书籍详情
计算机控制与仿真技术
作者：杨立主编
出版社：中国水利水电出版社
出版时间：2003-01-01
ISBN：9787508416601
定价：¥24.00
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内容简介
本书将控制原理、控制技术、计算机仿真的内容有机地结合起来，系统地介绍了控制系统的基本原理和分析方法、系统仿真的基础知识、算法和程序设计、MATLAB及其应用、SIMULINK交互式仿真环境、控制系统的仿真应用等知识。本书结合高职高专的教学特点，以大量实例进行相关内容的分析，注重知识的应用。书中的内容丰富，深入浅出，系统性和应用性强，融入了作者多年的教学和实践经验及体会。相关程序经过上机验证，每章的内容有学习要求和小结，并附有思考题和习题。本书可作为高职高专机电类、控制和计算机应用等专业学生的教材，也可以用于高等教育自学教材，以及作为从事控制与仿真的工程技术人员学习和应用的参考书。本书配有教学电子教案，用PowerPoint制作，可以任意修改，授课教师可以从中国水利水电出版社网站www．waterpub．com．cn下载。
作者简介
暂缺《计算机控制与仿真技术》作者简介
目录
序
前言
第1章 概论
本章学习目标
1.1 自动控制的任务及基本方式
1.1.1 系统的含义与特性
1.1.2 自动控制的任务
1.1.3 自动控制的基本方式
1.1.4 对控制系统的性能要求
1.2 控制系统的组成及分类
1.2.1 控制系统的组成符号及术语
1.2.2 控制系统的分类
1.3 计算机仿真的基本概念
1.3.1 仿真的概念
1.3.2 系统仿真的分类
1.3.3 系统仿真的过程
1.4 计算机仿真的特点及其应用
1.4.1 计算机仿真的特点
1.4.2 计算机仿真技术的应用
本章小结
思考题与习题
第2章 控制系统的数学模型
本章学习目标
2.1 微分方程
2.1.1 微分方程的建立
2.1.2 线性微分方程的求解
2.1.3 非线性数学模型的线性化处理
2.2 传递函数
2.2.1 传递函数的概念
2.2.2 典型环节及其传递函数
2.2.3 自动控制系统的传递函数
2.3 动态结构图及其等效变换
2.3.1 结构图的组成及绘制
2.3.2 结构图的等效变换
2.4 状态空间描述
2.4.1 状态变量
2.4.2 状态方程
2.5 数学模型的相互转换
2.5.1 数学模型转换的意义
2.5.2 数学模型转换应用举例
本章小结
思考题与习题
第3章 控制系统的分析方法
本章学习目标
3.1 典型输入信号及其响应
3.1.1 概述
3.1.2 典型输入信号
3.1.3 典型信号的响应
3.2 时域分析法
3.2.1 一阶系统的时域响应
3.2.2 二阶系统的时域响应
3.2.3 控制系统的稳定性分析
3.2.4 系统的稳态误差分析
3.3 频域分析法
3.3.1 频率特性的概念
3.3.2 典型环节的频率特性
3.3.3 系统开环频率特性
3.3.4 系统性能的分析
本章小结
思考题与习题
第4章 计算机控制技术的应用
本章学习目标
4.1 常用控制程序的设计
4.1.1 常用报警程序
4.1.2 数字滤波程序
4.2 PID控制及其应用
4.2.1 数字PID控制算法
4.2.2 数字PID调节器参数的整定
4.3 直接数字控制系统
4.3.1 最少拍系统设计
4.3.2 达林算法
本章小结
思考题与习题
第5章 数值积分法仿真
本章学习目标
5.1 数值积分法
5.1.1 概述
5.1.2 数值积分法
5.2 面向微分方程的仿真程序设计
5.2.1 通用仿真程序的一般结构及工作原理
5.2.2 仿真源程序及其特点
5.3 面向结构图的仿真程序设计
5.3.1 典型环节的确定及算法描述
5.3.2 仿真程序设计
5.4 仿真精度与系统的稳定性
5.4.1 仿真过程的三类误差
5.4.2 稳定性分析
5.5 快速仿真算法
5.5.1 时域矩阵法
5.5.2 增广矩阵法
5.5.3 替换法
5.5.4 根匹配法
本章小结
思考题与习题
第6章 离散相似法仿真
本章学习目标
6.1 离散相似法原理
6.1.1 仿真算法描述
6.1.2 离散模型的精度及稳定性
6.2 典型环节的离散模型
6.2.1 积分环节
6.2.2 比例积分环节
6.2.3 惯性环节
6.2.4 比例惯性环节
6.3 线性系统离散相似法仿真
6.3.1 仿真源程序设计
6.3.2 应用实例分析
6.4 非线性系统离散相似法仿真
6.4.1 典型非线性特性
6.4.2 仿真源程序设计
6.4.3 应用实例分析
6.5 采样系统仿真分析
6.5.1 采样系统的算法描述
6.5.2 采样周期与仿真步距的对应关系
6.5.3 采样控制仿真应用
6.5.4 仿真源程序及其解释
6.5.5 应用分析
本章小结
思考题与习题
第7章 MATLAB程序设计语言
本章学习目标
7.1 MATLAB简介
7.1.1 MATLAB的产生与发展
7.1.2 MATLAB的特点
7.2 MATLAB环境
7.2.1 MATLAB桌面平台
7.2.2 MATLAB的程序编辑器
7.2.3 MATLAB帮助系统
7.3 MATLAB的基本应用
7.3.1 MATLAB数值运算基础
7.3.2 MATLAB绘图
7.3.3 MATLAB程序设计基础
本章小结
思考题与习题
第8章 SIMULINK交互式仿真环境
本章学习目标
8.1 SIMULINK仿真工具简介
8.1.1 SIMULINK仿真工具概述
8.1.2 SIMULINK启动与界面说明
8.2 SIMULINK基本操作
8.2.1 模型窗口
8.2.2 模块的处理
8.2.3 模块的连接
8.2.4 创建系统模型图
8.2.5 自定义模块库和子系统
8.2.6 模型文件的保存与打开
本章小结
思考题与习题
第9章 控制系统的计算机仿真应用
本章学习目标
9.1 控制系统的MATLAB仿真基础
9.1.1 控制系统的模型表示
9.1.2 环节方框图模型的化简
9.1.3 控制系统性能分析的MATLAB实现
9.2 控制系统的SIMULINK仿真
9.2.1 设置SIMULINK仿真参数
9.2.2 控制系统SIMULINK仿真
9.3 控制系统的计算机仿真应用
9.3.1 面向传递函数的线性系统仿真
9.3.2 面向结构图的线性系统仿真
9.3.3 线性系统的离散相似法仿真
9.3.4 非线性系统离散相似法仿真
9.3.5 采样控制系统仿真
本章小结
思考题与习题
参考文献
前言
第1章 概论
本章学习目标
1.1 自动控制的任务及基本方式
1.1.1 系统的含义与特性
1.1.2 自动控制的任务
1.1.3 自动控制的基本方式
1.1.4 对控制系统的性能要求
1.2 控制系统的组成及分类
1.2.1 控制系统的组成符号及术语
1.2.2 控制系统的分类
1.3 计算机仿真的基本概念
1.3.1 仿真的概念
1.3.2 系统仿真的分类
1.3.3 系统仿真的过程
1.4 计算机仿真的特点及其应用
1.4.1 计算机仿真的特点
1.4.2 计算机仿真技术的应用
本章小结
思考题与习题
第2章 控制系统的数学模型
本章学习目标
2.1 微分方程
2.1.1 微分方程的建立
2.1.2 线性微分方程的求解
2.1.3 非线性数学模型的线性化处理
2.2 传递函数
2.2.1 传递函数的概念
2.2.2 典型环节及其传递函数
2.2.3 自动控制系统的传递函数
2.3 动态结构图及其等效变换
2.3.1 结构图的组成及绘制
2.3.2 结构图的等效变换
2.4 状态空间描述
2.4.1 状态变量
2.4.2 状态方程
2.5 数学模型的相互转换
2.5.1 数学模型转换的意义
2.5.2 数学模型转换应用举例
本章小结
思考题与习题
第3章 控制系统的分析方法
本章学习目标
3.1 典型输入信号及其响应
3.1.1 概述
3.1.2 典型输入信号
3.1.3 典型信号的响应
3.2 时域分析法
3.2.1 一阶系统的时域响应
3.2.2 二阶系统的时域响应
3.2.3 控制系统的稳定性分析
3.2.4 系统的稳态误差分析
3.3 频域分析法
3.3.1 频率特性的概念
3.3.2 典型环节的频率特性
3.3.3 系统开环频率特性
3.3.4 系统性能的分析
本章小结
思考题与习题
第4章 计算机控制技术的应用
本章学习目标
4.1 常用控制程序的设计
4.1.1 常用报警程序
4.1.2 数字滤波程序
4.2 PID控制及其应用
4.2.1 数字PID控制算法
4.2.2 数字PID调节器参数的整定
4.3 直接数字控制系统
4.3.1 最少拍系统设计
4.3.2 达林算法
本章小结
思考题与习题
第5章 数值积分法仿真
本章学习目标
5.1 数值积分法
5.1.1 概述
5.1.2 数值积分法
5.2 面向微分方程的仿真程序设计
5.2.1 通用仿真程序的一般结构及工作原理
5.2.2 仿真源程序及其特点
5.3 面向结构图的仿真程序设计
5.3.1 典型环节的确定及算法描述
5.3.2 仿真程序设计
5.4 仿真精度与系统的稳定性
5.4.1 仿真过程的三类误差
5.4.2 稳定性分析
5.5 快速仿真算法
5.5.1 时域矩阵法
5.5.2 增广矩阵法
5.5.3 替换法
5.5.4 根匹配法
本章小结
思考题与习题
第6章 离散相似法仿真
本章学习目标
6.1 离散相似法原理
6.1.1 仿真算法描述
6.1.2 离散模型的精度及稳定性
6.2 典型环节的离散模型
6.2.1 积分环节
6.2.2 比例积分环节
6.2.3 惯性环节
6.2.4 比例惯性环节
6.3 线性系统离散相似法仿真
6.3.1 仿真源程序设计
6.3.2 应用实例分析
6.4 非线性系统离散相似法仿真
6.4.1 典型非线性特性
6.4.2 仿真源程序设计
6.4.3 应用实例分析
6.5 采样系统仿真分析
6.5.1 采样系统的算法描述
6.5.2 采样周期与仿真步距的对应关系
6.5.3 采样控制仿真应用
6.5.4 仿真源程序及其解释
6.5.5 应用分析
本章小结
思考题与习题
第7章 MATLAB程序设计语言
本章学习目标
7.1 MATLAB简介
7.1.1 MATLAB的产生与发展
7.1.2 MATLAB的特点
7.2 MATLAB环境
7.2.1 MATLAB桌面平台
7.2.2 MATLAB的程序编辑器
7.2.3 MATLAB帮助系统
7.3 MATLAB的基本应用
7.3.1 MATLAB数值运算基础
7.3.2 MATLAB绘图
7.3.3 MATLAB程序设计基础
本章小结
思考题与习题
第8章 SIMULINK交互式仿真环境
本章学习目标
8.1 SIMULINK仿真工具简介
8.1.1 SIMULINK仿真工具概述
8.1.2 SIMULINK启动与界面说明
8.2 SIMULINK基本操作
8.2.1 模型窗口
8.2.2 模块的处理
8.2.3 模块的连接
8.2.4 创建系统模型图
8.2.5 自定义模块库和子系统
8.2.6 模型文件的保存与打开
本章小结
思考题与习题
第9章 控制系统的计算机仿真应用
本章学习目标
9.1 控制系统的MATLAB仿真基础
9.1.1 控制系统的模型表示
9.1.2 环节方框图模型的化简
9.1.3 控制系统性能分析的MATLAB实现
9.2 控制系统的SIMULINK仿真
9.2.1 设置SIMULINK仿真参数
9.2.2 控制系统SIMULINK仿真
9.3 控制系统的计算机仿真应用
9.3.1 面向传递函数的线性系统仿真
9.3.2 面向结构图的线性系统仿真
9.3.3 线性系统的离散相似法仿真
9.3.4 非线性系统离散相似法仿真
9.3.5 采样控制系统仿真
本章小结
思考题与习题
参考文献
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