《控制系统设计与仿真》首先在介绍MATLAB语言及Simulink工具箱的基础上，介绍了控制系统的数学模型及MATLAB在模型转换、连接中的应用；其次详细介绍了控制系统的数字仿真原理及方法，通过例题编写MATLAB程序，给出了仿真实现；然后介绍了基于MATLAB的控制系统计算机辅助分析；最后依次阐述了不依赖于对象数学模型的PID控制器设计与仿真，基于模型控制器设计原理及仿真，模型预测控制原理及仿真，先进PID控制器设计与仿真。
《控制系统设计与仿真》内容翔实，各章节既相互联系又相对独立，读者可选择阅读。
《控制系统设计与仿真》可作为高等学校自动化类、电子信息和电气类各专业的本科生和研究生的教材或参考书，也可供相关领域的工程技术人员参考。
随着信息时代的来临，人工智能在工农业生产、交通运输业、航空航天领域和人们的日常生活中得到越来越广泛的应用。目前，飞速发展的无人驾驶技术、无人机技术和机器人技术等都离不开自动控制理论与装置，可以说，现在是一个自动化无处不在的时代。因此，学习、掌握和应用自动控制理论与技术将对社会的发展产生重要的影响。
在实际控制系统的分析、设计中，控制系统仿真技术应用越来越广泛，它已成为对控制系统进行分析、设计和综合的一种非常有效的手段。随着控制系统的日益复杂化、控制任务的多样化和控制系统性能要求的高精化，利用计算机对控制系统进行仿真研究与实验已成为控制领域及相关行业工程技术人员所必须掌握的一种技术与工具。
MATLAB是美国MathWorks公司于20世纪80年代推出的高性能数值分析软件。MATLAB具有功能强大的Simulink工具箱。作为控制理论与技术及计算机仿真的强有力的工具，MATLAB/Simulink得到了用户的一致认可，其在控制系统计算机辅助分析、控制系统设计、控制系统仿真等方面得到了广泛的应用。
本书共分8章。第1～3章在介绍MATLAB语言及Simulink工具箱的基础上，介绍了控制系统的数学模型及MATLAB在模型转换、连接中的应用；详细介绍了控制系统的数字仿真原理及方法，通过例题编写MATLAB程序，给出了仿真实现。为了利用MATLAB进行控制系统计算机辅助分析，第4章介绍了控制系统计算机辅助分析的内容。由于学生在学习自动控制原理课程后，对控制器设计并不十分清楚，所以第5～8章对控制器的设计进行了阐述，即不依赖于对象数学模型的PID控制器仿真、基于模型控制器设计及仿真、模型预测控制、先进PID控制器设计与仿真。全书内容翔实，各章节之间既相互联系又相对独立，读者可选择阅读。
在本书编写过程中，参考了书后所列文献以及其他相关教材，在此一并表示感谢！
由于水平有限，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。
郑恩让，男，汉族，1962年9月生，陕西凤翔人，党员，博士，三级教授，博士生导师，学术带头人。1999年3月-2017年9月先后任陕西科技大学教务处副处长、继续教育学院院长、电气与信息工程学院院长、教务处处长；2017年9月任陕西科技大学校长助理。
第1章 控制系统设计与仿真概述
1．1 控制系统与控制系统设计
1．2 系统仿真的发展及应用
第2章 MATLAB语言
2．1 基础知识
2．2 矩阵运算
2．3 数组运算
2．4 向量和下标
2．5 数据分析
2．6 矩阵函数
2．7 绘图函数
2．8 控制流程
2．9 M文件
2．10 输入和输出数据
2．11 Simulink仿真工具箱
2．12 本章小结
第3章 控制系统数学模型及仿真方法
3．1 控制系统数学模型
3．2 MATLAB中系统数学模型表示、转换与连接
3．3 连续系统数值积分方法
3．4 面向结构图的数字仿真
3．5 连续系统的离散相似法
3．6 非线性系统的数字仿真
第4章 控制系统计算机辅助分析
4．1 控制系统的时域分析
4．2 控制系统的频域分析
4．3 线性系统的根轨迹分析方法
4．4 线性系统的状态空间分析与综合
第5章 PID控制器仿真
5．1 基本PID控制
5．2 PID控制器参数整定
5．3 改进形式的PID控制器
第6章 基于模型控制器设计与仿真
6．1 闭环系统的性能指标
6．2 基于模型的控制器设计方法
6．3 内模控制
6．4 Smith预估控制
6．5 大林（Dahlin）控制算法
6．6 最少拍控制
第7章 模型预测控制
7．1 模型预测控制基本原理
7．2 多输入多输出模型预测控制
7．3 基于阶跃响应模型的控制器设计与仿真
7．4 基于状态空间模型的预测控制器设计与仿真
7．5 动态矩阵控制
第8章 先进PID控制器设计与仿真
8．1 神经元模型
8．2 单神经元控制器
8．3 模糊PID控制
附表 MATLAB中各函数功能及用法
参考文献
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