- 01-01 为什么学习MATLAB
- 01-02 控制问题演示
- 01-03 本课程主要内容
- 01-04 计算机工具发展概述
- 01-05 MATLAB语言发展概述
- 02-01 数据结构
- 02-02 矩阵与向量的输入
- 02-03 矩阵的代数运算
- 02-04 矩阵的其他运算
- 02-05 流程结构
- 02-06 函数编写
- 02-07 二维曲线的绘制
- 02-08 特殊二维图形
- 02-09 三维图形的绘制
- 02-10 面向对象程序设计
- 02-11 界面设计举例
- 03-01 线性代数运算
- 03-02 方程求解
- 03-03 非线性方程求解
- 03-04 微分方程求解 (上)
- 03-05 微分方程求解 (下)
- 03-06 最优化问题
- 03-07 Laplace与Z变换
- 04-01 系统数学模型举例
- 04-02 传递函数模型
- 04-03 状态方程输入
- 04-04 离散模型输入
- 04-05 模型转换
- 04-06 状态方程实现
- 04-07 典型系统连接计算
- 04-08 方框图化简
- 04-09 代数化简
- 04-10 模型降阶方法
- 04-11 次最优模型降阶
- 04-12 系统辨识简介
- 04-13 辨识进阶
- 05-01 稳定性分析
- 05-02 线性系统性能分析
- 05-03 状态空间解析解
- 05-04 传递函数解析解
- 05-05 线性系统时域响应 (上)
- 05-06 线性系统时域响应 (下)
- 05-07 根轨迹分析 (上)
- 05-08 根轨迹分析 (下)
- 05-09 频域分析 (上)
- 05-10 频域分析 (下)
- 05-11 多变量系统频域分析 (上)
- 05-12 多变量系统频域分析 (下)
- 06-01 Simulink简介
- 06-02 Simulink建模举例
- 06-03 微分方程框图求解
- 06-04 控制系统建模 (上)
- 06-05 控制系统建模 (中)
- 06-06 控制系统建模 (下)
- 06-07 静态非线性环节
- 06-08 非线性系统线性化
- 06-09 子系统
- 06-10 模块封装
- 06-11 S-函数编程 (上)
- 06-12 S-函数编程 (下)
- 06-13 多领域物理建模概述
- 07-01 超前滞后校正器设计
- 07-02 状态空间设计方法 (上)
- 07-03 状态空间设计方法 (中)
- 07-04 状态空间设计方法 (下)
- 07-05 最优控制器设计 (上)
- 07-06 最优控制器设计 (中)
- 07-07 最优控制器设计 (下)
- 07-08 多变量系统设计 (上)
- 07-09 多变量系统设计 (下)
- 07-10 动态解耦
- 08-01 PID控制器简介
- 08-02 PID控制器经典设计方法
- 08-03 最优PID控制器设计界面
- 09-01 鲁棒控制简介
- 09-02 反馈控制结构与加权函数
- 09-03 H2-Hinf控制器设计
- 10-01 模型参考自适应控制
- 10-02 自抗扰控制
- 10-03 模糊控制
- 10-04 神经网络控制
- 10-05 全局最优化计算
- 11-01 分数阶微积分
- 11-02 分数阶微积分计算
- 11-03 分数阶传递函数模型 (上)
- 11-04 分数阶传递函数模型 (下)
- 11-05 分数阶PID控制器
- 11-06 分数阶非线性系统仿真 (上)
- 11-07 分数阶非线性系统仿真 (下)
本课程以国际上最流行的MATLAB/Simulink语言为主要工具,在全新的框架下对控制系统建模、仿真、分析与设计进行了较全面的介绍,包括MATLAB语言的编程方法及其在各类数学问题求解中的应用;各类线性系统模型的表示方法与模型转换、系统辨识问题的求解方法;控制系统的计算机辅助分析;基于Simulink的控制系统建模仿真的方法;应用技巧及建模实例;控制系统的计算机辅助设计算法等内容。
MATLAB 语言的首创者Cleve Moler 教授在数值分析,特别是在数值线性代数的领域中很有影响。他曾在密西根大学、斯坦福大学和新墨西哥大学任数学与计算机科学教授。1980 年前后,时任新墨西哥大学计算机系主任的Moler 教授在讲授线性代数课程时,发现了用其他高级语言编程极为不便,便构思并开发了MATLAB(MATrix LABoratory,即矩阵实验室),这一软件利用了他研制的、在国际上颇有影响的EISPACK[30](基于特征值计算的软件包)和LINPACK两大软件包中可靠的子程序,用Fortran 语言编写了集命令翻译、科学计算于一身的一套交互式软件系统。
所谓交互式语言,是指用户给出一条命令,立即就可以得出该命令的结果。该语言无需像C 和Fortran 语言那样,首先要求使用者去编写源程序,然后对之进行编译、连接,最终形成可执行文件。这无疑会给使用者带来极大的方便。在MATLAB 下,矩阵的运算变得异常的容易,所以它一出现就广受欢迎,这一系统逐渐发展、完善,逐步走向成熟,形成了今天的模样。
目前,MATLAB 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的软件工具,现在的MATLAB 已经不仅仅是一个“矩阵实验室”了,它已经成为了一种具有广泛应用前景的、全新的计算机高级编程语言了,有人称它为“第四代”计算机语言,它在国内外高校和研究部门正扮演着重要的角色。MATLAB 语言的功能也越来越强大,不断适应新的要求提出新的解决方法。另外,很多长期以来对MATLAB 有一定竞争能力的软件(如Matrix-X)已经被MathWorks 公司吞并,所以可以预见,在科学运算与系统仿真领域MATLAB 语言将长期保持其独一无二的地位。
MATLAB 目前已经成为控制界国际上最流行的软件,它除了传统的交互式编程之外,还提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理、方便的Microsoft Windows 编程等便利工具。此外,控制界很多学者将自己擅长的CAD 方法用MATLAB 加以实现,出现了大量的MATLAB 配套工具箱,如控制界最流行的控制系统工具箱(Control System Toolbox)、系统辨识工具箱(System Identification Toolbox)、鲁棒控制工具箱(Robust Control Toolbox)、多变量频域设计工具箱(Multivariable Frequency Design Toolbox)、μ 分析与综合工具箱(μ-Analysis and Synthesis Toolbox)、神经网络工具箱(Neural Network Toolbox)、最优化工具箱(Optimization Toolbox)、信号处理工具(Signal Processing Toolbox)以及仿真环境Simulink。参与编写这些工具箱的设计者包括国际控制界的名流,如Alan Laub、Michael Sofanov、Leonard Ljung、Jan Maciejowski 等这些在相应领域的著名专家,这当然地提高了MATLAB 的声誉与可信度,使得MATLAB 风靡国际控制界,成为最重要也是最流行的语言。