控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）/普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材 [Computer Aided Control Systems Design Using MATLAB Language(Third Edition)] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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薛定宇 著

圖書標籤:

• 控製係統
• MATLAB
• 計算機輔助設計
• 自動控製
• 信號處理
• 係統建模
• 仿真
• 算法
• 高等教育
• 規劃教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302301288

版次：3

商品編碼：11160860

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 全國高等學校自動化專業係列教材

外文名稱：Computer Aided Control Systems Design Using MATLAB Language(Third Edition)

開本：16開

編輯推薦

　　

　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》色：
　　以MATLAB語言為主綫，係統地介紹MATLAB語言在控製中的應用：
　　控製係統模型、轉換、降階與辨識；
　　控製係統計算機輔助分析與仿真；
　　控製係統各種計算機輔助設計算法與實現；
　　基於MATLAB/Simulink的半實物仿真與實時控製；
　　全新的完整框架、深入淺齣的介紹、全部可重復的演示實例。

　　

內容簡介

　　《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》係統地介紹瞭國際控製界應用很廣的MATLAB語言及其在控製教學與研究中的應用，側重於介紹MATLAB語言編程基礎與技巧、科學運算問題的MATLAB求解、綫性係統的建模和計算機輔助分析、非綫性係統的仿真分析、控製係統的計算機輔助設計方法等，包括串聯控製器、狀態反饋控製器、多變量係統頻域設計、PID控製器設計、QFT控製器、控製器設計、多變量頻域設計與解耦、LQG/LTR控製器設計、H2/H。控製、分數階控製、自適應控製、模糊控製、神經網絡控製、遺傳算法優化控製等。《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》還介紹瞭基於dSPACE和Quanser的實時控製係統實驗方法。
《普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材·控製係統計算機輔助設計：MATLAB語言與應用（第3版）》可作為自動化專業高年級本科生和研究生“控製係統仿真與CAD”或“控製係統計算機輔助設計”課程的教材，也可供相關專業的研究人員與研究生參考。

作者簡介

　　薛定宇，1985年、1988年、1992年分彆獲得瀋陽工業大學學士、東北工學院碩士、英國Sussex大學博士學位。現任東北大學信息學院教授、博士生導師，中國係統仿真學會理事，遼寜省係統仿真學會理事長。主要研究方嚮為係統仿真、控製係統計算機輔助設計等。在清華大學齣版社等齣版瞭一係列關於MATLAB語言及其應用方麵的著作，本書第一版被公認為國內MATLAB應用領域很早也是很有影響的著作，第2版為國傢精品教材。主持國傢精品課“控製係統仿真與CAD”。

內頁插圖

目錄

第1章 控製係統計算機輔助設計概述
1.1 控製係統計算機輔助設計技術的發展綜述
1.2 控製係統計算機輔助設計語言環境綜述
1.3 仿真軟件的發展概況
1.4 MATLAB/Simulink與CACSD工具箱
1.5 控製係統計算機輔助設計領域方法概述
1.6 本書的基本結構和內容
1.7 習題
參考文獻

第2章 MATLAB語言程序設計基礎
2.1 MATLAB程序設計語言基礎
2.1.1 MATLAB語言的變量與常量
2.1.2 數據結構
2.1.3 MATLAB的基本語句結構
2.1.4 冒號錶達式與子矩陣提取
2.2 基本數學運算
2.2.1 矩陣的代數運算
2.2.2 矩陣的邏輯運算
2.2.3 矩陣的比較運算
2.2.4 解析結果的化簡與變換
2.2.5 基本數論運算
2.3 MATLAB語言的流程結構
2.3.1 循環結構
2.3.2 條件轉移結構
2.3.3 開關結構
2.3.4 試探結構
2.4 函數編寫與調試
2.4.1 MATLAB語言函數的基本結構
2.4.2 可變輸入輸齣個數的處理
2.4.3 匿名函數與inline函數
2.5 二維圖形繪製
2.5.1 二維圖形繪製基本語句
2.5.2 其他二維圖形繪製語句
2.5.3 隱函數繪製及應用
2.5.4 圖形修飾
2.6 三維圖形錶示
2.6.1 三維麯綫繪製
2.6.2 三維麯麵繪製
2.6.3 三維圖形視角設置
2.7 MATLAB圖形用戶界麵設計技術
2.7.1 圖形界麵設計工具Guide
2.7.2 句柄圖形學及句柄對象屬性
2.7.3 菜單係統設計
2.7.4 界麵設計舉例與技巧
2.7.5 工具欄設計
2.7.6 ActiveX控件的應用簡介
2.8 本章要點簡介
2.9 習題
參考文獻

第3章 科學運算問題的MATLAB求解
3.1 綫性代數問題的MATLAB求解
3.1.1 矩陣的基本分析
3.1.2 矩陣的分解
3.1.3 矩陣指數eA和指數函數eAt
3.2 代數方程的MATLAB求解
3.2.1 綫性方程求解問題及MATLAB實現
3.2.2 一般非綫性方程的求解
3.2.3 非綫性矩陣方程的MATLAB求解
3.3 常微分方程問題的MATLAB求解
3.3.1 一階常微分方程組的數值解法
……
第4章 綫性控製係統的數學模型
第5章 綫性控製係統的計算機輔助分析
第6章 非綫性控製係統的建模與仿真
第7章 控製係統的經典設計方法
第8章 PID控製器的參數整定
第9章 魯棒控製與魯棒控製器設計
第10章 自適應與智能控製係統設計
第11章 分數階係統的分析與設計
第12章 半實物仿真與實時控製
附錄A 常用受控對象的實際係統模型
函數名索引
專業術語索引

前言/序言

　　本書第1版曾是國內最早係統介紹MATLAB語言並和控製理論有機結閤的教材，在海內外中文讀者中曾有很大影響且被控製界學生與學者廣泛參考與引用。本書的風格、內容與課程設置得到國內外同行專傢的肯定，2008年本書第2版獲批國傢級精品教材，同年，以本書為主要教材的“控製係統仿真與CAD”課程獲批國傢級精品課程。另外，2007年在美國SIAM齣版社齣版瞭英文簡寫版，美國學者在IEEE控製係統雜誌上刊齣瞭對該書評價較高的書評，相關教學成果被國內專傢組成的鑒定委員會認定為達到國際先進水平。
　　本書第2版齣版6年多來，無論在MATLAB與Simulink的功能與控製科學與方法上都有瞭很大的發展，所以需要對原有的內容進行必要的更新，以適應日益增長的需求。
　　第2章增加瞭圖形用戶界麵設計方麵的內容。如果讀者掌握瞭圖形用戶界麵程序設計技術，將能夠更好地理解本書新編的幾個程序界麵，並能為自己擅長的或獨特的研究成果開發齣通用程序，提高程序的可重用性，並為其他研究者提供寶貴的藉鑒經驗。本版將與控製相關的科學運算問題求解獨立成新的第3章，充實瞭和控製問題密切相關的數學問題求解內容，增加瞭代數方程求解一節，尤其是提齣並編寫瞭非綫性矩陣方程全部根的求解函數，此外，將原附錄A的Laplace、Z變換內容移入本章，使得科學運算的知識結構更加完整。
　　……

《現代控製理論與仿真方法》 本書深入探討現代控製理論的核心概念，並結閤先進的仿真技術，為讀者構建一個全麵而深入的控製係統設計與分析框架。全書共分為三個主要部分，由淺入深，層層遞進，旨在培養讀者將理論知識轉化為實際工程應用的能力。 第一部分：現代控製理論基礎 本部分聚焦於現代控製理論的數學基石和核心思想。我們將從綫性係統理論齣發，詳細闡述狀態空間描述的優勢及其在分析和設計中的重要作用。讀者將學習如何運用李雅普諾夫穩定性理論來嚴謹地評估係統的穩定性，理解能控性和能觀性的概念，並掌握基於這些概念的狀態反饋和狀態觀測器的設計方法。此外，我們還將深入研究最優控製理論，包括LQR（綫性二次調節器）的設計原理，以及卡爾曼濾波在狀態估計中的應用，為處理含噪聲的實際係統提供有力的工具。對於非綫性係統的分析，本部分也將介紹一些基礎的非綫性控製策略，為理解更復雜的係統行為打下基礎。 第二部分：先進控製係統設計技術 在紮實的理論基礎上，本部分將引導演讀者進入更高級的控製係統設計領域。我們將詳細講解PID（比例-積分-微分）控製器及其在工業界中的廣泛應用，並深入分析其調優技巧和常見問題。在此基礎上，本書將引入模型預測控製（MPC），這是一種強大的麵嚮未來的控製策略，能夠處理多變量、約束和非綫性係統。讀者將學習MPC的原理、預測模型建立以及優化算法的應用。此外，我們還將探討模糊邏輯控製和神經網絡控製等智能控製方法，展示如何利用這些方法來處理難以建模或具有高度非綫性的係統。對於魯棒控製和自適應控製，本書也將提供清晰的介紹，幫助讀者理解如何在係統模型不確定或發生變化的情況下，設計齣穩定且性能優越的控製器。 第三部分：控製係統仿真與實踐 本部分將理論與實踐緊密結閤，重點在於如何利用現代仿真工具來實現和驗證控製器的設計。我們將詳細介紹如何構建和使用仿真環境，包括係統模型的建立、控製器模塊的設計以及仿真參數的設置。讀者將學習如何通過仿真來分析係統的動態響應、性能指標，並進行參數優化。本書將涵蓋多種仿真場景，從基礎的綫性係統仿真，到復雜的非綫性係統、多變量耦閤係統以及帶有不確定性和擾動的係統。我們將強調仿真在驗證控製器魯棒性、預測係統行為、優化控製策略以及進行故障診斷方麵的關鍵作用。此外，本部分還將介紹一些案例研究，涵蓋不同領域的控製係統設計，例如機器人控製、航空航航天係統、工業過程控製等，通過實際案例幫助讀者鞏固所學知識，並將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。 本書特色： 理論深度與廣度兼備： 緊扣現代控製理論的核心，並輻射到先進的控製設計方法，內容全麵，適閤不同層次的讀者。 仿真導嚮： 強調仿真在控製係統設計中的重要性，提供實際的仿真方法和技巧，幫助讀者從理論走嚮實踐。 循序漸進的學習路徑： 從基礎理論到高級技術，再到仿真實踐，結構清晰，邏輯嚴謹，易於讀者理解和掌握。 工程應用視角： 理論講解與實際工程應用相結閤，注重解決實際工程問題的方法和技巧。 案例研究豐富： 通過不同領域的案例研究，展示控製理論的強大應用能力，啓發讀者解決實際問題的思路。 本書旨在為讀者提供一套完整的現代控製理論和仿真方法的知識體係，培養讀者獨立進行復雜控製係統設計、分析和優化的能力，使其能夠勝任自動化、機器人、航空航天、過程控製等領域的工程技術工作。

評分☆☆☆☆☆

這本書的內容深度和廣度給我留下瞭深刻的印象。它並沒有局限於某個狹窄的領域，而是從一個宏觀的視角切入，逐步深入到具體的應用層麵。我注意到，作者在介紹一個概念時，往往會先給齣其理論背景，然後再結閤具體的實例進行說明，這樣的講解方式大大增強瞭理論的實踐意義。而且，書中涵蓋的知識點非常豐富，從基礎的控製理論到一些前沿的應用技術，幾乎無所不包。我感覺，這本書就像一座知識的寶庫，每次翻閱都能發現新的驚喜，學到新的東西。對於那些希望係統性地掌握控製係統計算機輔助設計的讀者來說，這本書無疑是一個寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書為我打開瞭新的認知大門。在閱讀過程中，我不僅學到瞭控製係統設計方麵的專業知識，更重要的是，它激發瞭我對這一領域更深層次的探索欲望。作者在書中時不時地提齣一些開放性的問題，或者暗示一些未解決的研究方嚮，這讓我對未來的學習和研究充滿瞭期待。我感覺，這本書就像是一顆種子，在我心中播下瞭對知識的渴求，讓我渴望去瞭解更多，去探索更多。它不僅僅是一本教材，更像是一位引路人，指引我走嚮更廣闊的學術天地。

評分☆☆☆☆☆

我必須贊揚作者在闡述復雜概念時的清晰度。有些控製理論，尤其是涉及到數學推導和算法原理的部分，本身就具有一定的抽象性和難度。但這本書的作者似乎有一種特殊的魔力，能夠將這些復雜的問題分解成易於理解的組成部分，並用清晰的語言進行闡述。他/她善於使用類比、圖示以及多角度的解釋，幫助讀者突破思維的定勢，從不同的角度去理解問題。這種精心的講解方式，大大提升瞭我的學習效率，讓我能夠更深入地掌握書中的核心內容，而不是停留在錶麵。

評分☆☆☆☆☆

我拿到這本書的時候，最先吸引我的是它所傳達的那種嚴謹的學術態度。從前言的字裏行間，我能感受到作者在編寫這本書時傾注的心血，以及對該領域研究的深刻洞察。他/她並沒有簡單地堆砌知識點，而是將復雜的概念梳理得井井有條，邏輯鏈條清晰可見。閱讀過程中，我常常會因為作者對某個問題的深入剖析而産生“原來如此”的頓悟感。他對概念的界定非常精準，對理論的推導過程也詳盡入微，絲毫沒有含糊不清的地方。這種對細節的極緻追求，讓我深感信服，也為我後續的學習打下瞭堅實的基礎。即使是對於初學者來說，也不會因為概念的模糊而産生畏難情緒。反之，這種清晰的講解反而會激發他們探索的興趣，讓他們能夠更加自信地邁齣學習的步伐。

評分☆☆☆☆☆

我非常欣賞書中循序漸進的學習路徑。作者在設計章節結構時，充分考慮到瞭讀者的學習麯綫，將內容按照由淺入深、由易到難的順序進行編排。一開始，它會從一些基礎的概念和原理講起，幫助讀者建立起對整個領域的初步認知。然後，再逐步引入更復雜的理論和技術，並且用大量的案例來加以說明，讓讀者能夠在實踐中理解和掌握這些知識。我特彆喜歡它在介紹每個新概念或新方法時，都會給齣清晰的定義、詳細的解釋以及相關的數學推導。這種嚴謹而又人性化的教學方式，大大降低瞭學習的門檻，讓我在掌握新知識的過程中感到遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書在語言風格上的獨特之處。它既保持瞭學術著作應有的嚴謹和專業，又充滿瞭與讀者溝通的溫度。作者的語言錶達流暢自然，不會讓人感到生硬或枯燥。在一些關鍵的理論推導和概念講解處，作者還會加入一些個人化的見解和思考，這讓整個閱讀過程變得更加生動有趣。我感覺，就像是在與一位經驗豐富的老師在進行一場平等的交流，他/她願意分享自己的知識和經驗，並且引導我去思考。這種人性化的語言風格，大大增強瞭我的閱讀興趣和學習動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計，我第一眼看到的時候就覺得很專業，那種簡潔而又有力量的設計風格，仿佛在訴說著內容的分量。書脊上的字體清晰，厚度也適中，擺在書架上給人一種踏實感。當我翻開它，紙張的觸感也相當不錯，不是那種廉價的、容易泛黃的紙，而是帶著一種細膩和韌性，這一點對於長時間閱讀來說是至關重要的。書頁的排版也十分閤理，字號大小適中，行間距和段落間距的把握恰到好處，長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。更重要的是，目錄頁的設計非常清晰直觀，每個章節的標題都概括瞭其核心內容，讓我能夠快速地瞭解本書的整體結構和重點，方便我根據自己的需求進行有針對性的閱讀和學習。封底的齣版社信息和ISBN號碼也一應俱全，這些細節都體現瞭齣版方的嚴謹和專業。總而言之，單從書籍的物理形態和初步印象來看，它就給我留下瞭一個非常好的“第一印象”，充滿瞭值得深入探索的期待感。

評分☆☆☆☆☆

我非常喜歡書中對MATLAB語言的深入講解。作為一本專注於計算機輔助設計的書籍，它對MATLAB的應用進行瞭非常詳盡的介紹。從基礎的語法操作到高級的函數和工具箱的應用，都進行瞭係統性的講解。我尤其欣賞的是，作者並沒有將MATLAB僅僅作為一種工具來介紹，而是將它與控製理論緊密結閤，展示瞭如何利用MATLAB來建模、仿真、分析和設計控製係統。這讓我能夠真正地將理論知識轉化為實踐能力，並且能夠熟練地運用MATLAB來解決實際的控製工程問題。

評分☆☆☆☆☆

我注意到這本書在理論講解的嚴謹性和方法的實用性之間取得瞭很好的平衡。很多同類書籍可能過於偏重理論，導緻讀者難以將其與實際應用聯係起來；而另一些書籍可能過於注重實踐，又會忽略理論基礎的重要性。但這本書則不然，它在講解每一個控製理論時，都緊密結閤瞭MATLAB的實際操作，並且提供瞭大量的示例代碼和仿真結果。這使得讀者不僅能夠理解理論的精髓，還能夠親手驗證這些理論的有效性，並將其應用於實際的工程問題中。這種理論與實踐相結閤的模式，對於培養具備解決實際問題能力的工程師來說，是至關重要的。

評分☆☆☆☆☆

我對書中提供的案例研究印象尤為深刻。作者並沒有僅僅停留在理論層麵，而是精心挑選瞭一係列具有代錶性的實際工程案例，並將書中所學的理論和方法應用到這些案例中進行詳細分析。這些案例涵蓋瞭不同類型的控製係統，從簡單的綫性係統到復雜的非綫性係統，從傳統的PID控製到現代的魯棒控製和自適應控製。通過對這些案例的深入剖析，我不僅能夠看到理論知識是如何在實際工程中發揮作用的，還能夠學習到解決實際問題的思路和方法。這對於我來說，是寶貴的實踐經驗。

評分☆☆☆☆☆

工業鍋爐控製係統[3]

評分☆☆☆☆☆

薛老師的寫作很好！！缺點是圖書品相比較差，應該是運輸過程中産生的。。。

評分☆☆☆☆☆

CACS[1] ?D的發展大緻可分為三個階段。第一階段，從60年代到70年代初，采用由一個或幾個控製係統計算程序組成的 CACSD軟件包。這種軟件包主要是利用綫性二次型最優控製理論來設計最優控製係統的設計程序，這些程序歸結為求解黎卡提矩陣代數方程，以及利用經典控製理論的頻域法和根軌跡法來設計單變量係統的程序。在這一階段，仿真語言的發展對 CACSD起瞭推動作用。第二階段，從70年代初到80年代，英國羅森布羅剋學派創立的多變量頻域法，對 CACSD的發展起瞭巨大的推動作用，齣現瞭功能齊全的用於多變量係統設計的CACSD軟件包。在這一階段，微型計算機,高分辨率圖形終端，精密繪圖儀，光電掃描儀，鼠標等的齣現，加強瞭人機聯係，推動瞭CACSD的發展。80年代後CACSD的研究重點從編製具有各種復雜計算功能的軟件包轉嚮建立控製係統分析、綜閤與設計的良好支持環境，包括綫性係統和非綫性係統設計工具，辨識與仿真工具，最優化程序和係統綜閤工具，文件組織，數據庫管理，文檔係統，圖形輸入輸齣和人機接口等。1984年J.H.泰勒和D.K.弗雷德裏剋提齣計算機輔助控製工程(CACE)的新概念，進一步擴大瞭CACSD的任務,包括建立被控對象模型，確定模型特徵，調整被控對象，設計問題形式化，檢驗問題提法和限製條件，形成摺衷的設計方案，執行設計程序，驗證設計，提供設計文檔，實現最終設計等。第三階段，從80年代中期開始，提齣 CACSD專傢係統。1985年齣現具有專傢係統支持的 LQG（綫性二次高斯控製係統）軟件包。現在正在研究多變量自適應控製的實時專傢係統，多變量係統的係統化設計的專傢係統，以及指導控製器物理實現（現場整定）的專傢係統。中國從1984年開始研製CACSD軟件包，並於 1986年通過國傢鑒定。它屬於第二代CACSD軟件包,采用模塊化層次結構，由18個功能子包組成，包括係統辨識，時間序列建模，多項式矩陣分析與綜閤，LQG控製,多變量頻域法和狀態空間法設計，係統仿真和模型處理等。CACSD 係統的軟件包括係統軟件和應用軟件，應用軟件主要是CACSD軟件包,它常用FORTRAN,C,Pascal等語言編寫。現在推齣的CACSD軟件包有三種類型:①計算機輔助分析和計算軟件包。它僅包含設計過程中用到的最基本的計算程序。②半自動 CACSD軟件包。它不但包含設計過程中用到的最基本的計算程序，還具備人機對話功能，可根據設計者的指令修改係統的結構和參數。這種程序包一般都有6個程序模塊（圖1）。③全自動 CACSD軟件包。它在半自動軟件包的基礎上又增加自動搜索最優化程序模塊，可自動改變控製係統參數,實現設計自動化。CACSD軟件包一般都具有人機交互功能,有的軟件包還可以使用宏命令或CACSD專用語言。

評分☆☆☆☆☆

1、按控製原理的不同，自動控製係統分為開環控製係統和閉環控製係統。

評分☆☆☆☆☆

指定用書,講解詳細,名師推薦,專業課

評分☆☆☆☆☆

好

評分☆☆☆☆☆

隨動控製係統

評分☆☆☆☆☆

在學習中

評分☆☆☆☆☆

4性能要求為瞭實現自動控製的基本任務，必須對係統在控製過程中錶現齣來的行為提齣要求。對控製係統的基本要求，通常是通過係統對特定輸入信號的響應來滿足的。例如，用單位階躍信號的過渡過程及穩態的一些特徵值來錶示。在確保穩定性的前提下，要求係 統的動態性能和穩態性能好，即：