MATLAB 是美国 MathWorks 公司出品的受到业界普遍认可的商业数学应用软件,广泛应用于数据分析、
无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人、控制系统等领
域,已成为多所院校相关专业重要基础课程的首选实验平台。
一、为什么要写本书
仿真技术的提出,推动了几乎所有工程领域的辅助分析与工程设计的发展,控制理论与控制工程也不
例外。在各类仿真软件中,MATLAB/Simulink 软件是目前比较流行且应用广泛的可视化科学与工程计算软
件,在控制系统的分析、仿真与设计方面得到了日益广泛的应用,其自身的功能也因此得到了迅速发展和
不断扩充。为了更好地推动 MATLAB/Simulink 软件在控制系统仿真、分析中的应用,作者结合教学实践与
研究成果,以 MATLAB R2024a 为系统仿真平台编写了本书。
二、内容特色
仿真技术是一门实践性很强的科学,只有通过大量的练习,才能针对具体仿真问题选择最为合理的仿
真手段,以尽可能准确地模拟实际系统的运行来指导实际控制系统的设计。
(1)本书详细叙述了 MATLAB/Simulink 软件及其程序设计的基本概念、基本原理和基本方法,同时给
出了相应的常用函数及其简要的使用说明,以便读者查阅使用。
(2)通过大量例题叙述了如何运用MATLAB/Simulink 软件工具,结合相应的控制理论知识进行仿真设
计,以加深学生对所学控制理论课程内容的理解,力求能够培养学生独立分析问题与解决问题的能力,提
高学生的学习兴趣,激发学生的创新意识,训练学生的思维方法。
(3)每章结尾均配有习题供读者练习,全书内容条理清晰,详略得当,通过大量的实例以突出实践性,
通过理论联系实际以突出实用性。
(4)本书配套资源丰富。
程序代码等资源:扫描目录上方的二维码下载。
教学课件、教学大纲、模拟试卷等资源:到清华大学出版社官方网站本书页面下载,或者扫描封底
的“书圈”二维码在公众号下载。
微课视频(264 分钟,32 集):扫描书中相应章节中的二维码在线学习。
注:请先扫描封底刮刮卡中的文泉云盘防盗码进行绑定后再获取配套资源。
三、结构安排
本书先介绍 MATLAB R2024a 仿真平台的构成,然后详述程序设计的基本概念、基本原理和基本方法。
在此基础上,引入自动控制系统的基本概念与仿真概述,结合自动控制理论和现代控制理论,从系统建模
及仿真,时域分析及仿真,根轨迹分析及仿真,频域分析及仿真,稳定性分析及仿真,以及能控性、能观
性分析及仿真分专题,从基本理论到仿真分析来全面复习自动控制理论、离散控制理论、现代控制理论,
最后介绍状态反馈控制器、状态观测器、卡尔曼滤波器、最优控制器和常见先进控制器的基本概念,常用
II MATLAB/Simulink 控制系统仿真
设计方法及仿真实现。
四、读者对象
对控制科学与工程感兴趣的读者;
自动化类、电子信息类相关专业的本科生、研究生;
相关工程技术人员。
五、致谢
在本书编著过程中,我得到了家人的理解和大力支持,清华大学出版社刘星老师做了大量的支持工作,
对每个细节都给出了具体的修改意见。本书编写过程中参考了大量的文献资料,一些资料来源于互联网,
书末的参考文献未能一一列举,在此一并表示诚挚的感谢!
由于作者水平及条件所限,书中错误和不妥之处在所难免,恳请读者和同行给予批评斧正。
严刚峰
2024 年 12 月于成都