MATLAB語言與控制系統仿真

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《MATLAB語言與控制系統仿真》，楊成慧 著，出版社： 科學出版社。

書籍是知識的源泉，只有書籍才能解救人類，只有知識才能使我們變成精神上堅強的、真正的、有理性的人。唯有這種人能真誠地熱愛人，尊重人的勞動，衷心地讚賞人類永不停息的偉大勞動所創造的最美好的成果。

目錄

內容簡介

《MATLAB語言與控制系統仿真》根據實際需要，系統地介紹數學軟件MATLAB 7.0的基本功能，包括數值計算功能、符號運算功能和圖形處理功能等，在此基礎上精心設計了豐富的實例，並且有一些導入案例、知識拓展和MATLAB實驗，這樣可以更好地拓展知識，提高讀者的實踐應用能力。MATLAB語言與控制系統仿真的結合，使得MATLAB的控制應用函數在各個實例分析中原理清晰、應用自如、簡單易學。 　　 《MATLAB語言與控制系統仿真》特點：以MATLAB在控制系統中的實際應用為背景，從傳統控制理論到現代控制理論，對控制方法、控制效果做了大量的對比研究，充分體現了MATLAB作為控制系統算法研究工具的方便性及其無可替代的地位。

目錄

第1章 MATLAB與自動控制系統仿真操作基礎 1

1.1 MATLAB與自動控制系統的基本概念 1

1.1.1 MATLAB概述 1

1.1.2 MATLAB的發展 2

1.1.3 MATLAB的主要功能 2

1.1.4 MATLAB的功能演示 3

1.1.5 自動控制的概念及其應用 4

1.2 MATLAB的開發環境與自動控制系統分類 6

1.2.1 MATLAB的開發環境 6

1.2.2 菜單和工具欄 6

1.2.3 熟悉MATLAB的操作桌面 7

1.2.4 自動控制系統的分類 7

1.3 MATLAB集成環境與自動控制系統仿真基本概念 8

1.3.1 MATLAB集成環境 8

1.3.2 命令窗口 9

1.3.3 當前目錄窗口和搜索路徑 9

1.3.4 命令歷史記錄窗口 9

1.3.5 MATLAB的啟動與退出 10

1.3.6 MATLAB的Simulink 仿真 10

1.3.7 控制系統的動態仿真 11

1.4 MATLAB幫助系統與控制系統仿真 13

1.4.1 線性時不變系統(LT1) 15

1.4.2 控制系統建立 17

1.4.3 系統建模的方法 19

1.4.4 系統建模仿真實現 20

習題1 22

實驗1 MATLAB的基本入門操作 22

第2章 MATLAB矩陣及其運算 31

2.1 變量和數據操作 31

2.1.1 變量與賦值 31

2.1.2 預定義變量 32

2.1.3 內存變量的管理 32

2.1.4 MATLAB常用數學函數 33

2.1.5 數據的輸出格式 34

2.2 MATLAB矩陣 34

2.2.1 矩陣的建立 34

2.2.2 矩陣的拆分 36

2.2.3 特殊矩陣 36

2.3 MATLAB矩陣運算 40

2.3.1 關係運算 40

2.3.2 邏輯運算 41

2.3.3 算術運算 42

2.4 MATLAB矩陣分析 43

2.4.1 對角陣與三角陣 43

2.4.2 矩陣的轉置與旋轉 44

2.4.3 矩陣的逆與偽逆 44

2.4.4 方陣的行列式 45

2.4.5 矩陣的秩與跡 45

2.4.6 向量和矩陣的範數 45

2.4.7 矩陣的條件數 45

2.4.8 矩陣的特徵值與特徵向量 46

2.5 本章小結 47

習題2 47

實驗2 MATLAB中矩陣及其運算 48

第3章 MATLAB程序設計 51

3.1 M文件 51

3.1.1 M文件概述 51

3.1.2 M文件的建立與打開 52

3.2 程序控制結構 53

3.2.1 順序結構 53

3.2.2 循環結構 55

3.2.3 選擇結構 58

3.3 函數文件與程序舉例 61

3.3.1 函數文件的基本結構 61

3.3.2 函數調用 62

3.3.3 函數參數的可調性 62

3.3.4 全局變量與局部變量 63

3.3.5 程序舉例 64

3.4 程序調試 64

3.4.1 程序調試概述 64

3.4.2 調試器 65

3.4.3 調試命令 65

3.5 本章小結 65

習題3 67

實驗3 選擇結構的程序設計 69

第4章 M文件與根軌跡分析方法 71

4.1 文件的操作 71

4.1.1 文件的打開 71

4.1.2 文件的關閉 72

4.1.3 文件的讀寫操作 72

4.1.4 文本文件的讀寫操作 73

4.1.5 數據文件定位 73

4.2 根軌跡分析方法 74

4.2.1 根軌跡定義 74

4.2.2 根軌跡方程 74

4.2.3 繪製根軌跡的規則 75

4.2.4 利用MATLAB繪製根軌跡圖舉例 75

習題4 83

實驗4 M文件操作 83

第5章 繪圖操作與時域分析 87

5.1 繪圖操作 87

5.1.1 繪圖函數 87

5.1.2 二維繪圖 88

5.1.3 常用統計圖繪圖 96

5.2 三維繪圖 97

5.2.1 三維曲線 97

5.2.2 三維曲面 98

5.3 控制系統常用函數與時域響應分析 102

5.4 穩定性分析 105

5.4.1 穩定性 105

5.4.2 MATLAB在穩定性分析中的應用 106

實驗5 MATLAB的二維繪圖 111

實驗6 MATLAB的三維繪圖 118

第6章 MATLAB符號運算 123

6.1 符號運算簡介 123

6.1.1 符號變量、表達式的生成 123

6.1.2 findsyM函數和subs 函數 126

6.1.3 符號和數值之間的轉換 128

6.1.4 任意精度的計算 128

6.1.5 創建符號方程 129

6.2 符號表達式的化簡與替換 129

6.2.1 符號表達式的化簡 129

6.2.2 符號表達式的替換 131

實驗7 符號運算 134

第7章 MATLAB在控制系統中的應用 137

7.1 頻率特性 137

7.2 頻率響應分析 137

7.3 PID 控制器設計及其校正 143

7.3.1 PID 控制原理 143

7.3.2 PID 控制器設計 143

7.4 離散系統的數字PID 控制 145

實驗8 控制系統設計實驗 154

第8章 Simulink 仿真 158

8.1 Simulink 基礎模塊庫 158

8.2 模型搭建方法 162

8.3 子模型的封裝搭建 168

8.4 仿真實例 171

實驗9 Simulink 仿真實驗 179

參考文獻 187

附錄1 部分習題答案 188

附錄2 MATLAB常用函數表 191