主编推荐语
本书帮助读者全面掌握MATLAB编程、Simulink仿真及控制系统建模知识。
内容简介
本书共分为10章,内容涵盖MATLAB基本的矩阵运算和App的UI界面设计,并结合自动控制理论中的时域分析、频域分析、根轨迹分析、非线性设计、状态反馈设计和PID控制器设计内容,选用了180个案例贯穿在每个章节中。案例中内嵌程序命令、注释说明和运行结果,图文并茂,使抽象的理论变得生动形象。
本书以自动控制原理为基础,通过MATLAB函数以及Simulink仿真模块研究被控对象的稳定性和控制系统优化设计,力求解决自动化及工程应用问题。对典型环节、二阶系统阶跃响应、时域的峰值时间、稳态时间、上升时间、超调量、稳态误差等动态特性参数进行了分析,涉及稳定性判断、频域中的幅值裕度、相位裕度、穿越频率、频域法校正、根轨迹校正、状态空间极点配置求解方法及PID参数设计等案例,一方面可帮助读者学习MATLAB编程,另一方面为学习自动控制理论提供有力支持。
书中案例讲解由浅入深、通俗易懂,在MATLABR2020a软件应用基础上,讲解变量、程序文件、函数的使用规则以及App人机交互界面的设计方法、Simulink的图形化仿真步骤,循序渐进,逐步深化,对没有软件基础的读者仍然适用。本书是自动控制理论学习的好帮手,特别理想的受众是控制科学、机械自动化、化工自动化、电气自动化等相关专业或领域的读者。可供本科生、研究生及工程技术人员使用,亦可作为控制理论和开放实验的教材。
目录
- 版权信息
- 内容简介
- 作者简介
- 编辑推荐
- 从书序
- FOREWORD
- 前言
- 学习资源
- 第1章 MATLAB/Simulink概述
- 1.1 MATLAB的主要功能
- 1.2 MATLAB R2020a窗口界面
- 1.3 窗口操作
- 1.4 Simulink简介
- 第2章 MATLAB矩阵与数组应用
- 2.1 常量与变量的使用
- 2.2 矩阵表示
- 2.3 矩阵的基本运算
- 2.4 MATLAB常用函数
- 2.5 MATLAB数组表示
- 2.6 数组集合运算
- 2.7 多项式与算术运算
- 2.8 MATLAB符号运算
- 第3章 MATLAB高等数学计算
- 3.1 傅里叶变换与反变换
- 3.2 拉普拉斯变换与反变换
- 3.3 Z变换与反变换
- 3.4 求极限
- 3.5 求导数
- 3.6 求积分
- 3.7 求零点与极值
- 3.8 求方程的解
- 3.9 级数
- 3.10 常用绘图功能
- 3.11 函数插值
- 第4章 控制系统建模与仿真理论基础
- 4.1 控制系统及建模
- 4.2 控制系统的稳定性
- 4.3 传递函数模型表示
- 4.4 系统的开环和闭环传递函数模型
- 4.5 传递函数模型的建立方法
- 4.6 传递函数模型形式转换
- 第5章 控制系统时域分析的MATLAB实现
- 5.1 模型建立与化简
- 5.2 控制系统的瞬态响应分析
- 5.3 二阶系统阶跃响应分析
- 5.4 稳定性分析
- 第6章 控制系统频域分析、根轨迹分析与设计的MATLAB实现
- 6.1 频域特性分析
- 6.2 频域法超前和滞后校正设计
- 6.3 根轨迹分析与设计
- 第7章 PID控制器的MATLAB编程实现
- 7.1 使用试凑法设计PID控制器
- 7.2 工程整定法求PID控制参数
- 7.3 使用Smith预估器设计PID控制器
- 第8章 状态空间极点配置控制系统设计的MATLAB实现
- 8.1 极点配置与必要条件
- 8.2 二次型最优控制器设计
- 8.3 使用Kalman滤波器设计LQG最优控制器
- 第9章 基于Simulink模块的设计与仿真
- 9.1 仿真编辑及参数设置
- 9.2 二阶系统仿真
- 9.3 稳定性及稳态误差仿真
- 9.4 串联超前和滞后校正仿真设计
- 9.5 PID控制仿真
- 9.6 非线性相平面分析与校正设计
- 9.7 状态反馈控制器仿真设计
- 第10章 MATLAB的GUIDE与App Designer界面设计
- 10.1 GUIDE开发环境
- 10.2 MATLAB句柄的使用
- 10.3 回调函数
- 10.4 GUI组件及属性
- 10.5 App的应用
- 10.6 菜单设计
- 参考文献
出版方
清华大学出版社
清华大学出版社成立于1980年6月,是由教育部主管、清华大学主办的综合出版单位。植根于“清华”这座久负盛名的高等学府,秉承清华人“自强不息,厚德载物”的人文精神,清华大学出版社在短短二十多年的时间里,迅速成长起来。清华大学出版社始终坚持弘扬科技文化产业、服务科教兴国战略的出版方向,把出版高等学校教学用书和科技图书作为主要任务,并为促进学术交流、繁荣出版事业设立了多项出版基金,逐渐形成了以出版高水平的教材和学术专著为主的鲜明特色,在教育出版领域树立了强势品牌。