本書作為自動控制原理系列課程實踐性教學的教程,較全面地涵蓋了經典控制理論知識的重點和難點,精心設計了近30個實驗項目。本書共分8章,每章均有自動控制系統硬件實驗和MATLAB/Simulink仿真實驗。第1章為MATLAB 7.1與Simulink 6.1入門基礎,主要從應用角度介紹MATLAB 7.1的語言基礎和控制系統工具箱函數,以及使用Simulink 6.1建模仿真的方法;第2~7章按照自動控制原理知識體系,依次安排了近30個實驗項目,內容覆蓋控制系統數學模型的建立、線性系統的時域分析法、根軌跡法、頻域分析法和校正設計以及非線性控制系統分析;第8章為控制系統綜合設計,主要以工業實際工程中較常用的控制系統(如電動機調速系統、溫度控制系統、步進電動機控制系統等)進行綜合設計實驗。
本書實驗內容不僅在教學上具有典型性和代表性,而且在實驗技術上具有很大的實用性,尤其是一些綜合設計類型的實驗方法可以直接應用在工程設計中。本書既可作為工科院校自動控制原理系列課程的實驗教程,也可作為設計開發自動控制系統的相關工程技術人員的參考用書。
前言
第1章 MATLAB7.1與Simulink6.1入門基礎
1.1 自動控制原理與系統仿真簡述
1.1.1 自動控制原理模擬實驗系統
1.1.2 控制系統仿真
1.2 控制系統MATLAB7.1環境簡述
1.2.1 MATLAB7.1的安裝與啟動
1.2.2 MATLAB7.1的環境
1.2.3 MATLAB基本運算
1.2.4 MATLAB常用圖形編輯
1.2.5 MATLAB程序設計
1.3 控制系統動態仿真集成環境Simulink6.1簡述
1.3.1 Simulink仿真工具
1.3.2 Simulink的啟動
1.3.3 Simulink界面介紹 前言
第1章 MATLAB7.1與Simulink6.1入門基礎
1.1 自動控制原理與系統仿真簡述
1.1.1 自動控制原理模擬實驗系統
1.1.2 控制系統仿真
1.2 控制系統MATLAB7.1環境簡述
1.2.1 MATLAB7.1的安裝與啟動
1.2.2 MATLAB7.1的環境
1.2.3 MATLAB基本運算
1.2.4 MATLAB常用圖形編輯
1.2.5 MATLAB程序設計
1.3 控制系統動態仿真集成環境Simulink6.1簡述
1.3.1 Simulink仿真工具
1.3.2 Simulink的啟動
1.3.3 Simulink界面介紹
1.3.4 控制系統常用Simulink模塊功能介紹
1.3.5 使用Simulink建立系統模型
1.3.6 常用模塊內部參數的設置
1.3.7 Simulink仿真參數設置
1.3.8 用Simulink建立系統模型并仿真范例
1.3.9 子系統創建與封裝
第2章 控制系統的數學模型
2.1 基于MATLAB/Simulink建立控制系統的數學模型
2.2 典型環節模擬電路及其數學模型
第3章 線性系統的時域分析法
3.1 典型二階系統模擬電路及其動態性能分析
3.2 基于MATLAB控制系統的單位階躍響應分析
3.3 基于MATLAB控制系統的單位脈沖響應
3.4 三階控制系統的穩定性分析
3.5 基于MATLAB高階控制系統的時域響應動態性能分析
3.6 基于Simulink控制系統的穩態誤差分析
第4章 線性系統的根軌跡法
4.1 基于MATL控制系統的根軌跡及其性能分析
4.2 基于SISO設計工具的系統根軌跡設計
4.3 基于MATLAB控制系統的根軌跡主導極點法校正設計
第5章 線性系統的頻域分析法
5.1 典型環節頻率特性測試
5.2 控制系統頻率特性測試
5.3 基于MATLAB控制系統的Nyquist圖及其穩定性分析
5.4 基于MATLAB控制系統的博德圖及其頻域分析
第6章 線性系統的校正與設計
6.1 連續系統串聯校正裝置模擬電路實現
6.2 基于MATLAB控制系統的頻率法串聯超前校正設計
6.3 基于MATLAB控制系統的頻率法串聯滯后校正設計
6.4 基于MATLAB控制系統的頻率法串聯超前一滯后校正設計
6.5 控制系統的速度反饋校正設計
6.6 連續系統PID控制器設計及其參數整定
第7章 非線性控制系統分析
7.1 典型非線性環節的靜態特性測試
7.2 基于MATLAB二階控制系統的相平面分析
7.3 基于Simulink非線性控制系統的相平面分析
7.4 非線性系統的描述函數法分析
第8章 控制系統綜合設計
8.1 控制系統綜合設計綜述
8.2 直流電動機轉速單閉環自動調速系統設計
8.3 步進電動機的速度調節和方向控制
8.4 直流電動機的調速控制
8.5 溫控爐的恒溫控制
附錄
附錄 AMATLAB常用命令函數
附錄 BMATLAB常用函數意義速查表(按英文字母順序排列)
附錄 cMATLAB控制系統工具箱常用函數功能描述
參考文獻
第1章 MATLAB 7.1與Simulink 6.入門基礎
1.1 自動控制原理與系統仿真筒述
1.1.1 自動控制原理模擬實驗系統
自動控制原理是一門理論性和實用性很強的課程,自動控制原理實踐課程越來越受到重視,許多專業都將自動控制原理系列實驗課程獨立開設,目的旨在加強實踐教學,提高學生獨立分析、應用和創新設計的能力,不斷提高教學效果。鑒于此,眾多高校教學實驗儀器設備生產廠商都研制開發了多種自動控制原理模擬實驗裝置及相應的集測試、分析和設計于一體的軟件實驗平臺,這使得自動控制原理課程的學習不再是純粹的理論學習,把大量的時間花費在理論計算和復雜公式的推導方面,而是更加注重理論聯系實際,將理論中的控制系統轉化到實際中的工程系統上,并能夠合理運用實際可行的方法去測試、校正系統,真正意義上掌握控制技術,設計改進方案,去解決實際工程中的控制難題。
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