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第1章　MATLAB语言系统1

1.1　MATLAB命令平台2

1.2　MATLAB语言的文件系统3

1.2.1　MATLAB语言的目录树3

1.2.2　MATLAB语言的路径搜索4

1.3　MATLAB语言的m文件与m函数6

1.3.1　MATLAB命令行操作7

1.3.2　独立m文件8

1.3.3　m函数9

1.4　Toolbox工具箱10

1.5　MATLAB语言的帮助系统10

1.6　MATLAB语言的主包指令集合14

第2章　MATLAB语言的数值运算16

2.1　基本语法结构16

2.1.1　变量与赋值语句17

2.1.2　函数语句18

2.1.3　结构变量19

2.1.4　变量精度21

2.1.5　永久变量22

2.2　矩阵运算23

2.2.1　矩阵变量赋值方法23

2.2.2　矩阵常规运算26

2.2.3　矩阵特征运算28

2.2.4　矩阵分解运算28

2.3　基本数学函数30

2.4　点运算32

2.5　逻辑关系运算34

2.6　多项式运算36

2.7　线性代数方程组37

2.8　统计分析39

2.8.1　基本统计分析39

2.8.2　相关分析40

2.9　函数插值运算42

2.10　函数优化44

2.10.1　基本优化问题45

2.10.2　约束优化问题47

2.10.3　线性规划与二次型规划49

2.11　数值求解方法52

2.11.1　数值积分52

2.11.2　数值微分53

2.11.3　微分方程数值求解54

2.11.4　非线性方程组数值求解55

第3章　MATLAB语言的符号运算57

3.1　基本符号运算57

3.1.1　符号变量定义与基本运算57

3.1.2　符号运算工具箱59

3.1.3　符号运算61

3.1.4　符号矩阵运算63

3.1.5　函数计算器的调用64

3.2　符号运算的扩展65

3.2.1　MAPLE内核访问函数65

3.2.2　MAPLE检索系统69

3.3　符号运算应用于控制理论计算73

3.3.1　积分变换与反变换73

3.3.2　微分方程求解74

3.3.3　状态方程求解76

3.3.4　差分方程求解77

3.3.5　约当标准型78

第4章　MATLAB语言的绘图80

4.1　标准图形表现方法80

4.1.1　MATLAB基本绘图80

4.1.2　三维绘图83

4.1.3　MATLAB语言的多种绘图88

4.1.4　图形注释91

4.1.5　图形颜色修饰92

4.1.6　图形表现修饰96

4.1.7　图形编辑100

4.2　控制系统仿真绘图104

4.2.1　时间响应绘图104

4.2.2　频率特性绘图107

4.2.3　根轨迹图110

4.3　句柄绘图基础111

4.3.1　图形对象与句柄111

4.3.2　对象属性118

4.3.3　句柄绘图程序设计举例122

第5章　控制系统仿真研究127

5.1　控制系统仿真的基本原理127

5.1.1　数字仿真概述128

5.1.2　数字仿真算法简介128

5.2　控制系统的数学模型131

5.2.1　控制系统的参数模型132

5.2.2　系统模型的连接144

5.2.3　线性系统的标准型149

5.2.4　线性系统的结构分解158

5.3　控制系统分析164

5.3.1　控制系统时间响应分析165

5.3.2　根轨迹作图与系统根轨迹分析171

5.3.3　控制系统频率响应分析176

5.3.4　控制系统的稳定性分析183

5.4　控制系统综合189

5.4.1　控制系统一般校正方法190

5.4.2　控制系统的极点配置与状态观测器201

5.4.3　线性二次型最优控制器205

5.5　控制系统工具箱209

5.5.1　演示系统209

5.5.2　控制系统工具箱应用函数209

5.5.3　控制系统工具箱中的GUI工具210

第6章　SIMULINK仿真环境215

6.1　SIMULINK启动与界面说明215

6.2　SIMULINK结构图程序设计217

6.2.1　创建结构图文件217

6.2.2　结构图程序设计218

6.2.3　结构图程序说明219

6.3　SIMULINK仿真参数设置220

6.3.1　输入信号的参数设置220

6.3.2　示波器的参数设置221

6.3.3　仿真参数设置221

6.4　结构图控制系统仿真223

6.4.1　仿真的启动与停止223

6.4.2　结构图系统仿真224

6.5　MATLAB命令行系统仿真230

6.5.1　命令行仿真基本格式230

6.5.2　命令行仿真操作要点233

6.6　系统函数（S函数）设计238

6.6.1　S函数的格式说明238

6.6.2　S函数的创建239

6.6.3　S函数生成结构图242

6.7　SIMULINK的数据传递与交换246

6.8　SIMULINK仿真性能的改善249

第7章　MATLAB语言基础与控制系统仿真实验251

7.1　MATLAB语言基础实验251

7.1.1　MATLAB语言平台251

7.1.2　MATLAB语言的数值运算254

7.1.3　MATLAB语言的符号运算259

7.1.4　MATLAB语言的绘图264

7.1.5　MATLAB语言的句柄绘图268

7.1.6　MATLAB语言的工具箱271

7.1.7　m函数程序设计273

7.2　控制原理仿真实验275

7.2.1　控制系统的阶跃响应275

7.2.2　控制系统的脉冲响应278

7.2.3　控制系统的根轨迹作图280

7.2.4　控制系统的博德图283

7.2.5　控制系统的极坐标图286

7.2.6　系统校正设计：频率法超前校正287

7.2.7　系统校正设计：频率法滞后校正290

7.2.8　系统校正设计：根轨迹法超前校正292

7.2.9　系统校正设计：根轨迹法滞后校正293

7.2.10　系统校正设计：频率法二阶参考模型校正295

7.2.11　系统校正设计：频率法四阶参考模型校正296

7.2.12　系统校正设计：速度反馈校正297

7.2.13　系统校正设计：频率法并联校正298

7.2.14　相平面作图300

7.2.15　继电型非线性控制系统分析303

7.2.16　采样控制系统分析304

7.3　线性系统理论仿真实验305

7.3.1　线性系统的数学模型305

7.3.2　线性系统的标准型309

7.3.3　能控性、能观测性与其标准型312

7.3.4　线性系统的运动分析315

7.3.5　线性系统的结构分析317

7.3.6　状态反馈与状态观测器319

7.3.7　线性二次型最优控制器设计321

附录：控制系统工具箱函数清单323

参考文献327