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| 編輯推薦： |
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书的编写具有如下几个特色： （1）循序渐进，深入浅出 本书以MATLAB R2016a为平台，由基础到应用，一步一步深入地介绍MATLABSimulink及通信系统的建模与仿真等内容，让读者可以轻松、快速地掌握MATLAB及利用MATLAB解决通信系统建模与仿真的问题。 （2）应用典型，细致全面 本书以MATLABSimulink为基础，详尽细致地介绍MATLABSimulink解决通信系统建模与仿真中的各种实际问题，并且每介绍一个函数、理论、模块等都给出典型的应用实例，培养读者的动手动脑等能力，做到理论与实践相结合。 （3）快速有效，轻松易学 结合MATLAB自身的特点，在MATLABSimulink基础上介绍通信系统的建模与仿真，让读者轻松有效地掌握MATLAB及通信系统，使其能够在*短的时间内，以*的效率解决实际通信系统中遇到的问题，提升工作效率。
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| 內容簡介： |
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本书以MATLAB R2016a为仿真平台，以控制系统为主线，以MATLAB为辅助工具，三者有机结合介绍控制系统的仿真设计，实用性强，内容丰富。本书主要内容包括MATLAB软件简介、线性控制系统模型、线性控制系统分析、时域分析、根轨迹分析、频域分析、PID控制器分析、非线性系统分析、状态空间控制系统分析、鲁棒控制器分析和智能控制分析。本书可作为控制工程、通信工程、电子信息工程领域广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校相关专业的教学用书。
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| 關於作者： |
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邓奋发，男，大学教师，1992年毕业于华中师范大学数学系，精通ATLAB编程及其应用，有丰富的实践与写作经验。
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| 目錄：
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目录
第1章MATLAB R2016a软件介绍1
1.1MATLAB的功能特点1
1.1.1MATLAB的主要特性1
1.1.2MATLAB R2016a的新功能3
1.2MATLAB窗口介绍5
1.2.1启动MATLAB5
1.2.2命令窗口6
1.2.3当前文件夹8
1.2.4工作空间11
1.3MATLAB基础知识12
1.3.1常量与变量12
1.3.2矩阵与数组14
1.4MATLAB的控制流16
1.4.1循环结构16
1.4.2选择结构17
1.4.3多选择结构18
1.5MATLAB的帮助系统19
1.5.1命令行帮助19
1.5.2帮助导航浏览器20
1.5.3DEMO帮助系统20
1.5.4网络资源帮助21
第2章MATLAB线性控制系统模型22
2.1控制系统概述22
2.2线性控制系统模型23
2.2.1线性连续系统23
2.2.2线性离散时间系统28
2.2.3系统模型的相互转换30
2.2.4线性系统模型的降阶35
2.2.5线性系统的辨识46
2.3系统模型间的转换58
2.4系统模型间的连接64
2.4.1串联方式64
2.4.2并联方式66
2.4.3反馈方式67
2.4.4模型连接的综合实现69
第3章MATLAB线性控制系统分析72
3.1线性系统稳定性概述72
3.1.1系统稳定的概念72
3.1.2系统稳定的意义72
3.1.3系统特征多项式73
3.1.4系统稳定的判定73
3.2线性系统性质分析73
3.2.1直接判定73
3.2.2线性相似变换77
3.2.3线性判定的实现79
3.3MATLAB LTI Viewer稳定性判定80
3.4线性系统的可控性与可观测性83
3.4.1可控性83
3.4.2可观测性86
3.5系统的范数88
3.6线性系统的数字仿真89
3.6.1线性系统的阶跃响应89
3.6.2任选输入下的系统响应95
3.6.3非零初始状态下系统的时域响应97
第4章MATLAB时域分析98
4.1典型的时域分析98
4.1.1典型输入信号98
4.1.2动态与稳态过程99
4.1.3时域性能指标100
4.1.4一阶系统时域分析101
4.1.5线性系统的时域分析求法102
4.2二阶系统时域分析103
4.2.1二阶系统的数学模型103
4.2.2二阶系统分类103
4.2.3欠阻尼二阶系统的性能分析104
4.2.4二阶系统的重要结论104
4.3高阶系统分析105
4.4时域稳定性分析106
4.5常用时域函数107
4.6时域分析的应用实例110
4.7MATLAB图形化时域分析120
第5章MATLAB根轨迹分析124
5.1 根轨迹的基本概念124
5.1.1根轨迹方程124
5.1.2根轨迹图的规则125
5.1.3根轨迹的性能126
5.2二阶系统的根轨迹分析127
5.3根轨迹的MATLAB函数127
5.3.1绘制根轨迹127
5.3.2计算根轨迹增益128
5.3.3频率网格129
5.4根轨迹的应用实例131
5.5控制系统的校正方法140
5.5.1串联校正140
5.5.2反馈校正141
5.6控制系统的根轨迹校正141
5.6.1根轨迹超前校正142
5.6.2根轨迹滞后校正146
5.7图形化工具150
第6章MATLAB频域分析154
6.1频域分析的一般方法154
6.1.1频率特性的概念154
6.1.2频域分析法的特点155
6.1.3频率特性的表示法155
6.1.4频率特性的几何表示法156
6.1.5频域的性能指标157
6.1.6典型环节的频率特性157
6.2频率分析其他相关概念164
6.3频域分析的系统性能分析165
6.3.1奈奎斯特稳定判据165
6.3.2Bode图相对稳定性分析166
6.3.3频域闭环性能指标166
6.4频域分析的MATLAB函数167
6.4.1奈奎斯特图167
6.4.2Bode图169
6.4.3尼科尔斯图170
6.4.4求取稳定裕度171
6.4.5计算交叉频率和稳定裕度173
6.4.6网格线174
6.5频域分析的应用实例175
6.6频域分析校正182
6.6.1频域串联超前校正182
6.6.2频域滞后校正189
6.6.3频域滞后-超前校正196
第7章PID控制器分析205
7.1PID控制概述205
7.1.1PID控制的基本原理205
7.1.2PID控制的优点206
7.1.3比例（P）控制206
7.1.4比例微分控制208
7.1.5积分控制211
7.1.6比例积分控制214
7.1.7比例积分微分控制216
7.2PID控制的设计223
7.2.1连续PID控制器223
7.2.2离散PID控制器225
7.3PID控制器参数整定法227
7.3.1Ziegler-Nichols整定法227
7.3.2改进的Ziegler-Nichols算法233
7.3.3Cohen-Coon参数整定238
7.3.4最优PID整定经验242
第8章MATLAB非线性系统分析246
8.1非线性系统的其他相关概念247
8.2Simulink介绍249
8.2.1Simulink的特点250
8.2.2Simulink的启动251
8.2.3Simulink实例252
8.3非线性系统分析与仿真253
8.3.1相轨迹图分析253
8.3.2函数法非线性系统分析256
8.3.3非线性定时定常系统260
8.3.4饱和非线性环节仿真261
8.3.5死区非线性环节仿真265
8.3.6间隙非线性环节仿真267
8.4离散系统268
8.4.1差分方程法269
8.4.2Z变换271
8.5S-函数275
8.5.1S-函数的含义275
8.5.2S-函数模块276
8.5.3S-函数模板277
8.5.4S-函数的实现280
第9章MATLAB状态空间控制系统分析285
9.1状态空间控制系统概述285
9.2状态的基本概念287
9.3状态空间方程287
9.4状态空间表达式的标准型288
9.4.1对角标准型288
9.4.2约当标准型289
9.4.3能控标准型291
9.4.4能观标准型294
9.5极点配置296
9.5.1单输入系统的极点配置297
9.5.2多输入系统的极点配置298
9.5.3极点配置的实例应用300
9.6二次型最优控制309
9.6.1无限时间LQ状态调节310
9.6.2无限时间LQ输出调节312
9.6.3离散二次型最优控制314
9.7状态反馈控制系统316
9.7.1全维状态观测器的控制器317
9.7.2全维状态观测器的调节器318
第10章MATLAB鲁棒控制器分析327
10.1鲁棒控制问题概述327
10.1.1小增益327
10.1.2标准鲁棒性328
10.1.3 控制概述328
10.2鲁棒控制系统的MATLAB法330
10.2.1鲁棒控制工具箱法330
10.2.2系统矩阵法332
10.2.3不确定系统法333
10.3范数鲁棒控制器的设计335
10.3.1 鲁棒控制器的设计335
10.3.2 鲁棒控制器的实现336
10.4鲁棒控制的其他函数346
10.4.1混合灵敏度函数346
10.4.2回路成型函数348
10.4.3 分析的综合鲁棒控制器设计351
10.5线性矩阵不等式353
10.5.1线性不等式的描述353
10.5.2线性矩阵不等式的MATLAB求解354
第11章MATLAB智能控制分析361
11.1智能控制概述361
11.1.1智能控制与传统控制的比较361
11.1.2智能控制的主要方法362
11.1.3智能控制的研究热点362
11.2神经网络控制系统362
11.2.1神经网络概述362
11.2.2神经自适应PID控制365
11.2.3神经网络的智能控制365
11.3三种典型的神经网络控制系统367
11.3.1模型预测控制367
11.3.2反馈线性化控制374
11.3.3模型参考控制377
11.4模糊逻辑控制系统382
11.4.1模糊控制概述382
11.4.2带PID功能的模糊控制器387
11.5MATLAB模糊逻辑工具箱的实现388
11.5.1模糊推理系统的基本类型389
11.5.2模糊逻辑工具箱函数390
11.5.3模糊推理的应用实例396
11.5.4模糊逻辑工具箱图形用户界面400
11.5.5模糊逻辑系统模块407
11.5.6模糊推理系统的实现408
11.6遗传算法415
11.6.1遗传算法概述415
11.6.2遗传算法的实现416
参考文献421
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| 內容試閱：
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前 言
MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，是matrix＆laboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室）。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB的基本数据单位是矩阵，用于算法开发、数据可视化、数据分析，以及数值计算的高级技术计算语言和交互环境。Simulink是一种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。
控制系统仿真技术是利用地面仿真设备来研究飞行器控制系统动态性能的技术，是近几十年发展起来的，建立在控制理论、系统科学与辨识、计算机技术等学科上的综合性很强的实验科学技术。同时，仿真实验作为一种科学研究手段，具有不受设备和环境条件限制、不受时间和地点限制、投资小等优点而得到了人们越来越多的重视。为了进行控制系统的仿真研究，需要建立仿真系统，这就首先要确定系统模型并用仿真计算机和各种仿真设备（如运动模拟器、目标模拟器和环境模拟器等）来具体实现这个模型。这样建成的仿真系统可以重复使用。仿真设备具有通用性，既便于使用又便于维修，比飞行试验的成本低得多，因而仿真是研究和设计控制系统的一种有效方法。
在众多仿真软件中，适用于控制系统计算机辅助设计的有很多，但MATLAB以其模块化的计算方法、可视化与智能化的人机交互功能、以矩阵为计算单位、具有丰富的绘图功能、数据处理能力强等独特的特点，而成为控制系统设计和仿真领域最受欢迎的软件系统。
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，做到了理论与实践相结合。结合目前市场需求，本书在编写上具有如下特点：
（1）以MATLAB为主线，内容紧扣自动控制原理。因此，本书既可以独立使用，也可以作为自动控制原理课程的辅助教材。
（2）理论与实践相结合。本书以控制系统设计的概念切入，利用MATLAB解决实际控制问题，做到理论与实践相结合，提高读者的动手能力。
（3）深入浅出，内容丰富。本书从控制系统仿真设计最基本的内容着手，逐渐深入各种控制问题，每个概念都有对应的典型实例。
（4）内容全，覆盖面广。本书内容非常全面，覆盖了大部分控制系统仿真问题，是一本不错的控制系统参考书。
全书共分为11章，主要以下包括。
第1章简单介绍了MATLAB R2016a，主要包括MATLAB的功能特点、工作环境、基础知识等内容。
第2章介绍了MATLAB线性控制系统模型，主要包括控制系统概述、线性控制系统模型、系统模型间的转换、系统模型间的连接等内容。
第3章介绍了MATLAB线性控制系统分析，主要包括线性系统稳定性概述、线性系统性质分析、线性系统的可控性与可观测性等内容。
第4章介绍了MATLAB时域分析，主要包括时域分析的方法、二阶系统时域分析、高阶系统分析等内容。
第5章介绍了MATLAB根轨迹分析，主要包括根轨迹的基本概念、根轨迹的MATLAB函数、控制系统的根轨迹校正方法等内容。
第6章介绍了MATLAB频域分析，主要包括频域分析的一般方法、频域分析的系统性能分析、频域分析校正等内容。
第7章介绍了PID控制器分析，主要包括PID控制概述、PID控制的设计、PID控制器参数整定法等内容。
第8章介绍了MATLAB非线性系统分析，主要包括非线性系统的其他相关概念、Simulink介绍、非线性系统分析与仿真、离散系统等内容。
第9章介绍了MATLAB状态空间控制系统分析，主要包括状态的基本概念、状态空间表达式的标准型、极点配置等内容。
第10章介绍了MATLAB鲁棒控制器分析，主要包括鲁棒控制问题概述、鲁棒控制系统的MATLAB法、范数鲁棒控制器的设计等内容。
第11章介绍了MATLAB智能控制分析，主要包括智能控制概述、神经网络控制系统、模糊逻辑控制系统、遗传算法等内容。
本书由邓奋发编著，参加编写的还有赵书兰、刘志伟、栾颖、王宇华、吴茂、方清城、李晓东、何正风、丁伟雄、李娅、辛焕平、杨文茵、顾艳春、张德丰。
本书可作为控制工程、通信工程、电子信息领域广大科研人员、学者、工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校相关专业的教学用书。
由于时间仓促，加之作者水平有限，错误和疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域专家和广大读者的批评指正。
编 著 者
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