控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真（第2版）

第1章 緒論
1.1 計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)仿真研究的步驟
1.3 計(jì)算機(jī)仿真的特點(diǎn)
1.3.1 仿真的試驗(yàn)性質(zhì)
1.3.2 仿真法與解析法
1.4 計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用和發(fā)展
1.4.1 計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用的類型
1.4.2 計(jì)算機(jī)仿真的優(yōu)點(diǎn)
1.4.3 計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展與現(xiàn)狀
1.5 控制系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型
1.5.1 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1.5.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
1.5.3 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(jié)構(gòu)
1.6.2 MATLAB/Simulink仿真環(huán)境
小結(jié)
思考題與習(xí)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?cái)嗾`差和舍入誤差
2.2.4 數(shù)值積分算法的計(jì)算穩(wěn)定性
2.2.5 數(shù)值積分算法的計(jì)算精度、速度、穩(wěn)定性與步長的關(guān)系
2.2.6 數(shù)值積分算法的選擇原則
2.2.7 誤差估計(jì)與步長控制
2.2.8 數(shù)值積分算法仿真實(shí)例
2.3 連續(xù)系統(tǒng)仿真的離散相似算法
2.3.1 時(shí)域離散相似算法的基本概念
2.3.2 時(shí)域離散化模型的推導(dǎo)
2.3.3 時(shí)域離散化模型的特性分析
2.3.4 時(shí)域離散算法仿真實(shí)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(shí)域矩陣法
2.5 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真算法
2.5.1 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真的概念
2.5.2 實(shí)時(shí)數(shù)字仿真算法的特性
2.5.3 常用的實(shí)時(shí)數(shù)字仿真算法
小結(jié)
思考題與習(xí)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(diǎn)
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(jì)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(yīng)用
3.3.1 應(yīng)用MATLAB函數(shù)求采樣系統(tǒng)的時(shí)域響應(yīng)
3.3.2 基于Simulink的采樣控制系統(tǒng)仿真
小結(jié)
思考題與習(xí)題
第4章 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jià)
4.1.4 控制系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)中目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)成
4.1.5 數(shù)字仿真在優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gòu)成
4.2.3 改進(jìn)單純形法
4.3 控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)例
4.3.1 電機(jī)電壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)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(yùn)行與結(jié)果分析
小結(jié)
思考題與習(xí)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(jì)
5.2.5 模型的階次辨識(shí)
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(rèn)和修改
5.4 控制系統(tǒng)仿真建模的實(shí)例
5.4.1 機(jī)理建模法
5.4.2 試驗(yàn)方法
5.4.3 基于MATLAB的系統(tǒng)模型估計(jì)
小結(jié)
思考題與習(xí)題
第6章 仿真的工程應(yīng)用實(shí)例
6.1 旋轉(zhuǎn)式倒立擺系統(tǒng)的建模與仿真
6.1.1 旋轉(zhuǎn)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(yùn)行與結(jié)果分析
6.2 直流電機(jī)雙閉環(huán)調(diào)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(yùn)行
6.2.3 結(jié)果分析
6.3 苯乙烯本體聚合的動(dòng)力學(xué)仿真
6.3.1 系統(tǒng)建模
6.3.2 仿真運(yùn)行
6.3.3 結(jié)果分析
小結(jié)
思考題與習(xí)題
附錄A 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
實(shí)驗(yàn)1 面向一階微分方程組的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)2 面向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖的連續(xù)系統(tǒng)數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)3 連續(xù)系統(tǒng)離散相似法的數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)4 連續(xù)系統(tǒng)的快速數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)5 采樣控制系統(tǒng)的數(shù)字仿真實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)6 數(shù)字PID調(diào)節(jié)器最優(yōu)參數(shù)的選擇實(shí)驗(yàn)
附錄B 改進(jìn)單純形法的MATLAB程序
附錄C 苯乙烯本體聚合動(dòng)力學(xué)仿真的MATLAB程序
參考文獻(xiàn)