Scilab語言與控制系統的仿真分析

第1章　Scilab 軟件與控制系統仿真1
　1.1　Scilab 軟件1
　1.2　控制系統簡介2
　1.3　反饋在控制系統中的重要性4
　1.4　經典控制理論和現代控制理論6
　1.5　Scilab在控制系統中的仿真應用7

第2章　Scilab的安裝與基本操作9
　2.1　Scilab的安裝10
　2.2　Scilab的啟動12
　2.3　基本運算和說明15
　2.4　特殊字符的使用18
　2.5　向量與矩陣20
　2.6　多項式的使用23
　2.7　使用Scilab程序編輯器24
　2.8　Scilab的繪圖功能25
　2.9　本章小結30

第3章　Scilab中控制系統的數學基礎32
　3.1　Scilab中復數的表示與計算32
　3.2　拉普拉斯變換與反變換34
　　3.2.1　拉普拉斯變換及其基本性質35
　　3.2.2　Scilab中的拉普拉斯反變換37
　3.3　Scilab中系統的特征向量與特征值43
　　3.3.1　控制系統的穩(wěn)定性43
　　3.3.2　Scilab中的特征向量與特征值求解45
　3.4　本章小結48

第4章　Scilab中控制系統的傳遞函數50
　4.1　傳遞函數的基本概念50
　4.2　控制系統結構圖的三種基本連接方式51
　4.3　求取實際系統的傳遞函數57
　　4.3.1　電氣系統的傳遞函數57
　　4.3.2　機械系統的傳遞函數58
　　4.3.3　扭擺系統的傳遞函數59
　4.4　用Scilab處理典型環(huán)節(jié)的傳遞函數60
　4.5　本章小結69

第5章　Scilab中控制系統的時域分析71
　5.1　用Scilab分析控制系統的時域響應71
　　5.1.1　一階系統的響應72
　　5.1.2　二階系統的響應73
　5.2　用Scilab分析極點和零點對系統性能的影響79
　　5.2.1　極點對系統性能的影響80
　　5.2.2　零點對系統性能的影響86
　5.3　Scilab中的勞斯穩(wěn)定判據88
　　5.3.1　勞斯穩(wěn)定判據的步驟88
　　5.3.2　用Scilab進行勞斯穩(wěn)定性分析91
　5.4　本章小結95

第6章　Scilab中控制系統的頻域分析97
　6.1　頻域分析基礎97
　6.2　用Scilab求正弦輸入的系統輸出99
　6.3　用Scilab繪制極坐標圖101
　　6.3.1　用Scilab繪制典型環(huán)節(jié)的極坐標圖101
　　6.3.2　用Scilab分析相位的超前與滯后103
　6.4　用Scilab繪制伯德圖106
　　6.4.1　用Scilab繪制典型環(huán)節(jié)的伯德圖106
　　6.4.2　用Scilab分析系統的相位特性107
　6.5　Scilab中的奈奎斯特穩(wěn)定判據110
　　6.5.1　奈奎斯特穩(wěn)定判據110
　　6.5.2　用Scilab繪制奈奎斯特曲線110
　6.6　用Scilab計算系統的穩(wěn)定裕度116
　6.7　本章小結120

第7章　Scilab中控制系統的狀態(tài)空間表達式122
　7.1　現代控制理論基礎122
　7.2　用Scilab求解狀態(tài)空間方程126
　7.3　用Scilab求解系統狀態(tài)空間表達式的特征標準型130
　　7.3.1　對角標準型133
　　7.3.2　約當（Jordan）標準型135
　7.4　本章小結137

第8章　Scilab中控制系統的能控性與能觀測性139
　8.1　系統的能控性判據140
　　8.1.1　Scilab中的能控性分析141
　　8.1.2　狀態(tài)能控性的標準型判據142
　8.2　系統的能觀測性判據146
　　8.2.1　Scilab中的能觀測性分析146
　　8.2.2　狀態(tài)能觀測性的標準型判據148
　8.3　本章小結152

第9章　Scilab中控制系統的狀態(tài)反饋與狀態(tài)觀測器154
　9.1　系統的狀態(tài)反饋和極點配置154
　　9.1.1　狀態(tài)反饋和極點配置155
　　9.1.2　利用Scilab完成狀態(tài)反饋下的極點配置156
　9.2　系統的狀態(tài)觀測器158
　9.3　利用Scilab完成帶觀測器的狀態(tài)反饋系統設計161
　9.4　本章小結165

參考文獻167