图书介绍
控制系统的数字仿真及计算机辅助设计PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载
- 钱积新等编著 著
- 出版社： 北京：化学工业出版社
- ISBN：7502542434
- 出版时间：2003
- 标注页数：213页
- 文件大小：10MB
- 文件页数：223页
- 主题词：控制系统－数字仿真－高等学校－教材；控制系统－计算机辅助设计－高等学校－教材
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图书目录
1 概论1
1.1 仿真技术概述1
1.1.1 仿真技术简介1
1.1.2 仿真技术的应用与发展3
1.2 计算机辅助设计控制系统的形成与发展4
习题与思考题5
2 连续系统数学模型表示方法及实现6
2.1 连续系统的数学模型表示方法6
2.1.1 连续时间模型6
2.1.2 离散时间模型7
2.1.3 连续-离散混合模型8
2.1.4 数学模型之间的转换9
2.2 实现问题10
2.2.1 可控标准型11
2.2.2 可观标准型13
2.2.3 对角标准型16
2.2.4 若当标准型16
2.2.5 传递函数中分子分母同阶次时的处理19
习题与思考题22
3.1.2 常微分方程初值问题和边值问题23
3.1.1 解析解与数值解23
3 连续系统的离散化23
3.1 引言23
3.1.3 线性常微分方程组的稳定性24
3.1.4 病态微分方程组25
3.1.5 数值解的稳定性26
3.1.6 数值计算中误差的来源30
3.2 数值分析方法31
3.2.1 化导数为差商的方法31
3.2.3 数值积分法32
3.2.2 泰勒展式法32
3.3 常用的数值积分方法33
3.3.1 单步法33
3.3.2 多步法37
3.3.3 预估-校正法38
3.3.4 数值积分方法的选择40
3.4 离散相似法离散连续系统41
3.4.1 连续系统状态方程的离散化42
3.4.2 连续系统传递函数的离散化44
3.4.3 快速数字仿真算法46
3.4.4 信号重构48
3.4.5 保持器的传递函数及其频率特性50
3.4.6 离散相似模型的校正55
习题与思考题56
4 连续控制系统的仿真58
4.1 仿真模型的结构58
4.1.1 面向闭环系统微分方程(或传递函数)的数字仿真58
4.1.2 面向系统结构图的数字仿真58
4.2 典型环节的离散化系统及其差分方程60
4.2.1 三阶环节61
4.2.2 滞后环节62
4.3 控制系统结构图的数值表示方法63
4.4 非线性系统的仿真66
4.4.1 饱和、分段线性及失灵区非线性特性67
4.4.2 间隙非线性特性68
4.4.3 继电及具有死区的继电非线性特性68
4.4.4 具有滞环的继电非线性特性69
4.4.5 具有死区和滞环的继电非线性特性70
4.5 关于仿真误差及数值稳定性问题71
4.5.1 截断误差71
4.5.2 舍入误差71
习题与思考题72
5 采样控制系统的数字仿真73
5.1 计算机控制系统的仿真73
5.2 数字控制器的仿真74
5.3 差分方程的仿真75
习题与思考题76
6 计算机辅助建立系统动态模型77
6.1 用经典时域辨识法建立对象动态数学模型77
6.1.1 阶跃响应与方波响应77
6.1.2 低阶传递函数模型的建立79
6.1.3 从响应曲线求对象的微分方程模型82
6.2 用频域法辨识系统模型87
6.2.1 由系统脉冲过渡函数g(t)计算频率特性87
6.2.2 由系统的频率特性拟合传递函数88
6.3 用相关分析法辨识系统脉冲响应函数96
6.3.1 相关分析法的理论基础96
6.3.2 相关函数的实验求取方法98
6.3.3 用白噪声测定系统的脉冲响应98
6.3.4 用伪随机信号辨识脉冲响应函数99
习题与思考题102
7.1 单变量系统的稳定性分析103
7.1.1 劳斯判据103
7 基于频域的控制系统计算机辅助分析与设计103
7.1.2 霍尔维茨稳定判据106
7.2 传递函数的频率特性计算106
7.2.1 因式分解形式的传递函数频率特性计算107
7.2.2 直接计算多项式表示的传递函数频率特性108
7.2.3 系统的稳定裕度109
7.3 基于频域法的单变量控制系统计算机辅助设计111
7.3.1 基于频域法的串联校正原理111
7.3.2 校正装置传递函数的计算112
7.4 多变量系统设计的现代频域方法简介116
7.4.1 概述116
7.4.2 基本概念116
7.4.3 现代频域方法简介118
习题与思考题123
8 PID控制器的计算机仿真与辅助设计124
8.1 PID控制器124
8.1.1 标准PID控制算法124
8.1.2 标准PID控制算法的改进125
8.2.1 PID控制器的参数整定与自动整定127
8.2 PID控制器的参数自动整定127
8.2.2 基于继电反馈控制的PID控制器参数自动整定128
8.2.3 示例129
8.3 鲁棒PID控制器参数整定132
8.3.1 鲁棒PID控制器参数整定思想132
8.3.2 鲁棒PID控制器参数算法132
8.3.3 鲁棒PID控制器示例134
习题与思考题136
9.1 状态反馈和极点配置137
9.1.1 系统的状态能控性和状态能观性137
9 基于时域的线性控制系统计算机辅助设计137
9.1.2 状态反馈和输出反馈138
9.1.3 单输入系统的极点配置138
9.1.4 多输入系统的极点配置140
9.2 具有线性二次型性能指标的最优控制系统140
9.2.1 概述140
9.2.2 状态调节器142
9.2.3 最优线性输出调节器问题145
9.2.4 具有期望衰减度的线性二次型调节器147
9.3 鲁棒控制器148
9.3.1 概述148
9.3.3 鲁棒控制器的存在条件149
9.3.2 鲁棒控制器的定义149
9.3.4 鲁棒控制器的结构150
9.3.5 鲁棒控制器的性质152
9.4 模型预测控制器152
9.4.1 预测控制基本原理153
9.4.2 预测控制算法介绍154
9.4.3 参数选择157
9.4.4 多变量DMC算法160
9.5 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之一161
9.5.1 造纸生产过程简介161
9.5.2 计算机辅助建立纸机模型162
9.5.3 控制系统计算机辅助设计163
9.5.4 控制系统实施168
9.6 计算机辅助设计控制系统的工程应用实例之二169
9.6.1 常压塔控制回路工艺169
9.6.2 常压塔先进控制系统总体结构170
9.6.3 常压塔多变量预测控制器设计170
9.6.4 控制系统计算机辅助设计172
9.6.5 控制系统实施173
习题与思考题175
10.1.1 CACSD软件形成的历史背景176
10.1 CACSD简介176
10 计算机控制系统设计与仿真软件176
10.1.2 CACSD的主要内容及特点177
10.1.3 CACSD软件国内外发展概况178
10.2 MATLAB控制系统设计180
10.2.1 MATLAB控制功能介绍181
10.2.2 基于SIMULINK的控制系统设计185
10.2.3 MATLAB在倒摆系统设计中的应用190
10.2.4 MATLAB类软件介绍194
10.3 SLICOT软件201
10.3.1 SLICOT功能介绍202
10.3.3 性能比较203
10.3.2 算法改进203
10.4 采样控制系统软件DirectSD204
10.4.1 理论基础205
10.4.2 系统描述206
10.4.3 最优随机控制206
10.4.4 最优跟踪系统的设计207
10.4.5 最优稳定系统设计举例208
10.5 CACSD的技术现状和展望210
习题与思考题211
参考文献212