MATLAB控制工程工具箱技术手册

第1章 MATLAB基础

1. 1 MATLAB的历史

1. 1. 1 MATLAB的产生

1. 1. 2 MATLAB的发展

1. 2 MATLAB系统构成

1. 2. 1 MATLAB的系统构成

1. 2. 2 MATLAB工具箱及应用介绍

1. 3 开始使用MATLAB

1. 3. 1 MATLAB的启动

1. 3. 2 样例

1. 3. 3 MATLAB初步知识

第2章 MATLAB系统辨识工具箱

2. 1 系统辨识的原理及辨识模型的简介

2. 1. 1 基本原理

2. 1. 2 常用的模型类

2. 2 系统辨识工具箱函数

2. 2. 1 模型建立和转换的函数介绍

2. 2. 2 非参数模型类的辨识函数介绍

2. 2. 3 参数模型类的辨识函数介绍

2. 2. 4 递推参数模型辨识函数介绍

2. 2. 5 模型验证与仿真函数介绍

2. 2. 6 其他常用函数介绍

2. 3 系统辨识工具箱图形界面

2. 3. 1 数据视图

2. 3. 2 操作选择

2. 3. 3 模型视图

第3章 控制系统工具箱

3. 1 LTI系统模型及转换

3. 1. 1 LTI模型

3. 1. 2 LTI对象及其属性

3. 1. 3 LTI模型函数

3. 1. 4 模型检测函数

3. 2 状态空间的实现

3. 2. 1 状态空间的实现

3. 2. 2 状态空间的实现的函数

3. 3 系统时域响应

3. 3. 1 系统时域响应

3. 3. 2 系统时域延迟

3. 4 系统频率响应

3. 5 极点配置

3. 6 模型的综合处理

3. 6. 1 模型的转换

3. 6. 2 模型的连接

3. 6. 3 模型降阶

3. 7 LQG设计

3. 8 GUI函数介绍

第4章 鲁棒控制工具箱

4. 1 鲁棒控制理论及鲁棒控制工具箱简介

4. 1. 1 鲁棒控制理论概述

4. 1. 2 鲁棒控制工具箱基本数据结构

4. 2 系统模型建立与转换工具

4. 2. 1 模型建立工具

4. 2. 2 模型转换工具

4. 3 鲁棒控制工具箱功能函数

4. 3. 1 Riccati方程求解

4. 3. 2 Riccati方程条件数

4. 3. 3 矩阵的Schur形式

4. 4 多变量波特图

4. 4. 1 频率响应的特征增益／相位波特图

4. 4. 2 连续和离散系统的奇异值波特图

4. 4. 3 结构奇异值波特图

4. 5 矩阵因子化技巧

4. 6 模型降阶方法

4. 6. 1 Schur相对误差模型降阶方法

4. 6. 2 均衡模型降阶

4. 6. 3 最优Hartkel最小逼近降阶

4. 7 鲁棒控制箱综合方法

4. 7. 1 离散和连续情形的H2综合

4. 7. 2 离散和连续情形的H∞综合

4. 7. 3 H∞综合的丁迭代方法

4. 7. 4 H2和H∞范数

4. 7. 5 LQC优化控制综合

4. 7. 6 LQG回路传输恢复

4. 7. 7 综合

4. 7. 8 youla参数化

4. 8 示例

第5章 模型预测控制工具箱

5. 1 系统模型辨识函数

5. 1. 1 数据向量或矩阵的归一化

5. 1. 2 基于线性回归方法的脉冲响应模型辨识

5. 1. 3 脉冲响应模型转换为阶跃响应模型

5. 1. 4 模型的校验

5. 2 系统矩阵信息及绘图函数

5. 3 模型转换函数

5. 4 模型建立和连接函数

5. 5 控制器设计与仿真

5. 5. 1 基于MPC阶跃响应的控制器设计与仿真

5. 5. 2 基于MPC状态空间模型的控制器设计与仿真

5. 6 系统分析函数

5. 7 模型预测控制工具箱功能函数

第6章 模糊逻辑工具箱

6. 1 模糊逻辑理论简介

6. 1. 1 模糊集合

6. 1. 2 模糊关系

6. 1. 3 模糊推理

6. 2 MATLAB模糊逻辑工具箱

6. 2. 1 模糊隶属度函数

6. 2. 2 模糊推理系统数据管理函数

6. 3 逻辑工具箱的图形用户界面

6. 4 模糊推理系统的高级应用

6. 5 模糊逻辑工具箱接口及示例函数

第7章 非线性控制设计模块

7. 1 NCD模块的使用

7, 1. 1 建立闭环系统方框图

7. 1. 2 设置约束条件

7. 1. 3 开始优化计算

7. 2 NCD模块应用实例

7. 2. 1 问题提出

7. 2. 2 NCD模块启动

7. 2. 3 设置约束条件

7. 2. 4 优化计算

7. 3 NCD模块几个示例

7. 3. 1 PID控制器优化设计示例

7. 3. 2 多变量状态反馈系统控制优化

7. 3. 3 MIMOPI控制器设计

第8章 控制系统的数学描述

8. 1 控制系统的运动方程

8. 1. 1 微分方程数值解

8. 1. 2 非线性系统描述

8. 2 控制系统的传递函数描述

8. 2. 1 传递函数的零点和极点

8. 2. 2 传递函数的部分分式展开

8. 3 控制系统的状态方程描述

8. 3. 1 数学描述

8. 3. 2 对角化与Jordan标准型

8. 3. 3 可控规范型

8. 3. 4 可观规范型

8. 4 控制系统模型转换

8. 4. 1 传递函数向状态方程的转换

8. 4. 2 状态方程向传递函数的转换

8. 4. 3 由方框图求状态方程和传递函数

8. 5 控制系统的稳定性

第9章 控制系统时频分析及根轨迹的绘制

9. 1 时域响应分析

9. 2 频率响应分析

9. 2. 1 频率响应

9. 2. 2 Bode图绘制

9. 2. 3 Nyquist图绘制

9. 2. 4 离散系统的频率响应

9. 3 根轨迹的绘制

第10章 传递函数模型控制系统校正

10. 1 控制系统校正指标和经验公式

10. 2 系统开环频率特性设计

10. 3 串联校正

10. 3. 1 PID校正概述

10. 3. 2 串联校正举例

10. 4 根轨迹校正

10. 4. 1 Rltool环境概述

10. 4. 2 根轨迹校正举例

第11章 控制系统的状态空间设计方法

11. 1 状态反馈与观测

11. 1. 1 极点配置

11. 1. 2 状态观测器

11. 2 解耦控制

11. 3 线性二次型最优控制器设计

11. 3. 1 代数Riccati方程求解

11. 3. 2 线性二次型最优控制器设计举例

第12章 神经网络与控制

12. 1 神经网络概述

12. 1. 1 神经网络理论基础

12. 1. 2 神经网络控制

12. 2 MATLAD神经网络工具箱

12. 3 神经网络控制举例

参考文献