应分析178

5.3 系统框图输入与仿真工具SIMULINK181

5.3.1 控制系统框图模型建立182

5.3.2 利用SIMULINK进行数字仿真189

5.3.3 SIMULINK其它模块库内容概述193

5.4 SIMULINK使用的高级技术194

5.4.1 SIMULINK模块的安排195

5.4.2 构造SIMULINK型模块196

5.4.3 模型线性化方法及SIMULINK实现198

5.4.4 S函数的编写与使用201

5.4.5 SIMULINK界面设置203

5.5 SIMULINK仿真举例204

5.6 连续随机输入系统的仿真算法207

5.6.1 传统仿真方法的不适用性207

5.6.2 线性系统的仿真算法208

5.6.3 近似仿真方法210

5.7 非线性系统的频率响应分析212

5.7.1 仿真分析算法212

5.7.2 初始状态向量的较精确近似214

5.7.3 频率分析的MATLAB程序实现214

习题216

参考文献219

6.1 引言221

6.2 多变量系统的频域设计方法221

6.2.1 多变量系统的数学模型及标准型表示221

第6章控制系统计算机辅助设计（频域方法）221

6.2.2 多变量系统的频率响应224

6.2.3 对角占优系统与伪对角化230

6.3 多变量系统的其它设计方法242

6.3.1 多变量系统的特征轨迹方法243

6.3.2 多变量系统的参数最优化设计249

6.4 自整定PID控制策略253

6.4.1 Ziegler-Nichols经验公式254

6.4.2 PID自整定控制结构与方法261

6.4.3 伪微分反馈控制方案264

6.5 定量反馈控制设计方法270

6.5.1 单变量系统的QFT设计方法270

6.5.2 QFT设计举例272

6.5.3 QFT计算机辅助设计工具箱简述277

习题279

参考文献280

7.2.1 极点配置与模态控制283

7.2 基于状态反馈的经典设计方法283

第7章控制系统计算机辅助设计（时域方法）283

7.1 引言283

7.2.2 解耦控制287

7.2.3 模型跟踪控制290

7.3 线性二次型最优控制器设计292

7.3.1 线性二次型指标与Riccati方程求解292

7.3.2 输出反馈的线性二次型最优控制297

7.3.3 最优模型跟踪问题299

7.4 线性二次型Gauss最优控制问题300

7.4.1 LQG问题的一般解法300

7.4.2 回路传输恢复技术302

7.5 基于H∞技术的鲁棒控制方案306

7.5.1 范数指标与H∞空间的基本概念306

7.5.2 H∞及镇定控制器参数化公式311

7.5.3 控制系统的鲁棒性能设计算法319

7.5.4 H∞问题的间接解法322

7.5.5 H∞问题的直接解法324

7.5.6 H∞控制器的实现与降阶326

7.6 时域设计方法的MATLAB工具箱327

7.6.1 控制系统工具箱简介327

7.6.2 鲁棒控制工具箱简介328

7.6.3 μ分析与综合工具箱简介328

习题329

参考文献330

第8章MATLAB下的图形界面设计技术与应用332

8.1 MATLAB图形界面概述332

8.2 图形窗口的设置332

8.3 菜单环境的使用与创建338

8.3.1 标准MATLAB菜单及使用338

8.3.2 简易菜单系统的设计340

8.3.3 用户自定义菜单的设计与使用341

8.4 对话框设计方法345

8.4.1 对话框的基本元素和实现345

8.4.2 标准对话框的实现与调用347

8.4.3 一般对话框的设计349

8.5 应用实例-ControlKit355

习题362

参考文献364

附录A MATLAB函数一览表365

附录BMATLAB函数分类索引372

6.2.4 多变量系统的设计方法举例2366