MATLAB与SIMULINK工程应用

第1章 模拟和数字控制

1. 1 原理

1. 2 几种主要校正器

1. 2. 1 比例校正器

1. 2. 2 积分校正器

1. 2. 3 微分校正器

1. 2. 4 微分反馈校正器

1. 2. 5 相位超前校正器

1. 2. 6 相位滞后校正器

1. 2. 7 POD控制器

1. 2. 8 前馈校正

1. 2. 9 PIR校正器, 纯滞后系统

1. 3 模拟校正器离散化

1. 4 校正系统的稳定性

1. 4. 1 一般稳定性条件

1. 4. 2 奈奎斯特准则

1. 4. 3 离散系统稳定性

1. 5 例子

1. 5. 1 应用MAYLAB函数

1. 5. 2 应用PIR校正器

1. 6 LQ, LQI, 线性二次项控制

1. 6. 1 单变量过程的LQI控制

1. 6. 2 多变量过程的LQI控制

1. 6. 3 应用举例

1. 7 RST控制

1. 7. 1 单变量系统

1. 7. 2 多变量系统

1. 7. 3 应用举例

第2章 连续系统和离散系统的状态空间描述

2. 1 连续系统的状态空间描述

2. 1. 1　启发式方法

2. 1. 2　广义状态空间描述

2. 2 离散系统的状态空间描述

2. 2. 1　启发式方法

2. 2. 2 应用

2. 3 可控性和可观测性

2. 3. 1 可控性

2. 3. 2 可观测性

2. 4 离散动态系统的状态重构

2. 4. 1 确定性过程的闭环估计

2. 5 状态反馈控制

2. 6 例子

2. 6. 1 有积分环节过程的状态反馈控制系统

2. 6. 2 无积分环节过程的状态反馈控制系统

2. 6. 3 离散系统的极点配置

2. 7 卡尔曼滤波器

2. 8 随机离散卡尔曼预测器

第3章 模糊逻辑控制

3. 1 基本原理

3. 2 模糊调节器的实现

3. 2. 1 模糊化

3. 2. 2 推理阶段

3. 2. 3 去除模糊化

3. 3 模糊逻辑工具箱的图形界面

3. 4 用模糊工具箱命令创建模糊系统

3. 4. 1 输入输出变量的模糊化

3. 4. 2 模糊规则编辑

3. 4. 3 去除模糊化

3. 4. 4 在控制律中应用调节器

3. 5 在SIMULINK中应用模糊调节器

3. 6 Sugeno方法

3. 6. 1 用图形界面实现模糊调节器

3. 6. 2 用工具箱命令实现模糊调节器

第4章 神经网络

4. 1 简介

4. 2 线性自适应神经网络

4. 2. 1 结构

4. 2. 2 训练算法

4. 2. 3 应用领域

4. 3 含有隐层的神经网络, 误差反向传播

4. 3. 1 原理

4. 3. 2 传递函数

4. 3. 3 BP算法

4. 4 逆模式神经网络控制

4. 4. 1 第一层网络结构

4. 4. 2 第二层网络结构

4. 5 信号预测

第5章 自适应滤波

5. 1 自适应滤波原理

5. 2 梯度算法, LMS准则

5. 2. 1 自适应梯度　的选择

5. 2. 2 自适应速度, 滤波器时间常数

5. 3 递推最小二乘算法, 严格最小二乘算法

5. 4　LMS自适应滤波器应用举例

5. 4. 1 自回归过程的自适应预估器

5. 4. 2 消除干扰

5. 4. 3　从噪声中提取信号

5. 5　RLS自适应滤波器应用举例

5. 5. 1 从噪声中提取信号

应用1 功率放大器

1. 1　放大器介绍

1. 2　放大器的特性

1. 3 有晶体管级反馈的放大器

1. 4　相位滞后校正放大器

1. 5 超前相位校正反馈放大器

应用2 电磁悬浮

2. 1 过程模型

2. 1. 1 用线圈电流J和气隙e表示的吸引力F表达式

2. 1. 2 工作点e(t)＝e0附近过程的线性化

2. 1. 3 过程传递函数

2. 2 电流放大器控制系统

2. 3 x(t)位置控制系统的连续和离散模型

2. 4 x(t)数字随动控制

2. 5 使用模糊调节器

2. 5. ] 变量模糊化

2. 5. 2 推理规则定义

2. 5. 3 输出解模糊

应用3 具有反转摆的小车

3. 1 具有2个自由度的系统模型

3. 1. 1 移动时的系统动能

3. 1. 2 系统势能

3. 1. 3 根据自由度q(t)＝ (t)的拉格朗日方程

3. 1. 4 根据自由度q(t)＝x(t)的拉格朗日方程

3. 1. 5 操作点附近的线性模型

3. 2 线性过程状态模型

3. 3 离散模型的版本与检测

3. 4 角位置 (t)的模糊调整

3. 4. 1 输入模糊化, 隶属函数定义

3. 4. 2 推理规则定义, 非模糊化

3. 4. 3 获得模糊控制

3. 5 位置x(t)和角度 (t)的模糊控制

3. 5. 1 输入模糊化, 隶属函数

3. 5. 2 推理规则定义, 非模糊化

3. 5. 3 获得模糊控制

3. 6 系统的图解显示

应用4 烤箱控制

4. 1 烤箱模型

4. 2 具有零极点补偿的积分控制

4. 3 烤箱的离散状态表示

4. 4 具有积分的状态反馈控制

4. 5 使用卡尔曼重构

4. 6 LQ二次线性控制

4. 7 神经元逆模型控制

应用5 具有悬挂物的移动高架吊车

5. 1 具有2个自由度的移动高架吊车模型

5. 1. 1 系统移动时的动能

5. 1. 2 系统的势能

5. 1. 3 在q(t)＝ (t)自由度下的拉格朗日方程

5. 1. 4 在q(t)＝x(t)自由度下的拉格朗日方程

5. 1. 5 操作点附近的线性模型

5. 2 系统的传递函数

5. 2. 1 开环过程的阶跃响应

5. 2. 2 模型的建立与检测

5. 3 (t)角位置的调节

5. 4 吊车位置x(t)和角(t)的调节

5. 5 状态空间模型

5. 5. 1 离散状态空间模型

5. 5. 2 Luenberger状态观测器

5. 5. 3 过程的状态空间控制

5. 5. 4 加入积分修正

5. 6 移动高架吊车的图形制作

5. 7 吊架的模糊控制

5. 8 RST和LQI控制器

5. 8. 1 吊架的离散模型

5. 8. 2 RST控制规则

5. 8. 3 吊车位置的则单变量控制

应用6 免提电话

6. 1 用MATLAB指令编制学习机

6. 2 在SIMULINK模型中使用S函数

应用7 传输线上的回声抵消

7. 1 传输线模型

7. 2 LMS滤波, S函数lmsl

7. 3 RLS滤波, S函数rlsl

应用8 导管内的噪声抵消

8. 1 导管模型

8. 2 WS滤波, S函数lms2

8. 3 RLS滤波, S函数rIs2

8. 4 复合噪声滤波

应用9 对称二进制信道的均衡

9. 1 随机二进制序列的产生

9. 2 色散信道

9. 3 对称信道均衡器

9. 4 使用SIMULINK

9. 4. 1 S函数, 传输信道

9. 4. 2 S函数, lms型自适应均衡器

9. 4. 3 仿真结果

附录A SIMULINK 3的S函数

A. 1 SIMULINK 3的S函数功能原理

A. 2 仿真的不同阶段

A. 3 通过M文件调用产生S函数

A. 4 通过C MEX文件调用产生S函数

附录B 在SIMULINK 3中对一组块进行封装

B. 1 衰减正弦信号发生器

B. 2 伪随机二进制序列发生器(PRBS)