控制系统仿真(十一五)
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作者： 黄向华 主编
出 版 社：
出版时间： 2008-7-1字数： 330000版次： 1页数： 227印刷时间： 2008/07/01开本： 16开印次： 1纸张： 胶版纸I S B N ： 9787811242867包装： 平装内容简介
本书系统地介绍控制系统设计与分析过程中所涉及的仿真理论以及方法。首先介绍仿真的基本概念、仿真的过程、仿真技术的发展及应用情况；然后分别介绍各种工程上常用的仿真理论和方法：数值积分法仿真连续系统，连续系统的离散化仿真、采样控制系统的数字仿真、数字控制器控制规律的实现与实时仿真以及控制系统的参数最优化技术；最后分别以发动机控制系统以及飞行控制系统为对象，介绍飞机和发动机控制系统的建模过程、其动态特性的数字仿真方法以及半物理仿真实验方法。书中给出了用C语言和MATLAB实现的仿真方法和一些仿真实例。
本书适用于具有自动控制理论基础的机械及机电类专业本科生及工程人员作教材或参考书。.
目录
第1章 概述
1.1 仿真的基本概念
1.2 数字仿真的基本过程
1.3 仿真技术的发展与趋势
1.4 仿真技术的应用
习题
第2章 数值积分法仿真连续系统
2.1 一般概念
2.2 数值积分法
2.3 龙格库塔法
2.4 亚当姆斯法
2.5 数值积分法中的若干问题
2.6 数字仿真程序
习题
第3章 连续系统的离散化仿真
3.1 替换法
3.2 根匹配法
3.3 离散相似法
3.4 增广矩阵法
3.5 数字仿真程序设计
3.6 用z变换法建立系统的差分方程
3.7 离散模型的精度和稳定性
3.8 采用补偿器提高仿真模型的稳定性和精度
习题
第4章 采样控制系统的数字仿真与设计
4.1 采样控制系统
4.2 采样控制系统数字仿真
4.3 数字控制器控制规律的实现
4.4 含PID控制器的实时仿真
习题
第5章 控制系统优化技术
5.1 控制系统最优化问题概述
5.2 性能指标
5.3 单参数寻优技术
5.4 无约束条件下多参数寻优技术
习题
第6章 控制系统MATLAB仿真
6.1 先进仿真软件
6.2 M文件与MATLAB函数
6.3 控制系统MATLAB仿真
6.4 MATLAB仿真集成环境工具SIMULINK
第7章 建模与仿真
7.1 航空发动机建模与仿真
7.2 无人机建模与仿真
附录
附录1 四阶龙格库塔法仿真程序一
附录2 四阶龙格库塔法仿真程序二
附录3 离散相似法仿真含非线性环节的控制系统
附录4 采样控制系统的仿真
附录5 双速率采样控制系统的仿真
附录6 实时PID控制
附录7 黄金分割法
附录8 二次插值法
附录9 最速下降法
附录10 共轭梯度法
附录11 单纯形法PID参数寻优
参考文献.
书摘插图
第1章 概述
1.1 仿真的基本概念
1.1.1 仿真的定义
在控制系统的分析、设计和使用过程中，控制系统的性能是人们关注的焦点。要想获得系统的性能特点，最直接的手段就是实物实验。可是由于多方面的原因，往往不宜于，甚至不可能在实物上进行实验。首先，实物实验花费大、周期长，尤其在新的控制规律试验和故障复现中有时是很危险的；此外，实物实验还必须是在控制系统研制出来以后进行，这就难以事先给设计人员提供信息来指导他们进行正确设计。因此很自然地人们就产生了用模型代替实物进行实验的想法，这种基于模型的实验就是广义上的仿真（Simulation）。
仿真形成为一门专门的学科虽然为时不长，但人们采用仿真技术却有很长的历史了。早在1872年英国皇家海军就曾采用按比例缩小的舰船模型在水池中进行试验，以确定所设计的船舶的各项性能指标是否达到要求，并据此改进设计。直到现在，这种用按比例缩小的物理模型进行仿真实验的方法仍广泛用于水力学、空气动力学和热力学等技术学科。
随着科学技术的发展，仿真逐渐成为一门专门的技术。它是以相似原理、控制理论、信息技术及其运用领域的专业技术为基础，以计算机和专用物理效应设备（模型再现真实世界环境）为工具，借助系统模型对实际或设想的系统进行动态试验研究的一门综合性技术。它是分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法。
1.1.2 物理仿真、半物理仿真和数学仿真
按照仿真时所采用的模型种类，可以把仿真分为物理仿真和数学仿真。
所谓物理仿真，就是采用一个与实际对象相似的实体作为模型所进行的仿真。这种模型是满足某些相似条件下的实物模型，有时也称为实物相似模型。此外，在医学中用药物对动物进行某些疾病控制作用的实验，以决定药物对人类的适用性，这也是一种物理仿真。在这种情况下，人就是真实系统，动物就是系统模型。在此值得一提的是，在几何相似条件下的比例模型（即把对象几何尺寸按比例放大或缩小的物理模型）是一类重要的物理模型，如水池中的舰船模型和风洞中的飞机模型等。
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