■ 內容簡介 本書是一本介紹MATLAB軟體在自動控制系統分析、設計問題和模擬應用的書籍。本書第1章介紹MATLAB語言、第2章～第3章介紹MATLAB和SIMULINK模擬應用的書籍，第4章～第9章介紹軟體程式在自動控制系統分析和設計的方法，第10章介紹常用MATLAB工具箱。本書包括MATLAB各方面的指令，覆蓋在控制方面較廣的話題。本書適合五專電機科四年級、二專電機科二年級的「自動控制」課程做為教科書，亦可做為控制系統相關工程人員的參考書籍。 ■ 目錄 1 MATLAB語言簡介1-1 1-1 螢幕輔助1-1 1-2 檔案管理1-4 1.3 數據結構：向量與矩陣1-7 1-3-1 矩陣的標號1-11 1-3-2 特殊矩陣1-13 1-3-3 字符串1-15 1-4 數學運算與函數1-16 1-4-1 基本運算1-17 1-4-2 基本數學函數1-18 1-4-3 數據分析：列函數1-19 1-5 多項式1-20 1-6 繪圖命令1-23 1-7 例題1-26 習 題1-38 附錄 MATLAB(Version 5.2)常用函數命令一覽表1-44 2 MATLAB語言的編寫方法2-1 2-1 關係與邏輯運算符號2-1 2-2 循環與條件結構2-6 2-3 M檔案：程式檔案與函數檔案2-12 2-3-1 程式檔案2-13 2-3-2 函數2-14 2-3-3 建立M檔案2-16 2-4 字符串列命令2-16 2-5 常用編寫命令2-17 2-6 編寫舉例2-19 習 題2-25 3 古典控制系統分析的常用命令及SIMULINK模擬軟體簡介3-1 3-1 時域命令3-2 3-2 頻域命令3-3 3-3 根軌跡法命令3-6 3-4 轉移函數的常用命令3-8 3-5 控制系統分析例題3-10 3-6 SIMULINK簡介3-23 3-6-1 建立模型的基本步驟3-24 3-6-2 SIMULINK命令3-31 3-6-3 例題3-37 3-6-4 SIMULINK的高級特徵3-46 習 題3-47 4 古典控制系統設計方法4-1 4-1 引言4-1 4-1-1 根軌跡法4-2 4-1-2 波德圖法4-3 4-2 系統補償4-5 4-3 比例、積分與微分(PID)控制4-6 4-3-1 Ziegler-Nichols方法4-7 4-3-2 解析方法4-11 4-3-3 PD控制4-14 4-4 超前補償4-16 4-4-1 根軌跡設計方法4-18 4-4-2 根軌跡的幾何方法4-19 4-4-3 根軌跡的解析方法4-23 4-4-4 超前補償的波德圖設計方法4-26 4-4-5 波德圖設計的解析方法4-31 4-4-6 PD控制器與超前補償器的比較4-34 4-5 滯後補償4-34 4-5-1 根軌跡設計方法4-35 4-5-2 根軌跡的解析方法4-38 4-5-3 滯後補償器的波德圖設計方法4-41 4-5-4 波德圖設計的解析方法4-45 4-5-5 PI控制器與滯後補償器的比較4-48 4-6 一般補償控制4-49 4-7 非最小相位系統的穩定邊限4-56 習 題4-60 附錄 程式清單4-66 5 調節系統的狀態空間設計方法5-1 5-1 概述5-1 5-2 極點配置方法5-2 5-2-1 轉移函數分析5-6 5-2-2 理論分析5-8 5-3 用於狀態空間設計的MATLAB命令5-20 5-4 觀測器的設計5-27 5-5 降階觀測器的設計5-38 5-6 有關狀態空間設計的討論5-51 習 題5-53 附錄 程式清單5-54 6 數位控制系統設計方法6-1 6-1 概述6-1 6-2 差分方程式6-2 6-3 取樣信號的頻譜6-6 6-3-1 取樣定理6-8 6-3-2 信號的混疊6-9 6-4 變換6-11 6-5 離散狀態空間模型6-13 6-6 數位控制系統模擬6-15 6-6-1 脈衝響應不變法6-16 6-6-2 帶有零階保持器的變換法6-17 6-6-3 差分變換法6-19 6-7 用於離散系統的MATLAB命令6-23 6-8 偏差問題6-31 6-8-1 偏差的預補償方法6-32 6-8-2 臨界頻率的預補償方法6-36 6-9 數位補償器6-39 6-9-1 PID控制器6-40 6-9-2 PID控制器分析技術6-45 6-9-3 超前-滯後補償6-49 6-9-4 變換6-53 6-9-5 補償器的延遲6-61 6-10 離散狀態空間設計簡介6-62 習 題6-63 附錄6-65 A 程式清單6-65 B 變換表和ZOH表6-68 7 離散系統極點配置和觀測器設計方法7-1 7-1 概述7-1 7-2 極點配置方法7-5 7-2-1 說明7-8 7-2-2 無差拍響應7-9 7-2-3 無差拍控制的說明7-13 7-3 系統設計實例7-20 7-4 全階狀態觀測器的設計7-38 7-4-1 全階觀測器的結構7-38 7-4-2 觀測器增益矩陣的方程式7-41 7-5 最小階狀態觀測器7-46 習 題7-60 8 線性二次型最佳控制設計方法8-1 8-1 引言8-1 8-2 連續系統的二次型最佳控制8-2 8-2-1 連續系統二次型調節器問題的求解8-3 8-2-2 連續系統二次型調節器問題的拓展8-6 8-2-3 MATLAB實現8-7 8-3 離散系統的二次型最佳控制8-16 8-3-1 離散系統二次型最佳控?br>8-3-2 採用離散極小值原理的求解8-17 8-3-3 最小性能指標的計算8-22 8-4 離散系統的穩態二次型最佳控制8-41 8-4-1 離散系統穩態二次型最佳控制問題的求解8-41 8-4-2 MATLAB實現8-43 8-5 最少能量控制問題8-54 8-5-1 偽逆8-54 8-5-2 偽逆的MATLAB實現8-57 8-5-3 最少能量控制問題的討論8-61 8-6 最佳觀測器設計8-69 8-6-1 公式與求解8-69 8-6-2 MATLAB實現8-71 8-7 線性二次型高斯問題8-77 8-7-1 LQG問題的求解8-77 8-7-2 MATLAB實現8-79 習 題8-85 9 系統設計實例9-1 9-1 概述9-1 9-2 連續系統設計實例9-2 9-3 離散系統設計實例9-16 9-3-1 離散系統根軌跡的設計實例9-16 9-3-2 離散系統動態響應分析設計實例9-25 9-3-4 離散控制系統的頻率響應9-37 9-3-5 離散系統觀測器設計實例9-54 10 常用MATLAB工具箱簡介10-1 10-1 控制系統工具箱10-2 10-1-1 模型建立10-3 10-1-2 模型轉換10-10 10-1-3 模型降階和最小實現10-12 10-1-4 模型實現10-13 10-1-5 模型性質10-15 10-1-6 時域響應10-17 10-1-7 頻域響應10-20 10-1-8 根軌跡10-25 10-1-9 增益選擇10-26 10-1-10 方程式求解10-30 10-1-11 演算程式10-30 10-2 系統辨識工具箱10-31 10-2-1 參數估計10-34 10-2-2 非參數估計10-36 10-2-3 數據處理10-37 10-2-4 模型結構定義10-37 10-2-5 模型轉換10-39 10-2-6 遞推參數估計10-41 10-2-7 模型結構處理10-43 10-2-8 模型表達10-44 10-2-9 信息提取10-45 10-2-10 模型結構選擇10-47 10-2-11 模型不確定性評估和模型校驗10-48 參考文獻10-50 電氣自動化新技術叢書電-1 |
