本書為普通高等教育"十一五”國家級規劃教材。全書全面論述控制系統計算機仿真的基本概念和原理，系統介紹了當前國際控制界*為流行的面向工程與科學計算的高級語言MATLAB及其動態仿真集成環境Simulink，并以**版MATLAB/Simulink為平臺，詳細闡述控制系統的數學模型及其轉換、連續系統和離散系統的仿真方法、控制系統的計算機輔助分析與設計；*后特別介紹基于圖形界面的MATLAB工具箱的線性和非線性控制系統設計方法。本書取材先進實用，講解深入淺出，各章均有大量的例題，并提供了相應的仿真程序，便于讀者掌握和鞏固所學知識。
本書自2003年9月初版和2008年1月及2012年2月的兩次再版以來，深得廣大讀者的關心和支持，被國內多所高等學校選做教材，先后重印14次，累計印數46000冊。再版教材被評為自動化專業精品教材和優秀暢銷書，并先后入選普通高等教育“十一五”和“十二五”國家級教材規劃。
這次修訂在保持前三版內容系統、實用、易讀的特點，以及框架結構基本不變的基礎上，充分考慮能適應新形勢下計算機仿真技術類課程教學和適用于不同層次院校的選學需要，體現寬口徑專業教育思想，反映先進的技術水平，強調教學實踐的重要性，有利于學生自主學習和動手實踐能力的培養，適應卓越工程師人才培養的要求。同時也符合自動化專業培養目標、反映自動化專業教育改革方向、滿足自動化專業教學需要和滿足多學科交叉背景學生的教學需求。
本書在敘述MATLAB通用功能時，對內容是精心挑選的，但在書后的索引中羅列了通用功能的幾乎全部指令，以備讀者查閱需要。面對MATLAB 6.x/7.x/8.x部分功能的較大變化，本書第4版撰寫了MATLAB 6.x、MATLAB 7.x和MATLAB 8.x三個不同經典版本的內容，以滿足不同讀者的需求。因為隨著MATLAB的迅速變化，盡管目前最新版本MATLAB 8.6與版本MATLAB 7.5（R2007b）相比，其內容急劇擴充，但就其本教材所涉及的內容而言，它們并無本質性變化。另外，最新版本安裝程序大，且運行速度慢，尤其是啟動初始化時特慢。而MATLAB6.5占用空間小，啟動速度快，運行時間短，且功能已滿足一般使用者和教學大綱的要求，故它仍為當前較為流行的教學版本。
本書修訂后從內容上來說：涉及面更廣，幾乎包括了計算機仿真、控制系統計算機輔助分析與設計、MATLAB和Simulink的所有基本內容和使用方法。對于涉及本課程內容的MATLAB較大變化，本書都分別按其版本進行了介紹。各部分內容力求精而簡，且各章均配有適當的例題和習題，并提供了相應的用MATLAB編寫的仿真程序。
本教材適用學時數為32~64（2~4學分），各章節編排具有相對的獨立性，使教師與學生便于取舍，便于不同層次院校的不同專業選用，以適應不同教學學時的需要。教材內容完善、新穎、有利于學生能力的培養。
本書由李國勇主編，程永強副主編。全書共包括11章和2個附錄，其中第0章由程永強編寫；第1章由李骉編寫；第2章由續欣瑩編寫；第3章由李曄編寫；第4章由郭紅戈編寫；第5章由閻高偉編寫；第6章由楊麗娟編寫；第7章由楊麥倉編寫；第8章由王婷編寫；第9章由李國勇編寫；第10章由陳譯華編寫；附錄A由魏峰編寫；附錄B由鄭晉平編寫。全書由李國勇教授整理定稿。李虹教授主審了全書，提出了許多寶貴的意見和建議，在此深表謝意。
本書可作為高等院校自動化和控制類各專業本科生和研究生教材。鑒于本書的通用性和實用性教強，故也可作為從事自動控制及相關專業的教學、研究、設計人員和工程技術人員的參考用書。
由于作者水平有限，書中仍難免有遺漏與不當之處，故懇請有關專家、同行和廣大讀者批評指正。
李國勇，工學博士，山西省教學名師，太原理工大學教授，研究生導師。主編出版高等學校規劃教材和專著等23部，《現代控制理論》2009年被評為***精品教材。其中《自動控制理論》2009年被評為山西省精品課程，2010年被評為山西省精品資源共享課。帶領教學團隊2010年獲山西省教學成果一等獎。
第0章緒論
0.1仿真技術簡介
0.2計算機仿真技術的發展概況
0.3計算機仿真技術的應用
0.4控制系統計算機輔助設計的主要
內容及其應用
0.5基于MATLAB的控制系統仿真的
現狀
習題
第1章仿真軟件――MATLAB
1.1MATLAB的功能特點
1.2MATLAB的基本操作
1.2.1語言結構
1.2.2磁盤文件
1.2.3庫函數和數值顯示格式
1.2.4基本輸入輸出函數
1.2.5外部程序調用
1.3MATLAB的控制語句
1.3.1循環語句
1.3.2程序流控制語句
1.3.3條件轉移語句
1.4MATLAB的繪圖功能
1.4.1二維圖形
1.4.2三維圖形
1.4.3圖像處理
1.5MATLAB的數值運算
1.5.1矩陣運算
1.5.2向量運算
1.5.3關系和邏輯運算
1.5.4多項式運算
1.5.5數據處理
1.5.6數據分析
1.5.7函數極值
1.5.8代數方程求解
1.5.9微分方程求解
1.5.10函數積分
1.6MATLAB的符號運算
1.6.1符號表達式的生成
1.6.2符號表達式的基本運算
1.6.3符號表達式的微積分
1.6.4符號表達式的變換
1.6.5符號表達式的求解
1.7MATLAB的文件I/O
1.7.1處理二進制文件
1.7.2處理文本文件
1.8MATLAB的圖形界面
1.8.1啟動GUI Builder
1.8.2對象設計編輯器
1.9MATLAB編譯器
1.9.1創建MEX文件
1.9.2創建EXE文件
本章小結
習題
第2章控制系統的數學模型及其轉換
2.1線性系統數學模型的基本描述
方法
2.2系統數學模型間的相互轉換
2.3系統模型的連接
2.4典型系統的生成
2.5系統的離散化和連續化
2.6系統的特性值
本章小結
習題
第3章連續系統的數字仿真
3.1數值積分法
3.2面向系統傳遞函數的仿真
3.3面向系統結構圖的仿真
3.4連續系統的快速仿真
本章小結
習題
第4章連續系統按環節離散化的數字
仿真
4.1連續系統的離散化
4.2典型環節的離散系數及其差分
方程
4.3非線性系統的數字仿真方法
4.4連續系統按環節離散化的數字
仿真程序
本章小結
習題
第5章采樣控制系統的數字仿真
5.1采樣控制系統
5.2模擬調節器的數字化仿真方法
5.3采樣控制系統的數字仿真程序
5.4關于純滯后環節的數字仿真
本章小結
習題
第6章動態仿真集成環境――Simulink
6.1Simulink簡介
6.1.1Simulink的啟動
6.1.2Simulink庫瀏覽窗口的功能菜單
6.1.3仿真模塊集
6.2模型的構造
6.2.1模型編輯窗口
6.2.2對象的選定
6.2.3模塊的操作
6.2.4模塊間的連線
6.2.5模型的保存
6.2.6模塊名字的處理
6.2.7模塊內部參數的修改
6.2.8模塊的標量擴展
6.3連續系統的數字仿真
6.3.1利用Simulink菜單命令進行仿真
6.3.2利用MATLAB的指令操作方式
進行仿真
6.3.3模塊參數的動態交換
6.3.4Simulink調試器
6.4離散系統的數字仿真
6.5仿真系統的線性化模型
6.6創建子系統
6.7封裝編輯器
6.7.1參數(Parameters)頁面
6.7.2圖標(Icon)頁面
6.7.3初始化(Initialization)頁面
6.7.4描述(Documentation)頁面
6.7.5功能按鈕
6.8條件子系統
本章小結
習題
第7章控制系統的計算機輔助分析
7.1控制系統的時域分析
7.1.1控制系統的穩定性
7.1.2控制系統的時域響應
7.1.3控制系統的穩態誤差
7.2根軌跡分析
7.2.1根軌跡的繪制
7.2.2根軌跡的分析
7.3控制系統的頻域分析
7.3.1連續控制系統的頻域分析
7.3.2離散控制系統的頻域分析
7.3.3時間延遲系統的頻域分析
7.3.4基于頻率特性的系統辨識
7.4系統的能控性和能觀測性分析
7.4.1系統的能控性和能觀測性
7.4.2將系統按能控性和不能控性進行
分解
7.4.3將系統按能觀測性和不能觀測性
進行分解
7.5系統模型的降階
7.5.1平衡實現
7.5.2模型降階
本章小結
習題
第8章控制系統的計算機輔助設計
8.1頻率法的串聯校正
8.1.1基于頻率響應法的串聯超前校正
8.1.2基于頻率響應法的串聯滯后校正
8.1.3基于頻率響應法的串聯滯后-超前
校正
8.2根軌跡法的串聯校正
8.2.1基于根軌跡法的串聯超前校正
8.2.2基于根軌跡法的串聯滯后校正
8.2.3基于根軌跡法的串聯滯后-超前
校正
8.3狀態反饋和狀態觀測器的設計
8.3.1狀態反饋
8.3.2狀態觀測器
8.3.3帶狀態觀測器的狀態反饋系統
8.3.4離散系統的極點配置和狀態
觀測器
8.3.5系統解耦
8.3.6系統估計器
8.3.7系統控制器
8.4最優控制系統設計
8.4.1狀態反饋的線性二次型最優控制
8.4.2輸出反饋的線性二次型最優控制
本章小結
習題
第9章基于MATLAB工具箱的控制
系統分析與設計
9.1控制系統工具箱簡介
9.2線性時不變系統的對象模型
9.2.1LTI對象
9.2.2模型建立及模型轉換函數
9.2.3LTI對象屬性的存取和設置
9.3線性時不變系統瀏覽器――LTI
Viewer
9.4單輸入單輸出系統設計工具――SISO
Design Tool
9.4.1MATLAB 6.x的SISO Design Tool
9.4.2MATLAB 7.x/8.x的SISO Design
Tool
9.5非線性控制系統設計
9.5.1NCD Blockset模塊及其應用
9.5.2Signal Constraint模塊及其應用
9.5.3Check Step Response Characteristics
模塊及其應用
9.5.4其他非線性控制系統的設計
問題
本章小結
習題
第10章Simulink的擴展工具――
S.函數
10.1S.函數簡介
10.2S.函數的建立
10.2.1用M文件創建S.函數
10.2.2用C語言創建S.函數
10.3S.函數編譯器
10.4S.函數包裝程序
本章小結
習題
附錄AMATLAB函數一覽表
附錄BMATLAB函數分類索引
參考文獻
新書資訊