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第1篇 基础篇1

第1章 MATLAB基础1

1.1.1 MATLAB概述1

1.1.2 MATLAB界面2

1.1.3 数值运算4

1.1.4 符号运算10

1.1.5 图形处理13

1.1.6 M文件编程18

1.1.7 课内练习23

1.1.8 课外实验23

第2章 Simulink基础24

1.2.1 Simulink基本操作24

1.2.2 输入信号模块设置31

1.2.3 仿真过程设置32

1.2.4 输出模块设置36

1.2.5 课内练习39

1.2.6 课外实验39

第3章 计算机仿真基础40

1.3.1 计算机仿真概述40

1.3.2 计算机仿真的基本原理41

1.3.3 计算机仿真试验49

1.3.4 课内练习50

1.3.5 课外实验51

第2篇 实验篇52

第1章 控制系统的数学模型52

2.1.1 系统数学模型的建立52

2.1.2 系统数学模型间的转换56

2.1.3 系统模型的连接63

2.1.4 阶跃响应实验建模64

2.1.5 课内练习67

2.1.6 课外实验68

第2章 控制系统的时域分析69

2.2.1 控制系统的时域分析概述69

2.2.2 控制系统时域响应的仿真及分析71

2.2.3 控制系统的稳定性分析81

2.2.4 控制系统稳态误差计算84

2.2.5 课内练习85

2.2.6 课外实验86

第3章 控制系统的时域设计87

2.3.1 控制系统的设计理论概要87

2.3.2 PID控制系统87

2.3.3 串级控制系统95

2.3.4 前馈控制系统97

2.3.5 迟延补偿控制系统98

2.3.6 课内练习100

2.3.7 课外实验100

第4章 控制系统的根轨迹分析与设计102

2.4.1 根轨迹的绘制与分析102

2.4.2 控制器的根轨迹法设计107

2.4.3 控制器设计工具——rltool设计环境112

2.4.4 课内练习116

2.4.5 课外实验116

第5章 控制系统的频域分析与设计117

2.5.1 系统频率响应计算117

2.5.2 Nyquist图的绘制及分析118

2.5.3 Bode图的绘制及分析120

2.5.4 Nichols图的绘制124

2.5.5 控制器的频域法设计125

2.5.6 课内练习132

2.5.7 课外实验133

第6章 离散控制系统分析与设计134

2.6.1 离散控制系统的建模134

2.6.2 离散控制系统的分析137

2.6.3 离散控制系统的Simulink模型与仿真140

2.6.4 离散控制系统的设计143

2.6.5 课内练习145

2.6.6 课外实验146

第7章 状态变量控制系统分析与设计147

2.7.1 状态空间模型的分析147

2.7.2 能控性和能观性的判别149

2.7.3 状态反馈控制器的设计152

2.7.4 状态观测器的设计153

2.7.5 线性二次型最优控制器设计154

2.7.6 课内练习155

2.7.7 课外实验156

第8章 非线性控制系统分析157

2.8.1 非线性系统的Simulink的建模仿真157

2.8.2 非线性系统的描述函数法应用159

2.8.3 基于Simulink的相平面图绘制160

2.8.4 课内练习162

2.8.5 课外实验163

第3篇 实践篇164

第1章 控制原理应用实践导论164

3.1.1 控制原理应用实践的技术路线164

3.1.2 控制技术应用概要165

3.1.3 控制原理应用实践报告写作要点167

第2章 飞行控制169

3.2.1 飞机俯仰角度控制169

3.2.2 飞机机动襟翼角的计算机控制169

3.2.3 航天飞机的俯仰控制170

第3章 车行控制171

3.3.1 电传动内燃机车的速度控制171

3.3.2 主动式悬挂减震控制171

3.3.3 磁悬浮列车的空气隙控制172

第4章 船行控制173

3.4.1 水翼船渡轮的纵倾角控制173

3.4.2 船舶航向的自动操舵控制173

第5章 工业过程控制175

3.5.1 电缆卷线机线速控制175

3.5.2 单容水箱水位控制175

3.5.3 铣床切削深度控制176

3.5.4 电网频率的一次调节177

3.5.5 核电站压水堆一回路水温控制177

3.5.6 双容水箱水温控制178

第6章 电阻炉温度控制装置179

3.6.1 电阻炉温度控制装置简介179

3.6.2 电阻炉温度控制过程仿真实验180

3.6.3 电阻炉温度控制过程实时监控181

3.6.4 实践课题184

第7章 倒立摆控制装置185

3.7.1 直线型倒立摆实验装置185

3.7.2 直线一级倒立摆机理建模186

3.7.3 直线一级倒立摆的PID控制189

3.7.4 直线一级倒立摆的状态反馈控制192

3.7.5 实践课题194

第8章 教学机器人195

3.8.1 教学机器人简介195

3.8.2 教学机器人的直线行走195

3.8.3 教学机器人的直线行走控制196

3.8.4 实践课题197

附录1 Simulink模块库图标和名称一览表198

附录2 控制原理实验报告写作指导203

参考文献205