MATLAB语言与控制系统仿真实训教程(附光盘1张)
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品牌: 刘振全
基本信息·出版社：化学工业出版社
·页码：286 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：7122060616/9787122060617
·条形码：9787122060617
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
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内容简介《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》共分为8章，内容包括：MATLAB操作基础、MATLAB语言的数值运算、MATLAB绘图、控制系统的数学模型、控制系统时域分析MATALB仿真、控制系统频域分析MATLAB仿真、控制系统根轨迹分析MATLAB仿真、控制系统的Simulink仿真等。
《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》内容深入浅出、图文并茂、理论与实训紧密结合，各章之间既相互联系又相对独立，读者可根据需要选择阅读。《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》每章内容都包括两部分，一部分为理论讲解，以丰富多样的实例作为支撑；另一部分为与理论部分配套的MATLAB仿真实训，本部分与理论部分前后呼应，同时密切结合生产实践。
为便于读者学习，《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》提供辅助学习光盘，光盘包括例题及实训部分参考程序。
《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》可供相关领域的工程技术人员和研究人员参考，也可作为自动化、电气自动化、测控技术与仪器、机械电子、计算机仿真、信息处理、计算机应用等大专院校本科生、研究生的教材或教学参考书。
编辑推荐《MATLAB语言与控制系统仿真实训教程》是由化学工业出版社出版的。
目录
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB概述
1.1.1 MATLAB的功能特点
1.1.2 初识MATLAB
1.2 MATLAB的安装与集成环境
1.2.1 启动与退出MATLAB集成环境
1.2.2 MATLAB主窗口
1.2.3 MATLAB命令窗口
1.2.4 MATLAB工作空间窗口
1.2.5 MATLAB历史命令记录窗口
1.2.6 MATLAB的Start按钮
1.3 MATLAB帮助系统
1.3.1 MATLAB帮助窗口
1.3.2 MATLAB帮助命令
1.3.3 MATLAB演示系统
1.4 MATLAB工具箱
1.5 MATLAB的变量
1.5.1 MATLAB变量与运算符
1.5.2 MATLAB特殊变量
1.5.3 MATLAB数据的变量精度与显示方式
1.6 实训
1.6.1 实训目的
1.6.2 实训内容
第2章 MATLAB语言的数值运算
2.1 MATLAB变量与赋值
2.1.1 预定义变量
2.1.2 变量命名与赋值语句
2.1.3 内存变量的删除与修改
2.2 MATLAB矩阵
2.2.1 MATLAB矩阵的建立
2.2.2 MATLAB矩阵的数据处理
2.2.3 MATLAB特殊矩阵
2.3 MATLAB矩阵运算
2.3.1 MATLAB矩阵的算术运算
2.3.2 MATLAB关系运算
2.3.3 MATLAB逻辑运算
2.4 MATLAB矩阵分析
2.4.1 对角阵与三角阵
2.4.2 矩阵的转置与旋转
2.4.3 矩阵的逆与伪逆
2.4.4 方阵的行列式
2.4.5 矩阵的特征值与特征向量
2.4.6 矩阵的秩与迹
2.4.7 向量和矩阵的范数
2.4.8 矩阵的条件数与线性方程组的性态和解的误差分析
2.4.9 矩阵的超越函数
2.5 MATLAB基本数学函数
2.5.1 三角函数与双曲函数
2.5.2 其他常用函数
2.6 MATLAB多项式及其运算
2.6.1 多项式的建立
2.6.2 多项式的四则运算
2.6.3 多项式的求值与求根运算
2.6.4 多项式的构造
2.6.5 多项式的微分
2.7 MATLAB多项式插值和拟合
2.7.1 多项式插值
2.7.2 多项式拟合
2.8 线性方程组的数值解
2.8.1 矩阵相除法求解线性方程组
2.8.2 消去法求解线性方程组
2.9 MATLAB数值积分与微分
2.9.1 MATLAB数值积分
2.9.2 MATLAB数值微分
2.10 非线性方程数值求解与函数极值
2.10.1 非线性方程数值求解
2.10.2 函数极值
2.11 实训
2.11.1 实训目的
2.11.2 实训内容
第3章 MATLAB绘图
3.1 二维曲线绘图
3.1.1 基本绘图函数与图形窗口分割函数
3.1.2 plot(x)绘图
3.1.3 plot(xyS)绘图
3.1.4 plot(x1y1S1xnynSn)绘图
3.1.5 二维曲线其他绘图方式
3.1.6 图形标注与坐标控制
3.1.7 图形的可视化编辑
3.2 三维图形的绘制
3.2.1 三维曲线的绘制
3.2.2 三维曲面的绘制
3.2.3 其他三维图形的绘制
3.3 图形修饰处理
3.3.1 视点处理
3.3.2 色彩处理
3.3.3 光照处理
3.4 动画制作
3.4.1 动画制作函数
3.4.2 彗星图
3.4.3 帧动画
3.4.4 程序动画
3.5 实训
3.5.1 实训目的
3.5.2 实训内容
第4章 控制系统的数学模型
4.1 控制系统的数学模型基础知识
4.1.1 数学模型的定义、特点、分类
4.1.2 控制系统的微分方程
4.1.3 控制系统的传递函数
4.1.4 控制系统的结构图
4.1.5 典型控制系统结构图与常用传递函数
4.2 控制系统数学模型的MATLAB描述
4.2.1 传递函数模型（TF模型）
4.2.2 零极点模型（ZPK模型）
4.2.3 状态空间模型（SS模型）
4.2.4 控制系统传递函数的部分分式展开
4.3 控制系统模型的基本结构
4.3.1 串联连接结构
4.3.2 并联连接结构
4.3.3 反馈连接结构
4.4 不同模型对象的相互转换和模型数据的还原
4.4.1 TF模型、ZPK模型、SS模型三种模型参数之间的相互转换
4.4.2 LTI对象模型之间的相互转换
4.4.3 LTI对象模型数据的还原
4.5 控制系统的数学模型MATLAB实训
4.5.1 实训目的
4.5.2 实训内容
第5章 控制系统时域分析MATALB仿真
5.1 控制系统时域分析基础知识
5.1.1 典型环节与传递函数
5.1.2 控制系统的型别、开环增益、根轨迹增益
5.1.3 控制系统的稳定性、快速性、准确性
5.1.4 控制系统的动态过程与性能指标
5.1.5 典型输入信号
5.1.6 典型时间响应
5.2 控制系统的单位阶跃响应
5.2.1 控制系统的单位阶跃响应
5.2.2 控制系统单位阶跃响应的MATLAB仿真实现
5.3 控制系统的单位脉冲响应
5.3.1 控制系统的单位脉冲响应
5.3.2 控制系统单位脉冲响应的MATLAB仿真实现
5.4 控制系统的零输入响应
5.4.1 控制系统的零输入响应
5.4.2 控制系统零输入响应的MATLAB仿真实现
5.5 控制系统的一般输入响应
5.6 控制系统的时域响应MATLAB仿真实训
5.6.1 实训目的
5.6.2 实训内容
第6章 控制系统频域分析MATLAB仿真
6.1 控制系统频域分析的基础知识
6.1.1 频率特性的概念
6.1.2 频率特性的表示方法
6.1.3 幅相频率特性曲线
6.1.4 对数频率特性（伯德图）
6.1.5 奈奎斯特稳定性判据
6.1.6 稳定裕量
6.1.7 闭环频率特性性能指标
6.1.8 频域指标与时域指标之间的关系
6.2 控制系统频域分析的MATLAB实现
6.2.1 伯德图的绘制
6.2.2 稳定裕度函数
6.2.3 极坐标绘图（奈奎斯特图）函数
6.3 运算放大器电路的频率特性分析
6.3.1 运算放大器电路的传递函数
6.3.2 运算放大器电路的频率特性分析举例
6.4 控制系统频域分析MATLAB仿真实训
6.4.1 实训目的
6.4.2 实训内容
第7章 控制系统根轨迹分析MATLAB仿真
7.1 MATLAB根轨迹分析的基本命令
7.1.1 根轨迹法基础知识
7.1.2 根轨迹分析的基本命令
7.2 控制系统根轨迹分析MATLAB仿真举例
7.3 控制系统根轨迹分析MATLAB仿真实训
7.3.1 实训目的
7.3.2 实训内容
第8章 控制系统的Simulink仿真
8.1 Simulink概述
8.1.1 Simulink仿真环境的进入
8.1.2 Simulink仿真文件的建立与执行
8.2 Simulink模块库及各模块功能简介
8.2.1 Continuous模块库及库内各模块功能
8.2.2 Discontinuous模块库及库内各模块功能
8.2.3 Discrete模块库及库内各模块功能
8.2.4 Look-UpTables模块库及库内各模块功能
8.2.5 MathOperations模块库及库内各模块功能
8.2.6 ModelVerification模块库及库内各模块功能
8.2.7 Model-WideUtilities模块库及库内各模块功能
8.2.8 Ports&Subsystems模块库及库内各模块功能
8.2.9 SignalAttributes模块库及库内各模块功能
8.2.1 0SignalRouting模块库及库内各模块功能
8.2.1 1Sinks模块库及库内各模块功能
8.2.1 2Sources模块库及库内各模块功能
8.2.1 3User-DefinedFunctions模块库及库内各模块功能
8.3 Simulink功能模块的处理与仿真参数的设置
8.3.1 Simulink功能模块的处理
8.3.2 Simulink仿真参数的设置
8.4 Simulink子系统及其封装
8.4.1 Simulink子系统的建立
8.4.2 Simulink子系统的封装
8.5 混沌系统的Simulink仿真举例
8.6 控制系统的Simulink仿真实训
8.6.1 实训目的
8.6.2 实训内容
附录Matlab常用命令集合
参考文献
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序言MATLAB作为目前国际上流行、应用广泛的可视化科学与工程计算软件，深受广大研究工作者的欢迎，成为在校学生必须学习和掌握的基本软件，许多学校开设了MATLAB相关课程。
本书每章内容均分为两部分：一部分为理论分析及讲解，另一部分为配套的实训练习。实训部分紧密结合火炮发射、最佳售房问题、存款复利滚存、卫星返回地球仿真、混沌控制系统仿真等工程或生产实际问题，介绍解决问题的方法，体现了MATLAB解决工程实践问题的优越性。读者通过练习和实际操作，在较短的时间内可掌握MATLAB的基本内容及其应用技术。
本书针对控制系统的各种仿真，如系统的单位阶跃响应、脉冲响应、一般输入信号下的响应、根轨迹分析、频域分析、系统校正、混沌系统仿真等，侧重于控制系统的各种分析设计，首先简明扼要讲解相关知识及命令，然后给出明确的各种例题加深印象，并给出解决该类问题需要注意的事项，最后通过配套的实训进行练习和强化，真正达到理论联系实际、理论实践互为一体、相互交融的目的，实现通过仿真解决实际问题的目的，有利于培养和锻炼读者运用仿真技术处理和解决实际问题的能力。
本书共分为3部分。第1部分为MATLAB语言基础部分，包括第1章MATLAB操作基础、第2章 MATLAB语言的数值运算、第3章 MATLAB绘图。陈浩编写了第1章，杨世凤编写了第2章，彭一准编写了第3章。第2部分为控制系统仿真部分，包括第4章控制系统的数学模型、第5章控制系统时域分析MATALB仿真、第6章控制系统频域分析MATLAB仿真、第7章控制系统根轨迹分析MATLAB仿真、第8章控制系统的Simulink仿真。薛薇编写了第4章，刘振全编写了第5～8章。第3部分为附录部分，给出了MATLAB常用命令，本部分由王汉芝负责编写。全部程序的计算机仿真由刘振全进行验证。王德进教授审阅了全书并提出了许多好的建议，在此表示衷心的感谢。
由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
文摘插图：
第1章 MATLAB操作基础
1.1 MATLAB概述
1.1.1 MATLAB的功能特点
MATLAB除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的任务简捷得多。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持，可以直接调用，用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便以后调用。MATLAB的基础是矩阵计算，但是由于它的开放性，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使其成为一个强大的数学软件。当前流行的MATLAB 6.5/7.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具箱（Toolbox）。MATLAB的优势和特点主要表现在以下几个方面。
（1）友好的工作平台和编程环境
MATLAB由一系列工具组成。这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件，其中许多工具采用的是图形用户界面，包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级，MATLAB的用户界面也越来越精致，更加接近Windows的标准界面，人机交互性更强，操作更简单。而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询和帮助系统，极大地方便了用户的使用。简单的编程环境提供了比较完备的调试系统，程序不必经过编译就可以直接运行，而且能够及时地报告出现的错误并给出错误原因分析。
