MATLAB在控制系统CAD中的应用与线性系统分析详解

薛定宇的《控制系统计算机辅助设计---MATLAB语言与应用》第二版是针对控制系统设计的一本教材，由清华大学出版社于2006年出版。该教材结合东北大学信息学院的教学资源，特别是CAI课件开发，旨在通过MATLAB这一强大的计算机辅助工具，帮助学生理解和掌握线性控制系统的设计与分析。 课程内容覆盖了广泛的计算机辅助分析技术，包括但不限于： 1. 线性控制系统的计算机辅助分析：强调了利用计算机技术处理线性系统的能力，如解决传统方法难以求解的问题，例如离散系统的稳定性分析，通过Nyquist和Nichols图来评估稳定性，以及高阶系统的根轨迹绘制。 2. 系统定性分析：涉及线性系统的稳定性、内部稳定性分析，通过相似变换研究系统的可变性（可控性）和可观测性，这些都是确定系统行为的重要概念。 3. 时域与频域分析：介绍了线性系统在不同时间尺度下的响应，如解析解法和数字仿真，同时深入到根轨迹分析和频域分析，这些方法对于理解和设计系统的动态性能至关重要。 4. 线性系统性质的深入探讨：具体讲解了线性系统稳定性分析、反馈系统的内部稳定性、相似变换、可控性和可观测性的理论基础，以及Kalman分解和系统状态方程的标准型，以及范数测度的计算。 整个课程不仅注重理论教学，还紧密结合MATLAB软件的实际操作，使得学生能够将理论知识转化为实际的设计和分析技能。通过这些章节的学习，学生可以提升对复杂控制系统设计的理解，并能有效地运用MATLAB工具进行系统建模、仿真和优化。