前言

自动控制技术已广泛应用于工业、农业、交通运输业、航空及航天业、军事工业等众多产业部门,极大地提高了社会劳动生产率,改善了人们的劳动条件,丰富并提高了人们的生活水平。在当今的社会生活中,自动化装置无处不在,为人类文明进步做出了重要贡献。在现代科学研究与工程技术的发展过程中,自动控制起着越来越重要的作用。

MATLAB(Matrix Laboratory即“矩阵实验室”)是当今世界上最优秀的数值计算软件。MATLAB具有强大的计算功能,丰富、方便的图形功能,适用范围广、编程效率高、扩充能力强、语句简单、易学易用,并且具有功能齐备的自动控制软件工具包等优点,这也是它广为流传的原因。特别是当今世界上控制界的很多权威专家,在各自从事的控制领域里开发了具有特殊功能的软件工具箱,使得MATLAB从一个工程计算软件变为自动控制计算与仿真领域的强有力工具。MATLAB的控制工具箱,已覆盖了控制系统的各个领域,每一个工具箱都是当今世界上该控制领域里最顶尖、最优秀的计算与仿真软件。因此MATLAB已经成为国际、国内控制领域内最流行的,并且被广泛采用的控制系统计算与仿真软件。

在国外MATLAB已经经受了多年考验。在欧美高校,MATLAB已经成为自动控制与各类高级课程的基本数学工具,成为各高校大学生、研究生必须掌握的基础知识与基本技能。

本书系统地介绍了MATLAB的基本功能、 操作及其在控制系统中的应用。书中内容由浅入深,结合大量实例,分析了MATLAB的基础知识及程序设计等各方面知识。结合实际控制系统的实例,详细介绍了借助于MATLAB进行控制系统分析、设计的方法与过程。本书具有以下特点:

(1)内容系统而完整,上篇主要介绍MATLAB仿真工具,下篇是核心内容,它与自动控制理论课程衔接紧密,例题丰富,实用性强。

(2)本书的程序经作者反复调试,既能够在MATLAB中运行,也能够在Notebook中运行。

(3)本书大量的例题,均选自国内高校广泛使用的自动控制原理的经典教材与考研辅导用书,极具典型性与参考价值,本书还可供读者上机进行实践训练或实验使用。

(4)本书叙述清楚,概念阐述准确,深入浅出,通俗易懂,方便自学。

该书取材先进实用,讲解深入浅出,各章均有大量用MATLAB/Simulink实现的仿真实例,便于读者掌握和巩固所学知识。

全书分两篇,共10章。

上篇为MATLAB程序设计基础,包括1~4章,主要介绍MATLAB的基础知识、MATLAB数值运算、MATLAB符号运算、MATLAB程序设计。

下篇为自动控制系统的MATLAB实现,包括5~10章,主要介绍控制系统理论基础、仿真环境Simulink的适用基础、控制系统数学模型的MATLAB实现、控制系统分析、经典控制系统设计与仿真、现代控制系统设计与仿真。

为便于说明程序中的函数,本书有些公式中的变量符号采用正体。

由于时间仓促,加上作者学识水平有限,书中难免有错误与疏漏之处,恳请广大读者批评指正。

作者

2009年3月