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第1章 MATLAB编程基础1

1.1 MATLAB的工作环境1

1.1.1 MATLAB程序主界面1

1.1.2 文本编辑窗口3

1.2 MATLAB的数值计算3

1.2.1 数据与变量4

1.2.2 矩阵与数组6

1.2.3 矩阵与数组运算10

1.2.4 多项式运算13

1.2.5 字符运算16

1.3 MATLAB的符号运算17

1.3.1 符号对象的创建17

1.3.2 数值变量、符号变量及字符变量间的相互转换19

1.3.3 符号表达式的操作和转换20

1.3.4 常用符号运算功能的实现23

1.3.5 符号方程的求解26

1.4 MATLAB的程序设计28

1.4.1 M文件的编写28

1.4.2 MATLAB程序流程控制29

1.4.3 程序举例35

1.5 MATLAB的可视功能38

1.5.1 二维图形的绘制38

1.5.2 三维图形的绘制51

1.5.3 符号图形的绘制52

1.5.4 图形用户界面54

本章小结59

习题59

第2章 Simulink应用基础61

2.1 Simulink仿真环境61

2.1.1 Simulink模块库浏览器62

2.1.2 Simulink仿真平台63

2.2 Simulink的基本操作63

2.2.1 模块及信号线的基本操作63

2.2.2 系统模型的基本操作68

2.2.3 子系统的建立与封装69

2.3 Simulink建模75

2.4 Simulink运行仿真75

2.4.1 仿真参数设置76

2.4.2 运行仿真过程78

2.4.3 示波器的使用78

2.5 Simulink仿真应用80

2.5.1 一般控制系统中的仿真应用80

2.5.2 简单电路系统中的仿真应用82

2.6 S函数87

2.6.1 S函数基本工作原理88

2.6.2 用M语言编写S函数89

本章小结95

习题95

第3章 PID控制系统分析96

3.1 连续系统96

3.1.1 连续系统的数学模型96

3.1.2 PID控制器仿真实例98

3.1.3 连续系统的PID仿真100

3.2 离散系统103

3.2.1 离散系统的数学模型104

3.2.2 PID控制器设计仿真实例104

3.3 自抗扰控制技术的MATLAB仿真106

3.3.1 自抗扰控制技术概述106

3.3.2 自抗扰控制技术的关键部分107

3.3.3 跟踪微分器108

3.3.4 自抗扰控制器设计实例115

3.4 PID控制器的设计与仿真实例118

3.4.1 车辆主动悬架的动力学模型119

3.4.2 路面干扰输入的仿真模型120

3.4.3 主动悬架PID控制器的设计124

3.4.4 系统的计算机仿真建模分析124

3.4.5 主动悬架系统仿真和结果分析125

本章小结128

习题128

第4章 控制系统与MATLAB仿真129

4.1 广义预测控制与MATLAB仿真129

4.1.1 广义预测控制的基本形式129

4.1.2 具有死区非线性补偿的广义预测控制方法135

4.1.3 控制器设计仿真实例137

4.2 H∞控制与MATLAB仿真138

4.2.1 H∞性能分析138

4.2.2 控制器设计仿真实例139

4.3 滑模变结构控制与MATLAB仿真145

4.3.1 滑模变结构控制方法145

4.3.2 控制器设计仿真实例147

4.3.3 混沌Hénon的滑模控制与同步147

4.3.4 带有随机噪声的控制结果152

4.3.5 Hénon混沌系统的同步研究154

4.3.6 基于Logistic方程的仿真研究155

本章小结157

习题157

第5章 电力电子电路仿真分析158

5.1 电力电子器件仿真模型158

5.1.1 电力电子开关模块159

5.1.2 桥式电路模块165

5.1.3 驱动模块167

5.2 交流-直流变换电路分析169

5.2.1 单相桥式全控整流电路仿真169

5.2.2 三相半波可控整流电路仿真173

5.2.3 三相桥式全控整流电路仿真175

5.3 直流-直流变换电路分析178

5.3.1 降压式变换器的建模与仿真178

5.3.2 升压式变换器的建模与仿真180

5.3.3 升降压式变换器的建模与仿真182

5.3.4 全桥DC-DC变换电路仿真184

5.4 交流-交流变换电路分析187

5.4.1 单相交流调压器仿真187

5.4.2 三相交流调压器仿真189

5.5 直流-交流变换电路分析190

本章小结191

习题191

第6章 MATLAB与直流调速系统仿真192

6.1 直流电动机的人为机械特性仿真192

6.2 直流电动机的启动和制动仿真192

6.2.1 直流电动机直接启动仿真193

6.2.2 直流电动机能耗制动仿真197

6.2.3 直流电动机反接制动仿真199

6.3 直流电动机调速系统仿真分析200

6.3.1 直流电动机串电阻调速仿真分析201

6.3.2 开环直流调速控制系统仿真203

6.3.3 直流调速双闭环控制系统仿真209

6.4 双闭环控制的直流脉宽调速系统分析214

本章小结218

习题218

第7章 MATLAB与交流调速系统仿真219

7.1 异步电动机人为机械特性仿真219

7.2 三相异步电动机启动、制动及正反转的仿真221

7.2.1 异步电动机直接启动仿真221

7.2.2 异步电动机定子串电阻启动仿真226

7.2.3 异步电动机能耗制动仿真226

7.2.4 异步电动机正反转控制仿真228

7.3 异步电动机调压调速系统仿真分析229

7.3.1 异步电动机调压调速原理230

7.3.2 异步电动机调压调速的闭环控制系统230

7.3.3 基于转速负反馈控制异步电动机调压调速系统的仿真实现231

7.4 三相正弦脉宽变频调速系统分析234

7.5 晶闸管串级调速系统的建模与仿真237

本章小结240

习题241

第8章 控制相关工具箱242

8.1 SISO工具箱的使用243

8.2 滤波器设计工具箱248

8.2.1 FDAtool的使用248

8.2.2 滤波器的设计250

本章小结259

习题260

第9章 基于DSP的机电控制系统设计261

9.1 TMS320LF2407芯片介绍261

9.2 直流电机位置伺服系统设计266

9.2.1 直流力矩电机267

9.2.2 功率驱动单元269

9.2.3 电流采样电路设计276

9.2.4 光电编码器在数字伺服控制系统中的应用278

9.2.5 方案需求论证282

9.2.6 控制算法MATLAB设计实现284

9.3 控制算法的DSP实现296

9.3.1 连续信号和数字信号之间的转换296

9.3.2 控制算法的离散化305

9.3.3 控制算法的DSP具体实现310

9.3.4 经典滤波算法310

9.3.5 优化自己的程序314

本章小结315

习题316

参考文献317