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Vorwort
6
Inhalt
10
1 Einleitung
18
2 Einführung in MATLAB
28
2.1 Eingaben
29
2.2 Kommandos, Operationen, Werte, Funktionen
32
2.3 Matrizen
40
2.4 Vektoren
52
2.5 Polynome
62
2.6 Graphische Darstellungen
67
2.7 Function Handles
72
3 Einführung in Simulink
74
3.1 Der Funktionsblock
74
3.2 Eingabe- und Ausgabeblöcke
75
3.3 Signalverbindungen – Informationsaustausch
78
3.4 Algebraische Schleifen – Algebraic Loops
80
3.5 S-Functions
87
3.6 Maskieren von Systemen
90
3.7 Embedded MATLAB Functions
95
4 Modellbildung
100
4.1 Das mathematische Modell
100
4.2 Prozessanalyse
111
4.3 Erhaltungssatz der Masse
112
4.4 Erhaltungssatz der Energie – Energiebilanz
113
4.5 Erhaltungssatz des Impulses – Impulsbilanz
122
4.6 Beschreibung im Zustandsraum
122
4.7 Linearisierung nichtlinearer zeitinvarianter Systeme
130
4.8 Standardform linearer, zeitinvarianter Systeme
134
5 Systeme und ihre Modelle
138
5.1 Das System Stab-Wagen
138
5.2 Antrieb
153
5.3 Inverses Pendel
167
5.4 Regelkreis
177
5.5 Elektrisches Netzwerk – sprungfähiges System
200
5.6 RLC-Netzwerk als Brückenschaltung
207
6 Mathematische Beschreibung linearer, zeitinvarianter Systeme
216
6.1 Lineare Übertragungsglieder
217
6.2 Lineare Differenzialgleichungen und ihre Lösung
220
6.3 Die Laplacetransformation
225
6.4 Die Übertragungsfunktion
243
6.5 Der Frequenzgang
250
6.6 Das Frequenzkennlinien-Diagramm
261
6.7 Das Wurzelortverfahren
282
7 Testsignale und Zeitantworten
304
7.1 Anfangswertantwort mit der M-function initial
304
7.2 Sprungantwort – Übergangsfunktion
306
7.3 Impulsantwort – Gewichtsfunktion
309
7.4 Antwort auf beliebige Signale mit der M-function lsim
314
7.5 Der LTI Viewer mit der M-function ltiview
318
8 Systemeigenschaften
320
8.1 Das Schwingungsglied
320
8.2 Stationäre Verstärkung mit der M-function dcgain
326
8.3 Eigenschaften der Systemmatrix A
328
8.4 Stabilität linearer Systeme
333
8.5 Normalformen der Systemmatrix
348
8.6 Steuerbarkeit und Beobachtbarkeit
363
8.7 Transformationen
383
9 Kopplung von Systemen
398
9.1 Beschreibung durch Übertragungsfunktionen
398
9.2 Beschreibung durch Zustandsgleichungen
403
10 Literaturverzeichnis
420
Index
430
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