控制系統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用(第3版)（簡體書）

《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材．控制系統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》系統地介紹了國際控制界應用最廣的MATLAB語言及其在控制教學與研究中的應用，側重於介紹MATLAB語言編程基礎與技巧、科學運算問題的MATLAB求解、線性系統的建模和計算機輔助分析、非線性系統的仿真分析、控制系統的計算機輔助設計方法等，包括串聯控制器、狀態反饋控制器、多變量系統頻域設計、PID控制器設計、QFT控制器、最優控制器設計、多變量頻域設計與解耦、LQG/LTR控制器設計、H2/H。最優控制、分數階控制、自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、遺傳算法優化控制等。《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材．控制系統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》還介紹了基於dSPACE和Quanser的實時控制系統實驗方法。
《普通高等教育“十一五”國家級規劃教材．控制系統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》可作為自動化專業高年級本科生和研究生“控制系統仿真與CAD”或“控制系統計算機輔助設計”課程的教材，也可供相關專業的研究人員與研究生參考。

薛定宇，1985年、1988年、1992年分別獲得瀋陽工業大學學士、東北工學院碩士、英國Sussex大學博士學位。現任東北大學信息學院教授、博士生導師，中國系統仿真學會理事，遼寧省系統仿真學會理事長。主要研究方向為系統仿真、控制系統計算機輔助設計等。在清華大學出版社等出版了一系列關於MATLAB語言及其應用方面的著作，本書第一版被公認為國內MATLAB應用領域最早也是最有影響的著作，第2版為國家級精品教材。主持國家級精品課“控制系統仿真與CAD”。

《普通高等教育"十一五"國家級規劃教材?全國高等學校自動化專業系列教材:控制系統計算機輔助設計:MATLAB語言與應用(第3版)》可作為自動化專業高年級本科生和研究生“控制系統仿真與CAD”或“控制系統計算機輔助設計”課程的教材，也可供相關專業的研究人員與研究生參考。

第1章控制系統計算機輔助設計概述
1．1控制系統計算機輔助設計技術的發展綜述
1．2控制系統計算機輔助設計語言環境綜述
1．3仿真軟件的發展概況
1．4MATLAB/Simulink與CACSD工具箱
1．5控制系統計算機輔助設計領域方法概述
1．6本書的基本結構和內容
1．7習題
參考文獻

第2章MATLAB語言程序設計基礎
2．1MATLAB程序設計語言基礎
2．1．1MATLAB語言的變量與常量
2．1．2數據結構
2．1．3MATLAB的基本語句結構
2．1．4冒號表達式與子矩陣提取
2．2基本數學運算
2．2．1矩陣的代數運算
2．2．2矩陣的邏輯運算
2．2．3矩陣的比較運算
2．2．4解析結果的化簡與變換
2．2．5基本數論運算
2．3MATLAB語言的流程結構
2．3．1循環結構
2．3．2條件轉移結構
2．3．3開關結構
2．3．4試探結構
2．4函數編寫與調試
2．4．1MATLAB語言函數的基本結構
2．4．2可變輸入輸出個數的處理
2．4．3匿名函數與inline函數
2．5二維圖形繪製
2．5．1二維圖形繪製基本語句
2．5．2其他二維圖形繪製語句
2．5．3隱函數繪製及應用
2．5．4圖形修飾
2．6三維圖形表示
2．6．1三維曲線繪製
2．6．2三維曲面繪製
2．6．3三維圖形視角設置
2．7MATLAB圖形用戶界面設計技術
2．7．1圖形界面設計工具Guide
2．7．2句柄圖形學及句柄對象屬性
2．7．3菜單系統設計
2．7．4界面設計舉例與技巧
2．7．5工具欄設計
2．7．6ActiveX控件的應用簡介
2．8本章要點簡介
2．9習題
參考文獻

第3章科學運算問題的MATLAB求解
3．1線性代數問題的MATLAB求解
3．1．1矩陣的基本分析
3．1．2矩陣的分解
3．1．3矩陣指數eA和指數函數eAt
3．2代數方程的MATLAB求解
3．2．1線性方程求解問題及MATLAB實現
3．2．2一般非線性方程的求解
3．2．3非線性矩陣方程的MATLAB求解
3．3常微分方程問題的MATLAB求解
3．3．1一階常微分方程組的數值解法
……
第4章線性控制系統的數學模型
第5章線性控制系統的計算機輔助分析
第6章非線性控制系統的建模與仿真
第7章控制系統的經典設計方法
第8章PID控制器的參數整定
第9章魯棒控制與魯棒控制器設計
第10章自適應與智能控制系統設計
第11章分數階系統的分析與設計
第12章半實物仿真與實時控制
附錄A常用受控對象的實際系統模型
函數名索引
專業術語索引

本章中的內容安排如下：2.1節介紹MATLAB語言編程的最基本內容，包括數據結構、基本語句結構和重要的冒號表達式與子矩陣提取方法。2.2節介紹MATLAB語言中矩陣的基本數學運算，包括代數運算、邏輯運算、比較運算及簡單的數論運算函數。2.3節介紹MATLAB語言的基本編程結構，如循環語句結構、條件轉移語句結構、開關結構和試探結構，介紹各種結構在程序設計中的應用。2.4節介紹MATLAB語言編程中主流結構一M一函數的結構與程序編寫技巧。2.5節介紹基于MATLAB語言的二維圖形繪制的方法，如各種二維曲線繪制、隱函數的曲線繪制等，并將介紹圖形修飾方法等。2.6節介紹三維圖形的繪制方法、三維圖形旋轉與視角設置等。2.7節介紹圖形用戶界面的設計方法與技巧。
2.1 MATLAB程序設計語言基礎
2.1.I MATLAB語言的變量與常量
MATLAB語言變量名應該由一個字母引導，后面可以跟字母、數字、下劃線等。例如，MYvarl2、MY_Var12和MyVar12—均為有效的變量名，而12MyVar和_MyVarl2為無效的變量名。在MATLAB中變量名是區分大小寫的，也就是說，Abc和ABc兩個變量名表達的是不同的變量，在使用MATLAB語言編程時一定要注意。
在MATLAB語言中還為特定常數保留了一些名稱，雖然這些常量都可以重新賦值，但建議在編程時應盡量避免對這些量重新賦值。
①eps，機器的浮點運算誤差限。PC上eps的默認值為2.2204xi0_16，若某個量的絕對值小于eps，則可以認為這個量為0。
②i和J。若i或J量不被改寫，則它們表示純虛數量J。但在MATLAB程序編寫過程中經常事先改寫這兩個變量的值，如在循環過程中常用這兩個變量來表示循環變量，所以應該確認使用這兩個變量時沒有被改寫。如果想恢復該變量，則可以用語句設置，即對—1求平方根。
③Inf，無窮大量+∞的MATLAB表示，也可以寫成inf。同樣地，一∞可以表示為—Inf。在MATLAB程序執行時，即使遇到了以0為除數的運算，也不會終止程序的運行，而只給出一個“除0”警告，并將結果賦成Inf，這樣的定義方式符合IEEE的標準。從數值運算編程角度看，這樣的實現形式明顯優于C語言這類的非專業的計算機語言。