图书介绍
控制系统的数字仿真及计算机辅助设计PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载
- 钱积新，王慧，周立芳等编著 著
- 出版社： 北京：化学工业出版社
- ISBN：9787122065414
- 出版时间：2010
- 标注页数：234页
- 文件大小：11MB
- 文件页数：243页
- 主题词：控制系统－数字仿真－高等学校－教材；控制系统－计算机辅助设计－高等学校－教材
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图书目录
1 概论1
1.1 仿真技术概述1
1.1.1 仿真技术简介1
1.1.2 仿真技术的应用与发展2
1.2 计算机辅助设计控制系统的形成与发展4
习题5
2 连续系统数学模型表示方法及实现6
2.1 连续系统的数学模型表示方法6
2.1.1 连续时间模型6
2.1.2 离散时间模型7
2.1.3 连续-离散混合模型8
2.1.4 数学模型之间的转换9
2.2 实现问题12
2.2.1 可控标准型12
2.2.2 可观标准型16
2.2.3 对角标准型18
2.2.4 若当标准型19
2.2.5 传递函数中分子分母同阶次时的处理21
2.2.6 状态初值的通用求解方法25
习题26
3 连续系统的离散化27
3.1 引言27
3.1.1 解析解与数值解27
3.1.2 常微分方程初值问题和边值问题27
3.1.3 线性常微分方程组的稳定性28
3.1.4 病态微分方程组29
3.1.5 数值解的稳定性30
3.1.6 数值计算中误差的来源35
3.2 数值分析方法36
3.2.1 化导数为差商的方法36
3.2.2 泰勒展式法37
3.2.3 数值积分法37
3.3 常用的数值积分方法38
3.3.1 单步法38
3.3.2 多步法45
3.3.3 预估-校正法46
3.3.4 数值积分方法的选择48
3.4 离散相似法离散连续系统49
3.4.1 连续系统状态方程的离散化50
3.4.2 连续系统传递函数的离散化53
3.4.3 快速数字仿真算法55
3.4.4 信号重构56
3.4.5 保持器的传递函数及其频率特性59
3.4.6 离散相似模型的校正62
习题64
4 连续控制系统的仿真65
4.1 仿真模型的结构65
4.1.1 面向闭环系统微分方程（或传递函数）的数字仿真65
4.1.2 面向系统结构图的数字仿真65
4.2 典型环节的离散化系统及其差分方程68
4.2.1 三阶环节68
4.2.2 滞后环节69
4.3 控制系统结构图的数值表示方法71
4.4 非线性系统的仿真75
4.4.1 饱和、分段线性及失灵区非线性特性75
4.4.2 间隙非线性特性76
4.4.3 继电及具有死区的继电非线性特性77
4.4.4 具有滞环的继电非线性特性77
4.4.5 具有死区和滞环的继电非线性特性79
4.5 关于仿真误差及数值稳定性问题80
4.5.1 截断误差80
4.5.2 舍入误差80
习题81
5 采样控制系统的数字仿真83
5.1 计算机控制系统的仿真83
5.2 数字控制器的仿真84
习题85
6 计算机辅助建立系统动态模型86
6.1 用经典时域辨识法建立对象动态数学模型86
6.1.1 阶跃响应与方波响应86
6.1.2 低阶传递函数模型的建立89
6.1.3 从响应曲线求对象的微分方程模型95
6.2 用频域法辨识系统模型102
6.2.1 由系统脉冲过渡函数g（t）计算频率特性102
6.2.2 由系统的频率特性拟合传递函数104
6.3 用相关分析法辨识系统脉冲响应函数111
6.3.1 相关分析法的理论基础112
6.3.2 相关函数的实验求取方法113
6.3.3 用白噪声测定系统的脉冲响应113
6.3.4 用伪随机信号辨识脉冲响应函数114
习题119
7 基于频域的控制系统计算机辅助分析与设计120
7.1 单变量系统的稳定性分析120
7.1.1 劳斯判据120
7.1.2 霍尔维茨稳定判据122
7.2 传递函数的频率特性计算123
7.2.1 因式分解形式的传递函数频率特性计算123
7.2.2 直接计算多项式表示的传递函数频率特性125
7.2.3 系统的稳定裕度126
7.3 基于频域法的单变量控制系统计算机辅助设计127
7.3.1 基于频域法的串联校正原理128
7.3.2 校正装置传递函数的计算129
7.4 多变量系统设计的现代频域方法简介137
7.4.1 概述137
7.4.2 基本概念137
7.4.3 现代频域方法简介140
习题143
8 PID控制器的计算机仿真与辅助设计144
8.1 PID控制器144
8.1.1 标准PID控制算法144
8.1.2 标准PID控制算法的改进145
8.1.3 连续系统PID控制器仿真及设计147
8.1.4 数字PID控制器仿真及设计150
8.2 PID控制器的参数自动整定151
8.2.1 PID控制器的参数整定与自动整定151
8.2.2 基于继电反馈控制的PID控制器参数自动整定152
8.2.3 示例153
8.3 鲁棒PID控制器参数整定155
8.3.1 鲁棒PID控制器参数整定思想155
8.3.2 鲁棒PID控制器参数整定算法156
8.3.3 鲁棒PID控制器示例157
习题159
9 基于时域的线性控制系统计算机辅助设计160
9.1 状态反馈和极点配置160
9.1.1 系统的状态能控性和状态能观性160
9.1.2 状态反馈和输出反馈161
9.1.3 单输入系统的极点配置161
9.1.4 多输入系统的极点配置166
9.2 具有线性二次型性能指标的最优控制系统166
9.2.1 概述166
9.2.2 状态调节器168
9.2.3 最优线性输出调节器问题170
9.2.4 具有期望衰减度的线性二次型调节器172
9.3 鲁棒控制器175
9.3.1 概述175
9.3.2 鲁棒控制器的定义176
9.3.3 鲁棒控制器的存在条件176
9.3.4 鲁棒控制器的结构177
9.3.5 鲁棒控制器的性质178
9.4 模型预测控制器179
9.4.1 预测控制基本原理179
9.4.2 预测控制算法介绍180
9.4.3 参数选择183
9.4.4 多变量DMC算法186
9.5 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之一187
9.5.1 造纸生产过程简介187
9.5.2 计算机辅助建立纸机模型188
9.5.3 控制系统计算机辅助设计189
9.5.4 控制系统实施193
9.6 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之二194
9.6.1 常压塔控制回路工艺194
9.6.2 常压塔先进控制系统总体结构195
9.6.3 常压塔多变量预测控制器设计195
9.6.4 控制系统计算机辅助设计197
9.6.5 控制系统实施197
习题199
10 计算机控制系统设计与仿真软件200
10.1 CACSD简介200
10.1.1 CACSD软件形成的历史背景200
10.1.2 CACSD的主要内容及特点201
10.1.3 CACSD软件国内外发展概况202
10.2 MATIAB控制系统设计204
10.2.1 MATLAB控制功能介绍205
10.2.2 基于SIMULINK的控制系统设计208
10.2.3 MATLAB在倒摆系统设计中的应用212
10.2.4 MATLAB类软件介绍216
10.3 SLICOT软件223
10.3.1 SLICOT功能介绍223
10.3.2 算法改进224
10.3.3 性能比较224
10.4 采样控制系统软件DirectSD226
10.4.1 理论基础226
10.4.2 系统描述227
10.4.3 最优随机控制227
10.4.4 最优跟踪系统的设计229
10.4.5 最优稳定系统设计举例229
10.5 CACSD的技术现状和展望231
习题232
参考文献233