系统建模与仿真(第3版·新形态版)
普通高等教育“十一五”国家级规划教材,国家级精品教材;配套教学大纲,教学课件,电子教案,习题解答,实验指导,课程设计

作者:张晓华 高丙团

丛书名:高等学校自动化类专业系列教材

定价:69元

印次:3-1

ISBN:9787302686347

出版日期:2025.06.01

印刷日期:2025.04.29

图书责编:曾珊

图书分类:教材

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"本书以MATLAB语言为平台,以工程案例教学为特色,系统地阐述了系统建模与仿真技术的基本概念、原理与方法,涉及运动控制、过程控制、电力电子与电力传动控制领域的系统建模、控制器设计与仿真实验等内容。 全书共分5章,主要包括:概述、系统建模与分析、控制系统设计与仿真、虚拟现实仿真技术与应用、实物/半实物仿真技术与应用;书中配有练习型、分析/设计型、探究型习题,以及“扫码阅读”的新形态阅读材料,有助于激发读者的兴趣和进一步领会与掌握自动化领域相关课程内容。 本书系高等学校自动化专业本科生用教材,也可作为电气工程及其自动化、机械电子工程/机械设计制造及其自动化等专业本科生(或研究生)“仿真技术”类课程的教学用书。 "

张晓华,教育部高等学校电气类专业教学指导委员会委员,中国机械工业教育协会自动化学科委员会副主任委员,中国工程教育专业认证协会电子信息与电气工程类专业分委员会委员,辽宁省电气类专业教学指导委员会主任委员。现为《自动化学报》《控制与决策》《中国电机工程学报》《电工技术学报》等期刊审稿人。先后完成20余项国家“863”计划、国家自然科学基金面上项目与横向课题,曾获国家级科技进步三等奖、省部级科技进步二等奖与三等奖各一项。近年来主要在智能机器人与运动控制、系统建模与非线性控制、电力电子系统建模与电能质量控制等方面开展教学与科研工作。

前言 一、 关于本书 2004年5月,针对系统建模与仿真技术的广泛应用与发展趋势,为满足本科生教学工作的需要,教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会决定组织编写“系统建模与仿真”课程的本科生教材,经在全国范围内招投标,确定由张晓华教授主编,薛定宇教授主审,并由清华大学出版社资助出版; 本书出版二十余年来,先后被国内数十所院校选为仿真技术类课程教材,被读者评价为“注重基础、可读性强、工程案例丰富、课件资料实用”,其也是激励作者与本书再版的主要原因。 近十年来,以MATLAB/Simscape(Multibody)可视化建模工具箱、SolidWorks三维可视化建模工具软件,以及“半实物实时仿真技术(RCP/HIL)”为代表的系统建模与仿真技术得到快速发展; 因此,根据教学需要与篇幅所限,本书在第2版的基础上,内容有所修改与增减。 (1) 在运动控制领域新增一阶并联旋转双倒立摆(PRDIP)系统的建模、控制系统设计、实物装置设计与实验内容,其中涉及“MATLAB/Simscape可视化建模、SolidWorks虚拟样机、基于RCP技术的实物装置控制”等内容; 同时,删去一阶直线双倒立摆系统的可控性研究的内容。 一阶并联旋转双倒立摆系统案例的引入,一方面有的放矢地应用现代仿真工具软件,另一方面也丰富了运动控制领域的复杂系统控制案例。作者相信,基于PRDIP系统的系统建模与仿真类课程教学,可为广大师生提供一个使用现代工具、独立思考、教学相长的学习与探究空间。 (2) 在新能源发电领域增加“光伏发电系统最大功率点跟踪控制”与“风力...

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第1章概述

1.1系统的实验研究方法

1.2仿真实验的分类

1.3相似性原理

1.4系统、模型与数字仿真

1.5仿真技术的应用

1.5.1控制系统CAD

1.5.2虚拟现实

1.5.3半实物实时仿真

1.5.4工程应用

1.5.5几种常用的数字仿真工具软件

1.6仿真技术的发展与展望

1.7问题与探究——投针实验

本章小结

习题

参考文献

第2章系统建模与分析

2.1控制系统的数学模型

2.2系统建模概述

2.3系统建模方法

2.4模型验证

2.5系统建模实例

2.5.1独轮自行车实物仿真问题

2.5.2龙门吊车运动控制问题

2.5.3水箱液位控制问题

2.5.4燃煤热水锅炉控制问题

2.5.5直流电动机转速控制问题

2.5.6三相电压型PWM整流器系统控制问题

2.5.7光伏发电系统最优控制问题

2.5.8风力发电并网系统有功频率控制问题

2.6问题与探究——水轮发电机系统的线性化模型

本章小结

习题

参考文献

第3章控制系统设计与仿真

3.1直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计

3.2一阶直线倒立摆系统的双闭环PID控制方案

3.3一阶并联旋转双倒立摆系统建模与模型分析

3.4自平衡式两轮电动车直行与转向复合控制系统设计

3.5龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案

3.6基于可视化模型的PRDIP运动控制系统设计

3...

本书系统地阐述系统建模与仿真技术的基本概念、原理与方法,涉及运动控制、过程控制、电力电子与电力传动控制领域的系统建模、控制器设计与仿真实验等内容。