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第1篇 MATLAB教程1

第1章 MATLAB 7.x概述2

MATLAB 7.3简介3

MATLAB的系统结构3

MATLAB的特点3

MATLAB工具箱4

MATLAB 7.3的开发环境4

MATLAB 7.3的环境设置5

MATLAB的启动和退出5

菜单和工具栏5

通用窗口8

MATLAB 7.3的其他管理18

MATLAB的文件格式18

设置搜索路径20

一个简单的实例22

MATLAB的文字处理工具Notebook24

Notebook的安装和启动25

Notebook的使用26

MATLAB 7.3的帮助系统28

使用帮助浏览器窗口28

使用帮助命令29

其他帮助30

习题31

第2章 MATLAB基本运算33

数据类型33

常数和变量34

整数和浮点数35

复数36

矩阵和数组的算术运算37

数组的创建37

数组的操作40

矩阵和数组函数43

矩阵和数组的算术运算46

稀疏矩阵51

字符串54

创建字符串54

字符串函数55

日期和时间58

日期和时间的表示格式58

日期时间函数59

结构体和元胞数组60

元胞数组60

结构体64

多维数组66

关系运算和逻辑运算69

逻辑变量69

关系运算70

逻辑运算70

运算符优先级72

数组的信息获取72

多项式74

多项式求根和求值74

多项式的算术运算75

多项式的拟合与插值77

习题80

第3章 数据的可视化83

二维绘图83

绘图的一般步骤84

基本绘图函数84

多个图形的绘制88

设置曲线绘制方式、坐标轴和图形注释90

特殊图形和坐标的绘制95

特殊图形绘制95

特殊坐标轴图形绘制100

MATLAB的图形窗口101

图形窗口界面102

图形的打印和输出105

基本三维绘图命令107

三维曲线图107

三维曲面图108

设置视角和色彩109

习题112

第4章 符号运算114

符号对象的创建和使用114

创建符号对象115

符号常量和符号变量115

符号表达式116

符号矩阵117

符号对象的运算118

符号对象的基本运算118

任意精度的算术运算119

符号表达式的变换121

符号表达式中的自由符号变量121

符号表达式的化简122

符号表达式的替换125

计算反函数和复合函数126

多项式符号表达式127

符号微积分、极限和级数128

符号表达式的微积分128

符号表达式的极限130

符号表达式的级数131

符号积分变换132

Fourier变换132

Laplace变换133

Z变换134

符号方程的求解135

代数方程的求解135

微分方程的求解136

符号函数的可视化137

符号函数计算器137

泰勒级数计算器138

使用Maple函数138

习题140

第5章 程序设计和M文件143

程序控制143

分支控制语句143

循环控制语句145

错误控制语句148

流程控制命令149

M文件结构150

M文件的一般结构150

M脚本文件和M函数文件151

函数的使用153

主函数和子函数153

函数的输入输出参数155

局部变量、全局变量和静态变量158

嵌套函数、私有函数和重载函数159

函数的工作过程和P码文件160

程序的调试161

直接检测161

M文件编辑*调试器窗口162

专用调试命令164

匿名函数、inline对象和函数句柄164

匿名函数165

inline对象165

函数句柄166

函数绘图168

fplot命令168

ezplot命令168

数值分析169

求最小值和过零点169

数值积分171

微分方程组数值求解171

M文件剖析173

M-Lint分析173

Profiler分析工具174

习题174

第6章 MATLAB高级图形设计177

句柄图形对象177

句柄图形对象体系177

句柄图形对象的操作178

图形用户界面（GUI）182

图形用户界面概述183

设计一个简单的GUI界面183

回调函数和GUI程序文件187

按钮、滚动条和文本框控件189

单选按钮、复选框和面板192

下拉菜单、列表框、坐标轴和ActiveX控件194

菜单的设计196

对话框198

输入框198

输出框199

文件管理框200

图像和声音201

图像201

声音205

视频与动画设计206

视频206

以电影方式创建动画207

以对象方式创建动画208

综合应用举例209

习题211

第7章 Simulink仿真环境214

Simulink的概述214

Simulink的工作环境215

一个简单的Simulink实例215

Simulink的模型窗口216

Simulink的工作原理217

Simulink的模块库217

建立模型218

创建模型218

仿真参数的设置220

常用模块的设置221

仿真结构参数化227

使用命令创建和运行Simulink模型227

Simulink的应用实例229

Simulink在电路中的应用实例229

Simulink在数字电路中的应用实例231

Simulink在控制系统中的应用实例232

模型的调试233

Simulink调试器233

在调试器窗口中调试模型235

子系统与封装236

创建子系统236

封装子系统237

定义自己的模块库240

S函数的设计与应用240

S函数简介240

S函数的工作原理241

M文件S函数的模板格式242

创建S函数245

习题247

第8章 线性控制系统的分析249

控制系统的数学模型249

创建系统的模型并相互转换249

系统的模型参数255

系统模型的连接和简化258

将Simulink模型结构图转化为系统模型261

时域分析的MATLAB实现262

使用拉普拉斯变换和逆变换计算时域响应262

线性系统的时域分析263

线性系统的结构参数与时域性能指标265

频域分析的MATLAB实现268

线性系统的频域分析269

频域分析性能指标271

根轨迹分析的MATLAB实现273

线性系统的根轨迹分析273

根轨迹设计工具274

稳定性分析的MATLAB实现275

根据闭环特征方程判定系统稳定性275

用频率特性法判定系统稳定性276

用根轨迹法判定系统稳定性277

稳态误差分析的MATLAB实现278

线性定常系统分析与设计的图形工具279

线性定常系统仿真图形工具LTT Viewer279

SISO设计工具sisotool281

综合实例介绍282

习题284

第2篇 MATLAB实训287

第1章 MATLAB 7.x概述实训288

实验1熟悉MATLAB 7.3的开发环境288

实验2使用Notebook294

实验3使用MATLAB的帮助296

自我练习299

第2章 MATLAB基本运算实训300

向量的运算3

矩阵和数组的运算301

字符串和日期型数组的操作304

多项式的运算305

元胞数组和结构体307

自我练习309

第3章 数据的可视化实训310

绘制二维曲线并标注文字310

在同一窗口中绘制多条曲线313

绘制特殊图形314

绘制三维图形315

自我练习317

第4章 符号运算实训318

符号表达式的创建和算术运算318

符号表达式的运算320

符号表达式的微积分和积分变换322

符号方程的求解324

自我练习325

第5章 程序设计和M文件实训326

使用函数调用并调试程序326

使用M脚本和M函数文件329

使用函数句柄和匿名函数进行数值分析332

自我练习333

第6章 MATLAB高级图形设计实训334

创建多控件的用户界面334

创建多媒体用户界面340

自我练习343

第7章 Simulink仿真环境实训344

连续系统模型的分析和校正344

使用S函数创建模型并调试348

自我练习352

第8章 线性控制系统的分析实训353

创建控制系统的数学模型353

简化连接系统的数学模型356

对控制系统性能进行分析358

使用线性系统的图形工具分析362

自我练习365

习题答案366

第1章 MATLAB 7.x概述366

第2章 MATLAB基本运算366

第3章 数据的可视化368

第4章 符号运算369

第5章 程序设计和M文件371

第6章 MATLAB高级图形设计374

第7章 Simulink仿真环境376

第8章 线性控制系统的分析379

参考文献382

在命令窗口中查看命令和数值9

在命令窗口显示数值格式10

使用format函数显示数值格式11

历史命令窗口的使用12

在命令窗口修改工作目录14

在工作空间中查看变量15

查看工作空间中变量的命令16

保存变量到MAT文件19

使用命令设置搜索路径21

MATLAB 7.3工作界面的综合练习22

使用Notebook27

使用help命令29

使用lookfor命令30

使用特殊变量34

使用类型转换函数35

使用复数36

创建空数组37

使用from:step:to创建向量38

使用linspace和logspace创建行向量38

创建矩阵39

使用逻辑索引产生子矩阵41

给数组赋值41

将矩阵合并42

矩阵的加、减和乘法运算47

用矩阵除法求方程组的解47

计算矩阵开方48

数组运算49

使用数组函数运算50

查看稀疏矩阵存储空间52

查看字符串存储空间55

使用字符串与数值转换56

使用字符串函数进行运算57

日期格式的转换58

按指定格式显示日期时间59

使用cell函数创建元胞数组61

以图形方式显示元胞数组63

创建结构数组存放图形对象64

使用cat函数创建多维数组67

将多维数组重新定义维数68

逻辑型变量的运算69

使用关系运算和逻辑运算70

使用先决逻辑运算符71

使用函数获取数组尺寸72

计算多项式的根和值74

计算多项式的乘除法75

多项式的部分分式展开76

计算多项式的微积分77

使用多项式拟合77

多项式插值运算79

绘制一个正弦波形83

绘制以y为纵坐标的锯齿波84

绘制矩阵的曲线图85

绘制方波信号85

绘制向量的曲线86

绘制矩阵和复数的曲线87

在同一个窗口中绘制多条曲线88

在同一个窗口中使用子图88

使用双纵坐标89

使用hold命令对曲线叠绘90

设置曲线的线型和颜色91

设置曲线坐标轴91

在图形中绘制对称曲线并添加文字注释92

使用特殊符号显示标题文字94

绘制柱状图96

绘制面积图97

绘制饼形图97

绘制直方图统计并显示数据98

绘制火柴杆图、阶梯图和误差条图99

绘制向量图99

绘制极坐标图100

绘制半对数坐标和双对数坐标图101

图形窗口的使用102

绘制三维曲线107

绘制图形（X，Y）的网格顶点108

绘制三维网线图和三维表面图109

改变视角分析三维图形110

使用不同的色图显示三维图形111

创建符号常量和符号变量116

使用字符串创建符号变量116

创建符号表达式117

创建符号矩阵117

创建符号矩阵并进行运算118

创建符号对象并转换为任意精度VPA型对象120

使用自由符号变量122

使用collect函数化简符号表达式122

使用expand函数化简符号表达式123

使用horner和factor函数化简符号表达式123

使用simplefy函数化简符号表达式124

使用simple函数化简符号表达式124

使用subexpr函数实现替换125

使用subs函数替换126

求符号函数的反函数126

求两个符号函数的复合函数127

将符号表达式转换为系数128

计算符号表达式的微分129

计算符号矩阵的一阶微分129

计算符号表达式的双重积分130

根据微分表达式计算原函数f130

使用limit函数计算极限131

使用symsum函数进行级数求和131

使用taylor函数进行泰勒级数展开132

使用fourier和ifourier积分变换133

使用laplace和ilaplace积分变换133

使用ztrans和iztrans进行Z变换134

使用solve求解方程组135

使用dsolve求解微分方程136

使用maple函数调用函数139

使用if结构144

使用switch结构145

使用for循环146

使用while循环146

在for循环中使用break语句147

在for循环中使用continue语句147

使用错误控制结构148

使用M脚本文件152

创建M函数文件152

使用主函数和子函数154

用nargin和nargout函数传递参数156

使用varargin和varargout函数传递参数157

在主函数和子函数之间使用全局变量158

生成P码文件161

使用单元调试163

使用匿名函数165

使用inline对象165

使用函数句柄166

使用fplot和plot绘制曲线168

使用ezplot绘制曲线169

使用fminbnd函数获得最小值169

使用fminsearch函数获得最小值170

使用fzero函数获得过零点170

使用quad和quadl函数数值积分171

使用ode45函数解微分方程172

创建句柄图形对象，获取当前对象179

设置句柄图形对象属性181

使用GUI界面工具创建用户界面183

使用滚动条、文本框、按钮和静态文本框190

使用单选按钮192

使用列表框195

使用inputdlg函数输入199

使用msgbox函数输出199

使用questdlg函数输出提问信息200

使用文件对话框201

查询、读取和写入图像文件202

显示JPEG图像文件204

读取和播放WAV声音文件205

获取和播放视频AVI文件206

以电影方式产生视频并播放动画208

以对象方式创建动画209

用户界面综合应用209

创建简单Simulink模型215

使用有两个输入的示波器219

创建单位负反馈的二阶系统模型224

将模型输出到MAT文件中和参数使用变量表示224

使用命令创建和运行模型228

使用Simulink创建电路桥电路模型230

使用Simulink创建三—八译码器模型231

使用Simulink创建PID控制器模型232

创建子系统236

封装子系统237

创建S函数模块245

创建传递函数和脉冲传递函数250

创建连续系统的状态方程模型251

创建连续系统的零极点增益模型252

将连续系统转换为离散系统254

检测离散系统模型的参数255

化简系统的模型结构框图258

根据结构框图计算模型的总传递函数259

将系统的Simulink模型转化为传递函数261

使用拉普拉斯变换和逆变换计算系统输出响应262

绘制阶跃响应和脉冲响应263

绘制斜坡响应和加速度响应264

使用lsim函数绘制正弦响应264

使用initial函数绘制零输入响应265

绘制系统的零极点图266

获得阻尼系数和固有频率266

计算二阶系统的时域性能指标268

计算幅频特性和相频特性曲线269

绘制三个系统的nyquist曲线269

绘制系统的bode图、等M线等α线和nichols图270

绘制系统频域性能指标271

计算系统闭环频率特性性能指标272

绘制不同系统的根轨迹273

计算系统特征根判断系统稳定性275

使用劳斯判据计算三阶系统稳定性时k的范围276

在bode图上判定系统的稳定性276

用nyquist曲线判定系统的稳定性277

用根轨迹分析系统的稳定性277

计算系统的误差系数278

使用LTI Viewer图形工具和SISO设计工具窗口分析系统280

使用超前校正环节来校正系统282

使用Simulink模型创建一个包含连续环节和离散环节的混合系统283