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| 編輯推薦： |
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配套电子课件、程序代码等；国家精品课程教材
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| 內容簡介： |
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本书是国家精品课程教材，全面论述控制系统计算机仿真的基本概念和原理，系统地介绍MATLAB及其动态仿真集成环境Simulink。全书共9章，主要内容包括：MATLAB基本应用方法及Simulink建模与仿真；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MATLABSimulink的控制系统建模和仿真、基于MATLAB的控制系统校正；控制系统仿真技术的应用实例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、汽车四轮转向控制系统仿真、三自由度直升机系统的半实物仿真控制实验。本书配套电子课件。
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| 關於作者： |
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张聚，男，博士，浙江工业大学教授，博士生导师，曾为德国慕尼黑工业大学自动化与软件技术研究所访问学者、美国密歇根州立大学机械工程系访问教授，浙江省一流学科（计算机科学与技术学科，B类）负责人，入选浙江省151人才第二层次，浙江省高校中青年学科带头人，浙江省块状经济转型升级专家。主要研究方向为计算机先进控制、医学图像处理。主持完成国家自然科学基金项目2项、省部级项目3项，主持出版学术专著1部、译著3部、高校教材2部，发表SCI、EI学术研究论文30余篇，授权发明专利3项。荣获浙江省科技进步三等奖、浙江省高校科研成果一等奖、浙江省高等学校教坛新秀奖、浙江工业大学首届十佳青年教师等奖项。
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| 目錄：
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目录
第1章MATLAB应用基础1
1.1MATLAB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
1.2MATLAB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137
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263
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385
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4102
第5章基于MATLABSimulink的
控制系统建模与仿真104
5.1Simulink模块库104
5.2Simulink基本操作113
5.3Simulink建模与仿真114
5.4基于MATLABSimulink的非
线性系统自激振荡的分析126
习题5134
第6章基于MATLAB的控制系统
校正136
6.1PID控制器136
6.2超前校正139
6.3滞后校正143
6.4SISO设计工具147
习题6154
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MATLABSimulink仿真178
9.2.4操纵稳定性分析181
9.3基于最优控制的四轮转向系
统研究181
9.3.1模型的建立181
9.3.24WS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
10.1MATLAB xPC半实物仿真
系统186
10.1.1MATLAB 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
10.2.1S-Function模块使用C代
码进行xPC半实物仿真的
框架197
10.2.2S-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
10.4.2MEX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
11.1Quanser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
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| 內容試閱：
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前 言
MATLAB是目前国际上最流行、应用最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MATLABSimulink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；最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。
近二十年来，本书作者在浙江工业大学从事自动控制理论、控制系统仿真及计算机控制技术的教学和科研工作，并具体负责自动控制原理国家精品课程的建设工作，深切地体会到在自动控制理论教学中引入MATLAB的重要性使得学生对于控制系统的工作原理既有直观的感受，又对控制系统的工作原理理解得更为深入，能够有效地激发和提升学生学习的兴趣，提高学生学习的主动性与自觉性，有助于培养学生的创新能力，有助于把学生从烦琐且具体的细节中解脱出来而侧重于关键性的创造性的逻辑思维活动，有助于提高学生解决实际问题的能力，并有助于缩短理论学习与解决问题之间的距离。
本书作为自动控制原理国家精品课程的配套教材，由国家级教学名师、自动控制原理国家精品课程负责人王万良教授主审。本书也是浙江工业大学重点教材建设项目，得到学校和教务处的大力支持。在此一并表示感谢！
本书第1版在使用的过程中，许多教师和读者提出了宝贵的意见建议。特别是四川大学锦城学院的代春香老师，在使用本书的过程中，对于第1版在编写、印刷、基本内容等方面存在的误漏和问题，做了中肯的批评和详尽的指正，在此深表感谢！本书第2版对于第1版的大部分仿真实例进行了更新，增加了多个仿真实例，增加了第11章三自由度直升机系统半实物仿真与实时控制的内容，改正了原书中的一些错误，添加了一些代码的说明。
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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