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第1章 MATLAB语言简介1

1.1帮助系统1

1.2文件管理8

1.3数据结构：矢量与矩阵10

1.3.1矩阵的标号14

1.3.2特殊矩阵15

1.3.3字符串16

1.4数学运算与函数17

1.4.1基本运算18

1.4.2基本数学运算19

1.4.3数据分析：列函数19

1.5多项式20

1.6绘图命令23

1.7例题26

习题34

附录 AMATLAB（Version 6.5）常用函数命令一览表37

第2章 MATLAB语言的编程方法48

2.1关系与逻辑运算符48

2.2循环与条件结构51

2.3 M文件：程序文件与函数文件56

2.3.1程序文件56

2.3.2函数57

2.3.3其他MATLAB文件类型与M文件建立59

2.5常用编程命令60

2.4字符串宏命令60

2.6编程举例63

习题67

第3章 经典控制系统分析的常用命令68

3.1时间域命令68

3.2频率域命令70

3.3根轨迹法命令71

3.4传递函数的常用命令73

3.5控制系统分析例题75

习题85

第4章 SIMULINK交互式仿真集成环境94

4.1SIMULINK仿真工具简介94

4.2.1SIMULINK运行96

4.2SIMULINK运行和建立系统模型96

4.2.2一个SIMULINK应用示例98

4.3 SIMULINK模块库简介104

4.3.1（连续系统）模块库107

4.3.2（离散系统）模块库108

4.3.3（函数与表）模块库109

4.3.4（数学运算）模块库110

4.3.5（非线性系统）模块库111

4.3.6（输出）模块库112

4.3.7（输入源）模块库113

4.3.8（信号与系统）模块库115

4.4 SIMULINK仿真模型编辑器116

4.4.2模块及其编辑117

4.4.1模型窗口117

4.4.3模块的连接120

4.4.4子系统122

4.4.5模型的建立方法和模型文件124

4.5SIMULINK的调试、运行与分析125

4.5.1SIMULINK的调试125

4.5.2SIMULINK的仿真运行127

4.5.3SIMULINK的仿真结果分析132

4.6SIMULINK高级仿真功能136

4.6.1概述136

4.6.2封装编辑器137

4.6.3条件执行子系统139

4.7.1命令行中的SIMULIK命令143

4.6.4SIMULINK扩展工具S函数简介143

4.7SIMULINK命令143

4.7.2SIMULINK命令集145

4.8例题147

习题153

第5章 经典控制系统设计方法155

5.1引言155

5.1.1根轨迹法155

5.1.2博德图法156

5.2系统补偿158

5.3比例、积分与微分（PID）控制159

5.3.1Ziegler-Nichols方法159

5.3.2解析方法162

5.3.3PD控制164

5.4超前补偿166

5.4.1根轨迹设计方法167

5.4.2根轨迹的几何方法168

5.4.3根轨迹的解析方法171

5.4.4超前补偿的博德图设计方法173

5.4.5博德图设计的解析方法177

5.4.6PD控制器与超前补偿器的比较179

5.5滞后补偿180

5.5.1根轨迹设计方法180

5.5.2根轨迹的解析方法182

5.5.3滞后补偿器的博德图设计方法185

5.5.4博德图设计的解析方法188

5.5.5PI控制器与滞后补偿器的比较189

5.6一般补偿控制190

5.7非最小相位系统的稳定裕量195

习题199

附录A 程序清单202

第6章 调节系统的状态空间设计方法206

6.1概述206

6.2极点配置方法206

6.2.1传递函数分析210

6.2.2理论分析211

6.3用于状态空间设计的MATLAB命令219

6.4观测器的设计224

6.5降阶观测器的设计232

6.6有关状态空间设计的讨论242

习题243

附录A 程序清单243

第7章 数字控制系统设计方法248

7.1概述248

7.2差分方程248

7.3采样信号的频谱251

7.3.1采样定理252

7.3.2信号的混叠253

7.4 z变换255

7.5离散状态空间模型257

7.6.1脉冲响应不变法258

7.6数字控制系统仿真258

7.6.2带有零阶保持器的z变换法259

7.6.3差分变换法261

7.7用于离散系统的MATLAB命令264

7.8偏差问题270

7.8.1偏差的预补偿方法271

7.8.2临界频率的预补偿方法274

7.9数字补偿器276

7.9.1PID控制277

7.9.2PID控制器分析技术281

7.9.3超前－滞后补偿283

7.9.4ω变换286

习题293

7.10离散状态空间设计简介293

7.9.5补偿器的延迟293

附录294

附录A 程序清单294

附录B z变换表和ZOH表297

第8章 离散系统极点配置和观测器设计方法298

8.1概述298

8.2极点配置方法300

8.2.1说明303

8.2.2无差拍响应303

8.2.3无差拍控制的说明306

8.3系统设计实例311

8.4.1全阶观测器的结构324

8.4全阶状态观测器的设计324

8.4.2观测器增益矩阵Ke的方程327

8.5最小阶状态观测器330

习题339

第9章 线性二次型最优控制设计方法341

9.1引言341

9.2连续系统的二次型最优控制341

9.2.1连续系统二次型调节器问题的求解342

9.2.2连续系统二次型调节器问题的拓展344

9.2.3MATLAB实现345

9.3离散系统的二次型最优控制352

9.3.1离散系统二次型最优控制问题的求解352

9.3.2采用离散极小值原理的求解352

9.3.3最小性能指标的计算356

9.4离散系统的稳态二次型最优控制371

9.4.1离散系统稳态二次型最优控制的求解371

9.4.2MATLAB实现373

9.5最少能量控制问题380

9.5.1伪逆380

9.5.2伪逆的MATLAB实现383

9.5.3最少能量控制问题的讨论385

9.6最优观测器设计391

9.6.1公式与求解391

9.6.2MATLAB实现393

9.7线性二次型高斯问题398

9.7.1LOG问题的求解398

9.7.2MATLAB实现399

习题404

第10章 系统设计实例406

10.1概述406

10.2连续系统设计实例406

11.2.1参数估计415

10.3离散系统设计实例417

10.3.1离散系统根轨迹的设计实例417

10.3.2离散系统动态响应分析设计实例422

10.3.3具有离散系统状态空间方程的系统动态响应设计实例428

10.3.4离散系统的频率响应429

10.3.5离散系统观测器设计实例443

第11章 常用MATLAB工具箱简介448

11.1控制系统工具箱448

11.1.1 LTI模型的建立与转换449

11.1.2系统建模466

11.1.3模型转换475

11.1.4模型降阶和最小实现478

11.1.5模型实现479

11.1.6模型性质480

11.1.7时间域响应483

11.1.8频率域响应489

11.1.9根轨迹496

11.1.10增益选择498

11.1.11方程求解503

11.1.12演示程序504

11.1.13GUI图形工具505

11.2系统辨识工具箱511

11.2.2非参数估计521

11.2.3数据处理524

11.2.4模型建立532

11.2.5模型转换549

11.2.6递推参数估计556

11.2.7模型绘图559

11.2.8信息提取564

11.2.9模型结构选择566

11.2.10模型不确定性评估和模型校验568

11.2.11GUI图形工具571

参考文献579