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第1章 MATLAB基础知识1

1.1 MATLAB相关简介1

1.1.1 MATLAB发展历程和影响1

1.1.2 MATLAB语言特点2

1.1.3 MATLAB典型应用及组成部分2

1.1.4 MATLAB R2008a新特点3

1.1.5 MATLAB R2008a涵盖4

1.2 MATLAB R2008a运行环境5

1.2.1 启动MATLAB R2008a5

1.2.2 设置MATLAB R2008a5

1.2.3 MATLAB R2008a桌面6

1.2.4 MATLAB R2008a桌面工具6

1.2.5 MATLAB R2008a工具栏10

第2章 MATLAB常用语法11

2.1 MATLAB的数值计算功能11

2.1.1 MATLAB的数据类型11

2.1.2 矩阵基础12

2.1.3 矩阵运算22

2.1.4 数组运算29

2.1.5 向量和下标34

2.1.6 其他基本函数38

2.1.7 数据分析43

2.1.8 数值分析47

2.1.9 矩阵分解49

2.1.10 矩阵的其他相关操作53

2.2 控制流55

2.2.1 if语句55

2.2.2 while语句57

2.2.3 switch语句58

2.2.4 for语句58

2.3 M文件及程序调试60

2.3.1 M文件的结构61

2.3.2 局部变量和全局变量65

2.3.3 程序的调试67

2.4 绘制功能68

2.4.1 二维绘图68

2.4.2 图形注释72

2.4.3 特殊坐标绘图74

2.4.4 三维绘图76

第3章 Simulink应用79

3.1 一个使用Simulink的示例79

3.2 Simulink模块库85

3.2.1 Simulink模块库简介85

3.2.2 Simulink功能模块的处理92

3.3 子系统创建及封装技术94

3.3.1 Simulink子系统及创建94

3.3.2 封装子系统96

3.3.3 创建模块库100

3.4 Simulink的工作原理——S函数101

3.4.1 S函数的工作原理101

3.4.2 用MATLAB语言编写S函数102

3.5 用S函数编写Simulink基本模块112

3.5.1 信源模块112

3.5.2 信宿模块和信号显示模块114

3.5.3 信号传输模块117

3.6 Stateflow原理与应用122

3.6.1 Stateflow原理122

3.6.2 Stateflow常用命令123

3.6.3 Stateflow应用123

第4章 控制系统数学模型的MATLAB描述及建模129

4.1 动态微分方程的描述129

4.1.1 微分方程的解129

4.1.2 微分方程的非线性系统132

4.1.3 微分方程的线性化134

4.2 拉氏变换134

4.3 动态过程的传递函数描述136

4.3.1 传递函数定义与性质136

4.3.2 传递函数零极点描述137

4.3.3 传递函数的部分分式表示139

4.4 动态过程状态空间描述139

4.5 模型的转换141

4.5.1 连续时间模型与离散时间模型互转换142

4.5.2 传递函数模型与状态空间模型互转换144

4.5.3 离散时间系统重新采样146

4.5.4 传递函数模型与零极点增益模型互转换147

4.5.5 状态空间模型与零极点增益模型互转换148

4.6 模型的连接150

4.6.1 优先原则150

4.6.2 串／并联连接150

4.6.3 反馈连接154

4.6.4 添加连接156

4.7 模型的降阶与实现158

4.7.1 模型降阶158

4.7.2 模型实现164

4.8 控制系统常用数学求解方程166

第5章 MATLAB在控制系统中的应用169

5.1 线性系统的时域分析169

5.1.1 阶跃响应分析169

5.1.2 冲激响应分析173

5.1.3 任意输入的时域响应分析178

5.2 系统的根轨迹分析181

5.2.1 根轨迹函数181

5.2.2 根轨迹分析MATLAB实现182

5.3 线性系统的频域分析187

5.3.1 频域分析函数187

5.3.2 频域分析MATLAB实现188

5.4 线性系统的稳定性分析192

5.4.1 线性系统稳定性的概念192

5.4.2 稳定性判定方法193

5.5 线性系统的能控性和能观性分析196

5.5.1 能控性196

5.5.2 能观性197

5.5.3 能控性和能观性实现197

5.6 极点配置和观测器设置204

5.7 最优控制系统设计207

第6章 数字信号处理在MATLAB中的实现213

6.1 时间信号及系统213

6.1.1 连续时间信号的表示213

6.1.2 工具箱提供的信号函数214

6.1.3 离散时间信号219

6.1.4 离散系统的卷积和相关222

6.1.5 离散系统的差分方程226

6.2 信号参数的测量和分析227

6.2.1 信号的能量和功率227

6.2.2 信号直流分量和交流分量228

6.2.3 离散时间信号的统计参数229

6.2.4 信号的频域参数231

6.3 线性时不变系统的时域响应245

6.4 线性时不变系统的频率响应249

6.5 数字信号处理信号分析示例251

6.5.1 基本知识251

6.5.2 wav文件的一次性傅里叶变换251

6.5.3 wav文件的分段傅里叶变换254

第7章 滤波器模型259

7.1 滤波器的类型和参数指标259

7.2 IIR滤波器设计260

7.2.1 IIR滤波器的结构260

7.2.2 IIR滤波器原型268

7.2.3 IIR滤波器设计示例271

7.3 IIR滤波器变换275

7.3.1 滤波器变换方法275

7.3.2 滤波器变换示例275

7.4 FIR滤波器的结构281

7.5 线性相位FIR滤波器的性质283

7.5.1 冲激响应283

7.5.2 频率响应284

7.5.3 零点设计286

7.6 FIR滤波器窗函数设计289

7.6.1 常用窗函数289

7.6.2 FIR滤波器设计示例289

第8章 MATLAB在通信系统中的应用及示例295

8.1 通信工具箱函数295

8.2 信息度量与编码297

8.2.1 编码297

8.2.2 信源编译码方法300

8.3 信道模型303

8.3.1 加性高斯白噪声信道303

8.3.2 带限加性噪声信道304

8.3.3 离散时间信道指标的定量计算304

8.4 调制与解调308

8.4.1 带通模拟调制／解调308

8.4.2 基带模拟调制／解调321

8.4.3 数字解调简介323

8.4.4 带通数字调制／解调325

8.4.5 基带数字调制／解调326

8.5 脉冲编码调制327

8.5.1 模拟信号的抽样327

8.5.2 最佳量化及量化误差332

8.5.3 均匀量化333

8.5.4 对数量化器及A律脉冲编码调制336

8.6 通信系统的性能仿真341

8.6.1 通信系统的误码率仿真341

8.6.2 误码率仿真界面344

8.6.3 眼图／散射图345

第9章 通信系统的评估及MATLAB示例349

9.1 概述349

9.2 随机分布的辨识和参数估计350

9.2.1 概率密度函数对比350

9.2.2 概率分布的假设检验和参数估计352

9.3 蒙特卡罗仿真的精度分析364

9.3.1 蒙特卡罗仿真次数和精度的关系364

9.3.2 蒙特卡罗仿真次数的序贯算法368

参考文献371