控制系统计算机辅助设计：MATLAB语言及应用

　　内容简介本书系统地介绍了国际控制界最流行的控制系统计算机辅助设计语言MATLAB，侧重于介绍MATLAB语言编程基础与技巧、数值分析算法的MATLAB实现、动态系统的数学模型及仿真工具SIMULINK等，并以之为基础介绍了经典的和当前最新的控制系统计算机辅助设计方法，包括多变量系统的频域设计、自整定PID控制方法、定量反馈理论、状态空间经典设计方法、LQ及LQG/LTR设计、H∞最优控制等。本书还以一个控制系统计算机辅助教学软件ControlKit为例介绍利用MATLAB进行Windows图形界面设计的方法。本书可作为自动控制类专业的研究人员参考，也可作为高校该类专业的研究生与高年级本科生控制系统计算机辅助设计课程的教材和参考书，还可供其它专业的学生和科技工作者、教师作为科学计算与图形绘制等方向的工具和参考书。

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     目录
   第1章 CACSD软件环境与新技术概述
    1.1绪 论
    1.2国外CACSD软件环境综述
    1.3ACSL仿真语言及其应用
    1.4MATLAB、SIMULINK与各种CACSD工具箱
    1.5符号运算系统Mathematica介绍
    1.6控制系统计算机辅助设计领域的新方法
    1.7本书的基本结构和内容
    参考文献
   第2章 MATLAB语言的使用与程序设计
    2.1MATLAB简介
    2.2MATLAB环境的安装与基本操作
    2.3MATLAB的基本语句结构
    2.4矩阵的基本运算
    2.5MATLAB的控制语句
    2.5.1MATLAB的循环语句结构
    2.5.2MATLAB的条件转移语句结构
    2.6MATLAB的编程基础与技巧
    2.6.1MATLAB允许的文件类型
    2.6.2MATLAB工作空间及变量的管理
    2.6.3MATLAB的输入与输出语句
    2.6.4MATLAB的在线帮助系统及其应用
    2.6.5MATLAB下M文件及M函数的编写与调用
    2.7MATLAB的绘图功能
    2.7.1MATLAB下二维图形绘制
    2.7.2MATLAB下特殊坐标图形
    2.7.3MATLAB下图形对象的修改
    2.7.4MATLAB三维图形绘制
    2.8MATLAB编程举例
    习 题
    参考文献
   第3章 数值线性代数方法及MAT LAB实现
    3.1特殊矩阵的实现
    3.2矩阵的特征参数运算
    3.3矩阵的相似变换与分解
    3.3.1矩阵的相似变换与正交变换
    3.3.2矩阵的三角分解及Cholesky分解
    3.3.3矩阵的奇异值分解
    3.4矩阵的特征值与特征向量
    3.5矩阵求逆与线性方程求解
    3.5.1矩阵求逆运算与线性方程求解
    3.5.2矩阵的广义逆
    3.5.3Kronecker积与方程求解
    3.6稀疏矩阵的处理
    3.7矩阵的非线性运算
    3.7.1面向矩阵各个元素的非线性运算
    3.7.2面向整个矩阵的非线性运算
    3.8数值分析的其它方法及MATLAB实现
    3.8.1数据处理的方法及MATLAB实现
    3.8.2数值积分方法及MATLAB实现
    3.8.3非线性方程求解及最优化
    3.8.4微分方程初值问题的数值解法
    习 题
    参考文献
   第4章 控制系统的数学模型及其转换方法
    4.1线性控制系统模型的基本描述方法
    4.1.1控制系统的传递函数描述
    4.1.2控制系统的状态方程模型
    4.1.3控制系统的零极点模型
    4.1.4控制系统的典型连接
    4.1.5控制系统的结构图描述及转换
    4.2控制系统的稳定性分析
    4.3状态方程与传递函数的相互转换
    4.4控制系统模型的连续化与离散化
    4.5状态方程的标准型转换
    4.5.1状态方程模型的相似变换
    4.5.2系统的可控性及可控标准型实现
    4.5.3系统的可观测性及可观测标准型实现
    4.5.4Jordan标准型及其转换
    4.6状态方程的最小实现
    4.7状态方程的均衡实现
    4.8控制系统辨识与降阶技术
    4.8.1连续系统的模型辨识
    4.8.2离散时间系统的最小二乘辨识方法
    4.8.3控制系统的模型降阶实例
    习 题
    参考文献
   第5章 控制系统的计算机辅助频域与时域分析
    5.1 控制系统的频域响应
    5.1.1频率响应的计算方法
    5.1.2频率响应曲线绘制
    5.1.3离散时间系统的频率响应分析
    5.1.4时间延迟系统的频率响应
    5.2线性系统的时间响应分析
    5.3系统框图输入与仿真工具SIMULINK
    5.3.1控制系统框图模型建立
    5.3.2利用SIMULINK进行数字仿真
    5.3.3SIMULINK其它模块库内容概述
    5.4SIMULINK使用的高级技术
    5.4.1SIMULINK模块的安排
    5.4.2构造SIMULINK型模块
    5.4.3模型线性化方法及SIMULINK实现
    5.4.4S函数的编写与使用
    5.4.5SIMULINK界面设置
    5.5SIMULINK仿真举例
    5.6连续随机输入系统的仿真算法
    5.6.1传统仿真方法的不适用性
    5.6.2线性系统的仿真算法
    5.6.3近似仿真方法
    5.7非线性系统的频率响应分析
    5.7.1仿真分析算法
    5.7.2初始状态向量的较精确近似
    5.7.3频率分析的MATLAB程序实现
    习 题
    参考文献
   第6章 控制系统计算机辅助设计（频域方法）
    6.1引言
    6.2多变量系统的频域设计方法
    6.2.1多变量系统的数学模型及标准型表示
    6.2.2多变量系统的频率响应
    6.2.3对角占优系统与伪对角化
    6.2.4多变量系统的设计方法举例
    6.3多变量系统的其它设计方法
    6.3.1多变量系统的特征轨迹方法
    6.3.2多变量系统的参数最优化设计
    6.4 自整定PID控制策略
    6.4.1Ziegler－Nichols经验公式
    6.4.2PID自整定控制结构与方法
    6.4.3伪微分反馈控制方案
    6.5定量反馈控制设计方法
    6.5.1单变量系统的QFT设计方法
    6.5.2QFT设计举例
    6.5.3QFT计算机辅助设计工具箱简述
    习 题
    参考文献
   第7章 控制系统计算机辅助设计（时域方法）
    7.1引言
    7.2基于状态反馈的经典设计方法
    7.2.1极点配置与模态控制
    7.2.2解耦控制
    7.2.3模型跟踪控制
    7.3线性二次型最优控制器设计
    7.3.1线性二次型指标与Riccati方程求解
    7.3.2输出反馈的线性二次型最优控制
    7.3.3最优模型跟踪问题
    7.4线性二次型Gauss最优控制问题
    7.4.1LQG问题的一般解法
    7.4.2回路传输恢复技术
    7.5基于H∞技术的鲁棒控制方案
    7.5.1范数指标与H∞空间的基本概念
    7.5.2H∞及镇定控制器参数化公式
    7.5.3控制系统的鲁棒性能设计算法
    7.5.4H∞问题的间接解法
    7.5.5H∞题的直接解法
    7.5.6H∞控制器的实现与降阶
    7.6时域设计方法的MATLAB工具箱
    7.6.1控制系统工具箱简介
    7.6.2鲁棒控制工具箱简介
    7.6.3μ分析与综合工具箱简介
    习 题
    参考文献
   第8章 MATLAB下的图形界面设计技术与应用
    8.1MATLAB图形界面概述
    8.2图形窗口的设置
    8.3菜单环境的使用与创建
    8.3.1标准MATLAB菜单及使用
    8.3.2简易菜单系统的设计
    8.3.3用户自定义菜单的设计与使用
    8.4对话框设计方法
    8.4.1对话框的基本元素和实现
    8.4.2标准对话框的实现与调用
    8.4.3一般对话框的设计
    8.5应用实例－ControlKit
   附录8.AControlKit部分程序清单
   习 题
   参考文献
   附录A MATLAB函数一览表
   附录B MATLAB函数分类索引