描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787121349386
第1章 MATLAB应用基础 1
1.1 MATLAB简介 1
1.1.1 操作界面介绍 2
1.1.2 帮助系统 4
1.1.3 工具箱 6
1.2 MATLAB基本使用方法 12
1.2.1 基本要素 12
1.2.2 应用基础 14
1.2.3 数值运算 18
1.2.4 符号运算 22
1.2.5 图形表达功能 25
1.2.6 程序设计基础 33
习题1 37
第2章 基于MATLAB的控制系统
数学模型 39
2.1 数学模型的建立 39
2.1.1 传递函数模型 39
2.1.2 状态空间模型 41
2.1.3 零极点增益模型 44
2.1.4 频率响应数据模型 45
2.1.5 模型参数的获取 46
2.2 数学模型的相互转换 47
2.2.1 连续时间模型和离散时间模
型的相互转换 47
2.2.2 传递函数模型和状态空间模
型的相互转换 48
2.2.3 传递函数模型和零极点增益
模型的相互转换 49
2.2.4 状态空间模型和零极点增益
模型的相互转换 50
2.2.5 离散时间系统的重新采样 52
2.3 数学模型的连接 60
2.3.1 串联连接 60
2.3.2 并联连接 61
2.3.3 反馈连接 62
习题2 63
第3章 基于MATLAB的控制系统
运动响应分析 65
3.1 零输入响应分析 65
3.2 脉冲输入响应分析 67
3.3 阶跃输入响应分析 69
3.4 高阶系统响应分析 70
3.5 任意输入响应分析 75
3.6 根轨迹分析方法 77
3.7 控制系统的频率特性 79
习题3 85
第4章 基于MATLAB的控制系统
运动性能分析 87
4.1 控制系统的稳定性分析 87
4.2 控制系统的稳态性能分析 92
4.3 控制系统的动态性能分析 97
习题4 102
第5章 基于MATLAB/Simulink的
控制系统建模与仿真 104
5.1 Simulink模块库 104
5.2 Simulink基本操作 113
5.3 Simulink建模与仿真 114
5.4 基于MATLAB/Simulink的非
线性系统自激振荡的分析 126
习题5 134
第6章 基于MATLAB的控制系统
校正 136
6.1 PID控制器 136
6.2 超前校正 139
6.3 滞后校正 143
6.4 SISO设计工具 147
习题6 154
第7章 应用实例1——汽车防抱死制
动系统建模与控制仿真 157
7.1 汽车防抱死制动系统模型 157
7.1.1 整车模型 157
7.1.2 轮胎模型 158
7.1.3 滑移率模型 159
7.1.4 单轮模型 160
7.2 基于单轮模型的Simulink
仿真 160
第8章 应用实例2——车辆悬架系统
的建模和控制仿真 164
8.1 汽车悬架系统模型 164
8.1.1 汽车被动悬架系统状态方
程的建立 165
8.1.2 汽车主动悬架系统状态方
程的建立 165
8.2 悬架系统模型性能分析及仿真 166
8.2.1 稳定性分析 166
8.2.2 脉冲响应 167
8.2.3 锯齿波响应 169
8.2.4 正弦波响应 170
8.2.5 白噪声路面模拟输入仿真 171
8.2.6 汽车悬架系统的对比分析
及评价 173
第9章 应用实例3——汽车四轮转向
控制系统仿真 175
9.1 四轮转向车辆的动力学模型 175
9.2 基于横摆角速度反馈控制的
四轮转向系统研究 176
9.2.1 模型的建立 176
9.2.2 控制算法 177
9.2.3 基于MATLAB/Simulink仿真 178
9.2.4 操纵稳定性分析 181
9.3 基于控制的四轮转向系
统研究 181
9.3.1 模型的建立 181
9.3.2 4WS系统的可控性和能观
性分析 182
9.3.3 基于MATLAB仿真 182
第10章 MATLAB半实物仿真系统 186
10.1 MATLAB xPC半实物仿真
系统 186
10.1.1 MATLAB xPC半实物
仿真平台架构 186
10.1.2 在Simulink中搭建半
实物仿真系统框图 193
10.2 用M语言编写的算法进行
xPC半实物仿真实验方法 196
10.2.1 S-Function模块使用C代
码进行xPC半实物仿真的
框架 197
10.2.2 S-Function模块使用RTW
工具箱生成C文件并内部
调用 197
10.2.3 使用嵌入式MATLAB函数
进行xPC半实物仿真方法 199
10.3 显式模型预测控制算法xPC
半实物仿真实验 200
10.3.1 显式模型预测控制xPC
半实物仿真平台架构 201
10.3.2 建立显式模型预测控
制半实物仿真系统的
Simulink模型 202
10.3.3 显式模型预测控制半实
物仿真系统控制效果 204
10.4 利用C-MEX混编技术实现在MATLAB环境下操作硬件 206
10.4.1 编写用于驱动和操作硬
件的MEX文件 206
10.4.2 MEX文件的测试与应用 210
第11章 应用实例——三自由度直升机
系统半实物仿真与实时控制 214
11.1 Quanser三自由度直升机的
系统结构和数学模型 214
11.2 三自由度直升机PID控制器
设计 217
11.3 三自由度直升机PID控制数
值仿真 218
11.4 三自由度直升机控制半实物
仿真与实时控制 222
11.5 三自由度直升机控制半实物
仿真实验 226
参考文献 229
MATLAB是目前国际上流行、应用广泛的科学与工程计算软件，是国内外高校和研究部门进行科学研究的重要工具，是攻读理工科学位的本科生、硕士生和博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业部门，MATLAB被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。广大工科类大学生熟悉科学与工程计算软件MATLAB，掌握MATLAB的基本应用方法并能够运用MATLAB来解决各自专业领域的问题，是非常重要和有意义的。
本书系统地论述了基于MATLAB的控制系统仿真技术及其应用。书中既介绍线性控制系统的仿真，也介绍非线性控制系统的仿真；既有连续控制系统的仿真，也有离散控制系统的仿真；既有基于传递函数模型的仿真，也有基于状态空间模型的仿真；既有一般性的仿真方法和技术的介绍，也有具体的应用实例。
本书第1版自2012年9月出版以来，得到广大读者的好评，鉴于科研与教学的快速发展，我们进行了第2版的修订工作。全书共11章，主要内容包括：在介绍MATLAB基本应用的基础上，阐述了基于MATLAB的控制系统数学模型、基于MATLAB的控制系统运动响应分析、基于MATLAB的控制系统运动性能分析、基于MATLAB/Simulink的控制系统建模和仿真，以及基于MATLAB的控制系统校正；作为控制系统仿真技术的应用例子，本书分别介绍了汽车防抱死制动系统建模与控制仿真、车辆悬架系统的建模和控制仿真及汽车四轮转向控制系统仿真；后两章分别介绍与实验研究相关的MATLAB半实物仿真系统，以及基于加拿大Quanser公司的三自由度直升机系统半实物仿真与实时控制的实例。
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本书可以作为高等学校自动化和电气信息类相关专业的教材，并可供相关领域科技工作者学习参考。本书提供配套电子课件，请登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）注册下载。
在本书的编写过程中，引用了相关的书籍、文献资料及论文中的有关内容。在书稿的准备过程中，研究生丁靖、秦婷、谢作樟、以及谢碧锋对于书中的例子做了仿真实验并承担了部分书稿的整理和录入工作，在此一并表示感谢！
书中难免存在错误和不足之处，殷切希望广大读者批评指正。
张 聚
2018年8月
于浙江工业大学
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