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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