MATLAB/SIMULINK权威指南 开发环境.程序设计.系统仿真与案例实战

 

本书全面、系统地介绍MATLAB/Simulink的基础知识，以及MATLAB/Simulink在图像处理、信息处理、优化与控制系统、通信系统和电力电子系统中的应用。全书以当今流行的MATLAB R2016a和Simulink 8.7为平台，也适用于其他更不错版本（MATLAB R2017和MATLAB R2018等），结合高等学校不同专业教师的丰富教学经验和科学研究，详细介绍了MATLAB/Simulink的开发环境、程序设计、系统仿真和案例实战。本书的特色是注重MATLAB/Simulink的基础以及MATLAB/Simulink与电子、通信、自动化、电气、计算机等相关学科领域应用相结合，强调基础，兼顾应用； 内容编排合理科学，先基础，后应用，由浅入深，循序渐进； 内容翔实，例题新颖，应用实例丰富，便于读者学习和掌握MATLAB/Simulink。
全书内容包含六部分，即MATLAB基础篇、MATLAB不错篇、MATLAB信号处理篇、MATLAB通信系统篇、MATLAB优化与控制篇和MATLAB电力电子篇，共17章，内容包括MATLAB语言概述、矩阵及其运算、程序结构和M文件、数值计算、符号运算、数据可视化、Simulink仿真基础、MATLAB图形用户界面、MATLAB在数字图像处理中的应用、MATLAB在信号与系统中的应用、MATLAB在数字信号处理中的应用、MATLAB在语音信号处理中的应用、MATLAB在通信系统中的应用、MATLAB在优化中的应用、MATLAB在控制系统中的应用、MATLAB在电子电路中的应用和Simulink在电力系统中的应用。内容涉及MATLAB/Simulink在电子、电气、自动化、通信、计算机等信息类相关学科领域的应用，能满足一般用户使用的各种功能需求。
本书既可作为初学者的入门用书，也可作为高等院校理工科专业尤其是电子信息工程、电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化、通信工程和计算机科学与技术等专业的本科生教学用书，还可作为研究生、科研与工程技术人员的参考用书。

徐国保， 博士，毕业于北京科技大学，获得博士学位，现就职于广东海洋大学。曾在University of Western Ontario (Canada)做公派访问学者一年。主持和参与了国家自然基金、广东省自然基金和广东省科技计划等13项科研项目；在《Sensors》 等靠前外学术期刊上发表论文20余篇，其中被SCI 收录3 篇，EI 收录9篇；编著《MATLAB_Simulink实用教程：编程、仿真及电子信息学科应用》（任主编）教材，参与编著《电路分析》（任副主编）。曾获得学校教师讲课比赛一等奖，教学成果奖二等奖，教学质量奖和师德优选个人等16项校级奖励。长期从事“MATLAB语言及应用”课程的教学和研究。

部分MATLAB基础篇
章MATLAB语言概述
1.1MATLAB语言的发展
1.2MATLAB语言的特点
1.3MATLAB语言的环境
1.3.1MATLAB语言的安装
1.3.2MATLAB语言的界面简介
1.4MATLAB帮助系统
1.4.1help查询帮助函数
1.4.2lookfor查询帮助函数
1.4.3联机帮助系统
1.5MATLAB数据类型
1.5.1常量和变量
1.5.2整数和浮点数
1.5.3复数
1.6MATLAB运算符
1.6.1算术运算符
1.6.2关系运算符
1.6.3逻辑运算符
1.6.4优先级
1.7应用实例
1.8综合实例
1.9本章小结
第2章MATLAB矩阵及其运算
2.1矩阵的创建
2.1.1直接输入矩阵
2.1.2冒号生成矩阵
2.1.3利用函数生成矩阵
2.1.4利用文本文件生成矩阵
2.1.5利用M文件生成矩阵
2.1.6特殊矩阵的生成
2.2矩阵的修改
2.2.1矩阵部分替换
2.2.2矩阵部分删除
2.2.3矩阵部分扩展
2.2.4矩阵结构变换
2.3矩阵的基本运算
2.3.1矩阵的加减运算
2.3.2矩阵的乘法运算
2.3.3矩阵的除法运算
2.3.4矩阵的乘方运算
2.3.5矩阵的点运算
2.4矩阵分析
2.4.1方阵的行列式
2.4.2矩阵的秩和迹
2.4.3矩阵逆和伪逆
2.4.4矩阵的征值和特征向量
2.4.5矩阵的分
2.4.6矩阵的信息获取函数
2.5字符串
2.5.1字符串的创建
2.5.2字符串的操作
2.5.3字符串转换
2.6多维数组
2.6.1多维数组的创建
2.6.2多维数组的操作
2.7结构数组和元胞数组
2.7.1结构数组
2.7.2元胞数组
2.8矩阵及其运算应用实例
2.9矩阵及其运算综合实例
2.9.1矩阵在图像处理中的应用
2.9.2线性方程组的求解
2.9.3多维数组在彩色图像中的应用
2.10本章小结
第3章MATLAB程序结构和M文件
3.1程序结构
3.1.1顺序结构
3.1.2选择结构
3.1.3循环结构
3.1.4程序控制命令
3.2M文件
3.2.1M文件的分类和特点
3.2.2M文件的创建和打开
3.3M函数文件
3.3.1M函数文件的格式
3.3.2M函数文件的调用
3.3.3主函数和子函数
3.3.4函数的参数
3.3.5函数的变量
3.4程序调试
3.4.1命令窗口调试
3.4.2MATLAB菜单调试
3.4.3MATLAB调试函数
3.5程序结构和M文件应用实例
3.6程序结构和M文件综合实例
3.7本章小结
第4章MATLAB数值计算
4.1多项式
4.1.1多项式的创建
4.1.2多项式的值和根
4.1.3多项式的四则运算
4.1.4多项式的微积分运算
4.1.5多项式的部分分式展开
4.2数据插值
4.2.1一维插值
4.2.2二维插值
4.2.3多维插值
4.3数据拟合
4.4数据统计
4.4.1矩阵元素的优选值和最小值
4.4.2矩阵元素的平均值和中值
4.4.3矩阵元素的排序
4.4.4矩阵元素求和与求积
4.4.5矩阵元素的累加和与累乘积
4.4.6标准方差和相关系数
4.5数值计算
4.5.1函数极值
4.5.2函数零点
4.5.3数值差分
4.5.4数值积分
4.5.5常微分方程求解
4.6数值计算应用实例
4.7数值计算综合实例
4.8本章小结
第5章MATLAB符号运算
5.1MATLAB符号运算的特点
5.2MATLAB符号对象的创建和使用
5.3符号多项式函数运算
5.3.1多项式函数的符号表达形式及相互转换
5.3.2符号多项式的向量表示形式及其计算
5.3.3反函数和复合函数求解
5.4符号微积分运算
5.4.1函数的极限和级数运算
5.4.2符号微分运算
5.4.3符号积分运算
5.5符号方程求解
5.5.1符号代数方程求解
5.5.2符号常微分方程求解
5.5.3一维偏微分方程求解
5.6符号运算应用实例
5.7符号运算综合实例
5.7.1符号函数可视化应用
5.7.2符号积分应用
5.7.3符号卷积应用
5.7.4符号积分变换应用
5.8本章小结
第二部分MATLAB不错篇
第6章MATLAB数据可视化
6.1概述
6.2二维曲线的绘制
6.2.1绘图基本函数
6.2.2线性图格式设置
6.2.3图形修饰
6.2.4图形保持
6.2.5多个图形绘制
6.3二维特殊图形的绘制
6.3.1柱状图
6.3.2饼形图
6.3.3直方图
6.3.4离散数据图
6.3.5向量图
6.3.6极坐标图
6.3.7对数坐标图
6.3.8双纵坐标绘图
6.3.9函数绘图
6.4三维曲线和曲面的绘制
6.4.1绘制三维曲线图
6.4.2绘制三维曲面图
6.4.3特殊的三维图形
6.4.4绘制动画图形
6.5MATLAB图形窗口
6.6数据可视化应用实例
6.7数据可视化综合实例
6.8本章小结
第7章Simulink仿真基础
7.1Simulink概述
7.1.1Simulink的基本概念
7.1.2Simulink模块的组成
7.1.3Simulink中的数据类型
7.2Simulink的使用
7.2.1Simulink的启动和退出
7.2.2在Simulink的窗口创建一个新模型
7.2.3Simulink模块的操作
7.2.4Simulink的建模和仿真
7.3Simulink的模块库及模块
7.3.1CommonlyUsedBlocks子模块库
7.3.2Continuous子模块库
7.3.3Dashboard子模块库
7.3.4Discontinuous子模块库
7.3.5Discrete子模块库
7.3.6LogicandBitOperations子模块库
7.3.7LookupTables子模块库
7.3.8MathOperations子模块库
7.3.9ModelVerification子模块库
7.3.10ModelWideUtilities子模块库
7.3.11Ports&Subsystems子模块库
7.3.12SignalsAttributes子模块库
7.3.13SignalsRouting子模块库
7.3.14Sinks子模块库
7.3.15Sources子模块库
7.3.16UserdefinedFunctions子模块库
7.4Simulink模块操作及建模
7.4.1Simulink模型
7.4.2Simulink模块的基本操作
7.4.3系统模型注释与信号标签设置
7.4.4Simulink建模
7.5Simulink模块及仿真参数设置
7.5.1模块参数设置
7.5.2Simulink仿真参数设置
7.6过零检测和代数环
7.6.1过零检测
7.6.2代数环7.7Simulink仿真基础应用实例
7.8Simulink仿真基础综合实例
7.9本章小结
第8章MATLAB图形用户界面
8.1图形用户界面简介
8.1.1GUI的设计原则及步骤
8.1.2GUI设计窗口的打开、关闭和保存
8.1.3GUI的模板
8.2控制框常用对象及功能
8.2.1GUI按钮
8.2.2GUI滑块
8.2.3GUI单选按钮
8.2.4GUI复选框
8.2.5GUI可编辑文本和静态文本
8.2.6GUI弹出式菜单
8.2.7GUI列表框
8.2.8GUI切换按钮
8.2.9GUI轴
8.3GUI菜单的设计
8.3.1使用菜单编辑器创建菜单
8.3.2使用句柄对象创建菜单
8.4GUI设计实例
8.4.1曲线修饰演示系统
8.4.2图像预处理演示系统
8.5本章小结
第三部分MATLAB信号处理篇
第9章MATLAB在数字图像处理中的应用
9.1数字图像的读取、显示和存储
9.1.1图像的读取
9.1.2图像的显示
9.1.3图像文件的存储
9.2数字图像的类型及转换
9.2.1图像类型
9.2.2图像转换
9.3图像的基本运算
9.3.1图像的代数运算
9.3.2图像的几何运算
9.4图像增强
9.4.1图像的直方图
9.4.2图像的灰度调整增强
9.4.3图像的直方图均衡增强
9.5图像滤波
9.5.1基于卷积的图像滤波函数filter2以及imfilter
9.5.2中值滤波
9.5.3二维统计顺序滤波
9.5.4自适应滤波
9.6图像边缘检测
9.7图像压缩
9.8本章小结
0章MATLAB在信号与系统中的应用
10.1信号及表示
10.1.1连续信号的表示
10.1.2几种连续信号产生函数
10.1.3离散信号的表示
10.1.4几种离散信号产生函数
10.2信号的基本运算
10.2.1信号的相加和相乘
10.2.2序列延时与周期拓展
10.2.3序列反转与累加
10.2.4两序列卷积运算
10.3信号的能量和功率
10.4线性时不变系统的创建
10.4.1常系数线性微分/差分方程
10.4.2系统函数的标准模型
10.4.3系统函数的零极点增益模型
10.4.4系统函数的二次分式模型
10.4.5系统函数的部分分式模型
10.4.6线性时不变系统的创建函数和系统函数模型转换函数
10.5线性时不变系统的时域分析
10.5.1LTI系统零输入响应的数值求解
10.5.2LTI系统零状态响应的数值求解
10.5.3LTI系统响应的符号求解
10.5.4LTI系统的单位冲激响应和单位阶跃响应
10.6线性时不变系统的频域分析
10.6.1连续时间LTI系统的频域分析
10.6.2离散时间LTI系统的频域分析
10.7本章小结
1章MATLAB在数字信号处理中的应用
11.1傅里叶变换
11.1.1时间连续频率连续的傅里叶变换
11.1.2时间连续频率离散的傅里叶级数
11.1.3时间离散频率连续的序列傅里叶变换
11.1.4时间离散频率离散的离散傅里叶变换(DFT)
11.1.5计算离散傅里叶变换的常用函数
11.2IIR数字滤波器的设计
11.2.1脉冲响应不变法
11.2.2双线性变换法
11.3FIR数字滤波器的设计
11.3.1窗函数法
11.3.2频率抽样法
11.4本章小结
2章MATLAB在语音信号处理中的应用
12.1语音产生过程
12.2语音信号的特点及数字化
12.2.1语音信号的特点
12.2.2语音信号的数字化
12.3语音信号产生的数字模型
12.3.1激励模型
12.3.2声道模型
12.3.3辐射模型
12.3.4描述语音信号的完整数字模型
12.3.5语音信号的预处理
12.4MATLAB在语音信号分析和处理中的应用
12.4.1语音信号的采集
12.4.2语音信号的读取与打开
12.4.3语音信号的分析
12.4.4含噪语音信号的合成
12.4.5语音信号处理中滤波器的设计
12.5MATLAB在语音信号处理中的应用实例
12.6本章小结
第四部分MATLAB通信系统篇
3章MATLAB在通信系统中的应用
13.1MATLAB通信工具箱的组成
13.2信息量度与信源编码
13.2.1信息的量度计算
13.2.2模拟信号量化和数字化
13.2.3信源编码
13.3差错控制和信道编码
13.3.1线性分组码编解码
13.3.2交织编码
13.3.3扰码与解扰
13.4模拟调制与解调
13.4.1幅度调制与解调
13.4.2角度调制与解调
13.5数字调制与解调
13.5.1数字调制
13.5.2数字解调
13.6数字通信系统性能仿真
13.6.1数字信号的比特能量与AWGN信道
13.6.2数字通信系统的误码率仿真
13.7本章小结
第五部分MATLAB优化与控制篇
4章MATLAB在优化中的应用
14.1很优化问题简介
14.2MATLAB优化工具箱
14.2.1优化工具箱中的优化函数
14.2.2优化参数的创建和编辑
14.2.3优化函数的演示GUI
14.3线性规划
14.3.1线性规划的数学模型
14.3.2MATLAB线性规划函数
14.3.3线性规划的应用
14.4非线性规划
14.4.1单变量非线性优化
14.4.2无约束非线性规划
14.4.3约束非线性规划
14.4.4二次规划
14.5目标规划
14.5.1多目标优化
14.5.2优选最小化优化
14.6优化工具箱图形界面应用
14.6.1优化工具箱图形界面
14.6.2图形界面应用
14.7本章小结
5章MATLAB在控制系统中的应用
15.1控制系统的模型描述
15.1.1控制系统的模型与表达式
15.1.2控制系统模型间的关系
15.2控制系统的时域分析与MATLAB实现
15.2.1线性系统的稳定性分析
15.2.2控制系统的动态响应
15.2.3控制系统的时域响应指标
15.3控制系统的频域分析与MATLAB实现
15.3.1控制系统的频域分析
15.3.2控制系统的频域分析性能指标
15.4控制系统的根轨迹分析
15.4.1控制系统的根轨迹分析
15.4.2根轨迹设计工具
15.5控制系统的状态空间分析
15.5.1状态空间的线性变换
15.5.2状态空间的能控性和能观性
15.5.3状态空间的状态反馈与极点配置
15.6控制系统综合实例与应用设计
15.6.1控制系统综合实例
15.6.2简单运动系统的建模及仿真
15.6.3“弹簧质量阻尼”系统的建模及仿真
15.6.4单容过程系统的建模及仿真
15.7本章小结
第六部分MATLAB电力电子篇
6章MATLAB在电子电路中的应用
16.1MATLAB在电路分析中的应用
16.1.1二阶电路原型
16.1.2二阶电路数学模型
16.1.3二阶电路的建模及仿真
16.2Simulink在模拟电路中的应用
16.2.1模拟电路的建模
16.2.2模拟电路的仿真参数设定与运行
16.2.3模拟电路的稳态分析
16.2.4模拟电路的暂态分析
16.2.5模拟电路的频域分析
16.3Simulink在数字电路中的应用
16.3.1二进制加法器
16.3.28421编码器16.4本章小结
7章Simulink在电力系统中的应用
17.1Powergui模块
17.1.1SimulationType(仿真类型)
17.1.2AnalysisTools(分析工具)
17.2二极管模块
17.2.1图标与接口
17.2.2参数设置
17.3晶闸管模块
17.3.1图标与接口
17.3.2参数设置
17.4直流电机模块
17.4.1直流电机仿真模型
17.4.2直流电机仿真
17.5异步电机模块
17.6同步电机模块
17.6.1简化的同步电机模块
17.6.2同步电机模块的使用
17.7负荷模块
17.7.1静态负荷模块
17.7.2三相动态负荷模块
17.8电力系统稳态仿真
17.8.1连续系统仿真
17.8.2离散系统仿真
17.9电力系统电磁暂态仿真
17.9.1断路器模块
17.9.2三相故障模块
17.9.3电力系统电磁暂态分析
17.10本章小结
参考文献