前言

MATLAB是一个用于科学研究与工程应用分析和设计的商业化数学软件。MATLAB语言是集数值计算、符号运算、可视化建模、仿真和图形处理等功能于一体的高级计算机语言。Simulink是MATLAB软件的扩充，用于对多领域动态和嵌入式系统进行仿真和模型设计的图形化环境，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通信、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

在国内，MATLAB语言也越来越受到院校师生、科研人员和工程技术人员的青睐，并在教学、科研和工程技术中得到了广泛的应用，成为本科生、研究生必须掌握的基本技能之一。

本书作者将十几年的MATLAB理论教学、研究和实际编程经验进行系统地总结，参考以往的MATLAB专著和教材，将MATLAB软件的新版本R2023b与自动化应用融为一体，精心编写了本书。

本书以MATLAB系统的分析和设计为对象，以MATLAB为工具，既介绍了控制系统的特点与分析方法，又介绍了利用MATLAB解决各种控制问题的方法，做到了理论与实践相结合。本书以MATLAB为主线，内容紧扣自动控制原理。书中内容丰富、阐述透彻、层次分明、通俗易懂、循序渐进、系统性和应用性较强。

全书共10章。第1章为MATLAB概述； 第2章为MATLAB程序设计基础，介绍了数组和矩阵的基本运算，以及程序设计； 第3章为MATLAB的数值计算，介绍了多项式和方程式的相关知识； 第4章为MATLAB的图像绘制，主要介绍了二维、三维图形的绘制和图形窗口界面； 第5章为Simulink仿真，介绍了仿真模型的建立，以及子系统的创建与封装； 第6章为控制系统数学模型及其MATLAB描述，介绍了传递函数建立及其MATLAB描述； 第7章为MATLAB在控制系统中的时域分析，介绍了系统的阶跃响应、二阶系统模型的MATLAB描述及高阶系统稳定性分析； 第8章为MATLAB在控制系统中的根轨迹分析，介绍了根轨迹的绘制与分析和其他形式根轨迹及根轨迹设计； 第9章为MATLAB在控制系统中的频域分析，介绍了Nyquist图、Bode图的绘制规则和图的修饰； 第10章为MATLAB在PID控制器中的应用。

本书由周振超、冯暖、王丹、谷崇林编著，全书由周振超统稿。其中，周振超编写了第1章、第9章和第10章，冯暖编写了第7章和第8章，王丹编写了第4~6章，谷崇林编写了第2章和第3章。

本书的编写与出版得到了清华大学出版社的大力支持，书中还参考借鉴了许多学者和专家的著作及研究成果，在此一并表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，书中难免有错误和不妥之处，敬请广大读者不吝指正。

编者2024年2月