控制系統的數字仿真及計算機輔助設計(二版)（簡體書）

本書的前5章是控制系統數字仿真部分，包括連續系統數學模型表示方法及實現、連續系統的離散化、連續控制系統的仿真、采樣控制系統的數字仿真等內容，在取材及編排上根據多年的教學與實踐經驗做了一定的處理，以期突出基本原理及概念。第6～9章著蘑介紹作者在應用實踐中已經證明是行之有效的方法，內容涵蓋計算機輔助建立系統動態模型、基於頻域的控制系統計算機輔助分析與設計、基於時域的線性控制系統計算機輔助設計，其中不但涉及PID控制器、先進控制器的輔助設計與仿真，而且結合了編者在應用中的實例，具有鮮明的理論聯系實際特色。第10章從應用角度，進一步介紹了目前國際上較通用的一些CACSD軟件及其功能，著重介紹目前應用的主流產品MATLAB。
本書立足于控制系統數字仿真及計算機輔助設計的基礎理論與概念，注重理論與實際應用相結合，在注意到知識的完整性與系統性的同時，沒有面面俱到地去羅列一些已經廣泛見諸于類似著作中的方法。
本書既可作為普通高等院校自動化及相關專業相應課程的教材，還可廣大從事自動控制的工程技術人員參考。

1　概論
1.1　仿真技術概述
1.1.1　仿真技術簡介
1.1.2　仿真技術的應用與發展
1.2　計算機輔助設計控制系統的形成與發展
習題
2　連續系統數學模型表示方法及實現
2.1　連續系統的數學模型表示方法
　2.1.1　連續時問模型
2.1.2　離散時問模型
2.1.3　連續離散混合模型
2.1.4　數學模型之間的轉換
　2.2　實現問題
2.2.1　可控標準型
2.2.2　可觀標準型
2.2.3　對角標準型
2.2.4　若當標準型
2.2.5 傳遞函數中分子分母同階次時的處理
2.2.6　狀態初值的通用求解方法
習題
3　連續系統的離散化
3.1 引言
3.1.1　解析解與數值解
3.1.2　常微分方程初值問題和邊值問題
3.1.3　線性常微分方程組的穩定性
3.1.4　病態微分方程組
3.1.5　數值解的穩定性
3.1.6　數值計算中誤差的來源
　3.2　數值分析方法
3.2.1　化導數為差商的方法
3.2.2　泰勒展式法
3.2.3　數值積分法
　3.3　常用的數值積分方法
　3.3.1　單步法
3.3.2　多步法
3.3.3　預估一校正法
3.3.4　數值積分方法的選擇
　3.4　離散相似法離散連續系統
3.4.1　連續系統狀態方程的離散化
3.4.2　連續系統傳遞函數的離散化
3.4.3　快速數字仿真算法
3.4.4　信號重構
3.4.5　保持器的傳遞函數及其頻率特性
3.4.6　離散相似模型的校正
習題
4　連續控制系統的仿真
4.1　仿真模型的結構
4.1.1 面向閉環系統微分方程(或傳遞函數)的數字仿真
4.1.2 面向系統結構圖的數字仿真
4.2　典型環節的離散化系統及其差分方程
4.2.1 三階環節
4.2.2　滯后環節
4.3　控制系統結構圖的數值表示方法
4.4　非線性系統的仿真
4.4.1　飽和、分段線性及失靈區非線性特性
4.4.2　問隙非線性特性
4.4.3　繼電及具有死區的繼電非線性特性
4.4.4　具有滯環的繼電非線性特性
4.4.5　具有死區和滯環的繼電非線性特性
4.5　關於仿真誤差及數值穩定性問題
4.5.1　截斷誤差
4.5.2　舍入誤差
習題
5　采樣控制系統的數字仿真
5.1　計算機控制系統的仿真
5.2　數字控制器的仿真
習題
6　計算機輔助建立系統動態模型
6.1　用經典時域辨識法建立對象動態數學模型
6.1.1　階躍響應與方波響應
6.1.2　低階傳遞函數模型的建立
6.1.3　從響應曲線求對象的微分方程模型
6.2　用頻域法辨識系統模型
6.2.1 由系統脈沖過渡函數g(t)計算頻率特性
6.2.2 由系統的頻率特性擬合傳遞函數
6.3　用相關分析法辨識系統脈沖響應函數
6.3.1　相關分析法的理論基礎
6.3.2　相關函數的實驗求取方法
6.3.3　用白噪聲測定系統的脈沖響應
6.3.4　用偽隨機信號辨識脈沖響應函數
習題
7　基於頻域的控制系統計算機輔助分析與設計
8　PID控制器的計算機仿真與輔助設計
9　基於時域的線性控制系統計算機輔助設計
10　計算機控制系統設計與仿真軟件
參考文獻