本書緊密結合胡壽松主編的《自動控制原理》教材，結合本科機電類《自動控制原理》課程教學大綱，全面、系統(tǒng)地介紹了應用Matlab分析和解決《自動控制原理》課程中基本問題的方法。 書中簡要介紹了有關自動控制的基本概念和方法，通過大量實例闡述了如何應用Matlab進行控制系統(tǒng)的分析和設計。對于經(jīng)典控制理論部分，本書內容包括：控制系統(tǒng)數(shù)學模型的表示和簡化，控制系統(tǒng)的時域分析、復域分析、頻域分析及控制系統(tǒng)的校正。對離散系統(tǒng)部分，介紹了Z變換及離散系統(tǒng)的分析和校正方法。對非線性系統(tǒng)部分，介紹了非線性系統(tǒng)的相平面和描述函數(shù)分析法。對現(xiàn)代控制理論部分，介紹了狀態(tài)空間分析方法及線性二次型控制方法。書中特別介紹了工業(yè)控制中常用的PID控制方法，以及時域和頻域教學模型辨識等非常實用的工程設計方法。 本書可作為高等院校自動控制和機電工程類專業(yè)學生學習《自動控制原理》的實驗用書，也可作為從事上述相關領域工作的廣大科技工作人員解決控制工程問題的參考書。
第一章 Matlab簡介
1.1 Matlab應用領域
1.2 基本Matlab操作
1.3 Matlab編程基礎
1.3.1 常量與變量
1.3.2 矩陣的輸入方法
1.3.3 Matlab基本運算
1.3.4 控制語句
1.4 圖形功能
習題
第二章 線性系統(tǒng)的數(shù)學模型
2.1 Laplace變換
2.1.1 Laplace變換基本知識
2.1.2 應用Matlab求解Laplace變換與反變換
2.2 數(shù)學模型
2.2.1 數(shù)學模型基本知識
2.2.2 用Matlab表示數(shù)學模型
2.3 結構圖簡化
2.4 信號流圖
習題
第三章 線性系統(tǒng)的時域分析
3.1 系統(tǒng)動態(tài)性能
3.1.1 系統(tǒng)動態(tài)性能基本知識
3.1.2 系統(tǒng)動態(tài)性能的Matlab求解
3.2 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差
3.2.1 穩(wěn)定性與穩(wěn)態(tài)誤差的基本知識
3.2.2 應用Matlab判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
3.2.3 穩(wěn)態(tài)誤差的計算
習題
第四章 線性系統(tǒng)的根軌跡分析
4.1 根軌跡的基本知識
4.2 二階系統(tǒng)的解析根軌跡圖
4.3 根軌跡繪制與分析
習題
第五章 線性系統(tǒng)的頻域分析
5.1 頻率特性物理意義
5.2 Nyquist曲線與Nyquist穩(wěn)定性判據(jù)
5.3 Bode圖與穩(wěn)定裕度
習題
第六章 系統(tǒng)校正
6.1 校正基本知識
6.2 串聯(lián)超前校正
6.2.1 無源超前校正網(wǎng)絡
6.2.2 超前校正裝置設計
6.3 串聯(lián)滯后校正
6.3.1 無源滯后校正網(wǎng)絡
6.3.2 滯后校正裝置設計
6.4 串聯(lián)滯后—超前校正
6.4.1 無源滯后—超前校正網(wǎng)絡
6.4.2 無源滯后—超前校正裝置設計
6.5 測速—超前網(wǎng)絡反饋校正
6.6 PID控制
6.6.1 PID控制原理
6.6.2 應用Simulink設置PID控制器參數(shù)
習題
第七章 線性離散系統(tǒng)的分析與校正
7.1 線性離散系統(tǒng)的基本概念
7.2 z變換和z反變換
7.3 離散系統(tǒng)的數(shù)學模型
7.4 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
7.5 離散系統(tǒng)的動態(tài)性能分析
習題
第八章 非線性控制系統(tǒng)分析
8.1 非線性控制系統(tǒng)概述
8.2 相平面法
8.2.1 相平面法的基本概念
8.2.2 基于Matlab/Simlink的相平面法分析
8.3 描述函數(shù)法
8.3.1 描述函數(shù)法的基本概念
8.3.2 基于Matlab的描述函數(shù)法分析
習題
第九章 線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析
9.1 狀態(tài)空間模型的線性變換及其標準形
9.1.1 狀態(tài)空間表達式的線性變換
9.1.2 非奇異線性變換的不變特性
9.1.3 幾種常用的線性變換
9.2 線性系統(tǒng)的可控性、可觀性判定
9.2.1 線性系統(tǒng)的可控性
9.2.2 應用Matlab求解系統(tǒng)的可控性
9.2.3 線性系統(tǒng)的可觀測性及Matlab求解
9.2.4 連續(xù)系統(tǒng)的完全可控標準形和完全可觀測標準形
9.2.5 在Matlab中求系統(tǒng)的可控標準形和可觀測標準形
9.3 系統(tǒng)的反饋結構及狀態(tài)觀測器
9.3.1 系統(tǒng)輸出反饋
9.3.2 系統(tǒng)的狀態(tài)反饋與閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)矩陣
9.3.3 系統(tǒng)的極點配置
9.3.4 系統(tǒng)的狀態(tài)觀測器
9.3.5 系統(tǒng)的狀態(tài)降維觀測器
9.4 李亞普諾夫穩(wěn)定性
習題
第十章 線性二次型問題控制
10.1 控制基本概念
10.2 線性二次型問題的控制
習題
參考文獻
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