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MATLAB与控制系统仿真实践-(第3版) 版权信息
- ISBN：9787512422261
- 条形码：9787512422261 ; 978-7-5124-2226-1
- 装帧：暂无
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
MATLAB与控制系统仿真实践-(第3版) 本书特色
《MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）》一书以MATLAB R2015b为仿真平台，以清新、简洁的风格介绍了MATLAB语言基础及基于MATLAB的控制系统仿真。本书在结构上包括上下两篇共17章。上篇介绍MATLAB语言基础；为满足新的教学需求，还加入了MATLAB/Simulink与开源电子设计平台Arduino的交互应用，共8章。下篇介绍控制系统的MATLAB仿真，并提供了两个课程设计案例供学习参考，共9章。 全书结构清晰，内容翔实，图文并茂，以丰富的实例突出实践性，通过紧密联系实际突出应用性。 《MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）》一书可作为自动控制等相关专业的教学参考用书，也可作为相关领域工程技术人员和研究人员的参考资料。书中MATLAB语言的介绍较为全面，可供MATLAB语言入门者学习参考。书中所给综合实例则对相关课程设计、毕业设计等有重要参考价值。
MATLAB与控制系统仿真实践-(第3版) 内容简介
本书曾荣获“第三届中国大学出版社图书奖优秀教材奖二等奖”和“2016年陕西省普通高等学校优秀教材二等奖”。 《MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）》一书中内容的讲解通俗易懂，目前已经被国内100多家高校的老师选为教材。随书配有课件、程序源代码、实验教材的电子版、综合试题集，相关讲解视频免费放在MATLAB中文论坛上供读者学习使用。
MATLAB与控制系统仿真实践-(第3版) 目录
上篇MATLAB/ Simulink基础
第1章MATLAB环境认识与操作3
1.1MATLAB环境认识3
1.1.1命令窗口4
1.1.2命令历史记录(CommandHistory)窗口6
1.1.3工作空间(Workspace)窗口7
1.1.4MATLAB的帮助使用9
1.1.5图形窗口12
1.1.6编辑/调试窗口13
1.2MATLAB Notebook及其使用14
1.2.1MATLAB Notebook的启动14
1.2.2Notebook的菜单命令15
1.2.3输出单元的格式控制15
1.2.4使用Mbook模板的技巧16上篇MATLAB/ Simulink基础 第1章MATLAB环境认识与操作3 1.1MATLAB环境认识3 1.1.1命令窗口4 1.1.2命令历史记录(Command History)窗口6 1.1.3工作空间(Workspace)窗口7 1.1.4MATLAB的帮助使用9 1.1.5图形窗口12 1.1.6编辑/调试窗口13 1.2MATLAB Notebook及其使用14 1.2.1MATLAB Notebook的启动14 1.2.2Notebook的菜单命令15 1.2.3输出单元的格式控制15 1.2.4使用Mbook模板的技巧16 本 章 小 结16 第2章MATLAB语言基础17 2.1MATLAB语言的常量与变量17 2.1.1MATLAB语言的常量17 2.1.2MATLAB语言的变量18 2.2MATLAB语言的运算符19 2.2.1算术运算符19 2.2.2关系运算符19 2.2.3逻辑运算符19 2.3MATLAB语言的数据类型20 2.3.1MATLAB语言的数据类型概述20 2.3.2稀疏矩阵20 2.3.3单元数组24 2.3.4结构数组27 2.4MATLAB语言的基本语句结构30 2.4.1直接赋值语句30 2.4.2调用函数语句31 本 章 小 结31 第3章MATLAB的数值运算与符号运算基础32 3.1数组与矩阵的基本操作32 3.1.1数组与矩阵的输入32 3.1.2数组与矩阵元素的操作36 3.1.3数组与矩阵的输出38 3.2MATLAB的基本数值运算40 3.2.1算术运算40 3.2.2关系运算44 3.2.3逻辑运算45 3.2.4运算优先级47 3.3MATLAB的基本符号运算47 3.3.1符号运算基本函数48 3.3.2符号代数方程和微分方程的求解49 3.3.3符号微积分运算52 3.3.4Laplace变换及其反变换、Z变换及其反变换53 3.3.5MuPAD Notebook简介55 本 章 小 结56 第4章MATLAB语言的程序设计57 4.1MATLAB语言的流程结构57 4.1.1if, else和elseif组成的条件转移结构57 4.1.2switch，case和otherwise组成的开关结构58 4.1.3while/for循环结构58 4.1.4try和catch组成的试探结构59 4.1.5MATLAB程序设计举例60 4.2MATLAB函数的编写63 4.2.1MATLAB函数的基本结构64 4.2.2MATLAB函数编写举例66 4.3MATLAB程序设计中应注意的问题69 本 章 小 结70 第5章MATLAB语言的绘图基础71 5.1二维图形的绘制71 5.1.1绘制二维图形的基本函数及示例71 5.1.2图形的修饰及示例73 5.1.3多图绘制函数及示例78 5.1.4特殊应用二维图形的绘制83 5.2三维图形的绘制85 5.2.1三维图形绘制函数85 5.2.2三维图形绘制举例85 5.3图形的图形化编辑87 5.4符号函数绘制图形88 5.4.1符号函数绘制图形的函数及示例88 5.4.2符号函数的图形化绘制方式89 本 章 小 结90 第6章MATLAB GUI程序设计初步91 6.1GUI设计工具GUIDE简介91 6.1.1GUIDE的启动91 6.1.2GUI的创建91 6.2GUI程序设计示例93 6.2.1“Hello World”程序的设计93 6.2.2控制系统典型环节的演示程序95 本 章 小 结99 第7章MATLAB的仿真集成环境——Simulink100 7.1Simulink概述100 7.2Simulink的基本界面操作100 7.3Simulink的功能模块及其操作103 7.3.1Simulink的功能模块103 7.3.2功能模块的基本操作109 7.3.3功能模块的连接操作111 7.4Simulink仿真环境的设置112 7.5子系统及封装技术113 7.5.1子系统的建立114 7.5.2子系统的封装115 7.6用Simulink建立系统模型示例118 7.7Simulink的高级应用——S函数的编写121 7.7.1S函数的工作原理122 7.7.2S函数的设计实例127 本 章 小 结133 第8章MATLAB/Simulink与Arduino交互控制134 8.1Arduino简介134 8.1.1Arduino及其特点134 8.1.2Arduino硬件资源135 8.1.3Arduino开发环境136 8.1.4Arduino开发举例137 8.2MATLAB/Simulink对Arduino的开发支持140 8.2.1MATLAB/Simulink支持包的安装140 8.2.2MATLAB对Arduino的支持(Arduino Support from MATLAB)141 8.2.3Simulink对Arduino的支持(Arduino Support from Simulink)141 8.3MATLAB/Simulink与Arduino交互控制举例143 8.3.1MATLAB与Arduino交互控制举例143 8.3.2Simulink与Arduino交互控制举例146 本 章 小 结149 下篇控制系统的MATLAB仿真 第9章自动控制及其仿真概述153 9.1自动控制系统概述153 9.1.1自动控制系统的基本形式及特点153 9.1.2自动控制系统的分类154 9.1.3对自动控制系统的要求及性能评价154 9.2控制系统仿真概述154 9.2.1仿真的基本概念154 9.2.2仿真的不同分类155 9.2.3仿真技术的应用及发展156 9.2.4计算机仿真的要素及基本步骤157 9.2.5控制系统仿真软件158 本 章 小 结158 第10章基于MATLAB的控制系统数学建模159 10.1控制系统的传递函数模型159 10.1.1系统传递函数模型简述159 10.1.2传递函数的MATLAB相关函数160 10.1.3建立传递函数模型实例161 10.2控制系统的零极点函数模型164 10.2.1零极点函数模型简述164 10.2.2零极点函数的MATLAB相关函数165 10.2.3建立零极点函数模型实例165 10.3控制系统的状态空间函数模型169 10.3.1状态空间函数模型简述169 10.3.2状态空间函数的MATLAB相关函数169 10.3.3建立状态空间函数模型实例170 10.4系统模型之间的转换172 10.4.1系统模型转换的MATLAB相关函数172 10.4.2系统模型之间转换实例173 10.5方框图模型的连接化简178 10.5.1方框图模型的连接化简简述178 10.5.2系统模型连接化简的MATLAB相关函数180 10.5.3系统模型连接化简实例180 10.6Simulink图形化系统建模实例184 本 章 小 结185 第11章控制系统的稳定性分析186 11.1系统稳定性的MATLAB直接判定187 11.1.1MATLAB直接判定的相关函数187 11.1.2MATLAB直接判定实例187 11.2系统稳定性的MATLAB图形化判定190 11.2.1MATLAB图形化判定的相关函数190 11.2.2MATLAB图形化判定实例190 11.3MATLAB LTI Viewer稳定性判定实例192 本 章 小 结195 第12章控制系统的时域分析196 12.1控制系统的动态性能指标分析196 12.1.1控制系统的动态性能指标196 12.1.2控制系统动态性能指标MATLAB求取实例197 12.2控制系统的稳态性能指标分析204 12.2.1系统的稳态性能指标204 12.2.2控制系统稳态性能指标MATLAB求取实例204 12.3MATLAB时域响应仿真的典型函数应用207 12.3.1MATLAB时域响应仿真的典型函数207 12.3.2MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例207 12.4MATLAB/Simulink图形化时域分析212 12.4.1MATLAB LTI Viewer时域分析实例212 12.4.2Simulink时域分析实例215 本 章 小 结217 第13章控制系统的根轨迹分析与校正218 13.1控制系统的根轨迹法分析220 13.1.1MATLAB根轨迹分析的相关函数220 13.1.2MATLAB根轨迹分析实例220 13.2控制系统的根轨迹法校正233 13.2.1根轨迹法超前校正及基于MATLAB的实例234 13.2.2根轨迹法滞后校正及基于MATLAB的实例238 13.3MATLAB图形化根轨迹法分析与设计242 13.3.1MATLAB图形化根轨迹法分析与设计工具rltool242 13.3.2基于图形化工具rltool的系统分析与设计实例244 本 章 小 结246 第14章控制系统的频域分析与校正247 14.1控制系统的频域分析248 14.1.1频率特性及其表示248 14.1.2MATLAB频域分析的相关函数248 14.1.3MATLAB频域分析实例249 14.2基于频域法的控制系统稳定性能分析258 14.2.1频域法的稳定性判定和稳定裕度概述258 14.2.2基于频域法的控制系统稳定性判定相关函数259 14.2.3MATLAB频域法稳定性判定实例260 14.3控制系统的频域法校正266 14.3.1频域法超前校正及基于MATLAB的实例266 14.3.2频域法滞后校正及基于MATLAB的实例271 14.3.3频域法滞后超前校正及基于MATLAB的实例276 本 章 小 结282 第15章控制系统的PID控制器设计283 15.1PID控制器概述283 15.2PID控制器作用分析284 15.2.1比例控制作用举例分析284 15.2.2比例微分控制作用举例分析285 15.2.3积分控制作用举例分析288 15.2.4比例积分控制作用举例分析290 15.2.5比例积分微分控制作用举例分析291 15.3PID控制器设计举例295 15.3.1PID控制器参数整定方法295 15.3.2PID控制器设计举例296 本 章 小 结300 第16章非线性控制系统分析301 16.1非线性系统概述301 16.2相平面法302 16.2.1相平面法概述302 16.2.2基于MATLAB的相轨迹图绘制示例302 16.3描述函数法304 16.3.1描述函数法概述304 16.3.2基于MATLAB的描述函数法非线性系统分析示例305 本 章 小 结307 第17章课程设计综合实例308 17.1课程设计作品1——系统的滞后超前频域法校正308 17.1.1设计目的308 17.1.2设计任务308 17.1.3具体要求308 17.1.4设计原理概述308 17.1.5设计方案及分析309 17.1.6结束语320 17.1.7参考文献320 17.2课程设计作品2——系统的根轨迹法超前校正320 17.2.1设计目的320 17.2.2设计任务321 17.2.3具体要求321 17.2.4设计原理及EDA工具选择321 17.2.5系统校正及结果分析323 17.2.6结束语328 17.2.7参考文献328 参考文献329信息
第1章MATLAB环境认识与操作3
1.1MATLAB环境认识3
1.1.1命令窗口4
1.1.2命令历史记录(CommandHistory)窗口6
1.1.3工作空间(Workspace)窗口7
1.1.4MATLAB的帮助使用9
1.1.5图形窗口12
1.1.6编辑/调试窗口13
1.2MATLAB Notebook及其使用14
1.2.1MATLAB Notebook的启动14
1.2.2Notebook的菜单命令15
1.2.3输出单元的格式控制15
1.2.4使用Mbook模板的技巧16上篇MATLAB/ Simulink基础 第1章MATLAB环境认识与操作3 1.1MATLAB环境认识3 1.1.1命令窗口4 1.1.2命令历史记录(Command History)窗口6 1.1.3工作空间(Workspace)窗口7 1.1.4MATLAB的帮助使用9 1.1.5图形窗口12 1.1.6编辑/调试窗口13 1.2MATLAB Notebook及其使用14 1.2.1MATLAB Notebook的启动14 1.2.2Notebook的菜单命令15 1.2.3输出单元的格式控制15 1.2.4使用Mbook模板的技巧16 本 章 小 结16 第2章MATLAB语言基础17 2.1MATLAB语言的常量与变量17 2.1.1MATLAB语言的常量17 2.1.2MATLAB语言的变量18 2.2MATLAB语言的运算符19 2.2.1算术运算符19 2.2.2关系运算符19 2.2.3逻辑运算符19 2.3MATLAB语言的数据类型20 2.3.1MATLAB语言的数据类型概述20 2.3.2稀疏矩阵20 2.3.3单元数组24 2.3.4结构数组27 2.4MATLAB语言的基本语句结构30 2.4.1直接赋值语句30 2.4.2调用函数语句31 本 章 小 结31 第3章MATLAB的数值运算与符号运算基础32 3.1数组与矩阵的基本操作32 3.1.1数组与矩阵的输入32 3.1.2数组与矩阵元素的操作36 3.1.3数组与矩阵的输出38 3.2MATLAB的基本数值运算40 3.2.1算术运算40 3.2.2关系运算44 3.2.3逻辑运算45 3.2.4运算优先级47 3.3MATLAB的基本符号运算47 3.3.1符号运算基本函数48 3.3.2符号代数方程和微分方程的求解49 3.3.3符号微积分运算52 3.3.4Laplace变换及其反变换、Z变换及其反变换53 3.3.5MuPAD Notebook简介55 本 章 小 结56 第4章MATLAB语言的程序设计57 4.1MATLAB语言的流程结构57 4.1.1if, else和elseif组成的条件转移结构57 4.1.2switch，case和otherwise组成的开关结构58 4.1.3while/for循环结构58 4.1.4try和catch组成的试探结构59 4.1.5MATLAB程序设计举例60 4.2MATLAB函数的编写63 4.2.1MATLAB函数的基本结构64 4.2.2MATLAB函数编写举例66 4.3MATLAB程序设计中应注意的问题69 本 章 小 结70 第5章MATLAB语言的绘图基础71 5.1二维图形的绘制71 5.1.1绘制二维图形的基本函数及示例71 5.1.2图形的修饰及示例73 5.1.3多图绘制函数及示例78 5.1.4特殊应用二维图形的绘制83 5.2三维图形的绘制85 5.2.1三维图形绘制函数85 5.2.2三维图形绘制举例85 5.3图形的图形化编辑87 5.4符号函数绘制图形88 5.4.1符号函数绘制图形的函数及示例88 5.4.2符号函数的图形化绘制方式89 本 章 小 结90 第6章MATLAB GUI程序设计初步91 6.1GUI设计工具GUIDE简介91 6.1.1GUIDE的启动91 6.1.2GUI的创建91 6.2GUI程序设计示例93 6.2.1“Hello World”程序的设计93 6.2.2控制系统典型环节的演示程序95 本 章 小 结99 第7章MATLAB的仿真集成环境——Simulink100 7.1Simulink概述100 7.2Simulink的基本界面操作100 7.3Simulink的功能模块及其操作103 7.3.1Simulink的功能模块103 7.3.2功能模块的基本操作109 7.3.3功能模块的连接操作111 7.4Simulink仿真环境的设置112 7.5子系统及封装技术113 7.5.1子系统的建立114 7.5.2子系统的封装115 7.6用Simulink建立系统模型示例118 7.7Simulink的高级应用——S函数的编写121 7.7.1S函数的工作原理122 7.7.2S函数的设计实例127 本 章 小 结133 第8章MATLAB/Simulink与Arduino交互控制134 8.1Arduino简介134 8.1.1Arduino及其特点134 8.1.2Arduino硬件资源135 8.1.3Arduino开发环境136 8.1.4Arduino开发举例137 8.2MATLAB/Simulink对Arduino的开发支持140 8.2.1MATLAB/Simulink支持包的安装140 8.2.2MATLAB对Arduino的支持(Arduino Support from MATLAB)141 8.2.3Simulink对Arduino的支持(Arduino Support from Simulink)141 8.3MATLAB/Simulink与Arduino交互控制举例143 8.3.1MATLAB与Arduino交互控制举例143 8.3.2Simulink与Arduino交互控制举例146 本 章 小 结149 下篇控制系统的MATLAB仿真 第9章自动控制及其仿真概述153 9.1自动控制系统概述153 9.1.1自动控制系统的基本形式及特点153 9.1.2自动控制系统的分类154 9.1.3对自动控制系统的要求及性能评价154 9.2控制系统仿真概述154 9.2.1仿真的基本概念154 9.2.2仿真的不同分类155 9.2.3仿真技术的应用及发展156 9.2.4计算机仿真的要素及基本步骤157 9.2.5控制系统仿真软件158 本 章 小 结158 第10章基于MATLAB的控制系统数学建模159 10.1控制系统的传递函数模型159 10.1.1系统传递函数模型简述159 10.1.2传递函数的MATLAB相关函数160 10.1.3建立传递函数模型实例161 10.2控制系统的零极点函数模型164 10.2.1零极点函数模型简述164 10.2.2零极点函数的MATLAB相关函数165 10.2.3建立零极点函数模型实例165 10.3控制系统的状态空间函数模型169 10.3.1状态空间函数模型简述169 10.3.2状态空间函数的MATLAB相关函数169 10.3.3建立状态空间函数模型实例170 10.4系统模型之间的转换172 10.4.1系统模型转换的MATLAB相关函数172 10.4.2系统模型之间转换实例173 10.5方框图模型的连接化简178 10.5.1方框图模型的连接化简简述178 10.5.2系统模型连接化简的MATLAB相关函数180 10.5.3系统模型连接化简实例180 10.6Simulink图形化系统建模实例184 本 章 小 结185 第11章控制系统的稳定性分析186 11.1系统稳定性的MATLAB直接判定187 11.1.1MATLAB直接判定的相关函数187 11.1.2MATLAB直接判定实例187 11.2系统稳定性的MATLAB图形化判定190 11.2.1MATLAB图形化判定的相关函数190 11.2.2MATLAB图形化判定实例190 11.3MATLAB LTI Viewer稳定性判定实例192 本 章 小 结195 第12章控制系统的时域分析196 12.1控制系统的动态性能指标分析196 12.1.1控制系统的动态性能指标196 12.1.2控制系统动态性能指标MATLAB求取实例197 12.2控制系统的稳态性能指标分析204 12.2.1系统的稳态性能指标204 12.2.2控制系统稳态性能指标MATLAB求取实例204 12.3MATLAB时域响应仿真的典型函数应用207 12.3.1MATLAB时域响应仿真的典型函数207 12.3.2MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例207 12.4MATLAB/Simulink图形化时域分析212 12.4.1MATLAB LTI Viewer时域分析实例212 12.4.2Simulink时域分析实例215 本 章 小 结217 第13章控制系统的根轨迹分析与校正218 13.1控制系统的根轨迹法分析220 13.1.1MATLAB根轨迹分析的相关函数220 13.1.2MATLAB根轨迹分析实例220 13.2控制系统的根轨迹法校正233 13.2.1根轨迹法超前校正及基于MATLAB的实例234 13.2.2根轨迹法滞后校正及基于MATLAB的实例238 13.3MATLAB图形化根轨迹法分析与设计242 13.3.1MATLAB图形化根轨迹法分析与设计工具rltool242 13.3.2基于图形化工具rltool的系统分析与设计实例244 本 章 小 结246 第14章控制系统的频域分析与校正247 14.1控制系统的频域分析248 14.1.1频率特性及其表示248 14.1.2MATLAB频域分析的相关函数248 14.1.3MATLAB频域分析实例249 14.2基于频域法的控制系统稳定性能分析258 14.2.1频域法的稳定性判定和稳定裕度概述258 14.2.2基于频域法的控制系统稳定性判定相关函数259 14.2.3MATLAB频域法稳定性判定实例260 14.3控制系统的频域法校正266 14.3.1频域法超前校正及基于MATLAB的实例266 14.3.2频域法滞后校正及基于MATLAB的实例271 14.3.3频域法滞后超前校正及基于MATLAB的实例276 本 章 小 结282 第15章控制系统的PID控制器设计283 15.1PID控制器概述283 15.2PID控制器作用分析284 15.2.1比例控制作用举例分析284 15.2.2比例微分控制作用举例分析285 15.2.3积分控制作用举例分析288 15.2.4比例积分控制作用举例分析290 15.2.5比例积分微分控制作用举例分析291 15.3PID控制器设计举例295 15.3.1PID控制器参数整定方法295 15.3.2PID控制器设计举例296 本 章 小 结300 第16章非线性控制系统分析301 16.1非线性系统概述301 16.2相平面法302 16.2.1相平面法概述302 16.2.2基于MATLAB的相轨迹图绘制示例302 16.3描述函数法304 16.3.1描述函数法概述304 16.3.2基于MATLAB的描述函数法非线性系统分析示例305 本 章 小 结307 第17章课程设计综合实例308 17.1课程设计作品1——系统的滞后超前频域法校正308 17.1.1设计目的308 17.1.2设计任务308 17.1.3具体要求308 17.1.4设计原理概述308 17.1.5设计方案及分析309 17.1.6结束语320 17.1.7参考文献320 17.2课程设计作品2——系统的根轨迹法超前校正320 17.2.1设计目的320 17.2.2设计任务321 17.2.3具体要求321 17.2.4设计原理及EDA工具选择321 17.2.5系统校正及结果分析323 17.2.6结束语328 17.2.7参考文献328 参考文献329信息
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MATLAB与控制系统仿真实践-(第3版) 作者简介
赵广元，西安邮电大学副教授，硕士生导师。已出版图书：《MATLAB与控制系统仿真实践》（第1、2版）、《Proteus辅助的单片机原理实践：基础设计、课程设计和毕业设计》。
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