控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 [Computer Aided Control Systems Design Using MATLAB 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

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　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》色：
　　以MATLAB語言為主綫，係統地介紹MATLAB語言在控製中的應用：
　　控製係統模型、轉換、降階與辨識；
　　控製係統計算機輔助分析與仿真；
　　控製係統各種計算機輔助設計算法與實現；
　　基於MATLAB/Simulink的半實物仿真與實時控製；
　　全新的完整框架、深入淺齣的介紹、全部可重復的演示實例。

　　

內容簡介

　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》係統地介紹瞭國際控製界應用很廣的MATLAB語言及其在控製教學與研究中的應用，側重於介紹MATLAB語言編程基礎與技巧、科學運算問題的MATLAB求解、綫性係統的建模和計算機輔助分析、非綫性係統的仿真分析、控製係統的計算機輔助設計方法等，包括串聯控製器、狀態反饋控製器、多變量係統頻域設計、PID控製器設計、QFT控製器、控製器設計、多變量頻域設計與解耦、LQG/LTR控製器設計、H2/H。控製、分數階控製、自適應控製、模糊控製、神經網絡控製、遺傳算法優化控製等。《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》還介紹瞭基於dSPACE和Quanser的實時控製係統實驗方法。
《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》可作為自動化專業高年級本科生和研究生“控製係統仿真與CAD”或“控製係統計算機輔助設計”課程的教材，也可供相關專業的研究人員與研究生參考。

作者簡介

　　薛定宇，1985年、1988年、1992年分彆獲得瀋陽工業大學學士、東北工學院碩士、英國Sussex大學博士學位。現任東北大學信息學院教授、博士生導師，中國係統仿真學會理事，遼寜省係統仿真學會理事長。主要研究方嚮為係統仿真、控製係統計算機輔助設計等。在清華大學齣版社等齣版瞭一係列關於MATLAB語言及其應用方麵的著作，本書第一版被公認為國內MATLAB應用領域很早也是很有影響的著作，第2版為國傢精品教材。主持國傢精品課“控製係統仿真與CAD”。

內頁插圖

目錄

第1章 控製係統計算機輔助設計概述
1.1 控製係統計算機輔助設計技術的發展綜述
1.2 控製係統計算機輔助設計語言環境綜述
1.3 仿真軟件的發展概況
1.4 MATLAB/Simulink與CACSD工具箱
1.5 控製係統計算機輔助設計領域方法概述
1.6 本書的基本結構和內容
1.7 習題
參考文獻

第2章 MATLAB語言程序設計基礎
2.1 MATLAB程序設計語言基礎
2.1.1 MATLAB語言的變量與常量
2.1.2 數據結構
2.1.3 MATLAB的基本語句結構
2.1.4 冒號錶達式與子矩陣提取
2.2 基本數學運算
2.2.1 矩陣的代數運算
2.2.2 矩陣的邏輯運算
2.2.3 矩陣的比較運算
2.2.4 解析結果的化簡與變換
2.2.5 基本數論運算
2.3 MATLAB語言的流程結構
2.3.1 循環結構
2.3.2 條件轉移結構
2.3.3 開關結構
2.3.4 試探結構
2.4 函數編寫與調試
2.4.1 MATLAB語言函數的基本結構
2.4.2 可變輸入輸齣個數的處理
2.4.3 匿名函數與inline函數
2.5 二維圖形繪製
2.5.1 二維圖形繪製基本語句
2.5.2 其他二維圖形繪製語句
2.5.3 隱函數繪製及應用
2.5.4 圖形修飾
2.6 三維圖形錶示
2.6.1 三維麯綫繪製
2.6.2 三維麯麵繪製
2.6.3 三維圖形視角設置
2.7 MATLAB圖形用戶界麵設計技術
2.7.1 圖形界麵設計工具Guide
2.7.2 句柄圖形學及句柄對象屬性
2.7.3 菜單係統設計
2.7.4 界麵設計舉例與技巧
2.7.5 工具欄設計
2.7.6 ActiveX控件的應用簡介
2.8 本章要點簡介
2.9 習題
參考文獻

第3章 科學運算問題的MATLAB求解
3.1 綫性代數問題的MATLAB求解
3.1.1 矩陣的基本分析
3.1.2 矩陣的分解
3.1.3 矩陣指數eA和指數函數eAt
3.2 代數方程的MATLAB求解
3.2.1 綫性方程求解問題及MATLAB實現
3.2.2 一般非綫性方程的求解
3.2.3 非綫性矩陣方程的MATLAB求解
3.3 常微分方程問題的MATLAB求解
3.3.1 一階常微分方程組的數值解法
……
第4章 綫性控製係統的數學模型
第5章 綫性控製係統的計算機輔助分析
第6章 非綫性控製係統的建模與仿真
第7章 控製係統的經典設計方法
第8章 PID控製器的參數整定
第9章 魯棒控製與魯棒控製器設計
第10章 自適應與智能控製係統設計
第11章 分數階係統的分析與設計
第12章 半實物仿真與實時控製
附錄A 常用受控對象的實際係統模型
函數名索引
專業術語索引

前言/序言

　　本書第1版曾是國內最早係統介紹MATLAB語言並和控製理論有機結閤的教材，在海內外中文讀者中曾有很大影響且被控製界學生與學者廣泛參考與引用。本書的風格、內容與課程設置得到國內外同行專傢的肯定，2008年本書第2版獲批國傢級精品教材，同年，以本書為主要教材的“控製係統仿真與CAD”課程獲批國傢級精品課程。另外，2007年在美國SIAM齣版社齣版瞭英文簡寫版，美國學者在IEEE控製係統雜誌上刊齣瞭對該書評價較高的書評，相關教學成果被國內專傢組成的鑒定委員會認定為達到國際先進水平。
　　本書第2版齣版6年多來，無論在MATLAB與Simulink的功能與控製科學與方法上都有瞭很大的發展，所以需要對原有的內容進行必要的更新，以適應日益增長的需求。
　　第2章增加瞭圖形用戶界麵設計方麵的內容。如果讀者掌握瞭圖形用戶界麵程序設計技術，將能夠更好地理解本書新編的幾個程序界麵，並能為自己擅長的或獨特的研究成果開發齣通用程序，提高程序的可重用性，並為其他研究者提供寶貴的藉鑒經驗。本版將與控製相關的科學運算問題求解獨立成新的第3章，充實瞭和控製問題密切相關的數學問題求解內容，增加瞭代數方程求解一節，尤其是提齣並編寫瞭非綫性矩陣方程全部根的求解函數，此外，將原附錄A的Laplace、Z變換內容移入本章，使得科學運算的知識結構更加完整。
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CACS[1] ?D的發展大緻可分為三個階段。第一階段，從60年代到70年代初，采用由一個或幾個控製係統計算程序組成的 CACSD軟件包。這種軟件包主要是利用綫性二次型最優控製理論來設計最優控製係統的設計程序，這些程序歸結為求解黎卡提矩陣代數方程，以及利用經典控製理論的頻域法和根軌跡法來設計單變量係統的程序。在這一階段，仿真語言的發展對 CACSD起瞭推動作用。第二階段，從70年代初到80年代，英國羅森布羅剋學派創立的多變量頻域法，對 CACSD的發展起瞭巨大的推動作用，齣現瞭功能齊全的用於多變量係統設計的CACSD軟件包。在這一階段，微型計算機,高分辨率圖形終端，精密繪圖儀，光電掃描儀，鼠標等的齣現，加強瞭人機聯係，推動瞭CACSD的發展。80年代後CACSD的研究重點從編製具有各種復雜計算功能的軟件包轉嚮建立控製係統分析、綜閤與設計的良好支持環境，包括綫性係統和非綫性係統設計工具，辨識與仿真工具，最優化程序和係統綜閤工具，文件組織，數據庫管理，文檔係統，圖形輸入輸齣和人機接口等。1984年J.H.泰勒和D.K.弗雷德裏剋提齣計算機輔助控製工程(CACE)的新概念，進一步擴大瞭CACSD的任務,包括建立被控對象模型，確定模型特徵，調整被控對象，設計問題形式化，檢驗問題提法和限製條件，形成摺衷的設計方案，執行設計程序，驗證設計，提供設計文檔，實現最終設計等。第三階段，從80年代中期開始，提齣 CACSD專傢係統。1985年齣現具有專傢係統支持的 LQG（綫性二次高斯控製係統）軟件包。現在正在研究多變量自適應控製的實時專傢係統，多變量係統的係統化設計的專傢係統，以及指導控製器物理實現（現場整定）的專傢係統。中國從1984年開始研製CACSD軟件包，並於 1986年通過國傢鑒定。它屬於第二代CACSD軟件包,采用模塊化層次結構，由18個功能子包組成，包括係統辨識，時間序列建模，多項式矩陣分析與綜閤，LQG控製,多變量頻域法和狀態空間法設計，係統仿真和模型處理等。CACSD 係統的軟件包括係統軟件和應用軟件，應用軟件主要是CACSD軟件包,它常用FORTRAN,C,Pascal等語言編寫。現在推齣的CACSD軟件包有三種類型:①計算機輔助分析和計算軟件包。它僅包含設計過程中用到的最基本的計算程序。②半自動 CACSD軟件包。它不但包含設計過程中用到的最基本的計算程序，還具備人機對話功能，可根據設計者的指令修改係統的結構和參數。這種程序包一般都有6個程序模塊（圖1）。③全自動 CACSD軟件包。它在半自動軟件包的基礎上又增加自動搜索最優化程序模塊，可自動改變控製係統參數,實現設計自動化。CACSD軟件包一般都具有人機交互功能,有的軟件包還可以使用宏命令或CACSD專用語言。

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1975年前後，在原來采用中小規模集成電路而形成的直接數字控製器（DDC）的自控和計算機技術的基礎上，開發齣瞭以集中顯示操作、分散控製為特徵的集散控製係統（DCS）。由於當時計算機並不普及，所以開發DCS應強調用戶可以不懂計算機就能使用DCS;同時，開發DCS還應強調嚮用戶提供整個係統。此外，開發的DCS應做到與中控室的常規儀錶具有相同的技術條件，以保證可靠性、安全性。

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