控制系統(tǒng)計算機仿真（第2版）

第1章 緒論
1.1 計算機仿真的基本概念
1.1.1 系統(tǒng)
1.1.2 模型
1.1.3 仿真
1.2 計算機仿真研究的步驟
1.3 計算機仿真的特點
1.3.1 仿真的試驗性質
1.3.2 仿真法與解析法
1.4 計算機仿真的應用和發(fā)展
1.4.1 計算機仿真應用的類型
1.4.2 計算機仿真的優(yōu)點
1.4.3 計算機仿真的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.5 控制系統(tǒng)仿真的數(shù)學模型
1.5.1 連續(xù)時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
1.5.2 離散時間系統(tǒng)的數(shù)學模型
1.5.3 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
1.6 數(shù)字仿真軟件簡介
1.6.1 數(shù)字仿真軟件的主要功能與基本結構
1.6.2 MATLAB/Simulink仿真環(huán)境
小結
思考題與習題
第2章　　連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真的基本算法
2.1 數(shù)值積分算法
2.1.1 數(shù)值積分算法的基本原理
2.1.2 歐拉法
2.1.3 龍格-庫塔法
2.1.4 微分方程數(shù)值積分的矩陣分析
2.2 數(shù)值積分算法的基本分析
2.2.1 單步法和多步法
2.2.2 顯式算法和隱式算法
2.2.3 截斷誤差和舍入誤差
2.2.4 數(shù)值積分算法的計算穩(wěn)定性
2.2.5 數(shù)值積分算法的計算精度、速度、穩(wěn)定性與步長的關系
2.2.6 數(shù)值積分算法的選擇原則
2.2.7 誤差估計與步長控制
2.2.8 數(shù)值積分算法仿真實例
2.3 連續(xù)系統(tǒng)仿真的離散相似算法
2.3.1 時域離散相似算法的基本概念
2.3.2 時域離散化模型的推導
2.3.3 時域離散化模型的特性分析
2.3.4 時域離散算法仿真實例
2.4 常用快速數(shù)字仿真算法
2.4.1 仿真中對快速性的需求
2.4.2 替換法
2.4.3 根匹配法
2.4.4 增廣矩陣法
2.4.5 時域矩陣法
2.5 實時數(shù)字仿真算法
2.5.1 實時數(shù)字仿真的概念
2.5.2 實時數(shù)字仿真算法的特性
2.5.3 常用的實時數(shù)字仿真算法
小結
思考題與習題
第3章　 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真
3.1 采樣控制系統(tǒng)數(shù)字仿真概述
3.1.1 采樣控制系統(tǒng)及其特點
3.1.2 采樣控制系統(tǒng)仿真的特殊問題
3.2 采樣控制系統(tǒng)數(shù)字仿真的一般方法
3.2.1 差分方程遞推求解法
3.2.2 采用雙重循環(huán)方法對離散部分和連續(xù)部分分別計算
3.2.3 純滯后環(huán)節(jié)的仿真方法
3.3 MATLAB在采樣控制系統(tǒng)數(shù)字仿真中的應用
3.3.1 應用MATLAB函數(shù)求采樣系統(tǒng)的時域響應
3.3.2 基于Simulink的采樣控制系統(tǒng)仿真
小結
思考題與習題
第4章 控制系統(tǒng)優(yōu)化設計與仿真
4.1 控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的基本概念
4.1.1 兩類優(yōu)化問題
4.1.2 問題的提法及專用名詞
4.1.3 尋優(yōu)途徑及優(yōu)化方法的評價
4.1.4 控制系統(tǒng)優(yōu)化設計中目標函數(shù)的構成
4.1.5 數(shù)字仿真在優(yōu)化設計中的作用
4.2 單純形法
4.2.1 單純形法原理
4.2.2 單純形的構成
4.2.3 改進單純形法
4.3 控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設計的實例
4.3.1 電機電壓控制系統(tǒng)的數(shù)學模型
4.3.2 兩種尋優(yōu)參照對象
4.3.3 尋優(yōu)程序與Simulink模型之間的信息傳遞
4.3.4 仿真運行與結果分析
小結
思考題與習題
第5章 控制系統(tǒng)的仿真建模
5.1 問題的描述與模型的定義
5.2 控制系統(tǒng)模型的建立
5.2.1 建模要求和原則
5.2.2 建模過程的信息源
5.2.3 建模方法
5.2.4 最小二乘參數(shù)估計
5.2.5 模型的階次辨識
5.2.6 控制系統(tǒng)仿真建模的步驟
5.3 控制系統(tǒng)模型的確認和修改
5.4 控制系統(tǒng)仿真建模的實例
5.4.1 機理建模法
5.4.2 試驗方法
5.4.3 基于MATLAB的系統(tǒng)模型估計
小結
思考題與習題
第6章 仿真的工程應用實例
6.1 旋轉式倒立擺系統(tǒng)的建模與仿真
6.1.1 旋轉式倒立擺系統(tǒng)簡介
6.1.2 倒立擺的建模與線性化
6.1.3 仿真運行與結果分析
6.2 直流電機雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的參數(shù)仿真優(yōu)化
6.2.1 系統(tǒng)模型
6.2.2 仿真運行
6.2.3 結果分析
6.3 苯乙烯本體聚合的動力學仿真
6.3.1 系統(tǒng)建模
6.3.2 仿真運行
6.3.3 結果分析
小結
思考題與習題
附錄A 實驗指導書
實驗1 面向一階微分方程組的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真實驗
實驗2 面向系統(tǒng)結構圖的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真實驗
實驗3 連續(xù)系統(tǒng)離散相似法的數(shù)字仿真實驗
實驗4 連續(xù)系統(tǒng)的快速數(shù)字仿真實驗
實驗5 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真實驗
實驗6 數(shù)字PID調節(jié)器最優(yōu)參數(shù)的選擇實驗
附錄B 改進單純形法的MATLAB程序
附錄C 苯乙烯本體聚合動力學仿真的MATLAB程序
參考文獻