自动控制原理实验教程（硬件模拟与MATLAB仿真）

　　本书是根据“自动控制原理实验教程”课程教学大纲并配合大多数高等理工科院校“自动控制原理”课程教材的基本内容和教学要求编写的，同时兼顾了非自动化专业本科生、硕士研究生的教学要求。本书较全面地涵盖了经典控制理论知识的重点和难点，精心设计了近30个实验项目，包含分立元件电路模拟和MATLAB软件仿真等多种实验方法。MATLAB软件版本选择了当前使用较广泛、性能较稳定的MATLAB R2018a版，书中所有的程序已经过运行和正确性验证，读者可以直接拿来使用。本书共分8章，第1章主要从应用角度介绍了MATLAB的语言基础和控制系统工具箱函数，以及使用Simulink建模仿真的方法；第2~7章按照自动控制原理知识体系，依次安排了近30个实验项目，每章均有自动控制系统硬件实验和MATLAB/Simulink仿真实验，内容覆盖控制系统数学模型的建立，线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法和校正设计以及非线性控制系统分析；第8章主要介绍了实际工程中较常用的控制系统，如电动机调速、温度控制、步进电动机控制等综合设计实验。本书实验内容不仅具有教学上的典型性和代表性，而且实验技术上具有很强的实用性，尤其是一些综合设计类型的实验方法，可以直接运用在工程设计中。因此，本书不但可以作为工科院校自动控制原理系列课程的实验教程，而且可以为相关工程技术人员开发设计自动控制系统提供很有价值的实用参考。

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前言
第1章MATLAB R2018a基础
1.1自动控制原理与系统仿真简述
1.1.1自动控制原理模拟实验系统
1.1.2控制系统仿真
1.2MATLAB软件简述
1.2.1MATLAB R2018a中文版的安装与
启动
1.2.2MATLAB R2018a 中文版的使用
环境
1.2.3MATLAB的基本运算
1.2.4MATLAB常用的图形编辑命令与
函数
1.2.5MATLAB程序设计
1.3控制系统动态仿真集成环境Simulink 9.1
简述
1.3.1Simulink仿真工具
1.3.2Simulink的启动
1.3.3Simulink模块库介绍
1.3.4控制系统常用Simulink模块的
功能介绍
1.3.5使用Simulink建立系统模型
1.3.6常用模块内部参数的设置
1.3.7Simulink 仿真参数的设置
1.3.8用Simulink建立系统模型并
仿真示例
1.3.9子系统的创建与封装
第2章控制系统的数学模型
2.1基于MATLAB/Simulink建立控制
系统的数学模型
2.2典型环节模拟电路及其数学模型
第3章线性系统的时域分析法
3.1典型二阶系统模拟电路及其动态性能
分析
3.2基于MATLAB的控制系统单位阶跃
响应分析
3.3基于MATLAB的控制系统单位脉冲
响应分析
3.4三阶控制系统的稳定性分析
3.5基于MATLAB的高阶控制系统时域
响应动态性能分析
3.6基于Simulink的控制系统稳态误差
分析
第4章线性系统的根轨迹法
4.1基于MATLAB的控制系统的根轨迹
及其性能分析
4.2基于根轨迹编辑器的系统校正设计
4.3基于MATLAB的控制系统根轨迹
主导极点法校正的设计
第5章线性系统的频域分析法
5.1典型环节频率特性的测试
5.2控制系统频率特性的测试
5.3基于MATLAB的控制系统奈氏图及其
稳定性分析
5.4基于MATLAB的控制系统伯德图及其
频域分析
第6章线性系统的校正与设计
6.1连续系统串联校正装置模拟电路的
实现
6.2基于MATLAB的控制系统频率法串联
超前校正的设计
6.3基于MATLAB的控制系统频率法串联
滞后校正的设计
6.4基于MATLAB的控制系统频率法串联
滞后超前校正的设计
6.5控制系统速度反馈校正的设计
6.6连续系统PID控制器的设计及参数
整定
第7章非线性控制系统分析
7.1典型非线性环节静态特性的测试
7.2基于MATLAB的二阶控制系统相平面
分析
7.3基于Simulink的非线性系统相平面
分析
7.4非线性系统描述函数法分析
第8章控制系统的综合设计
8.1控制系统综合设计综述
8.2直流电动机转速单闭环自动调速
系统的设计
8.3步进电动机的速度调节和方向控制
8.4直流电动机的调速控制
8.5温控炉的恒温控制
附录
附录AMATLAB常用命令与函数
附录BMATLAB函数意义速查表（按英文
字母顺序排列）
附录CMATLAB工具箱(Toolbox)函数
功能描述
参考文献