《國外計算機科學教材系列：控制理論MATLAB教程（英文版）》系統講述基于MATLAB的控制系統分析和設計方法。全書共7章。第1章總體介紹了MATLAB的基本命令；第2章介紹了MATLAB分析和設計控制系統的預備知識；第3章討論了如何應用MATLAB獲得動態系統的瞬態響應；第4章和第5章分別講解了如何運用MATLAB進行根軌跡和頻域方法的分析和設計；第6章討論了如何通過MATLAB處理狀態空間極點配置和觀測器設計問題；第7章提供了控制系統設計中最優參數組的選取方法及二次型最優控制器的求解方法。
《國外計算機科學教材系列：控制理論MATLAB教程（英文版）》的主要讀者為自動化專業的本科生、控制科學與工程專業的研究生和從事控制領域工作的科研人員和工程師。
導讀
一個偶然的機會，我們閱讀了Ogata教授所著新書MATLAB for Control Engineers，甚感欣喜。MATLAB語言業已成為控制領域最流行的仿真語言，也是該領域最流行的控制系統分析與設計的計算機輔助工具。目前，MATLAB已被融于控制理論的教學，有些學校甚至專門開設了關于MATLAB應用的課程。本書正是一本不可多得的MATLAB控制理論教材和參考書。
控制類專業的讀者在初次接觸MATLAB時，通過兩種方法都能學會使用MATLAB。一種方法是基本按照MathWorks公司提供的MATLAB使用手冊，特別是控制系統工具箱手冊中的內容，全面地、分門別類地學習MATLAB命令。在經過較長時間的練習后，讀者會比較全面地掌握MATLAB的知識。但是，在按照MATLAB手冊的體系進行學習的過程中，讀者往往會感覺內容繁雜并且體系龐大。另一種方法是在簡單了解MATLAB的基本概念后，按照控制理論中需要解決的問題來學習和使用有關的命令。由于馬上就能解決迫切需要解決的問題，讀者立即會對要學的內容產生極大的興趣。通過較短時間的練習，讀者就會熟悉相當數量的關鍵命令；舉一反三，也就能很快地掌握采用MATLAB解決控制理論問題的能力。這本教材采用的正是后一種方法。
MATLAB教材比比皆是，而介紹如何運用MATLAB軟件解決控制問題的書籍卻不多見。由于MATLAB已經成為一個龐大的仿真軟件，所以讓讀者在有限的時間內掌握這種軟件，并運用其分析、理解和解決控制理論問題，一直是控制專業類師生及應用人員的迫切愿望。所幸的是，本書將MATLAB的介紹和控制理論的學習有機地融合在一起，對需要掌握的MATLAB內容及其深度也把握得恰到好處。讀者很容易通過本書來運用MATLAB解決控制問題，而不會被“淹沒”到軟件的龐大體系之中。
Ogata教授撰寫的Modern Control Engineering一書已成為控制理論的最經典教材之一，其第五版已于2009年問世，并已由電子工業出版社翻譯和影印出版。這本MATLAB教材的編排與Ogata的現代控制工程教材是同步的。讀者一打開本書，就會有一種似曾相識的親切感，也許就會有繼續研讀的愿望。書中除了開篇關于MATLAB基本內容的介紹之外，其他章節的安排基本上與Modern Control Engineering一一對應，覆蓋了系統建模、瞬態響應分析、根軌跡分析、頻域分析及狀態空間控制系統設計方法和優化問題。因此，本書基本上按照控制理論的體系來安排全書內容，體現了控制理論為主體，MATLAB為輔助工具的思想。這種編排方式便于學生同步學習或針對特定控制問題尋求MATLAB處理方法。
本書的主要目的是講述如何使用MATLAB命令來分析和解決控制問題，但書中也較為全面地介紹了控制理論的基本概念和理論，并以MATLAB命令對例題進行了全面的分析和求解，所以讀者會感到書中的內容特別具有針對性。因此，通過對本書的學習不僅能夠掌握利用MATLAB進行控制系統仿真的技能，而且能夠加深對控制理論中基本概念的理解，培養控制系統分析和設計的能力。
正是由于本書的上述特點，相信很多讀者都會開卷有益。本書不僅可以作為控制系統仿真課程的教材，也可以作為本科生或研究生自動控制原理課程的輔助教材。本書深入淺出的寫作風格也使它成為從事控制領域工作的科研人員和工程技術人員的自學用書和參考手冊。
清華大學 王詩宓、王峻
Preface
Chapter 1 Introduction to MATLAB
1-1 Introduction
1-2 Addition, Subtraction, Multiplication, and Division with MATLAB
1-3 Computing Matrix Functions
1-4 Plotting Response Curves
1-5 Three-Dimensional Plots
1-6 Drawing Geometrical Figures with MATLAB
Chapter 2 Preliminary Study of MATLAB Analysis of Dynamic Systems
2-1 Partial-Fraction Expansion with MATLAB
2-2 Transformation of Mathematical Models of Dynamic Systems
2-3 MATLAB Representation of Systems in Block Diagram Form
Chapter 3 Transient-Response Analysis
3-1 Introduction
3-2 Step Response
3-3 Impulse Response
3-4 Ramp Response
3-5 Response to Arbitrary Input
3-6 Response to Arbitrary Initial Condition
3-7 Three-Dimensional Plots
Chapter 4 Root-Locus Analysis
4-1 Introduction
4-2 Root Locus Plots with Polar Grids
4-3 Finding the Gain Value K at an Arbitrary Point on the Root Locus
4-4 Root-Locus Plots of Non-Minimum-Phase Systems
4-5 Root-Locus Plots of Conditionally Stable Systems
4-6 Root Loci for Systems with Transport Lag
4-7 Root-Locus Approach to Control Systems Compensation
Chapter 5 Frequency-Response Analysis
5-1 Plotting Bode Diagrams with MATLAB
5-2 Plotting Nyquist Diagrams with MATLAB
5-3 Log-Magnitude-Versus-Phase Plots
5-4 Phase Margin and Gain Margin 262
5-5 Frequency-Response Approach to Control Systems Compensation
Chapter 6 MATLAB Approach to the State-Space Design of Control Systems
6-1 Introduction
6-2 Controllability and Observability
6-3 Pole Placement
6-4 Solving Pole-Placement Problems with MATLAB
6-5 Design of State Observers with MATLAB
6-6 Minimum-Order Observers
6-7 Observer Controllers
Chapter 7 Some Optimization Problems Solved with MATLAB
7-1 Computational Approach to Obtaining Optimal Sets of Parameter Values
7-2 Solving Quadratic Optimal Control Problems with MATLAB
Appendix
References
Index
新書資訊