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內(nèi)容簡介

　　本書是國家精品資源共享課程的配套教材，在講述現(xiàn)代控制理論的基本概念、原理和方法的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹基于 MATLAB仿真的現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)方法。全書內(nèi)容涵蓋 MATLAB/Simulink應(yīng)用基礎(chǔ)、基于 MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)模型、基于 MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析、基于 MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)實(shí)例（如打印機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、硬盤磁頭定位控制、果實(shí)采摘機(jī)器人控制、磁懸浮控制、車輛半主動(dòng)懸架控制、網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)巡航控制等系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)）。實(shí)例中詳細(xì)給出了程序命令、注釋說明和運(yùn)行結(jié)果，圖文并茂，使抽象的現(xiàn)代控制理論變得生動(dòng)形象。本書適合作為高等學(xué)校自動(dòng)化及其相關(guān)專業(yè)本科生的教材，也適合控制科學(xué)與工程及其相關(guān)專業(yè)的研究生以及從事相關(guān)工作的科研人員和工程技術(shù)人員閱讀，亦可作為現(xiàn)代控制理論的開放實(shí)驗(yàn)教材。

作者簡介

　　何德峰教授、博士生導(dǎo)師，浙江省杰出青年基金獲得者，浙江省“萬人計(jì)劃”青年拔尖人才，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)過程控制專委會(huì)、車輛控制與智能化專委會(huì)、預(yù)測控制與智能決策專委會(huì)委員，教育部高等學(xué)校自動(dòng)化類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)協(xié)作委員，浙江省自動(dòng)化學(xué)會(huì)教學(xué)工作委員會(huì)秘書長。主持國家和省部級(jí)科研項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲得中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)科技成果一等獎(jiǎng)等國家一級(jí)學(xué)會(huì)科技獎(jiǎng)勵(lì)3項(xiàng)、浙江省科技成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)和浙江省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。目前主要從事智能預(yù)測與優(yōu)化控制理論及工程應(yīng)用研究。俞立教授、博士生導(dǎo)師，國家杰出青年基金獲得者，“現(xiàn)代控制理論”國家精品資源共享課程負(fù)責(zé)人，中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)控制理論專委會(huì)和過程控制專委會(huì)委員，浙江省自動(dòng)化學(xué)會(huì)副理事長，浙江省嵌入式系統(tǒng)聯(lián)合重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，“控制科學(xué)與工程”省一流學(xué)科負(fù)責(zé)人，享受國務(wù)院政府特殊津貼。出版《現(xiàn)代控制理論》國家級(jí)規(guī)劃教材1部，主持國家基金重點(diǎn)聯(lián)合基金等國家項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲得教育部高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎(jiǎng)自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、浙江省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)各1項(xiàng)、其他省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)5項(xiàng)。目前主要從事魯棒控制、網(wǎng)絡(luò)化控制和機(jī)器人控制研究。

圖書目錄

第1章MATLAB/Simulink應(yīng)用基礎(chǔ)
1.1MATLAB應(yīng)用簡介
1.1.1操作界面介紹
1.1.2幫助系統(tǒng)
1.1.3工具箱
1.1.4數(shù)值運(yùn)算
1.1.5符號(hào)運(yùn)算
1.1.6圖形表達(dá)功能
1.2MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
1.2.1M文件
1.2.2MATLAB程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
1.3Simulink應(yīng)用簡介
1.3.1Simulink基本操作
1.3.2Simulink模塊庫
1.3.3Simulink仿真實(shí)例
第2章基于MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)模型
2.1狀態(tài)空間模型的建立
2.1.1狀態(tài)空間模型的基本概念
2.1.2狀態(tài)空間模型的MATLAB實(shí)現(xiàn)
2.2利用MATLAB進(jìn)行系統(tǒng)模型間的相互轉(zhuǎn)換
2.2.1由傳遞函數(shù)導(dǎo)出狀態(tài)空間模型
2.2.2由狀態(tài)空間模型導(dǎo)出傳遞函數(shù)
2.3連續(xù)時(shí)間狀態(tài)空間模型的離散化
2.4狀態(tài)空間模型的性質(zhì)
第3章基于MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析
3.1狀態(tài)空間模型的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
3.1.1單位階躍響應(yīng)分析
3.1.2單位脈沖響應(yīng)分析
3.1.3初始狀態(tài)響應(yīng)分析
3.1.4任意輸入信號(hào)響應(yīng)分析
3.2狀態(tài)空間模型的能控性和能觀性分析
3.2.1狀態(tài)能控性分析
3.2.2輸出能控性分析
3.2.3狀態(tài)能觀性分析
3.3現(xiàn)代控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.3.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
3.3.2離散時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
第4章基于MATLAB的現(xiàn)代控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1Lyapunov穩(wěn)定狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
4.1.1黎卡提方程處理方法
4.1.2線性矩陣不等式處理方法
4.2極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
4.3跟蹤控制器設(shè)計(jì)
4.4線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
4.4.1連續(xù)時(shí)間線性二次型最優(yōu)控制
4.4.2離散時(shí)間線性二次型最優(yōu)控制
4.5基于狀態(tài)觀測器的輸出反饋控制器設(shè)計(jì)
4.5.1狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
4.5.2基于狀態(tài)觀測器的輸出反饋控制
第5章實(shí)例1：打印機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
5.1打印機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型
5.1.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)微分方程
5.1.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
5.1.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的離散化
5.1.4驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型
5.2打印機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能分析
5.2.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
5.2.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能控性和能觀性分析
5.2.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
5.3打印機(jī)皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
5.3.1驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
5.3.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
5.3.3驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
第6章實(shí)例2：硬盤磁頭定位控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
6.1硬盤磁頭定位系統(tǒng)模型
6.1.1磁頭定位系統(tǒng)物理模型
6.1.2磁頭定位系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
6.1.3磁頭定位系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的離散化
6.1.4磁頭定位系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型
6.2硬盤磁頭定位系統(tǒng)性能分析
6.2.1磁頭定位系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
6.2.2磁頭定位系統(tǒng)能控性和能觀性分析
6.2.3磁頭定位系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
6.3硬盤磁頭定位系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
6.3.1磁頭定位系統(tǒng)極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
6.3.2磁頭定位系統(tǒng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
6.3.3磁頭定位系統(tǒng)基于狀態(tài)觀測器的控制器設(shè)計(jì)
第7章實(shí)例3：果實(shí)采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
7.1果實(shí)采摘控制系統(tǒng)模型
7.1.1采摘控制系統(tǒng)物理模型
7.1.2采摘控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)
7.1.3采摘控制系統(tǒng)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換為狀態(tài)空間模型
7.1.4采摘控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的離散化
7.2果實(shí)采摘控制系統(tǒng)性能分析
7.2.1采摘控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
7.2.2采摘控制系統(tǒng)能控性和能觀性分析
7.2.3采摘控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
7.3果實(shí)采摘系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
7.3.1采摘系統(tǒng)極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
7.3.2采摘系統(tǒng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
7.3.3采摘系統(tǒng)基于狀態(tài)觀測器的控制器設(shè)計(jì)
第8章實(shí)例4：磁懸浮控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
8.1磁懸浮控制系統(tǒng)模型
8.1.1磁懸浮控制系統(tǒng)物理模型
8.1.2磁懸浮控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
8.1.3磁懸浮控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型的離散化
8.1.4磁懸浮控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型
8.2磁懸浮控制系統(tǒng)性能分析
8.2.1磁懸浮控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
8.2.2磁懸浮控制系統(tǒng)能控性和能觀性分析
8.2.3磁懸浮控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
8.3磁懸浮系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
8.3.1磁懸浮系統(tǒng)極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
8.3.2磁懸浮系統(tǒng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
8.3.3磁懸浮系統(tǒng)狀態(tài)觀測器設(shè)計(jì)
8.3.4磁懸浮系統(tǒng)基于狀態(tài)觀測器的控制器設(shè)計(jì)
8.3.5磁懸浮系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
第9章實(shí)例5：車輛半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
9.1車輛懸架控制系統(tǒng)模型
9.1.1懸架控制系統(tǒng)物理模型
9.1.2懸架控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
9.1.3懸架控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型離散化
9.1.4懸架控制系統(tǒng)狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型
9.2車輛懸架控制系統(tǒng)性能分析
9.2.1懸架控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)響應(yīng)分析
9.2.2懸架控制系統(tǒng)能控性和能觀性分析
9.2.3懸架控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
9.3車輛懸架系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
9.3.1懸架系統(tǒng)極點(diǎn)配置狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)
9.3.2懸架系統(tǒng)跟蹤控制器設(shè)計(jì)
9.3.3懸架系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)
第10章實(shí)例6：網(wǎng)聯(lián)汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
10.1汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)原理
10.2汽車自動(dòng)巡航縱向動(dòng)力學(xué)模型
10.2.1汽車ACC縱向動(dòng)力學(xué)模型
10.2.2汽車ACC系統(tǒng)狀態(tài)空間模型
10.2.3汽車ACC系統(tǒng)狀態(tài)空間模型離散化
10.2.4狀態(tài)空間模型轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)模型
10.3汽車自動(dòng)巡航控制系統(tǒng)分析
10.3.1汽車ACC系統(tǒng)的階躍響應(yīng)
10.3.2汽車ACC系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)
10.3.3汽車ACC系統(tǒng)的初始狀態(tài)響應(yīng)
10.3.4汽車ACC系統(tǒng)能控性和能觀性分析
10.4汽車ACC系統(tǒng)的極點(diǎn)配置反饋控制
10.5基于觀測器的ACC系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)
10.6汽車ACC系統(tǒng)線性二次型最優(yōu)控制
10.6.1汽車ACC系統(tǒng)LQR控制器設(shè)計(jì)
10.6.2CarSim/Simulink聯(lián)合仿真
參考文獻(xiàn)