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《MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）》一书以MATLAB?R2015b为仿真平台，以清新、简洁的风格介绍了MATLAB语言基础及基于MATLAB的控制系统仿真。本书在结构上包括上下两篇共17章。上篇介绍MATLAB语言基础；为满足新的教学需求，还加入了MATLAB/Simulink与开源电子设计平台Arduino的交互应用，共8章。下篇介绍控制系统的MATLAB仿真，并提供了两个课程设计案例供学习参考，共9章。?

全书结构清晰，内容翔实，图文并茂，以丰富的实例突出实践性，通过紧密联系实际突出应用性。?

《MATLAB与控制系统仿真实践（第3版）》一书可作为自动控制等相关专业的教学参考用书，也可作为相关领域工程技术人员和研究人员的参考资料。书中MATLAB语言的介绍较为全面，可供MATLAB语言入门者学习参考。书中所给综合实例则对相关课程设计、毕业设计等有重要参考价值。?

上篇MATLAB/?Simulink基础?

第1章MATLAB环境认识与操作3?

1.1MATLAB环境认识3?

1.1.1命令窗口4?

1.1.2命令历史记录(Command?History)窗口6?

1.1.3工作空间(Workspace)窗口7?

1.1.4MATLAB的帮助使用9?

1.1.5图形窗口12?

1.1.6编辑/调试窗口13?

1.2MATLAB?Notebook及其使用14?

1.2.1MATLAB?Notebook的启动14?

1.2.2Notebook的菜单命令15?

1.2.3输出单元的格式控制15?

1.2.4使用Mbook模板的技巧16?

本?章?小?结16?

第2章MATLAB语言基础17?

2.1MATLAB语言的常量与变量17?

2.1.1MATLAB语言的常量17?

2.1.2MATLAB语言的变量18?

2.2MATLAB语言的运算符19?

2.2.1算术运算符19?

2.2.2关系运算符19?

2.2.3逻辑运算符19?

2.3MATLAB语言的数据类型20?

2.3.1MATLAB语言的数据类型概述20?

2.3.2稀疏矩阵20?

2.3.3单元数组24?

2.3.4结构数组27?

2.4MATLAB语言的基本语句结构30?

2.4.1直接赋值语句30?

2.4.2调用函数语句31?

本?章?小?结31?

第3章MATLAB的数值运算与符号运算基础32?

3.1数组与矩阵的基本操作32?

3.1.1数组与矩阵的输入32?

3.1.2数组与矩阵元素的操作36?

3.1.3数组与矩阵的输出38?

3.2MATLAB的基本数值运算40?

3.2.1算术运算40?

3.2.2关系运算44?

3.2.3逻辑运算45?

3.2.4运算优先级47?

3.3MATLAB的基本符号运算47?

3.3.1符号运算基本函数48?

3.3.2符号代数方程和微分方程的求解49?

3.3.3符号微积分运算52?

3.3.4Laplace变换及其反变换、Z变换及其反变换53?

3.3.5MuPAD?Notebook简介55?

本?章?小?结56?

第4章MATLAB语言的程序设计57?

4.1MATLAB语言的流程结构57?

4.1.1if,?else和elseif组成的条件转移结构57?

4.1.2switch，case和otherwise组成的开关结构58?

4.1.3while/for循环结构58?

4.1.4try和catch组成的试探结构59?

4.1.5MATLAB程序设计举例60?

4.2MATLAB函数的编写63?

4.2.1MATLAB函数的基本结构64?

4.2.2MATLAB函数编写举例66?

4.3MATLAB程序设计中应注意的问题69?

本?章?小?结70?

第5章MATLAB语言的绘图基础71?

5.1二维图形的绘制71?

5.1.1绘制二维图形的基本函数及示例71?

5.1.2图形的修饰及示例73?

5.1.3多图绘制函数及示例78?

5.1.4特殊应用二维图形的绘制83?

5.2三维图形的绘制85?

5.2.1三维图形绘制函数85?

5.2.2三维图形绘制举例85?

5.3图形的图形化编辑87?

5.4符号函数绘制图形88?

5.4.1符号函数绘制图形的函数及示例88?

5.4.2符号函数的图形化绘制方式89?

本?章?小?结90?

第6章MATLAB?GUI程序设计初步91?

6.1GUI设计工具GUIDE简介91?

6.1.1GUIDE的启动91?

6.1.2GUI的创建91?

6.2GUI程序设计示例93?

6.2.1“Hello?World”程序的设计93?

6.2.2控制系统典型环节的演示程序95?

本?章?小?结99?

第7章MATLAB的仿真集成环境——Simulink100?

7.1Simulink概述100?

7.2Simulink的基本界面操作100?

7.3Simulink的功能模块及其操作103?

7.3.1Simulink的功能模块103?

7.3.2功能模块的基本操作109?

7.3.3功能模块的连接操作111?

7.4Simulink仿真环境的设置112?

7.5子系统及封装技术113?

7.5.1子系统的建立114?

7.5.2子系统的封装115?

7.6用Simulink建立系统模型示例118?

7.7Simulink的高级应用——S函数的编写121?

7.7.1S函数的工作原理122?

7.7.2S函数的设计实例127?

本?章?小?结133?

第8章MATLAB/Simulink与Arduino交互控制134?

8.1Arduino简介134?

8.1.1Arduino及其特点134?

8.1.2Arduino硬件资源135?

8.1.3Arduino开发环境136?

8.1.4Arduino开发举例137?

8.2MATLAB/Simulink对Arduino的开发支持140?

8.2.1MATLAB/Simulink支持包的安装140?

8.2.2MATLAB对Arduino的支持(Arduino?Support?from?MATLAB)141?

8.2.3Simulink对Arduino的支持(Arduino?Support?from?Simulink)141?

8.3MATLAB/Simulink与Arduino交互控制举例143?

8.3.1MATLAB与Arduino交互控制举例143?

8.3.2Simulink与Arduino交互控制举例146?

本?章?小?结149?

下篇控制系统的MATLAB仿真?

第9章自动控制及其仿真概述153?

9.1自动控制系统概述153?

9.1.1自动控制系统的基本形式及特点153?

9.1.2自动控制系统的分类154?

9.1.3对自动控制系统的要求及性能评价154?

9.2控制系统仿真概述154?

9.2.1仿真的基本概念154?

9.2.2仿真的不同分类155?

9.2.3仿真技术的应用及发展156?

9.2.4计算机仿真的要素及基本步骤157?

9.2.5控制系统仿真软件158?

本?章?小?结158?

第10章基于MATLAB的控制系统数学建模159?

10.1控制系统的传递函数模型159?

10.1.1系统传递函数模型简述159?

10.1.2传递函数的MATLAB相关函数160?

10.1.3建立传递函数模型实例161?

10.2控制系统的零极点函数模型164?

10.2.1零极点函数模型简述164?

10.2.2零极点函数的MATLAB相关函数165?

10.2.3建立零极点函数模型实例165?

10.3控制系统的状态空间函数模型169?

10.3.1状态空间函数模型简述169?

10.3.2状态空间函数的MATLAB相关函数169?

10.3.3建立状态空间函数模型实例170?

10.4系统模型之间的转换172?

10.4.1系统模型转换的MATLAB相关函数172?

10.4.2系统模型之间转换实例173?

10.5方框图模型的连接化简178?

10.5.1方框图模型的连接化简简述178?

10.5.2系统模型连接化简的MATLAB相关函数180?

10.5.3系统模型连接化简实例180?

10.6Simulink图形化系统建模实例184?

本?章?小?结185?

第11章控制系统的稳定性分析186?

11.1系统稳定性的MATLAB直接判定187?

11.1.1MATLAB直接判定的相关函数187?

11.1.2MATLAB直接判定实例187?

11.2系统稳定性的MATLAB图形化判定190?

11.2.1MATLAB图形化判定的相关函数190?

11.2.2MATLAB图形化判定实例190?

11.3MATLAB?LTI?Viewer稳定性判定实例192?

本?章?小?结195?

第12章控制系统的时域分析196?

12.1控制系统的动态性能指标分析196?

12.1.1控制系统的动态性能指标196?

12.1.2控制系统动态性能指标MATLAB求取实例197?

12.2控制系统的稳态性能指标分析204?

12.2.1系统的稳态性能指标204?

12.2.2控制系统稳态性能指标MATLAB求取实例204?

12.3MATLAB时域响应仿真的典型函数应用207?

12.3.1MATLAB时域响应仿真的典型函数207?

12.3.2MATLAB时域响应仿真的典型函数应用实例207?

12.4MATLAB/Simulink图形化时域分析212?

12.4.1MATLAB?LTI?Viewer时域分析实例212?

12.4.2Simulink时域分析实例215?

本?章?小?结217?

第13章控制系统的根轨迹分析与校正218?

13.1控制系统的根轨迹法分析220?

13.1.1MATLAB根轨迹分析的相关函数220?

13.1.2MATLAB根轨迹分析实例220?

13.2控制系统的根轨迹法校正233?

13.2.1根轨迹法超前校正及基于MATLAB的实例234?

13.2.2根轨迹法滞后校正及基于MATLAB的实例238?

13.3MATLAB图形化根轨迹法分析与设计242?

13.3.1MATLAB图形化根轨迹法分析与设计工具rltool242?

13.3.2基于图形化工具rltool的系统分析与设计实例244?

本?章?小?结246?

第14章控制系统的频域分析与校正247?

14.1控制系统的频域分析248?

14.1.1频率特性及其表示248?

14.1.2MATLAB频域分析的相关函数248?

14.1.3MATLAB频域分析实例249?

14.2基于频域法的控制系统稳定性能分析258?

14.2.1频域法的稳定性判定和稳定裕度概述258?

14.2.2基于频域法的控制系统稳定性判定相关函数259?

14.2.3MATLAB频域法稳定性判定实例260?

14.3控制系统的频域法校正266?

14.3.1频域法超前校正及基于MATLAB的实例266?

14.3.2频域法滞后校正及基于MATLAB的实例271?

14.3.3频域法滞后超前校正及基于MATLAB的实例276?

本?章?小?结282?

第15章控制系统的PID控制器设计283?

15.1PID控制器概述283?

15.2PID控制器作用分析284?

15.2.1比例控制作用举例分析284?

15.2.2比例微分控制作用举例分析285?

15.2.3积分控制作用举例分析288?

15.2.4比例积分控制作用举例分析290?

15.2.5比例积分微分控制作用举例分析291?

15.3PID控制器设计举例295?

15.3.1PID控制器参数整定方法295?

15.3.2PID控制器设计举例296?

本?章?小?结300?

第16章非线性控制系统分析301?

16.1非线性系统概述301?

16.2相平面法302?

16.2.1相平面法概述302?

16.2.2基于MATLAB的相轨迹图绘制示例302?

16.3描述函数法304?

16.3.1描述函数法概述304?

16.3.2基于MATLAB的描述函数法非线性系统分析示例305?

本?章?小?结307?

第17章课程设计综合实例308?

17.1课程设计作品1——系统的滞后超前频域法校正308?

17.1.1设计目的308?

17.1.2设计任务308?

17.1.3具体要求308?

17.1.4设计原理概述308?

17.1.5设计方案及分析309?

17.1.6结束语320?

17.1.7参考文献320?

17.2课程设计作品2——系统的根轨迹法超前校正320?

17.2.1设计目的320?

17.2.2设计任务321?

17.2.3具体要求321?

17.2.4设计原理及EDA工具选择321?

17.2.5系统校正及结果分析323?

17.2.6结束语328?

17.2.7参考文献328