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第1章 MATLAB基础概述 1

1.1 MATLAB的发展历程 1

1.2 MATLAB的特点 2

1.2.1 MATLAB的主要特点 2

1.2.2 MATLAB R2012a的新特点 3

1.2.3 MATLAB R2012b的新特点 4

1.3 MATLAB R2012a的安装与激活 5

1.4帮助系统 11

1.4.1帮助命令 12

1.4.2联机帮助 13

1.4.3 Demos演示 14

1.5 MATLAB的数据类型 17

1.5.1双精度型 17

1.5.2字符串 18

1.5.3元胞数组 23

1.5.4结构体 25

1.5.5 8位整型 27

1.6常量与变量 29

1.6.1常量 29

1.6.2变量 30

1.7矩阵 32

1.7.1矩阵的创建 32

1.7.2特殊矩阵 33

1.7.3数列的创建 34

1.7.4矩阵的访问 35

1.7.5矩阵的操作 38

1.7.6稀疏矩阵 45

1.8高维数组 51

习题 55

第2章 MATLAB矩阵运算和分析 56

2.1矩阵的代数运算 56

2.2关系与逻辑运算 58

2.2.1关系运算 58

2.2.2逻辑运算 59

2.2.3关系逻辑函数 60

2.3矩阵的分析 61

2.3.1矩阵的行列式 61

2.3.2矩阵的秩 62

2.3.3矩阵的迹 63

2.3.4矩阵的逆 63

2.3.5矩阵的范数 64

2.3.6矩阵的条件数 65

2.3.7矩阵的特征值及特征向量 66

2.4矩阵的分解 67

2.4.1 Cholesky分解 67

2.4.2不完全Cholesky分解 68

2.4.3 LU分解 69

2.4.4不完全LU分解 70

2.4.5 QR分解 71

2.4.6 QR分解的相关操作 72

2.4.7奇异值分解 73

2.4.8 Schur分解 74

2.4.9广义奇异值分解 75

2.4.10海森伯格分解 76

2.5线性方程组 77

2.5.1线性方程组求逆 77

2.5.2利用分解法求解线性方程组 79

2.5.3求齐次线性方程组的通解 81

2.5.4求非齐次线性方程组的通解 83

习题 84

第3章 MATLAB程序建模与仿真 85

3.1程序结构 85

3.1.1顺序结构 85

3.1.2循环结构 86

3.1.3选择结构 90

3.1.4异常结构 93

3.2 M文件 94

3.2.1 M文件模式 94

3.2.2 M文件的类型 94

3.3函数 97

3.3.1输入/输出参数控制 97

3.3.2子函数 99

3.3.3私有函数 100

3.3.4嵌套函数 101

3.3.5重载函数 107

3.3.6匿名函数 109

3.3.7内联函数 109

3.3.8分段函数 110

3.4程序的优化 112

3.4.1循环的向量化 112

3.4.2数组的预定维 114

3.5 MATLAB程序应用实例 114

习题 118

第4章 MATLAB图形图像仿真 119

4.1 MATLAB绘图功能概述 119

4.2二维图形 120

4.2.1基本二维绘图 121

4.2.2特殊二维绘图 127

4.3三维图形 138

4.3.1基本三维绘图 139

4.3.2特殊三维绘图 142

4.4四维绘图 147

4.5图形的控制 148

4.5.1视角 148

4.5.2光照效果 151

4.5.3材质的设置 155

4.5.4透明度 155

4.5.5颜色的设置 156

习题 160

第5章 Simulink建模与仿真 161

5.1 Simulink基础知识 161

5.1.1 Simulink的启动 161

5.1.2 Simulink模块 163

5.1.3 Simulink建模实现 174

5.2 Simulink模块的基本操作 181

5.2.1模块的相关操作 181

5.2.2信号线的操作 182

5.2.3模型注释 183

5.3 Simulink仿真设置 183

5.3.1仿真时间设置 183

5.3.2仿真算法设置 183

5.3.3仿真步长设置 187

5.3.4误差容限设置 187

5.3.5工作空间数据的导入与导出 187

5.4系统模型 189

5.4.1连续系统模型的描述与实现 189

5.4.2离散系统模型的描述与实现 193

5.5子系统 198

5.5.1简单子系统 198

5.5.2封装子系统 201

5.5.3条件子系统 209

5.6模型分析 216

5.6.1模型的运行 216

5.6.2模型的线性化 218

5.6.3平衡点的求取 220

5.7 S函数 221

5.7.1 S函数概述 221

5.7.2用M文件编写S函数的模板 222

5.7.3 S函数的应用 224

5.8 Simulink建模与仿真实例 227

习题 229

第6章 数字信号建模与仿真 230

6.1数字信号基础 230

6.1.1信号的产生 230

6.1.2信号的运算 239

6.2信号变换技术 243

6.2.1离散傅里叶变换 243

6.2.2快速傅里叶变换 245

6.2.3 Hilbert变换 250

6.3信号谱分析 251

6.3.1功率谱 251

6.3.2谱分析 254

6.4数字滤波器 256

6.4.1滤波器分析 256

6.4.2模拟滤波器的实现 263

6.4.3 IIR滤波器的实现 269

6.4.4 FIR滤波器的实现 277

6.5窗函数处理 281

6.5.1矩形窗 283

6.5.2海宁窗 283

6.5.3汉明窗 284

6.5.4布莱克曼窗 286

6.5.5凯瑟窗 288

6.6数字信号建模与仿真实例 290

习题 293

第7章 控制系统建模与仿真 294

7.1系统数学模型 294

7.1.1连续系统 294

7.1.2离散系统 296

7.1.3系统模型的建立 297

7.2系统时域和频域分析 301

7.2.1系统时域分析 301

7.2.2系统频域分析 306

7.3数字PID控制系统 315

7.3.1数字PID控制系统的原理 316

7.3.2位置PID控制系统的算法 316

7.3.3连续数字PID控制系统 319

7.3.4离散数字PID控制系统 320

7.3.5增量式PID控制系统 322

7.3.6积分分离PID控制系统 323

7.4最优控制法 325

7.4.1最优控制法概述 326

7.4.2极点配置法 327

7.4.3解耦控制 328

7.4.4二次型最优控制 330

7.4.5二次型高斯最优控制 335

7.5 PID控制系统在倒立摆中的应用 341

7.5.1倒立摆数学模型 341

7.5.2开环响应 342

习题 345

第8章 机电系统的建模与仿真 346

8.1电力系统仿真工具箱 346

8.1.1电源模块库 347

8.1.2电力元件模块库 347

8.1.3电力电子模块库 347

8.1.4电机模块库 349

8.1.5测量模块库 350

8.1.6应用模块库 350

8.1.7界面元素模块库 352

8.2电路建模与仿真 353

8.2.1直流电路建模与仿真 354

8.2.2交流电路建模与仿真 355

8.2.3动态电路建模与仿真 358

8.3电力系统仿真 360

8.3.1三相桥整流电路 360

8.3.2三相桥半波整流电路 366

8.4电力建模与仿真 372

8.4.1直流传输系统建模与仿真 372

8.4.2同步发电机系统建模与仿真 377

8.5电机建模与仿真 386

8.5.1直流电机建模与仿真 386

8.5.2三相异步电动机建模与仿真 392

8.5.3三相异步电动机变频调整建模与仿真 397

习题 398

第9章 通信系统建模与仿真 399

9.1信息率基础 400

9.1.1信息的度量 400

9.1.2计算信道容量 400

9.2通信系统仿真的方法 401

9.2.1求解动态系统建模的状态方程方法 401

9.2.2蒙特卡罗方法 404

9.3模拟调制与解调 406

9.3.1模拟线性调制 406

9.3.2抑制载波双边带调幅 407

9.3.3单边带调幅 411

9.3.4模拟角度调制 414

9.3.5脉冲编码调制 418

9.4数字信号的传输 426

9.4.1数字信号的基带传输 426

9.4.2数字信号的载波传输 433

9.5扩频系统的仿真 437

9.5.1扩频码 437

9.5.2序列扩频系统 442

习题 445

第10章 模糊神经控制系统的建模与仿真 446

10.1模糊神经控制系统的概述 446

10.1.1神经系统的概述 446

10.1.2模糊控制系统的概述 450

10.2神经网络建模与仿真 454

10.2.1神经网络工具箱 454

10.2.2感知器神经网络 461

10.2.3线性神经网络 465

10.2.4 BP神经网络 468

10.2.5径向基神经网络 470

10.2.6 Hopfield神经网络 473

10.3 Simulink神经网络仿真 475

10.3.1 Simulink神经网络仿真模型库 476

10.3.2 Simulink神经网络应用实例 477

10.4模糊控制系统的建模与仿真 480

10.4.1 PID控制器 480

10.4.2模糊控制函数 481

10.4.3模糊系统的建模与仿真 485

10.5模糊控制系统的实际应用 488

10.5.1分析 489

10.5.2岩石的MATLAB模糊C聚类 489

习题 493

参考文献 494