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目录1

前言1

第一章　控制系统CAD常用算法程序3

第一节　求解线性方程组3

第二节　代数多项式求根4

第三节　求解常微分方程6

第四节　矩阵的基本运算8

第五节　矩阵求逆10

第六节　矩阵行列式的计算11

第七节　矩阵特征值和特征向量的计算12

第八节　多项式基本运算13

第九节 多项式矩阵相乘15

第十节　多项式矩阵求逆18

第十一节　连续李雅普诺夫方程的求解20

第十二节　离散李雅普诺夫方程的求解21

第十三节　计算转移矩阵24

第二章　控制系统仿真26

第一节　线性连续系统仿真26

第二节　非线性连续系统仿真32

第三节　离散系统仿真37

第四节　采样系统仿真39

第五节　随机连续系统仿真46

第六节　随机采样系统仿真50

第三章　控制系统模型的相互转换56

第一节　化连续状态方程为离散状态方程56

第二节　化离散状态方程为连续状态方程58

第三节　双线性变换62

第四节　化状态方程为传递函数66

第五节　化状态方程为能控标准形68

第六节　化状态方程为能观标准形71

第四章　应用古典控制理论分析和设计系统74

第一节　Routh稳定判据74

第二节　传递函数的部分分式展开76

第三节　计算对数频率特性79

第四节　计算根轨迹81

第五节　计算校正传递函数85

第六节　利用长除法求z反变换89

第五章　应用现代控制理论分析和设计系统92

第一节　按极点配置设计控制规律92

第二节　按极点配置设计观测器96

第三节　连续系统线性二次型最优控制规律的计算99

第四节　离散和采样系统中线性二次型最优控制规律的计算101

第五节　离散和采样系统中最优状态估计器的计算104

第六节　连续系统二次型性能指标函数的计算108

第七节　离散和采样系统中二次型性能指标函数的计算110

第八节　随机连续控制系统中平均性能指标函数的计算113

第九节　随机离散和采样系统中平均性能指标函数的计算114

第十节　离散和采样系统中二次型性能函数及其对控制器参数灵敏度的计算120

第十一节　离散和采样系统中部分状态反馈次最优控制器的计算122

第十二节　最小方差控制器的计算125

第六章　控制系统的模型辨识128

第一节　计算随机数列的统计特性128

第二节　根据过渡过程响应确定传递函数131

第三节　最小二乘估计辨识系统模型136

第四节　广义最小二乘估计辨识系统模型141

1.1　求解线性方程组（LINEQ）147

附录一　程序清单147

1．控制系统CAD常用算法程序147

1.2　代数多项式求根（ROOT）150

1.3　求解常微分方程（DIFEQ）154

1.4　矩阵的基本运算（MATOP）157

1.5　矩阵求逆（INVMAT）162

1.6　矩阵行列式的计算（MATDET）164

1.7　矩阵特征值和特征向量的计算（EIGEN）166

1.8 多项式的基本运算（POLY）173

1.9 多项式矩阵相乘（POLMT）175

1.10 多项式矩阵求逆（POLINV）177

1.11　连续李雅普诺夫方程的求解（LYAP）180

1.12　离散李雅普诺夫方程的求解（LYAPD）184

1.13　计算转移矩阵（TRAMAT）189

2.1　线性连续系统仿真（RESP）192

2．控制系统仿真192

2.2　非线性连续系统仿真（SIMCON）198

2.3　离散系统仿真（SIMDIS）211

2.4　采样系统仿真（SIMSAM）214

2.5 随机连续系统仿真（SIMRAC）224

2.6　随机采样系统仿真（SIMRAD）232

3．控制系统模型的相互转换244

3.1　化连续状态方程为离散状态方程（DISAB）244

3.2　化离散状态方程为连续状态方程（CONFG）247

3.3　双线性变换（BILIN）252

3.4　化状态方程为传递函数（ABTRAN）255

3.5　化状态方程为能控标准形（ABCONT）260

4.1　Routh稳定判据（ROUTH）266

4．应用古典控制理论分析和设计系统266

4.2　传递函数的部分分式展开（EXPAND）269

4.3　计算对数频率特性（BODE）278

4.4　计算根轨迹（LOCU，LOCU1）282

4.5　计算校正传递函数（CASCAD）297

4.6　利用长除法求z反变换（ZTFINV）303

5．应用现代控制理论分析和设计系统305

5.1　按极点配置设计控制规律（CPOLAS）305

5.2　按极点配置设计观测器（OPOLAS）310

5.3　连续系统线性二次型最优控制规律的计算（COTLQ）315

5.4　离散和采样系统中线性二次型最优控制规律的计算（SAMLQ）323

5.5　离散和采样系统中最优状态估计器的计算（KALM）338

5.6　连续系统二次型性能指标函数的计算（CONLOS）347

5.7　离散和采样系统二次型性能指标函数的计算（SAMLOS）352

3.6　化状态方程为能观标准形（ABOBS）363

5.8　随机连续控制系统中平均性能指标函数的计算（RACLOS）371

5.9　随机离散和采样系统中平均性能指标函数的计算（RADLOS）374

5.10　离散和采样系统中二次型性能函数及其384

对控制器参数灵敏度的计算（DLOSD）384

5.11 离散和采样系统中部分状态反馈次最优控制器的计算（SUBOPD）392

5.12　最小方差控制器的计算（MINVAR）401

6．控制系统的模型辨识405

6.1　计算随机数列的统计特性（RANDAT）405

6.2　根据过渡过程响应确定传递函数（TRANS）407

6.3　最小二乘估计辨识系统模型（LS）415

6.4　广义最小二乘估计辨识系统模型（GLSB）421

附录二　BASIC-11语言介绍425

参考文献430