MATLAB教程及实训 第3版pdf电子书版本下载

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第1篇 MATLAB教程 1

第1章 MATLAB概述 2

1.1 MATLAB R2015b简介 3

1.1.1 MATLAB的系统结构 3

1.1.2 MATLAB的特点 3

1.1.3 MATLAB的工具箱 4

1.2 MATLAB R2015b的开发环境 4

1.2.1 MATLAB R2015b的环境设置 5

1.2.2工具栏 5

1.2.3通用窗口 8

1.3 MATLAB R2015b的其他管理 18

1.3.1 MATLAB的文件格式 18

1.3.2设置搜索路径 20

1.4一个简单的实例 22

1.5 MATLAB的发布功能 25

1.6 MATLAB R2015b的帮助系统 28

1.6.1使用帮助文档 29

1.6.2使用帮助命令 30

习题 31

第2章 MATLAB的基本运算 33

2.1数据类型 33

2.1.1常数和变量 34

2.1.2整数和浮点数 35

2.1.3复数 36

2.2矩阵和数组的算术运算 37

2.2.1数组的创建 37

2.2.2数组的操作 39

2.2.3矩阵和数组函数 43

2.2.4矩阵和数组的算术运算 46

2.3字符串 51

2.3.1创建字符串 51

2.3.2字符串函数 52

2.4日期和时间 56

2.4.1日期和时间的表示格式 56

2.4.2日期时间函数 56

2.5结构体和元胞数组 58

2.5.1元胞数组 58

2.5.2结构体 61

2.6表格型和分类型 64

2.6.1表格型 64

2.6.2分类型 65

2.7关系运算和逻辑运算 66

2.7.1逻辑变量 66

2.7.2关系运算 67

2.7.3逻辑运算 67

2.7.4运算符优先级 69

2.8数组的信息获取 69

2.9多项式 71

2.9.1多项式求根和求值 71

2.9.2多项式的算术运算 72

2.9.3多项式的拟合与插值 74

习题 77

第3章 数据的可视化 80

3.1二维绘图 80

3.1.1绘图的一般步骤 80

3.1.2基本绘图函数 81

3.1.3多个图形的绘制 85

3.1.4设置曲线绘制方式、坐标轴和图形注释 87

3.2特殊图形和坐标的绘制 93

3.2.1特殊图形绘制 93

3.2.2特殊坐标轴图形绘制 99

3.3 MATLAB的图形窗口 100

3.3.1图形窗口界面 100

3.3.2图形的打印和输出 103

3.4基本三维绘图命令 105

3.4.1三维曲线图 105

3.4.2三维曲面图 105

3.4.3设置视角和色彩 107

习题 109

第4章 符号运算 111

4.1符号对象的创建和使用 111

4.1.1创建符号对象 112

4.1.2符号常量和符号变量 113

4.1.3符号表达式 114

4.1.4符号矩阵 114

4.2符号对象的运算 115

4.2.1符号对象的基本运算 115

4.2.2任意精度的算术运算 116

4.3符号表达式的变换 118

4.3.1符号表达式中的自由符号变量 118

4.3.2符号表达式的化简 119

4.3.3符号表达式的替换 120

4.3.4计算反函数和复合函数 121

4.3.5多项式符号表达式 122

4.4符号微积分、极限和级数 123

4.4.1符号表达式的微积分 123

4.4.2符号表达式的极限 125

4.4.3符号表达式的级数 126

4.5符号积分变换 127

4.5.1 Fourier变换 127

4.5.2 Laplace变换 128

4.5.3 Z变换 129

4.6符号方程的求解 130

4.6.1代数方程的求解 130

4.6.2微分方程的求解 131

4.7符号函数的可视化 132

4.7.1符号函数计算器 132

4.7.2泰勒级数计算器 132

4.8综合举例 133

4.9 MuPAD Notebook 134

4.9.1 MuPAD Notebook窗口 134

4.9.2 MuPAD函数的使用 136

习题 137

第5章 程序设计和M文件 139

5.1程序控制 139

5.1.1分支控制语句 139

5.1.2循环控制语句 141

5.1.3错误控制语句 144

5.1.4流程控制命令 145

5.2 M文件结构 147

5.2.1 M文件的一般结构 147

5.2.2 M文件编辑/调试器窗口 148

5.2.3 M脚本文件和M函数文件 149

5.3函数的使用 151

5.3.1主函数和子函数 151

5.3.2函数的输入/输出参数 153

5.3.3局部变量、全局变量和静态变量 155

5.3.4函数的工作过程和p码文件 156

5.4函数句柄和inline对象 158

5.4.1函数句柄 158

5.4.2 inline对象 160

5.5函数绘图 161

5.5.1 fplot命令 161

5.5.2函数绘图命令 161

5.6数值分析 163

5.6.1求最小值和过零点 163

5.6.2数值积分 164

5.6.3微分方程组数值求解 165

习题 166

第6章 MATLAB高级图形设计 169

6.1句柄图形对象 169

6.1.1句柄图形对象体系 169

6.1.2句柄图形对象的操作 170

6.2图形用户界面 174

6.2.1图形用户界面概述 175

6.2.2设计一个简单的GUI界面 175

6.2.3回调函数和GUI程序文件 179

6.2.4按钮、滚动条和文本框控件 181

6.2.5单选按钮、复选框和面板 184

6.2.6下拉菜单、列表框、坐标轴和ActiveX控件 186

6.2.7菜单的设计 188

6.3对话框 190

6.3.1输入框 190

6.3.2输出框 191

6.3.3文件管理框 192

6.4图像和声音 193

6.4.1图像 193

6.4.2声音 197

6.5视频与动画设计 197

6.5.1视频 197

6.5.2以电影方式创建动画 199

6.5.3以对象方式创建动画 200

6.5.4以变形方式创建动画 200

6.6综合应用举例 202

习题 204

第7章 Simulink仿真应用 207

7.1 Simulink的概述 207

7.2 Simulink的工作环境 208

7.2.1一个简单的Simulink实例 209

7.2.2 Simulink的模型窗口 210

7.2.3 Simulink的工作原理 210

7.3建立模型 211

7.3.1创建模型 211

7.3.2仿真参数的设置 212

7.3.3常用模块的设置 214

7.3.4仿真结构参数化 220

7.3.5使用命令运行Simulink模型 220

7.4 Simulink的应用实例 221

7.4.1 Simulink在电路原理中的应用实例 221

7.4.2 Simulink在数字电路中的应用实例 223

7.4.3 Simulink在电机拖动中的应用实例 224

7.5子系统与封装 226

7.5.1创建子系统 226

7.5.2封装子系统 228

7.5.3定义自己的模块库 230

7.6 S函数的设计与应用 230

7.6.1 S函数简介 230

7.6.2 S函数的工作原理 231

7.6.3 M文件S函数的模板格式 232

7.6.4创建S函数 234

7.7综合实例介绍 237

习题 238

第8章 线性控制系统的分析 239

8.1控制系统的数学模型 239

8.1.1创建系统的模型并相互转换 239

8.1.2系统的模型参数 244

8.1.3系统模型的连接和简化 247

8.1.4将Simulink模型结构图转化为系统模型 251

8.2时域分析的MATLAB实现 252

8.2.1使用拉普拉斯变换和逆变换计算时域响应 252

8.2.2线性系统的时域分析 252

8.2.3线性系统的结构参数与时域性能指标 255

8.3频域分析的MATLAB实现 258

8.3.1线性系统的频域分析 258

8.3.2频域分析性能指标 260

8.4根轨迹分析的MATLAB实现 262

8.4.1线性系统的根轨迹分析 262

8.4.2根轨迹设计工具 263

8.5稳定性分析的MATLAB实现 264

8.5.1根据闭环特征方程判定系统稳定性 264

8.5.2用频率特性法判定系统稳定性 265

8.5.3用根轨迹法判定系统稳定性 266

8.6稳态误差分析的MATLAB实现 267

8.7状态分析的MATLAB实现 267

8.7.1状态空间的线性变换 268

8.7.2状态转移矩阵 270

8.7.3线性系统的能控性和能观性 271

8.7.4状态反馈极点配置 272

8.8线性定常系统分析与设计的图形工具 273

8.8.1线性定常系统仿真图形工具LTI Viewer 273

8.8.2 SISO设计工具sisotool 275

8.8.3 PID Tuner 276

8.9综合实例介绍 278

习题 279

第2篇 MATLAB实训 281

第1章 MATLAB R2015b概述实训 282

1.1实验1熟悉MATLAB R2015b的开发环境 282

1.2实验2发布程序文件 288

1.3实验3使用MATLAB的帮助 291

1.4自我练习 293

第2章 MATLAB基本运算实训 294

2.1实验1向量的运算 294

2.2实验2矩阵和数组的运算 295

2.3实验3字符串和日期型数组的操作 298

2.4实验4多项式的运算 299

2.5实验5元胞数组和结构体 301

2.6自我练习 303

第3章 数据的可视化实训 304

3.1实验1绘制二维曲线并标注文字 304

3.2实验2在同一窗口中绘制多条曲线 307

3.3实验3绘制特殊图形 308

3.4实验4绘制三维图形 309

3.5自我练习 311

第4章 符号运算实训 312

4.1实验1符号表达式的创建和算术运算 312

4.2实验2符号表达式的运算 314

4.3实验3符号表达式的微积分和积分变换 316

4.4实验4符号方程的求解 317

4.5自我练习 319

第5章 程序设计和M文件实训 320

5.1实验1使用函数调用并调试程序 320

5.2实验2使用M脚本和M函数文件 323

5.3实验3使用函数句柄进行数值分析 325

5.4自我练习 326

第6章 MATLAB高级图形设计实训 327

6.1实验1创建多控件的用户界面 327

6.2实验2创建多媒体用户界面 333

6.3自我练习 336

第7章 Simuulink仿真环境实训 337

7.1实验1连续系统模型的分析和校正 337

7.2实验2创建电路Simulink模型 342

7.3自我练习 344

第8章 线性控制系统的分析实训 345

8.1实验1创建控制系统的数学模型 345

8.2实验2简化连接系统的数学模型 348

8.3实验3对控制系统性能进行分析 350

8.4实验4使用线性系统的图形工具分析 354

8.5自我练习 357

附录 358

附录A程序的调试 358

A.1直接检测 358

A.2出错提示 359

A.3使用M文件调试器窗口调试 359

附录B M文件剖析 363

B.1代码分析 364

B.2 Profiler分析工具 364

B.3 M文件性能优化 365

例题索引 367

参考文献 370