前言



利用MATLAB矩阵运算、函数及工具箱，解决自动化工程应用问题是本书的宗旨，将控制理论中难以计算的问题借助程序、仿真解决，是本书的特色。随着计算机和网络技术的迅速发展，以计算机为主导，解决数学计算、系统建模、理论验证、仿真、控制器设计等问题的思想体现在本书的各章节中。

本书内容介绍如下： 

第1~3章介绍了MATLAB基本应用，包括矩阵与数组应用、高等数学计算，通过90多个案例说明了MATLAB的使用方法。

第4~6章介绍了MATLAB在控制理论中的应用，包括自动控制系统理论，控制系统时域、频域、根轨迹分析，不仅含有稳定性分析函数，还涵盖了MATLAB程序设计方法。 

第7、8章介绍了PID控制器设计、状态空间分析方法，包括控制理论的公式及MATLAB的绘图应用。

第9章介绍了Simulink仿真应用，通过14个案例说明控制理论中的模型搭建、串联校正仿真设计、PID控制仿真及工程中PID控制器设计的仿真方法。

第10章介绍了App的界面设计，编写了42个案例展示人机交互功能，通过编辑字段、按钮、列表、图像、坐标区、表格、树、超链接及菜单、对话框等组件，增加了控制理论中的交互及视觉效果。

第11章结合控制理论及过程控制的建模应用，列举了10个典型案例，分析了建模方法、步骤，分别使用机理和实验数据建模的方法，通过MATLAB编程建立了传递函数的数学模型，并绘制了相应的阶跃响应曲线。

本书编写的案例包括控制理论中涉及时域的二阶系统阶跃响应、峰值时间、稳态时间、上升时间、超调量、稳态误差等动态特性参数分析，稳定性判断，频域中的幅值裕度、相位裕度、穿越频率、频域法校正、根轨迹校正、状态空间极点配置求解方法及PID参数设计等内容，一方面帮助读者学习MATLAB编程，另一方面为读者学习自动控制理论提供有力支持。

本书的讲解由浅入深，通俗易懂，在MATLAB R2023a软件应用基础上，讲解了变量、程序文件、函数使用的命令规则， Simulink的图形化仿真步骤、App人机交互界面的设计方法及建立数学模型——传递函数的方法，非常适合初学者阅读。 

本书的最大特色是将MATLAB软件与自动化工程应用融为一体。作者结合多年的教学经验，对自动控制理论中的知识点及典型实验在书中进行了总结，非常有参考价值。由于编者水平有限，书中难免存在不足之处，敬请读者批评指正。


姜增如2024年1月