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简介
本书以自动控制原理的核心内容为背景，由浅入深介绍基于MATLAB语言编程和基于Simulink模块编程的仿真实验与分析方法。第2～8章介绍MATLAB语言编程与分析方法；第9章介绍Simulink建模与分析方法。内容包括控制理论的基本仿真与分析方法和工程意义下的应用仿真分析方法。基本仿真可作为控制理论课程实践的基本内容。应用仿真可作为控制理论的扩展部分及工程应用参考，为后续专业学习打下基础。本书注重介绍MATLAB函数命令格式、具体功能、一般特点、内在联系和使用方法与技巧，并通过大量实例进行详细解读、过程分析与归纳说明，以便于读者自学和上机实验。每章附有习题和实验练习，可满足相关专业不同层次的教学与实践需求。
目录
前言
第1章 MATLAB仿真简介
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真
1.2 基于MATLAB 的编程
1.2.1 基于MATLAB的语言编程
1.2.2 基于MATLAB的Simulink模块编程
第2章 线性连续系统模型的生成、转换与简化
2.1 连续系统模型的生成
2.1.1 生成模型的常用函数命令
2.1.2 有理多项式分式传递函数模型的建立
2.1.3 零极点传递函数模型的建立
2.1.4 二阶系统模型
2.1.5 其他模型的生成
2.2 系统模型的转换
2.2.1 常用模型转换的函数命令
2.2.2 多项式传递函数模型与零极点增益模型之间的转换
2.3 模型的变换与简化
2.3.1 简单模型结构的变换与简化
2.3.2 复杂模型结构的变换与简化
2.4 习题与实验
2.4.1 习题
2.4.2 实验
第3章 线性系统的时域分析
3.1 时域分析的拉普拉斯变换法
3.1.1 连续时间函数的拉普拉斯变换
3.1.2 时域函数的拉氏反变换法
3.1.3 时域函数的部分分式展开法
3.2 时域分析的函数命令
3.3 习题与实验
3.3.1 习题
3.3.2 实验
第4章 线性系统的根轨迹分析
4.1 根轨迹分析的基本思想
4.2 根轨迹分析的函数命令
4.3 根轨迹分析法
4.4 增加零、极点对系统性能的影响
4.4.1 增加零点的影响
4.4.2 增加极点的影响
4.5 根轨迹法设计系统
4.6 由开环根轨迹判断闭环系统的稳定性
4.7 习题与实验
4.7.1 习题
4.7.2 实验
第5章 频率特性分析
5.1 频域分析的函数命令
5.2 频率特性绘制
5.2.1 Nyquist曲线和Bode图
5.2.2 闭环频率特性的Nichols（尼科尔斯）图
5.3 频率特性分析
5.3.1 稳定性分析
5.3.2 系统性能指标的估算
5.3.3 系统的频域设计
5.4 习题与实验
5.4.1 习题
5.4.2 实验
第6章 线性系统的校正
6.1 线性系统校正概述
6.2 串联校正
6.2.1 串联超前校正
6.2.2 串联滞后校正
6.2.3 串联滞后-超前校正
6.3 并联校正
6.3.1 并联校正的一般方法
6.3.2 综合法反馈校正
6.4 前馈校正
6.5 复合校正
6.6 线性连续系统的PID校正
6.6.1 PID校正的一般结构及其物理实现
6.6.2 PID控制器的作用
6.6.3 PID控制器的工程最优设计
6.6.4 PID参数整定方法
6.7 习题与实验
6.7.1 习题
6.7.2 实验
第7章 离散系统分析与设计
7.1 离散系统建模
7.1.1 离散系统的模型表示
7.1.2 离散系统传递函数模型的建立
7.2 离散系统模型的转换
7.2.1 利用专用函数命令转换
7.2.2 利用Z变换实现离散序列模型转换
7.3 离散系统分析
7.3.1 离散系统响应
7.3.2 离散系统稳定性判断
7.3.3 采样周期与开环增益对稳定性的影响
7.3.4 采样器和采样保持器对动态性能的影响
7.4 离散系统设计
7.4.1 离散系统的一般设计方法
7.4.2 离散系统的PID设计方法
7.4.3 数字控制器的实现
7.5 习题与实验
7.5.1 习题
7.5.2 实验
第8章 线性系统状态空间分析
8.1 状态空间模型的建立与转换
8.1.1 状态空间模型的生成
8.1.2 状态空间模型的转换与化简
8.2 状态模型的可控性、可观性及规范性
8.3 状态模型的连接
8.4 状态空间系统的动态分析
8.4.1 状态空间系统的时域分析
8.4.2 状态空间系统的频域分析
8.5 状态空间系统设计
8.5.1 状态反馈与极点配置设计
8.5.2 输出反馈与极点配置设计
8.5.3 状态观测器设计
8.5.4 降维状态观测器及状态反馈设计
8.6 线性二次型最优控制器设计
8.7 状态空间系统的稳定性分析
8.8 习题与实验
8.8.1 习题
8.8.2 实验
第9章 基于Simulink的系统建模与仿真分析
9.1 Simulink的基本操作
9.1.1 Simulink的启动及模块库的打开
9.1.2 Simulink模型编辑窗口的启动
9.1.3 Simulink仿真模型的编辑与保存
9.1.4 系统仿真运行
9.2 Simulink模块库及其分类
9.2.1 输入模块
9.2.2 输出模块
9.2.3 功能运算模块
9.3 基于Simulink的时域特性分析
9.3.1 一阶系统的时间响应
9.3.2 二阶系统的时间响应
9.3.3 高阶系统的时间响应
9.3.4 稳定性与稳态误差
9.3.5 Simulink在时域分析中的综合应用
9.4 PID控制器设计
9.4.1 比例（P）控制
9.4.2 比例积分（PI）控制
9.4.3 比例微分（PD）控制
9.4.4 比例积分微分（PID）控制
9.4.5 PID控制器参数的整定
9.5 离散系统的Simulink建模与分析
9.5.1 离散系统的Simulink建模方法
9.5.2 离散系统的Simulink分析
9.6 状态空间的Simulink建模与分析
9.6.1 状态空间的Simulink建模方法
9.6.2 状态空间的Simulink分析
9.7 习题与实验
9.7.1 习题
9.7.2 实验
参考文献
第1章 MATLAB仿真简介
1.1 MATLAB软件及其自动控制原理仿真
1.2 基于MATLAB 的编程
1.2.1 基于MATLAB的语言编程
1.2.2 基于MATLAB的Simulink模块编程
第2章 线性连续系统模型的生成、转换与简化
2.1 连续系统模型的生成
2.1.1 生成模型的常用函数命令
2.1.2 有理多项式分式传递函数模型的建立
2.1.3 零极点传递函数模型的建立
2.1.4 二阶系统模型
2.1.5 其他模型的生成
2.2 系统模型的转换
2.2.1 常用模型转换的函数命令
2.2.2 多项式传递函数模型与零极点增益模型之间的转换
2.3 模型的变换与简化
2.3.1 简单模型结构的变换与简化
2.3.2 复杂模型结构的变换与简化
2.4 习题与实验
2.4.1 习题
2.4.2 实验
第3章 线性系统的时域分析
3.1 时域分析的拉普拉斯变换法
3.1.1 连续时间函数的拉普拉斯变换
3.1.2 时域函数的拉氏反变换法
3.1.3 时域函数的部分分式展开法
3.2 时域分析的函数命令
3.3 习题与实验
3.3.1 习题
3.3.2 实验
第4章 线性系统的根轨迹分析
4.1 根轨迹分析的基本思想
4.2 根轨迹分析的函数命令
4.3 根轨迹分析法
4.4 增加零、极点对系统性能的影响
4.4.1 增加零点的影响
4.4.2 增加极点的影响
4.5 根轨迹法设计系统
4.6 由开环根轨迹判断闭环系统的稳定性
4.7 习题与实验
4.7.1 习题
4.7.2 实验
第5章 频率特性分析
5.1 频域分析的函数命令
5.2 频率特性绘制
5.2.1 Nyquist曲线和Bode图
5.2.2 闭环频率特性的Nichols（尼科尔斯）图
5.3 频率特性分析
5.3.1 稳定性分析
5.3.2 系统性能指标的估算
5.3.3 系统的频域设计
5.4 习题与实验
5.4.1 习题
5.4.2 实验
第6章 线性系统的校正
6.1 线性系统校正概述
6.2 串联校正
6.2.1 串联超前校正
6.2.2 串联滞后校正
6.2.3 串联滞后-超前校正
6.3 并联校正
6.3.1 并联校正的一般方法
6.3.2 综合法反馈校正
6.4 前馈校正
6.5 复合校正
6.6 线性连续系统的PID校正
6.6.1 PID校正的一般结构及其物理实现
6.6.2 PID控制器的作用
6.6.3 PID控制器的工程最优设计
6.6.4 PID参数整定方法
6.7 习题与实验
6.7.1 习题
6.7.2 实验
第7章 离散系统分析与设计
7.1 离散系统建模
7.1.1 离散系统的模型表示
7.1.2 离散系统传递函数模型的建立
7.2 离散系统模型的转换
7.2.1 利用专用函数命令转换
7.2.2 利用Z变换实现离散序列模型转换
7.3 离散系统分析
7.3.1 离散系统响应
7.3.2 离散系统稳定性判断
7.3.3 采样周期与开环增益对稳定性的影响
7.3.4 采样器和采样保持器对动态性能的影响
7.4 离散系统设计
7.4.1 离散系统的一般设计方法
7.4.2 离散系统的PID设计方法
7.4.3 数字控制器的实现
7.5 习题与实验
7.5.1 习题
7.5.2 实验
第8章 线性系统状态空间分析
8.1 状态空间模型的建立与转换
8.1.1 状态空间模型的生成
8.1.2 状态空间模型的转换与化简
8.2 状态模型的可控性、可观性及规范性
8.3 状态模型的连接
8.4 状态空间系统的动态分析
8.4.1 状态空间系统的时域分析
8.4.2 状态空间系统的频域分析
8.5 状态空间系统设计
8.5.1 状态反馈与极点配置设计
8.5.2 输出反馈与极点配置设计
8.5.3 状态观测器设计
8.5.4 降维状态观测器及状态反馈设计
8.6 线性二次型最优控制器设计
8.7 状态空间系统的稳定性分析
8.8 习题与实验
8.8.1 习题
8.8.2 实验
第9章 基于Simulink的系统建模与仿真分析
9.1 Simulink的基本操作
9.1.1 Simulink的启动及模块库的打开
9.1.2 Simulink模型编辑窗口的启动
9.1.3 Simulink仿真模型的编辑与保存
9.1.4 系统仿真运行
9.2 Simulink模块库及其分类
9.2.1 输入模块
9.2.2 输出模块
9.2.3 功能运算模块
9.3 基于Simulink的时域特性分析
9.3.1 一阶系统的时间响应
9.3.2 二阶系统的时间响应
9.3.3 高阶系统的时间响应
9.3.4 稳定性与稳态误差
9.3.5 Simulink在时域分析中的综合应用
9.4 PID控制器设计
9.4.1 比例（P）控制
9.4.2 比例积分（PI）控制
9.4.3 比例微分（PD）控制
9.4.4 比例积分微分（PID）控制
9.4.5 PID控制器参数的整定
9.5 离散系统的Simulink建模与分析
9.5.1 离散系统的Simulink建模方法
9.5.2 离散系统的Simulink分析
9.6 状态空间的Simulink建模与分析
9.6.1 状态空间的Simulink建模方法
9.6.2 状态空间的Simulink分析
9.7 习题与实验
9.7.1 习题
9.7.2 实验
参考文献
自动控制原理的MATLAB仿真与实践
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