MATLAB 在自動化工程中的應用

目錄
序
前言
第1章MATLAB的功能和基本應用1 
1.1 MATLAB R2016a的工作環境1 
1.1.1 MATLAB R2016a窗口界面1 
1.1.2 MATLAB R2016a工具欄菜單2 
1.1.3 MATLAB R2016a的主要功能3 
1.1.4 MATLAB窗口常用操作命令4 
1.1.5 MATLAB新建變量5 
1.2 MATLAB語言基礎5 
1.2.1變量命令規則5 
1.2.2全局變量與數據類型6 
1.2.3常用標點符號及功能8 
1.3代數運算9 
1.3.1 MATLAB的常量表示9 
1.3.2基本運算9 
1.3.3數學函數13 
1.3.4轉換函數16 
1.3.5字符串操作函數17 
1.3.6判斷數據類型函數17 
1.3.7文件操作函數18 
1.3.8常用特殊矩陣19 
1.3.9句柄函數20 
1.3.10數組表示21 
1.4多項式處理23 
1.4.1多項式的四則運算23 
1.4.2多項式求根24
1.4.3多項式求導24 
1.4.4多項式求解25 
1.5空間向量表示26 
1.5.1用線性等間距生成向量矩陣26 
1.5.2線性及對數空間表示26 
1.6邏輯函數27 
1.6.1查找函數27 
1.6 .2測試向量函數28 
1.7符號運算28 
1.7.1符號變量表示29 
1.7.2常用符號運算31 
1.7.3求解符號方程33 
1.7.4傅里葉變換與反變換36 
1.7.5拉普拉斯變換與反變換37 
1.7.6 Z變換與Z反變換37 
1.7.7符號極限38 
1.7.8符號導數38 
1.7.9符號積分39 
1.7.10級數40 
1.8插值運算41 
第2章MATLAB程序設計45 
2.1數據的輸入和輸出45 
2.1.1數據輸入45 
2.1.2數據輸出46 
2.2程序結構47 
2.2.1順序結構47 
2.2.2選擇結構48 
2.2.3循環結構52 
2.2.4 try語句57
2.3 M文件58 
2.3.1腳本文件與函數文件58 
2.3.2函數文件的使用59 
2.4文件操作60 
2.4.1文件的打開61 
2.4.2二進製文件的讀寫61 
2.4.3文件的關閉62 
2.4. 4文本文件的讀寫63 
2.4.5文件定位和文件狀態65 
2.4.6按行讀取數據66 
第3章MATLAB的靜態與動態繪圖功能67 
3.1二維繪圖功能67 
3.1.1繪製一般函數曲線67 
3.1.2圖形對象及其句柄71 
3.1.3繪製對數坐標圖74 
3.1.4繪製特殊二維圖形函數曲線75 
3.1.5繪製符號函數曲線76 
3.2三維繪圖功能79 
3.2.1繪製三維空間曲線79 
3.2.2繪製網格矩陣80 
3.2.3繪製常用三維圖形81 
3.2.4繪製三維曲面圖83 
3.2.5特殊三維立體圖87 
3.2.6圖形顏色的修飾90 
3.2.7色彩的渲染91 
3.3創建動畫過程92 
3.3.1三維圖形不同姿態92
3.3.2動畫函數93 
3.3.3創建動畫步驟94 
3.4圖像動畫98 
3.4.1圖像文件操作98 
3.4.2播放電影動畫98 
3.4.3電影動畫文件保存99 
第4章MATLAB在時域分析中的應用101 
4.1傳遞函數的建立方法及形式轉換101 
4.1.1自動控制理論中常用傳遞函數的表示101 
4.1.2傳遞函數的形式轉換105 
4.1.3多項式傳遞函數分解108 
4.2框圖化簡109 
4.2.1串聯結構109 
4.2.2並聯結構110 
4.2.3反饋結構111 
4.2.4複雜結構112 
4.3二階系統階躍響應114 
4.3.1典型二階系統114 
4.3.2階躍響應曲線115 
4.3.3計算二階系統特徵參數117 
4.4提高系統動態品質的方法121 
4.4.1微分反饋121 
4.4.2串聯比例微分環節121 
4.5高階系統穩定性分析123 
4.5.1特徵方程的根對穩定性的影響123 
4.5.2使用勞斯判據分析系統穩定性124
4.5.3系統零極點對穩定性的影響127 
4.5.4系統增益對穩定性的影響129 
4.5.5控制系統穩態誤差計算131 
第5章MATLAB在頻域及根軌跡分析的應用136 
5.1頻域分析法136 
5.1.1繪製伯德圖136 
5.1.2繪製奈奎斯特曲線140 
5.1.3繪製尼柯爾斯圖142 
5.1.4控制系統頻域設計142 
5.2頻域法校正設計146 
5.2.1頻域法超前校正147 
5.2.2頻域法滯後校正151 
5.2.3頻域法超前-滯後校正156 
5.3繪製根軌跡160 
5.3.1繪製根軌蹟的基本規則160 
5.3.2根軌跡函數161 
5.3. 3使用根軌跡確定閉環特徵根162 
5.3.4使用根軌跡判定係統穩定性163 
5.3.5繪製指定參數根軌跡164 
5.3.6繪製零度根軌跡164 
5.4根軌跡法校正設計165 
5.4.1根軌跡校正的作用165 
5.4.2根軌跡超前校正166 
5.4.3根軌跡滯後校正170 
第6章MATLAB在狀態空間分析中的應用174
6.1極點配置與狀態反饋174 
6.1.1基本概念174 
6.1.2極點配置的條件175 
6.1.3極點配置的原理方法176 
6.1.4系統的可控性與可觀測性177 
6.1.5極點配置179 
6.2最優二次型設計191 
6.2.1連續系統最優二次型設計191 
6.2.2離散系統最優二次型設計193 
6.2.3對輸出加權的最優二次型設計195 
6.2.4 Kalman濾波器196 
第7章Simulink在自動控制理論中的仿真200 
7.1 Simulink仿真模型及參數設置200 
7.1.1基本模塊200 
7.1.2模塊的參數和屬性設置205 
7.2 Simulink仿真命令207 
7.2.1運行命令207 
7.2 .2線性化處理命令207 
7.2.3構建模型命令207 
7.2.4輸入、輸出操作命令212 
7.3六種典型環節仿真分析213 
7.3.1比例環節特性213