MATLAB高级编程与工程应用

MATLAB是基于矩阵的最通用的科学和工程计算语言，全球数以百万计的工程师和科学家在使用MATLAB进行系统和产品的分析与设计。Simulink是基于MATLAB的可视化框图设计环境，可实现动态系统建模、仿真和分析。本书是一本MATLAB/Simulink编程与仿真的高级教程，重点介绍MATLAB/Simulink在电子信息领域的工程应用。本书介绍了MATLAB编程基础，高级软件开发技巧，应用程序设计，Simulink仿真基础，MATLAB/Simulink在信号处理、通信、控制等领域的工程应用，仿真实例丰富。全书共分为8章，包括MATLAB编程基础、MATLAB高级软件开发、MATLAB应用程序设计、Simulink仿真初步、信号处理系统仿真、通信系统仿真、控制系统仿真和Simulink设计与优化。本书适合高等院校电子信息类专业本科生作为MATLAB/Simulink仿真实验教程或指导书，也可供信号与信息处理、通信与信息系统、控制科学与工程、物联网工程等专业的研究生、教师和科技工作者参考。

第1章 MATLAB编程基础 1
1.1 特殊数据类型 1
1.1.1 结构体 1
1.1.2 元胞数组 4
1.1.3 表与时间表 5
1.1.4 类别数组 8
1.1.5 函数句柄 9
1.1.6 Map容器 10
1.1.7 时间序列 11
1.2 特殊矩阵与稀疏矩阵 12
1.3 随机数的产生 13
1.4 数据导入与分析 14
1.4.1 数据导入与导出 14
1.4.2 大文件与大数据 15
1.4.3 数据预处理 16
1.4.4 统计描述 16
1.4.5 可视化探索 17
1.5 脚本文件与函数文件编写 23
1.5.1 控制流语句 23
1.5.2 脚本文件 23
1.5.3 实时脚本文件 24
1.5.4 函数文件 26
1.5.5 程序调试 27
第2章 MATLAB高级软件开发 28
2.1 面向对象编程 28
2.1.1 类定义关键字和函数 28
2.1.2 创建简单的类 28
2.2 调用外部函数 34
2.2.1 调用MEX文件函数 34
2.2.2 调用C共享库函数 35
2.2.3 调用Java库 38
2.2.4 调用.NET库 40
2.2.5 调用COM对象 41
2.2.6 调用Python库 43
2.3 调用Web服务 45
2.4 功能与性能测试 49
2.4.1 单元测试 50
2.4.2 性能测试 51
2.5 性能与内存 53
2.5.1 代码测试分析 54
2.5.2 性能提升方法 55
第3章 MATLAB应用程序设计 57
3.1 App设计工具 57
3.2 交互式开发环境GUIDE 62
3.2.1 组件创建和布局 63
3.2.2 对话框函数 64
3.2.3 代码编写 65
3.3 编程工作流 67
第4章 Simulink仿真初步 69
4.1 Simulink基本操作 69
4.1.1 启动Simulink 69
4.1.2 一个简单的Simulink模型 70
4.2 Simulink模块库 76
4.2.1 Simulink通用模块库 76
4.2.2 数字信号处理系统工具箱 81
4.2.3 通信系统工具箱 86
4.2.4 控制系统工具箱 99
4.3 Simulink模型创建 100
4.3.1 Simulink模型编辑环境 100
4.3.2 模型创建与编辑 100
4.4 子系统创建 104
4.5 用MATLAB创建Simulink模型 106
第5章 信号处理系统仿真 108
5.1 信号产生、处理和分析 108
5.1.1 信号运算 108
5.1.2 信号产生 112
5.1.3 信号输入与输出 116
5.1.4 信号显示与保存 119
5.2 滤波器设计、分析和实现 125
5.2.1 滤波器设计 125
5.2.2 滤波器分析 134
5.3 信号变换与频谱分析 139
5.3.1 DCT、FFT、HDL FFT及其逆变换 139
5.3.2 频谱分析 142
5.4 信号处理系统仿真实例 149
第6章 通信系统仿真 161
6.1 通信工具箱初步 161
6.1.1 简单的通信系统仿真 161
6.1.2 可视化与测量 164
6.2 端到端的仿真 169
6.2.1 信源与信宿 169
6.2.2 信源编码 170
6.2.3 误码检测与纠错 172
6.2.4 信号序列运算 175
6.2.5 块交织与卷积交织 175
6.2.6 数字基带调制 178
6.2.7 模拟基带与通带调制 181
6.2.8 信道均衡 182
6.3 信道建模和射频损耗 185
6.3.1 白噪声信道 187
6.3.2 衰落信道 187
6.3.3 MIMO信道 188
6.4 测量、可视化与分析 188
6.4.1 误码率 189
6.4.2 相邻信道功率比 189
6.4.3 调制误码率 190
6.4.4 误差向量幅度 190
6.5 MIMO信道仿真 192
6.5.1 MIMO多径衰落信道 192
6.5.2 空间多路复用 202
6.5.3 正交空时块编码器 207
第7章 控制系统仿真 211
7.1 线性时不变系统模型 211
7.1.1 基本模型 212
7.1.2 连续时间模型 212
7.1.3 离散时间模型 217
7.1.4 MIMO模型 218
7.2 可调LTI模型 219
7.3 具有时延的线性模型 221
7.4 LTI控制系统分析 222
7.5 控制系统设计和调整 226
7.5.1 PID控制器调整 226
7.5.2 经典控制设计 227
7.5.3 状态-空间控制设计与估计 228
7.6 模型验证 230
7.7 控制系统仿真实例 232
第8章 Simulink设计与优化 243
8.1 Simulink S-Function建模 243
8.1.1 S-Function基础 243
8.1.2 C/C++ S-Function 246
8.1.3 MATLAB S-Function 248
8.1.4 S-Function模块 250
8.1.5 S-Function实现 259
8.2 基于组件的建模 271
8.2.1 创建子系统 271
8.2.2 自定义模型 272
8.2.3 需求追溯 273
8.2.4 项目管理 274
8.3 模型优化 274
8.3.1 性能自动优化 274
8.3.2 仿真加速 275
8.3.3 性能手动优化 275
8.4 建模指南 276
8.4.1 MAAB控制算法建模 276
8.4.2 高完整性系统建模 277
8.4.3 代码生成 277
8.4.4 大型建模 277
8.4.5 信号处理建模 277
8.4.6 模型升级 278
8.5 新模块创建 278
8.5.1 模块封装 278
8.5.2 自定义MATLAB算法 282
主要参考文献 283
彩图