控制系统计算机辅助设计

出版时间：2006-2  出版社：清华大学  作者：薛定宇  页数：451  
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前言

美国The MathWorks公司推出的MATLAB语言一直是国际科学界应用和影响最广泛的三大计算机数学语言之一。从某种意义上讲，在纯数学以外的领域中，MATLAB语言有着其他两种计算机数学语言Mathematica和Maple无法比拟的优势和适用面。在控制类学科中，MATLAB语言更是科学研究者首选的计算机语言。. 近十年来，随着MATLAB语言和Simulink仿真环境在控制系统研究与教学中日益广泛的应用，在系统仿真、自动控制等领域，国外很多高校在教学与研究中都将MATLAB/Simulink语言作为首选的计算机工具。我国的科学工作者和教育工作者也逐渐认识到MATLAB语言的重要性。MATLAB语言是一种十分有效的工具，能轻松地解决在..

内容概要

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、数学问题的MATLAB求解、线性系统计算机辅助分析、控制系统与其他复杂系统的Simulink建模，控制系统的计算机辅助设计方法，包括串联控制器、状态反馈控制器、多变量系统频域设计、PID控制器设计、最优控制器设计、LQG/LTR控制器设计、H2=H1 最优控制、分数阶控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法优化控制等。本书还介绍了基于dSPACE和Quanser的实时控制系统实验方法。    本书可作为自动化专业"控制系统仿真"或"控制系统计算机辅助设计"课程的教材，也可供相关专业的研究人员与研究生参考。

作者简介

薛定宇，获得自动化专业学士（沈阳工业大学1985）、硕士（东北工学院1988）和博士学位（英NlSussex大学1992），现任东北大学信息科学与工程学院教授，博士生导师。长期从事MATLAB语言、控制系统CAD等领域的教学与研究工作，本书第一版曾被数万篇博士、硕士论文引用。

书籍目录

第1章 控制系统计算机辅助设计概述   1.1 控制系统计算机辅助设计技术的发展综述  1.2 控制系统计算机辅助设计语言环境综述  1.3 仿真软件的发展概况  1.4 MATLAB/Simulink与CACSD工具箱  1.5 控制系统计算机辅助设计领域的新方法  1.6 本书的基本结构和内容   1.7 习题  参考文献第2章 MATLAB语言程序设计基础  2.1 MATLAB程序设计语言基础    2.1.1 MATLAB语言的变量与常量     2.1.2 数据结构    2.1.3 MATLAB的基本语句结构    2.1.4 冒号表达式与子矩阵提取  2.2 基本数学运算    2.2.1 矩阵的代数运算    2.2.2 矩阵的逻辑运算    2.2.3 矩阵的比较运算    2.2.4 解析结果的化简与变换    2.2.5 基本数论运算  2.3 MATLAB语言的流程结构    2.3.1 循环结构    2.3.2 条件转移结构    2.3.3 开关结构    2.3.4 试探结构  2.4 函数编写与调试    2.4.1 MATLAB语言函数的基本结构    2.4.2 可变输入输出个数的处理    2.4.3 inline函数与匿名函数  2.5 二维图形绘制    2.5.1 二维图形绘制基本语句    2.5.2 其他二维图形绘制语句    2.5.3 隐函数绘制及应用    2.5.4 图形修饰  2.6 三维图形表示    2.6.1 三维曲线绘制    2.6.2 三维曲面绘制    2.6.3 三维图形视角设置  2.7 MATLAB语言与现代科学运算    2.7.1 线性代数问题的MATLAB求解    2.7.2 常微分方程问题的MATLAB求解    2.7.3 最优化问题的MATLAB求解  2.8 本章要点简介  2.9 习题   参考文献第3章 线性控制系统的数学模型  3.1 线性连续系统模型及MATLAB表示    3.1.1 线性系统的传递函数模型    3.1.2 线性系统的状态方程模型    3.1.3 线性系统的零极点模型    3.1.4 多变量系统的传递函数矩阵模型  3.2 线性离散时间系统的数学模型    3.2.1 离散传递函数模型    3.2.2 离散状态方程模型  3.3 方框图描述系统的化简    3.3.1 控制系统的典型连接结构    3.3.2 节点移动时的等效变换    3.3.3 复杂系统模型的简化  3.4 系统模型的相互转换    3.4.1 连续模型和离散模型的相互转换    3.4.2 系统传递函数的获取     3.4.3 控制系统的状态方程实现    3.4.4 状态方程的最小实现    3.4.5 传递函数与符号表达式的相互转换  3.5 线性系统的模型降阶    3.5.1 Padé降阶算法与Routh降阶算法    3.5.2 时间延迟模型的Padé近似    3.5.3 带有时间延迟系统的次最优降阶算法    3.5.4 状态方程模型的降阶算法  3.6 线性系统的模型辨识    3.6.1 离散系统的模型辨识    3.6.2 离散系统辨识信号的生成    3.6.3 多变量离散系统的辨识    3.6.4 离散系统的递推最小二乘辨识  3.7 本章要点小结  3.8 习题  参考文献第4章 线性控制系统的计算机辅助分析第5章 Simulink在系统仿真中的应用第6章 控制系统计算机辅助设计第7章 鲁棒控制与鲁棒控制器设计第8章 自适应与智能控制系统设计第9章 半实物仿真与实时控制附录A 积分变换问题MATLAB 求解附录B 常用受控对象的实际系统模型附录C 反馈系统程序CtrlLAB简介参考文献函数名索引索引

章节摘录

版权页：   插图：   1.3 仿真软件的发展概况 从前面提及的软件包的局限性看，直接调用它们进行系统仿真将有较大的困难，因为要掌握这些函数的接口是一件相当复杂的事，准确调用它们将更难；此外，有的软件包函数调用直接得出的结果可信度也不是很高，因为软件包的质量参差不齐。 抛弃成型的软件包另起炉灶自己编写程序也不是很现实的事，毕竟在成型软件包中包含有很多同行专家的心血，有时自己从头编写程序很难达到这样的效果，所以必须采用经过验证且信誉著称的高水平软件包或计算机语言来进行仿真研究。 仿真技术引起该领域各国学者、专家们的重视，建立起国际的仿真委员会(Simulation Councils Inc.,SC)，该公司于1967年通过了仿真语言规范。仿真语言CSMP(computer simulation modelling program)应该属于建立在该标准上的最早的专用仿真语言。中科院沈阳自动化研究所在1988年推出了该语言的推广版本——CSMP-C。 20世纪80年代初期，美国Mitchell and Gauthier Associate公司推出了符合该标准的著名仿真语言ACSL(advanced continuous simulation language)[42]该语言出现后，由于其功能较强大，并有一些系统分析的功能，很快就在仿真领域占据了主导地位。 和ACSL大致同时产生的还有瑞典Lund工学院Karl AstrSm教授主持开发的SIMNON，英国Salford大学的ESL[43]等，这些语言的编程语句结构也是很类似的，因为它们所依据的标准都是相同的。 计算机代数系统是在本领域中又一个吸引人的主题，而解决数学问题解析计算又是C语言直接应用的难点。于是国际上很多学者在研究、开发高质量的计算机代数系统。早期IBM公司开发的muMATH[44]和REDUCE[45]等软件为解决这样的问题提出了新的思路。后来出现的Maple和MathematiCa逐渐占领了计算机代数系统的市场，成为比较成功的实用工具。 早期的Mathematica可以和MATLAB语言交互信息，比如通过一个称为MathLink的软件接口就可以很容易地完成这样的任务。为了解决计算机代数问题，MATLAB语言的开发者一美国The MathWorks公司也研制开发了符号运算工具箱(Symbolic Zoolbox)，该工具箱将Maple语言的内核作为MArLAB符号运算的引擎，使得二者能更好地结合起来。

编辑推荐

《全国高等学校自动化专业系列教材•普通高等教育"十一五"国家级规划教材:控制系统计算机辅助设计:MATLAB语言与应用(第2版)》可作为自动化专业“控制系统仿真”或“控制系统计算机辅助设计”课程的教材，也可供相关专业的研究人员与研究生参考。

用户评论 (总计37条)

•   不错书籍，控制系统设计中用到的方法基本都有所涉及。还讨论了控制领域的一些先进算法、理论在Matlab中的实现，很有参考价值
•   我一直想买一本关于Matlab的书，教程来自学。这本书非常权威也是大学课程选用的教材，而且我作为电气工程与自动化专业很需要这样一本和控制有关的书籍
•   这是一本很好的系统控制用计算机处理的书籍值得大家买来学习
•   阅读中 感觉还不错 控制系统要搞懂就成大神了
•   这本书写的比较详细，适合控制专业的人参考学习！
•   内容很充实，特别是编程的例子，感觉前面对编程语言描述过多，应该可以省略一些；还有篇幅长了一些，作教材时需要删节
•   课程需要用这本书，在当当买下了，质量绝对正版，还比书店便宜，真不错！
•   薛定宇先生的书有很大的参考价值
•   作为教材，手册或自学资料都很合适。写的很清晰，很好
•   这本书挺好。不管你是初学者，还是高手。
•   很基础 我是入门自学的
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•   相当不错，值得信赖。
•   很好吧~~
•   书，服务很好
•   该书内容比较容易理解，深入浅出，也非常适合自学。作者也非常有名气，还有自己的网站等。
•   怎么没有优惠券送呢？是快递员或快递公司截留了吗？
•   比较经典Matlab控制系统应用，实用，全，但好像电子版的就可以用用了！
•   在控制系统仿真界里就他比较出名了！
•   这本是关于控制专业的用Matlab进行科学计算的书本，我认为每位控制的学生都需要它。我在Matlab上未能通过书中说的结构图化简符号式运算，不知道是为什么
•   说实话，这本书的地位是没得说，讲解详细，全面，唯一缺点是插图太少，我看一些其他的控制类书很多插图，就一个矩阵运算还给了图，也可能再有插图了书就厚的不行了吧，总之，书很不错
•   推荐学控制的小盆友们买来练手哦
•   这是一本经典的控制方向的书
•   自考工业自动化，一些课程中都提到了MATLAB，但一直没机会学习，专门买着，等有机会了好好看。
  书本外观、印刷以及纸张都不错，内容等学习后再评论。
•   考试课程不能没书 书还是不错的
•   东北大学名师薛定宇老师编写，写的比较详细，东北大学指定教材
•   不容错过的好书，超值
•   这个很详细。
•   第一次在当当购书，感觉当当网站和快递公司都很好，所以留言支持一下！
•   很好 书挺新的
•   书写的很精辟，但书的质量一般，书皮有点破损，也许是存货的元婴
•   这书好似有点笼统，不过市面上来比就是一般了