基于MATLAB的控制系統(tǒng)仿真及應(yīng)用

第1章  MATLAB應(yīng)用基礎(chǔ) 1
1.1  MATLAB簡介 1
1.1.1  操作界面介紹 2
1.1.2  幫助系統(tǒng) 4
1.1.3  工具箱 6
1.2  MATLAB基本使用方法 12
1.2.1  基本要素 12
1.2.2  應(yīng)用基礎(chǔ) 14
1.2.3  數(shù)值運(yùn)算 18
1.2.4  符號(hào)運(yùn)算 22
1.2.5  圖形表達(dá)功能 25
1.2.6  程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 33
習(xí)題1 37
第2章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 39
2.1  數(shù)學(xué)模型的建立 39
2.1.1  傳遞函數(shù)模型 39
2.1.2  狀態(tài)空間模型 41
2.1.3  零極點(diǎn)增益模型 44
2.1.4  頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)模型 45
2.1.5  模型參數(shù)的獲取 46
2.2  數(shù)學(xué)模型的相互轉(zhuǎn)換 47
2.2.1  連續(xù)時(shí)間模型和離散時(shí)間模型的相互轉(zhuǎn)換 47
2.2.2  傳遞函數(shù)模型和狀態(tài)空間模型的相互轉(zhuǎn)換 48
2.2.3  傳遞函數(shù)模型和零極點(diǎn)增益模型的相互轉(zhuǎn)換 49
2.2.4  狀態(tài)空間模型和零極點(diǎn)增益模型的相互轉(zhuǎn)換 50
2.2.5  離散時(shí)間系統(tǒng)的重新采樣 51
2.3  數(shù)學(xué)模型的連接 58
2.3.1  串聯(lián)連接 58
2.3.2  并聯(lián)連接 59
2.3.3  反饋連接 60
習(xí)題2 61
第3章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析 63
3.1  零輸入響應(yīng)分析 63
3.2  脈沖輸入響應(yīng)分析 65
3.3  階躍輸入響應(yīng)分析 67
3.4  高階系統(tǒng)響應(yīng)分析 68
3.5  任意輸入響應(yīng)分析 73
3.6  根軌跡分析方法 75
3.7  控制系統(tǒng)的頻率特性 77
習(xí)題3 82
第4章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)性能分析 85
4.1  控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 85
4.2  控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能分析 89
4.3  控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能分析 95
習(xí)題4 100
第5章  基于MATLAB/Simulink的控制系統(tǒng)建模與仿真 102
5.1  Simulink模塊庫 102
5.2  Simulink基本操作 111
5.3  Simulink建模與仿真 112
5.4  基于MATLAB/Simulink的非線性系統(tǒng)自激振蕩的分析 120
習(xí)題5 127
第6章  基于MATLAB的控制系統(tǒng)校正 130
6.1  PID控制器 130
6.2  超前校正 133
6.3  滯后校正 137
6.4  SISO設(shè)計(jì)工具 141
習(xí)題6 148
第7章  應(yīng)用實(shí)例1——汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)建模與控制仿真 151
7.1  汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)模型 151
7.1.1  整車模型 151
7.1.2  輪胎模型 152
7.1.3  滑移率模型 153
7.1.4  單輪模型 154
7.2  基于單輪模型的Simulink仿真 154
第8章  應(yīng)用實(shí)例2——車輛懸架系統(tǒng)的建模和控制仿真 158
8.1  汽車懸架系統(tǒng)模型 158
8.1.1  汽車被動(dòng)懸架系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 159
8.1.2  汽車主動(dòng)懸架系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 159
8.2  懸架系統(tǒng)模型性能分析及仿真 160
8.2.1  穩(wěn)定性分析 160
8.2.2  脈沖響應(yīng) 161
8.2.3  鋸齒波響應(yīng) 163
8.2.4  正弦波響應(yīng) 164
8.2.5  白噪聲路面模擬輸入仿真 165
8.2.6  汽車懸架系統(tǒng)的對(duì)比分析及評(píng)價(jià) 167
第9章  應(yīng)用實(shí)例3——汽車四輪轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的仿真 169
9.1  四輪轉(zhuǎn)向車輛的動(dòng)力學(xué)模型 169
9.2  基于橫擺角速度反饋控制的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究 170
9.2.1  模型的建立 170
9.2.2  控制算法 171
9.2.3  基于MATLAB/Simulink仿真 172
9.2.4  操縱穩(wěn)定性分析 175
9.3  基于最優(yōu)控制的四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)研究 175
9.3.1  模型的建立 175
9.3.2  4WS系統(tǒng)的可控性和能觀性分析 176
9.3.3  基于MATLAB仿真 176
參考文獻(xiàn) 180